草鱼Rab1A基因的克隆表达、抗体制备及对微囊藻毒素-LR的响应

为了解草鱼(Ctenopharygodon idella)小分子三磷酸鸟苷(GTP)结合蛋白家族成员Rab1A的分子结构特点及其在微囊藻毒素-LR (MC-LR)胁迫中的作用,本研究根据草鱼肝脏(MC-LR诱导)转录组测序获得的unigenes序列,采用RACE技术克隆了草鱼Rab1A基因cDNA,其全长序列为806 bp,开放阅读框为609 bp,编码202个氨基酸。同源性分析结果表明,Rab1A与鲤鱼(Cyprinus carpio) Rab1A3相似性最高。系统进化分析表明草鱼Rab1A与鲤鱼、斑马鱼(Danio rerio)等鱼类聚为一大支。实时荧光定量PCR (qRT-PCR)分析发现Rab1A在草鱼各组织中广泛分布,在血液和鳃等组织中的表达较丰富。构建了pGEX-4T-1-Rab1A重组表达载体,并制备了Rab1A多克隆抗体,通过酶联免疫(ELISA)检测抗体效价为1∶512 000以上,Western blot检测显示抗体具有特异性。草鱼肝脏经微囊藻毒素-LR(MC-LR)染毒,发现25和75 μg·g^-1感染96 h后对Rab1A基因和蛋白表达的影响不明显(P>0.05),但100 μg ·kg^-1 可导致草鱼肝脏Rab1A基因和蛋白表达显著下降 (P<0.05),表明Rab1A在参与草鱼抵御MC-LR胁迫过程中起着重要的作用。本研究为进一步了解Rab1A基因的功能及其在MC-LR胁迫过程中所发挥的作用奠定了基础。     

向日葵肌动蛋白基因的cDNA克隆及进化分析

本研究以向日葵（Helianthus annuus)为材料，提取其总RNA，根据植物肌动蛋白基因编码区的5′和3′末端设计简并引物，利用RT-PCR技术，用5′RACE试剂盒扩增出向日葵肌动蛋白基因编码区全长，以豌豆肌动蛋白cDNA作探针的Southern杂交检测表明扩增出了肌动蛋白基因，将所获片段克隆到pGEM-T载体后进行测序，所得序列与GenBank已知肌动蛋白基因序列的相似性均在60%以上，其中与之相似性最高的锦葵为85%；与主要高等植物肌动蛋白氨基酸序列的相似性达80%以上，根据氨基酸序殖的相似性绘制主要高等植物肌动蛋白的系统树（种系树），表明向日葵肌动蛋白与锦葵肌动蛋白可能由同一祖先进化而来。     

草鱼leptin基因的分离鉴定及在巴斯德毕赤酵母中的表达

利用RT-PCR技术扩增出草鱼(Ctenopharyngodonidellus)的leptin基因,将leptin基因克隆至真核表达载体pPIC9K,电穿孔转化GS115菌株,经G418筛选和甲醇诱导后,对表达产物进行SDS-PAGE琼脂糖凝胶电泳和Westernblot分析。结果表明,草鱼leptin基因cDNA序列由438个核苷酸组成,编码146个氨基酸组成的多肽(GenBank登陆号AY551335),与鲤鱼(Cyprinuscarpio)leptin基因相比,核苷酸和氨基酸的同源性为99%;与人、猪和鼠相比,核苷酸同源性分别为84%、86%和95%,氯基酸的同源性分别为84%、82%和96%;与河豚(Takifugurubripes)相比,氨基酸具有较大的差异,仅有9%的同源性,表明leptin在物种的进化上具有一定的差异;实现了草鱼leptin基因在毕赤酵母(Pichiapastoris)中的表达,表达蛋白的分子量约为16kD,Westernblot分析表明,表达产物具有一定的免疫学活性。     

