棉花GhBI-1基因全长cDNA的克隆与表达分析

BI-1（Bax inhibitor-1）是广泛存在于生物体中控制细胞凋亡的抑制因子。过表达BI-1基因能够提高植物抵御病原体侵害和抗逆境的能力。本研究利用已知的部分BI基因序列,通过RACE获得2个全长cDNA序列,分别命名为GhBI-1a与GhBI-1b。序列分析表明,2个基因的核酸序列同源性达到86%,氨基酸序列同源性达到87%,GhBI-1a蛋白有6个跨膜区域,GhBI-1b有7个跨膜区域;2个GhBI-1基因在不同组织中均表达,GhBI-1a在接菌诱导后表达量没有变化,而GhBI-1b接菌后表达量上调;通过与棉属其他物种的核酸序列进行比对,推测GhBI-1a基因位于异源四倍体棉的D染色体亚组,而GhBI-1b位于A染色体亚组。     

菜粉蝶提取物诱导黄瓜抗炭疽病相关基因cDNA片段的分离与分析

摘要：采用mRNA差异显示技术，以菜粉蝶提取物作为诱导剂，研究黄瓜幼苗抗炭疽病相关基因的差异表达，共得到67条差异表达基因片段。选其中5条被诱导表达的差异片段(D1、D2、D3、D4、D5)进行克隆、测序。生物信息学分析表明：D1片段序列(344bp)与来自叶绿体psbB基因编码的47kD蛋白结合叶绿素a构成的蛋白复合物photosystemIICP47同源性高达95.0%，其可能具有类似CP47的反复折叠的跨膜蛋白，在系统获得抗性信号途径中介导细胞壁和细胞质之间的信号传导；其余片段与已登记的基因同源性较低。     

猪5-HT4b受体基因cDNA克隆和序列分析

利用RT—PCR技术克隆了猪5-HT4bR基因的核苷酸序列，并利用生物信息学手段进行了验证。核苷酸序列测定与分析表明，该基因片段全长1209bp且包含一个完整的开放阅读框，编码402个氨基酸。该序列已在GenBank登录（Accession No．AY566638）。序列分析结果表明，该基因与已报道的人、鼠等5种动物5-HT4bR基因具有较高的核酸序列和氨基酸序列同源性，分别为92．56％和93．63％。该基因编码的蛋白具有7次跨膜结构，属于G蛋白偶联受体超家族。     

葡萄风信子二氢黄酮醇4-还原酶基因(DFR)的克隆与表达分析

葡萄风信子(Muscari armeniacum)是一类重要的球根花卉,其花色呈现特殊的蓝色。花青素是影响葡萄风信子蓝色形成的重要物质,与植物生长过程及人类/动物饮食密切相关。有关花青素生物合成途径的研究已较为成熟,但由于葡萄风信子基因资源缺乏,其花色形成的机理目前尚不清楚。二氢黄酮醇4-还原酶(dihydroflavonol 4-reductase,DFR)是植物花青素合成中的重要酶。本研究采用RACE技术从葡萄风信子花瓣中克隆到两条DFR基因(MaDFR2a和MaDFR2b),GenBank登录号分别为KJ619963和KJ619964。序列分析表明,MaDFR2a和MaDFR2b全长1 392 bp,包含一个长度为76 bp的5'非翻译区和215 bp的3'非翻译区,均包括一个1 101 bp的完整开放阅读框(open reading frame,ORF),编码366个氨基酸,氨基酸相似性为98%,与其他植物的DFR蛋白同源性较高。聚类分析表明,葡萄风信子DFR最先与单子叶植物聚为一类。生物信息学分析表明,两个DFR蛋白可能为亲水性蛋白,均具有两个跨膜区,无信号肽。亚细胞定位分析显示,两个DFR基因均定位于整个细胞中。α-螺旋和无规则卷曲是两个DFR蛋白的主要二级结构元件。MaDFR2a和MaDFR2b编码的蛋白三级结构非常相似,中间形成一个裂沟,可以进行催化反应。花青素含量测定显示,着色的花器官中花青素含量较高,根、茎、叶以及未着色的花蕾中几乎检测不到花青素。荧光定量PCR分析发现,MaDFR2a和MaDFR2b在葡萄风信子花组织中表达较高,根、茎和叶中微量表达;MaDFR2a和MaDFR2b均在未着色的花蕾时期开始表达,随着花色加深,在完全着色的花中表达最高,此后逐渐降低,但MaDFR2b在未着色的花蕾期和完全着色的花中表达相对较高。研究结果表明,DFR可能是影响蓝色葡萄风信子形成的重要基因。     

苹果丙二烯氧化物合酶MdAOS的克隆和表达分析

丙二烯氧化物合酶（allene oxide synthase,AOS）是茉莉酸合成途径中第一个特异性的酶。本研究从＂嘎啦＂苹果中克隆了一个AOS的基因序列,将其命名为MdAOS,并对其进行了结构和表达分析。MdAOS基因编码区共有1 605 bp碱基,编码531个氨基酸,等电点为4.92,分子量为134.9 kD。MdAOS属于细胞色素P450基因家族的CYP74A亚类,并具有典型的P450成员特征,其编码的蛋白包含4个保守区域,分别为：Heme-Binding结构域、Ⅰ-Helix区、ETLR基序和PEEF基序。MdAOS蛋白的N末端有典型叶绿体信号肽。同源性分析表明MdAOS与碧桃（Amygdalus persica var.persica f.duplex.）AOS基因的同源性很高,且聚类结果也与双子叶植物聚为一类。实时荧光定量PCR分析结果显示,MdAOS在苹果各组织中均有表达且在茎中表达量最高。MdAOS能响应茉莉酸、水杨酸、脱落酸和乙烯的诱导,并在机械伤处理时表达上调。     

棉花早期光诱导蛋白基因GhELIP1序列及表达分析

植物早期光诱导蛋白(ELIP)参与到植物逆境胁迫响应和果实成熟过程中。对棉花Gh ELIP1基因进行了研究分析,发现该基因全长582 bp,编码193个氨基酸,属于叶绿素a/b结合蛋白超家族。系统发育关系分析表明,Gh ELIP1蛋白与棉花中的其他4个ELIP蛋白亲缘关系最近,其次是可可。表达分析表明,Gh ELIP1基因在衰老叶片中的表达量最高,表明Gh ELIP1基因参与棉花叶片的衰老调控。该研究结果可为在棉花中进一步阐明Gh ELIP1基因的功能奠定基础,为棉花生物技术和分子育种提供优异的基因资源。     

巴西橡胶树磷脂酰肌醇转移蛋白cDNA的克隆及其序列分析

本文从巴西橡胶树（Hevea brasiliensis）差减cDNA文库中筛选到一个与磷脂酰肌醇转移蛋白（phos-phatidylinositol transfer protein）同源性较高的基因片段,并根据该基因片段序列信息,设计特异性引物,采用cDNA末端快速扩增技术RACE（rapid amplification of cDNA ends）进行差异片段的5＇和3＇端的扩增,并获得长度为1081bp的全长cDNA克隆R291（GenBank登陆号：AY589690）。序列分析表明,该基因包含702bp的开放阅读框,编码234个氨基酸,推测其蛋白质的分子量为26.8kD,等电点为6.51,有一个的跨膜螺旋区（氨基酸位点为83～103）。R291基因含有一个脂质结合保守区（Sec14p-like lipid-binding domain）,具有CRAL-TRIO脂质结合结构域,推测该基因是一个磷脂酰肌醇转移蛋白基因。该基因的克隆将为橡胶树磷脂酰肌醇代谢的研究奠定了基础,将有助于进一步了解磷脂酰肌醇代谢与胶乳再生之间的关系。     