辣椒CDPK基因家族的鉴定、进化与表达分析

钙依赖性蛋白激酶(CDPK)在植物细胞钙信号转导中起重要作用。为筛选鉴定辣椒CDPK基因家族,探讨其基因功能及进化模式,本研究利用生物信息学方法,在辣椒品种遵辣1号基因组中对其进行系统鉴定分析;同时,与辣椒品种CM334基因组进行比较分析。结果表明,遵辣1号基因组中共鉴定获得30个CDPK基因,分布在11条染色体上,命名为CaCDPK01~CaCDPK30。其中,有6对CaCDPK基因发生了片段复制。辣椒CDPK基因家族可分为4个亚族,亚族间基因数目及结构差异较大,Ⅳ亚族最保守。CaCDPKs在辣椒不同组织及成熟的不同阶段中具有表达特异性,部分基因对之间表达趋势相关性较高。在2个辣椒品种中,CDPK基因也发生了明显分化。本研究为深入解析CaCDPKs基因功能及进化模式奠定了重要的理论基础。     

禾本科植物富甲硫氨酸蛋白基因的克隆及其进化分析

甲硫氨酸(Met)是豆科植物的第一限制性氨基酸。为了获取富Met贮藏蛋白基因,通过比对禾本科富Met贮藏蛋白基因序列来设计引物,以千金子、芦苇、稗、光头稗、东乡野生稻、茶陵野生稻和湖南野生稻等几种常见禾本科植物种子RNA为模板,经RT-PCR扩增获得c DNA片段,并进行序列比对、Motif预测和进化分析。测序结果显示,禾本科植物富Met贮藏蛋白基因序列存在保守程度不同的区域,在同一个属内的植物间,富Met贮藏蛋白基因的序列高度保守。Motif预测显示,富Met贮藏蛋白可能与植物抗病性等功能有关。进化分析表明,不同科的植物种子富Met贮藏蛋白基因存在较大差异,禾本科植物则较为保守,尤其是稻属中富Met贮藏蛋白基因高度保守,玉米中则存在不同类型的富Met贮藏蛋白。本研究丰富了富Met贮藏蛋白基因库,为豆科植物富Met基因工程提供了更多选择,为进一步理解富Met贮藏蛋白在植物发育代谢中的作用机理提供了参考。     

酉州乌羊MC1R基因的克隆鉴定、生物信息学及多态性分析

MC1R是影响皮肤色素沉着中黑皮素系统的重要基因,通过信号分子的相互作用影响黑色素的生成。为探究酉州乌羊 MC1R的生物学特性,本研究对酉州乌羊MC1R进行了分离鉴定、生物信息学分析。结果表明,酉州乌羊皮肤组织MC1R基因的CDS序列为954 bp,共编码317个氨基酸,酉州乌羊与各物种MC1R具有较高同源性。酉州乌羊MC1R编码蛋白的分子式是C₁₆₀₃H₂₅₆₅N₄₁₁O₄₁₀S₂₂,其为疏水蛋白,有7个α-螺旋组成的跨膜结构域和3个保守功能结构域,MC1R氨基酸序列大部分都用于构成α-螺旋。此外,酉州乌羊MC1R基因c.676A>G突变,其编码的氨基酸由赖氨酸转变为谷氨酸,位于受光刺激和G蛋白配体结合的保守结构域上,氨基酸的异义替换还造成了酉州乌羊MC1R空间构象的差异。而对重庆市山羊群体多态性检测发现,山羊MC1R基因c.676A>G变异位点在重庆合川白山羊、巫溪白山羊、本地白山羊、酉州乌羊中共享,且c.676A>G位点的各基因型在皮肤白色和乌色山羊群体中的分布差异不显著(P>0.05)。本研究初步揭示酉州乌羊MC1R的序列特征和蛋白结构,为酉州乌羊MC1R影响皮肤色素沉积的分子机制研究提供了理论数据。     