一种新的精子膜蛋白sp18基因的克隆及其在E.coli 中的表达

摘要：利用sp18 mAb筛选小鼠睾丸λgt11-cDNA表达文库,命名为sp18（GenBank登录号：AF129872）的阳性克隆由 1 468 bp组成,开放阅读框（open reading frame, ORF）长约429 bp,编码142个氨基酸。起始密码ATG位于第694 bp,终止密码位于第1 122 bp,polyA位于1 245~1 250 bp。核苷酸同源性分析表明,sp18 cDNA的10~651 bp与人视神经Hr44的532~ 1 173 bp、sp18 cDNA的10~816 bp、864~1 444 bp与牛视神经Hr44的1 408~2 208 bp、2 250~2 309 bp的cDNA序列有很高的同源性, 高达98%。推测sp18基因可能是生殖系统存在的一种新基因。sp18编码蛋白的理论分子量约为15.7 kD,有8个N-糖基化位点和12个O-糖基化位点,亲水性分析表明sp18多肽是一种精子跨膜蛋白,跨膜区位于第17~33氨基酸处。将sp18 cDNA亚克隆到原核表达载体pET-30a(+),在E. coli BL21（DE3）中得到诱导表达,其表观分子量约为16.5 kD,表达量约占菌体总蛋白的32%。Western blot分析表明sp18 mAb能识别重组的sp18膜蛋白,表明重组蛋白具有免疫原性,为进一步研究sp18基因的功能打下了基础。     

水稻窄叶突变体zy103突变基因鉴定

为通过叶形相关基因定位与克隆解析水稻叶形变异的分子机制,本研究以籼稻品种9311与粳稻品种豫粳6号的杂交F₇株系中发现的窄叶突变体zy103为试验材料,应用(zy103/9311)F₂、F₃分离群体对窄叶基因进行精细定位及候选基因预测。表型分析表明,突变体zy103出现全生育期叶片变窄微卷、株高及结实率降低、成熟种子弯曲变形等变异表型。遗传分析和基因定位结果表明,突变体zy103受1对隐性核基因控制,该基因被定位于第12号染色体195.4 kb的区间内,此区间内共预测了28个编码基因。对区间内与水稻叶形态建成相关的OsCSLD4(LOC_Os12g36890.1)基因进行测序,结果表明,突变体中OsCSLD4基因的编码区第2外显子第3 472~第3 479处有8个核苷酸(TGTGCCAC)缺失,造成移码突变,导致原编码蛋白第Ⅶ和第Ⅷ跨膜区保守功能结构域丢失,推测OsCSLD4是引起突变体zy103窄叶突变的目的基因。本研究结果为解析水稻窄叶形成的分子机理和水稻理想株型育种奠定了一定的理论基础。     

烟夜蛾泛素延伸蛋白基因的克隆与表达

应用RT-PCR技术，从烟夜蛾(Helicoverpa assulta)幼虫脂肪体组织总RNA中反转录扩增泛素延伸蛋白基因的cDNA片段，扩增得到的片段全长390bp，编码一个长为129个氨基酸残基的蛋白质，预测分子量14.8kDa。同源性分析表明，此cDNA序列为ubiquitin-53aa extension protein(ubi-53，UBE)基因，在泛素蛋白后融合了一个核糖体L40蛋白(ribosomal L40 protein)。使用Clustal W软件，对cDNA编码的氨基酸序列进行了同源性分析，分析表明：烟夜蛾的泛素延伸蛋白氨基酸序列与其他真核生物泛素延伸蛋白氨基酸序列高度同源（90%－98%），与棉铃虫核多角体病毒(HaSNPV)泛素的同源性为69%。将烟夜蛾的UBE基因克隆到原核表达载体pGEX-4T-2上，转化大肠杆菌BL21(DE3)，经IPTG进行诱导表达，电泳检测到一条约40kDa大小的外源蛋白，用鼠抗GST抗体进行Western blot检测表明原核表达蛋白是目的蛋白。     

谷子脂转移蛋白cDNA的克隆及特性研究

摘要：首次报道了从谷子(Stetaria italica )未成熟种子cDNA文库中克隆到1个与其它物种脂转移蛋白（LTP）具有较高同源性的脂转移蛋白基因Siltp。将核苷酸序列和推断的氨基酸序列在GenBank中进行比较，发现Siltp与大麦脂转移蛋白LTP7a2b和LTPcw-19,玉米脂转移蛋白，欧洲油菜的脂转移蛋白基因的核苷酸序列的同源性分别为72%,70%,60%,54%；氨基酸序列的同源性分别为79%,73%，65%，57%。序列分析表明，编码区含363个碱基 ，编码121个氨基酸，其中包括26个氨基酸的信号肽序列，分子量为9.3 kD。基因组Southern杂交结果表明，Siltp在基因组中以单拷贝存在。Northern杂交研究Siltp的时空表达特异性，发现Siltp仅在茎、叶、穗中表达。利用软件PAUP对17种植物的LTP进行进化分析，从进化系统树可以看出LTP有4个分支，其中，小麦发生分化较早，其它几种单子叶植物如玉米、谷子、大麦和水稻分化较晚，说明发生了早期的基因复制事件。在整个系统图中，双子叶比较分散，说明LTP基因的进化是个复杂的过程；禾本科作物的脂转移蛋白基因是由一个原始基因分化而产生的不同分支，Siltp与大麦LTP亲缘关系最近。     

斜纹夜蛾核多角体病毒（SpltNPV）碱性核酸外切酶基因的序列分析

斜纹夜蛾核多角体病毒碱性核酸外切酶基因（alk-exo)定位于基因组的XbaI-I片段上，克隆并测序确定了alk-exo全序列：SpltNPV碱性核酸久切酶基因的完整的读码框为1227个核苷酸。编码一长为408个氨基酸的蛋白质。在距起始密码子ATG上游－37位、－80位各有一个启动子基序TATA框，在－28位有杆状病毒晚期基因的启动子基序TAAG，在ORF终止区有加尾信号poly(A)序列AATAAA。根据核苷酸序列推导的蛋白质的分子量为47kD，等电点为8．9，在296－312位氨基酸存在有一预期跨膜区，其中心位于304位的丙氨酸（GFYYSFGALVCVFCMK）。SpltNPV的alk-exo氨基酸序列与其它8种杆状病毒的alk-exo同源性在37％－43％之间，且与疱疹病毒的alk-exo基因有一定的同源性，通过对8种杆状病毒和疱疹病毒的alk-exo序列比较发现了5个保守区。     

海蓬子中高亲和钾离子转运体SbHKT1基因的克隆、表达及生物信息学分析

本研究利用RACE技术从真盐生植物海蓬子中获得了高亲和钾离子转运体SbHKT1基因1647bp完整的ORF框。序列分析结果表明,该基因编码548个氨基酸,分子量为62.10kD,理论等电点为9.33;氨基酸序列中第1个～第35个属信号肽序列,第197个～第537个属离子转运体（TrkH）家族特征序列;该基因编码的蛋白具有10个跨膜结构,N端跨膜区及中部膜上呈现明显的疏水性,C端及中部多个跨膜区呈现强疏水性,符合载体类运输蛋白的特点,因此推测SbHKT1蛋白为跨膜运输蛋白。Blast分析显示该蛋白与碱蓬SsHKT1氨基酸同源性高达77%,与冰叶日中花、赤桉和小麦HKT类蛋白的同源性分别为63%、52%和46%。SbHkt1基因表达存在组织特异性：正常生长条件在根、茎中表达较低,在叶片中几乎看不到表达;在高盐低钾的环境下,各组织表达明显升高,高盐低钾胁迫处理8h,其根部表达处于高峰期;经100μmol/L脱落酸处理4h,根部表达达到最高;干旱胁迫（20%PEG6000）处理2h,根部表达量明显上升。由此推断,该基因参与了植物在高盐低钾、渗透、干旱等非生物胁迫下的生理调控。由于目前已克隆的HKT类蛋白基因多来自非盐生植物,对盐生植物内源HKT基因的研究相对较少,因此,海蓬子内源HKT1基因的全长的获得有助于我们进一步研究该基因在高盐钾饥饿环境下运输钾离子,调节植物体内Na＋/K＋平衡的功能,对于揭示真盐生植物的耐盐机制,将其运用于非盐生植物,培育新的耐盐品种具有一定的意义。     