藏绵羊DQA座位基因的适应性进化研究

主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex,MHC)是脊椎动物重要的功能基因家族之一,其所编码的MHC分子具有维持机体世代适应环境变化的能力和功能,是研究动物适应性进化研究的最佳遗传标记.本研究选择青藏高原的主要畜种资源——藏绵羊(Ovis aries)为研究对象,利用聚合酶链式反应-单链构象多态(polymerase chain reaction-single strand conformation polymorphism,PCR-SSCP)技术对甘肃(欧拉,乔科和甘加型)和青海(青海欧拉型和青海高原型)的5个藏绵羊生态群体的DQA座位基因遗传特征进行研究,以期揭示其与藏绵羊高原适应性进化的机制;结果在藏绵羊DQA座位的2个基因中发现了33个等位基因和125个核苷酸变异位点,表明5个生态群体藏绵羊的DQA座位基因均具有丰富的多态性;分析证明平衡选择是维持藏绵羊DQA座位基因多态性的主要机制之一,甘肃和青海5个藏绵羊生态群体DQA座位基因区域之间的变化(among groups)小于同一区域不同群体间的变化(among population with groups),进一步说明藏绵羊DQA座位基因发生了正选择作用和适应性进化.研究结果将为藏绵羊的遗传改良和种质创新提供基础数据.     

番茄KNOX基因家族鉴定及茄科作物KNOX基因进化关系分析

为了探明番茄KNOX基因家族特征及茄科作物中KNOX的进化关系,利用生物信息学方法,在全基因组水平上对番茄及其它茄科作物KNOX基因家族成员进行鉴定和分析。结果表明,番茄基因组中共含有8个KNOX基因(Sl KNOX1~Sl KNOX8),分别分布在番茄8条染色体上;多序列比对发现,除Sl KNOX5外,所有基因均含有同源异型盒蛋白特有的4种结构域,即KNOX1、KNOX2、ELK和Homeobox KN。利用系统发育树将茄科作物KNOX基因分为2类:ClassⅠ和ClassⅡ。茄科作物KNOX基因与拟南芥同源基因可能经历了不同的进化历程,在茄科作物中,特有的进化分支(Class I C)已经出现。qRTPCR分析发现,番茄Sl KNOX1在花蕾和花中具有较高表达,在果实生长发育过程中表达量逐渐降低,Sl KNOX2~Sl KNOX4在果实生长发育过程中几乎不表达,Sl KNOX6和Sl KNOX7在所测组织中均有表达,Sl KNOX8在果实成熟过程中表达量逐渐增加,且在根中表达量最大。本研究在全基因组水平上揭示了番茄中KNOX基因家族特征以及茄科作物中KNOX基因的系统发育关系,为进一步揭示KNOX基因家族在番茄组织器官中的功能及进化模式奠定了基础。     

水稻抗纹枯病基因OsSeh1的克隆及功能鉴定

为了挖掘抗水稻纹枯病的相关功能基因,本研究从日本晴(Oryza sativa L.spp.japonica,var nippobare)水稻品种中克隆了1个编码核孔蛋白的基因,命名为Os Seh1。该基因与拟南芥中的At Seh1同源,且不同植物物种的Seh1具有相同的保守结构域。Os Seh1蛋白定位于烟草叶片细胞核内。水杨酸和纹枯病病原菌均能诱导水稻Os Seh1的表达,水杨酸诱导48h时Os Seh1表达量达到最高值,约为诱导0h的2倍;而立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)诱导24h时Os Seh1表达量达到最高,为诱导0h的3.5倍。接种纹枯病病原菌15d后,转基因过表达水稻植株比野生型抗性高,而RNA干扰(RNAi)植株比野生型更感病。抗病性显著的T1过表达植株中Os Seh1的相对表达量为6~11,比野生型相对表达量高3~4倍,而感病性显著的RNAi植株中Os Seh1的相对表达量为0.2~0.6,表明Os Seh1的表达水平与水稻对纹枯病病菌的抗性正相关。本研究初步证明了Os Seh1在水稻抗纹枯病中的重要功能,为利用水稻自身基因资源提高纹枯病抗性提供了新思路。     

芸薹属植物非编码RNA BcMF11基因同源序列的克隆及进化分析

芸薹属植物资源丰富,具有重要的经济价值,但其亲缘进化关系较复杂.非编码RNA是一类在生物体内广泛存在的,没有明确的开放阅读框,但能够在生活活动中行使多种调节功能的特殊基因(Storz,2002).     