茶树CsDREB-A2转录因子基因的克隆与非生物胁迫响应分析

干旱应答元件结合蛋白(DREB)类转录因子在植物逆境信号转导途径中具有重要的调控作用。为了解AP2/ERF转录因子在茶树逆境胁迫的分子调控机理,本研究从茶树龙井43叶片的cDNA中克隆得到一个编码CsDREB-A2转录因子的基因;对CsDREB-A2基因及其编码蛋白序列特征进行分析,并利用实时荧光定量PCR法检测该基因在茶树不同非生物胁迫处理下的表达水平。结果表明,CsDREB-A2基因开放阅读框为1 056 bp,编码351个氨基酸,其编码氨基酸序列具有AP2保守结构域,包含典型的YRG元件和WLG基序。AP2结构域第14、第19位氨基酸分别为缬氨酸和谷氨酸。拟南芥AP2/ERF家族转录因子的进化分析表明,该转录因子属于DREB亚族的A2组。CsDREB-A2相对分子质量为39 080 Da,理论等电点为5.32,属于亲水性蛋白,主要由α-螺旋和随机卷曲组成,无序化特征明显且存在一个LM无序区域;可能定位于细胞核,不存在信号肽和跨膜结构,属于非分泌蛋白。CsDREB-A2基因在高温(38℃)和干旱(200 g·L^-1 PEG)胁迫下均能快速诱导表达,并显著高于对...     

洋葱伯克霍尔德氏菌CAS19嗜铁素合成相关基因cepR的克隆及生物信息分析

本研究采用PCR方法克隆了洋葱伯克霍尔德氏菌CAS19嗜铁素合成相关基因cepR,并对cepR基因编码蛋白的结构和功能进行生物信息学分析和预测。同源性分析表明,CAS19的cepR核苷酸序列与Burkholderiacepacia LMG1222cepR基因的同源性为99％;cepR基因全长768bp,包含一个完整的231bp的开放阅读框架,编码239个氨基酸;该基因编码蛋白分子量为26．59kD,理论的等电点为5．55,含有一个LuxR型HTH结构域,在氨基酸残基的不同区域分布有酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点、蛋白激酶C磷酸化位点、酪氨酸激酶磷酸化位点、N-肉豆蔻酰化位点和N-糖基化位点,还有一个明显的跨膜结构。本研究结果将为洋葱伯克霍尔德氏菌嗜铁素合成相关研究提供调控基因信息和参考依据,并为其进一步开发和利用奠定基础。     

一个水稻黄绿叶突变体ygl14(t)的鉴定及基因定位

为通过叶色相关基因的定位与克隆解析叶色变异的分子机制,本研究以从早熟晚粳稻品系鉴定出的一个黄绿叶自然突变体ygl14(t)为试验材料,利用ygl14(t)/9311的F2群体进行精细定位、候选基因预测、cDNA测序以及Real-time PCR。结果表明,ygl14(t)整个生育期均表现出黄绿叶;与野生型相比,ygl14(t)的色素含量显著下降,叶绿体发育异常,类囊体结构较松散、片层数目减少,净光合速率下降;株高和单株有效穗数显著降低,抽穗显著延迟。遗传分析及基因定位表明,ygl14(t)受1对隐性核基因控制,定位于第11条染色体短臂上的标记D-6和W1之间,两者相距40.8 kb,有6个候选基因。进一步序列分析发现,编码叶绿体信号识别颗粒cpSRP54基因Os11g0153600的第1个内含子与第2个外显子交界处的第2个碱基A变为T。cDNA测序证实,该基因第1个内含子未发生剪切,突变体ygl14(t)的编码区序列比野生型多了119 bp,造成第47位氨基酸开始错译。叶绿体发育、叶绿素合成及光合系统相关基因表达分析表明,除rpoC2表达下调,HEME表达无变化外,其他基因全部表达上调。综上所述,YGL14(t)影响叶绿体发育,可能反馈调控色素代谢及光合作用的结果,这为进一步开展高光效的分子育种研究奠定了理论基础。     

玉米叶绿体铁氧还蛋白1的原核表达及部分性质分析

叶绿体铁氧还蛋白(Fd)通过活性中心的铁硫簇传递还原力,在各种氧化还原途径中起重要作用.本研究中,氨基酸序列比对显示玉米中5种Fd的叶绿体导肽同源性很低,而去除导肽的成熟蛋白氨基酸序列具有很高的同源性.采用RT-PCR技术从玉米幼叶总RNA中克隆了编码成熟Fd1的基因.并分别插入pQE 80和p28SUMO表达载体,转...     