水貂细胞色素b基因(Cytb)克隆、序列分析及与鼬属动物的进化关系

参照水貂(Mustela vison)近缘物种线粒体基因组序列设计引物,通过克隆、测序、再拼接的方法获得6个水貂品种和左家型水貂线粒体Cytb基因全序列.用DNAstar v6.13和DnaSP4.0分析显示,水貂Cytb基因全长为1140 bp,平均碱基含量为29.8%A、13.0%G、30.3%T及26.9%C,检测到12个多态位点,全为转换.用Clusta1X1.8进行多序列比较分析表明,水貂个体间Cytb基因相似性非常高.结合GenBank检索到的14种鼬属动物同源序列,用MEGA4.0基于邻接法分别构建鼬属动物核苷酸序列和氨基酸序列系统进化树,两种进化树得出相似的拓扑结构.结果表明:我国水貂与美洲水貂亲缘较近,与欧洲水貂(M.lutreola)亲缘较远,推算美洲水貂与欧洲水貂分歧时间在中新世.     

草鱼胞浆谷胱甘肽过氧化物酶cDNA全长的克隆与分析

谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidases,GPXs,EC1.11.19)是生物体内抗氧化防御系统的重要组成部分。本文从草鱼(Ctenopharyngodon idellus)克隆到胞浆谷胱甘肽过氧化物酶基因(GPX1)cDNA全长序列。该序列全长890bp(GenBank accession No.EU828796),包括完全开放阅读框(ORF)576bp、5'非编码区(5'-UTR)17bp和3'-UTR297bp。其ORF编码191个氨基酸残基,包含一个由"UGA"(通常为终止密码子)编码的硒代半胱氨酸(selenocysteine,Sec40)残基,并与另2个残基(Glu75和Trp153)构成酶活性中心。同时,草鱼GPX1cDNA的3'-UTR中具有保守的硒代半胱氨酸插入序列(selenocysteine insertion sequence,SECIS)元件。氨基酸序列相似性比较显示,草鱼GPX1cDNA的推测氨基酸序列(GenBank accession No.ACF39780)与斑马鱼GPX1(GenBank accession No.NP_001007282)的相似性...     

草鱼过氧化氢酶全长cDNA的克隆、序列同源分析与组织表达

过氧化氢酶（catalase,CAT）是生物体内抗氧化防御系统的关键酶之一,在清除过氧化氢而避免机体产生氧化应激的过程中起重要作用。本研究从草鱼（Ctenopharyngodon idellus）肝胰脏中克隆了CAT完整编码序列（complete coding sequence,CDS）。该CAT序列（GenBank登陆号：FJ560431）全长2263bp,包括完全开放阅读框（ORF）1575bp、5＇非编码区（UTR）118bp和3＇UTR570bp。其ORF编码525个氨基酸残基,理论分子量为59.59kD,等电点为7.02。在草鱼CAT cDNA的终止密码子附近,其3＇UTR具有长且完整的AC重复序列,与斑马鱼、鲢鱼及啮齿类动物CAT的3＇UTR AC重复序列相似。序列比较表明,草鱼CAT的核苷酸及推测氨基酸序列与其它多种物种的一致性均较高,其一致性分别为93.4%～43.0%和98.1%～63.3%。同时,草鱼CAT cDNA的推测氨基酸序列具有与其它动物高度保守的特征性基序,包括亚铁血红素结合信号序列＂RLFSYPDTH＂、酶活性中心序列＂FDRERIPERVVHAKGA＂及3个催化位点残基His74、Asn147和Tyr357。此外,草鱼CAT还具有保守的亚铁血红素结合口袋与NADPH结合位点。根据草鱼CAT基因的上述特征,推测其属于CAT基因家族中的单功能或典型CAT基因亚群。采用实时荧光定量PCR（Q-PCR）检测草鱼CAT的组织表达特征。结果显示,草鱼CATmRNA在所检测的11种组织器官中均有表达,其中在肝中表达水平量较高,在红肌、白肌和脂肪中表达量较低。本研究结果将有助于进一步探讨鱼类CAT基因的结构与功能,并为研究其抗氧化分子机理奠定基础。     

巴西橡胶树HbMCS1基因的克隆及表达分析

2C-甲基-D-赤藓糖醇-2,4-环化磷酸合成酶（2C-methyl-D-erythritol 2,4-cyclodiphosphate synthase,MCS）是异戊烯基焦磷酸合成途径之一——甲基赤藓糖磷酸（methylerythritol phosphate,MEP）途径中的第五个酶,催化2-磷酸-4- (胞苷-5’-二磷酸)- 2-C-甲基-D-赤藓糖醇生成2-C-甲基-D-赤藓糖醇-2-4-环化磷酸。根据植物MCS的同源序列设计引物,通过RT-PCR结合RACE的方法在橡胶树中获得了与其相应的MCS基因,命名为HbMCS1。序列分析表明HbMCS1长965bp,编码241个氨基酸,该氨基酸序列与长春花、拟南芥、水稻、银杏和三尖杉的MCS同源性分别达到70.8%、69.4%、64.9%和63.3%和62.2%。半定量RT-PCR结果显示,伤害诱导胶乳HbMCS1的表达,乙烯对HbMCS1的表达几乎没有影响;HbMCS1的表达具有组织差异性,在愈伤组织中大量表达,在叶片和胶乳中微量表达。HbMCS1的克隆和表达分析为了解MEP途径在橡胶树胶乳中的作用和对天然橡胶生物合成的调控作用打下了基础。     

草鱼消化道碱性蛋白酶的提取及鉴定

用丙酮将草鱼肠脱脂,磷酸盐缓冲溶液提取粗酶液,再用10%~40%饱和度的硫酸铵分级沉淀制取粗草鱼消化道碱性蛋白酶。粗草鱼碱性蛋白酶的比活力为2 800 U/g,最适作用温度为37°C,最适作用pH为10.3。在50°C保温30 min后还保留60%以上的酶活力,要使其损失约80%的活力,需要在60°C保温30 min。50 mmol/L的甲苯磺酰赖氨酸氯甲酮(TLCK)、甲苯磺酰氟(PMSF)和50μmol/L大豆胰蛋白酶抑制因子(SBTI)分别抑制78.92%、75.98%和80.23%的酶活力。SDS-底物-聚丙烯酰胺凝胶电泳表明碱性蛋白酶的活性成分有4种,一种为非丝氨酸蛋白酶,相对分子质量为105 000;另外三种为胰蛋白酶,相对分子质量分别为26 400、30 750和43 000。     

脆化草鱼与氹仔草鱼的肠道细菌群落PCR-DGGE指纹图谱及多样性分析

确定地理来源是水产品跟踪和追溯的一个重要指标,基于鱼类肠道细菌16S核糖体rRNA基因(16S rDNA)构建的PCR-DGGE指纹图谱可标示鱼类来源.本研究采用PCR-DGGE技术构建了中山脆化草鱼和茂名氹仔草鱼(Ctenopharyngodon idellus)肠道内容物和肠道壁群落的PCR-DGGE指纹图谱.肠道内容物DGGE图谱显示,脆化草鱼和氹仔草鱼分别有17条和15条可鉴别的条带;脆化草鱼特异条带代表3种未培养细菌GU301246.1、FJ675051.1和GU293197.1,氹仔草鱼特异条带代表未培养细菌AY578409.1和GU301246.1.脆化草鱼的肠道壁前肠与中肠、中肠与后肠、前肠与后肠的DGGE图谱相似性依次为50.5％、54.3％和33.2％,氹仔草鱼的肠道壁前肠与中肠中肠与后肠、前肠与后肠的DGGE图相似性分别为36.1％、47.7％和15.4％.脆化草鱼的前肠、中肠和后肠的DGGE图谱的相似性远大于氹仔草鱼.脆化草鱼和氹仔草鱼的肠道群落PCR-DGGE指纹图谱有助于这2种草鱼产品的跟踪和销售.     