盐藻CDPK基因的克隆与生物信息学分析

为了研究CDPK基因的结构和功能,应用RT-PCR和RACE方法从盐藻Dunaliella salina中克隆得到CDPK基因(GenBank登录号为JQ964113),并对其进行生物信息学分析.结果表明:盐藻CDPK基因的cDNA全长3 052bp.5’-UTR长70bp;开放阅读框长1650bp,编码549个氨基酸;3’-UTR长1 332bp.蛋白表现为弱酸性,且稳定、亲水,二级结构中以无规则卷曲和α-螺旋为主,三级结构同源建模成功.亚细胞定位于叶绿体和细胞核中,无跨膜结构域,无信号肽.蛋白序列中存在4个丝氨酸磷酸化位点、4个苏氨酸磷酸化位点和3个酪氨酸磷酸化位点,蛋白激酶结构域在53 ～ 331位氨基酸处,蛋白激酶ATP结合域在59 ～82位氨基酸处,丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶活性域在173 ～ 185位氨基酸处,4个EF-hand钙结合域分别在357 ～ 385、393 ～ 421、429 ～ 457、465 ～ 493位氨基酸处.进化分析结果表明,克隆的CDPK基因与团藻、衣藻、盐藻Dunaliella tertiolecta的CDPK亲缘关系最近.为进一步研究CDPK基因的功能及探究盐藻耐盐机制的信号转导途径奠定了分子基础.     

印度南瓜延伸因子基因CmEF1a的克隆与分析

真核生物延伸因子(EF1a)是一种重要的内参基因,广泛应用于RT-qPCR中。为获得印度南瓜EF1a基因,开发合适的荧光定量PCR引物,本研究通过转录组测序和RT-PCR方法获得了1条长度为1 701 bp的cDNA,命名为CmEF1a,GeneBank登录号:MH310443。结果表明,CmEF1a包含1个ORF,大小为1 344 bp,编码447个氨基酸,理论分子大小约为49.30 kD, 蛋白质等电点为9.14。Wolf Psort分析发现, CmEF1a蛋白亚细胞定位于细胞质基质中;Motif Scan分析显示, CmEF1a蛋白质的氨基酸序列2~432位和322~430位分别为EF1结构域和EF1的C端保守结构域。同源性分析表明, CmEF1a基因编码的蛋白质与同为葫芦科的中国南瓜、甜瓜和黄瓜同源蛋白的相似性达到99%,具有高度的保守性。在此基础上设计了1对RT-qPCR引物, 该引物具有较高的特异性和扩增效率, 在印度南瓜不同组织和不同胁迫处理下均能稳定表达, 适合作为内参基因应用于印度南瓜基因表达研究。本研究结果为印度南瓜重要功能基因的表达分析及相关分子调控机制的研究奠定了一定的理论基础。     

马铃薯水通道蛋白基因cDNA克隆、序列分析及蛋白质结构预测

摘要：以干旱胁迫处理的马铃薯（Solarium tuberosum L.）普通栽培种“GannongShu No.2”叶片为材料，提取总RNA，采用RT-PCR方法，扩增出一个编码288个氨基酸序列的水通道蛋白基因StPIP1( Solarium tuberosum L. plasma membrane intrinsic protein gene) cDNA，GenBank登录号为DQ999080，用生物软件对StPIP1分析表明，StPIP1含有6个跨膜区，具有MIP家族的特征信号序列SGXHXNPAVT，还具有质膜水通道蛋白家族的特征信号序列GGGANXXXXGY和TGI/TNPARSL/FGAAI/VI/VF/YN。聚类分析表明和其他14个物种PIP1类同源性在92％以上，应属于质膜水通道蛋白PIP1类。用运同源建模的思想预测StPIP1蛋白质三级结构，Swiss-Model反馈结果表明和菠菜(2B5F)水通道蛋白结构相似，单体由5个短环相连的6个亲水的跨膜螺旋，N末端、C末端以及B、D环位于细胞内，A环、C环及E环在细胞外，一般以四聚体的形式存在。