番茄中一个LSm1蛋白同源基因LeLSm1的克隆及表达分析

从番茄品种超级大明星中克隆LSm1蛋白同源基因LeLSm1。LeLSm1基因全长cDNA共有1 038个核苷酸,包含一个387个核苷酸的编码区,以及318个核苷酸的5′非编码区和333个核苷酸的3′非编码区,编码一个含128个氨基酸的蛋白质,分子质量为14.5 ku,等电点为4.94。LeLSm1编码的氨基酸序列包含LSm1蛋白的保守功能域,与截形苜蓿、拟南芥和水稻等植物的类似LSm蛋白具有高度的同源性,在氨基酸水平上的一致性依次为82.8%、82.0%和72.1%。用PCR方法克隆了LeLSm1基因,其全长转录区共4 751 bp,其中包含5个外显子和4个内含子。Southern杂交结果显示,LeLSm1是单拷贝基因。半定量RT-PCR分析表明,LeLSm1在番茄五叶期和结果期的根、茎、叶以及花和果实中均有表达,且表达量无明显差异,是一个组成型表达基因。     

草鱼羧肽酶A1基因(CPA1)部分片段的单核苷酸多态性(SNP)多态性及其与生长性状的关联分析

羧肽酶A (EC 3.4.16)是一类水解蛋白和多肽底物C端芳香族氨基酸或脂肪族氨基酸残基的消化酶.在草鱼生长相关的功能基因上研究单核苷酸多态性(SNP)与生长的相关性可为草鱼的分子辅助育种提供依据.本研究根据草鱼(Ctenopharyngodon idella)EST-SNP库的羧肽酶A1基因(CPA1)重叠群的2个Contig扩增该基因的序列片段,采用直接测序法,经过序列比对,共筛到2个颠换SNP位点:C+412A和A36C,分别位于CPA 1基因外显子5的34bp和内含子3的36 bp处,前者为错义突变.然后用一个群体的296尾草鱼对这2个位点用SnaPshot的方法进行检测和分型,统计基因型频率:A36C位点的AA基因型占26.7％,AC基因型占52.0％,CC基因型占21.3％.C+412A位点的AA基因型占15.5％,AC基因型占40.5％,CC基因型占43.9％.利用一般线性模型分析2个SNP位点与草鱼体质量、体长等重要生长性状的关系.关联分析结果显示,C+36A位点不同基因型在体质量、眼间距均值上存在显著差异(P＜0.05).并且AA基因型和CC基因型在体质量、体长、体宽和眼间距上存在显著差异(P＜0.05).AA基因型各项指标均值显著高于CC基因型.C+412A位点在体质量等生长性状上差异不显著(P＞0.05),该位点和生长不相关,但是CC基因型和AC基因型在体重和肛前距上差异显著(P＜0.05),该位点CC基因型的6个生长性状均值都高于AA基因型.由两个位点组成的5种双倍型在体质量上存在显著差异(P＜0.05).双倍型D3和D5在体质量上存在差异显著(P＜0.05).双倍型D3和D8在体质量、体宽、体长、体长/头长等生长性状上都存在显著差异(P＜0.05).D3的各项指标均值最高,D8的各项指标均值最低.本研究结果显示,可以考虑将草鱼CPA1基因作为候选基因,用于草鱼的分子辅助育种.     

拟南芥EARLI1亚家族基因的研究进展

HyPRP家族EARLI1亚家族基因能够应答生物和非生物胁迫因素,是拟南芥防御体系的重要组成部分,它们在个体生长发育过程中也具有调控作用。文中分别介绍了有关AZI1、EARLI1、A T4G12490和AT4G12500等EARLI1亚家族基因功能的研究进展,阐述了它们在低温、盐、外源ABA和真菌病原体等环境和生物胁迫条件下的抗性特征。最后根据EARLI1亚家族基因的研究现状讨论和分析了它们在作物改良中的应用前景。