桑树病程相关蛋白基因MuPR1-2的克隆及功能分析

病程相关蛋白(pathogenesis-related proteins,PRs)是植物体内受病原物或其他环境因子胁迫而诱导表达的一类蛋白质,在植物抗病反应过程中起着非常重要的作用。在桑树叶片中扩增得到MuPR1-2基因(Gen Bank登录号:KC453994),该基因编码区全长609 bp,编码蛋白质含有202个氨基酸,具有一个典型的信号肽和PR蛋白结构域以及PR1蛋白所共有的α-β-α夹心结构。将Mu PR1-2与绿色荧光蛋白基因gfp融合转入拟南芥,通过对转基因拟南芥根尖的显微结构观察,证明MuPR1-2蛋白定位于细胞壁或分泌到细胞间隙。转入MuPR1-2基因的拟南芥对丁香假单胞菌番茄致病变种(Pst DC3000)和灰霉菌具有较强的抵抗能力,表明Mu PR1-2在植物防御功能中具有重要作用。     

桑树低温诱导蛋白基因（Wap25）的原核表达

以pGEX-4T-2为载体构建了桑树低温诱导蛋白基因（wap25）的重组表达质粒,转化受体菌Ecoli BI21。经IPTG诱导后,基因产物在大肠杆菌中得到了有效表达。为了提高表达效果,我们从不同表达载体、诱导时间和诱导温度等方面对目的蛋白的表达条件进行了优化,用SDS-PAGE电泳检测,结果表明30℃条件下经0．5mmol／L的IPTG诱导8h为最优诱导条件。     

桑树钙调素蛋白基因MCaM-3的克隆及序列分析与诱导表达

钙调素蛋白(calmodulin CaM)作为真核生物细胞内的多功能Ca2+结合蛋白,在调节植物的生长发育、环境适应性和抗逆性方面具有重要作用。利用桑树表达序列标签(expressed sequence tags,ESTs)克隆了一个编码桑树CaM基因的全长cDNA序列,命名为MCaM-3(GenBank登录号:GQ303247)。序列分析表明,MCaM-3全长951bp,存在143 bp的5′端非翻译序列(5′-UTR)和358 bp的3′端非翻译序列(3′-UTR),其开放读码框(ORF)长450bp,编码149个氨基酸,预测蛋白质分子质量为16.85 kD,等电点为3.95。用在线软件SMART分析显示,MCaM-3蛋白含有4个Ca2+结合基序(EFh)结构域,可以结合Ca2+。同源分析表明,CaM基因在桑树与拟南芥、杨树、大豆、小麦、水稻、玉米各物种间具有很高的保守性。基于桑树和其它19个物种CaM基因的系统进化分析表明,桑树与蓖麻、烟草、大黄、樱桃的亲缘关系较近。半定量RT-PCR检测表明,与正常生长环境相比,MCaM-3基因mRNA的转录水平在低温、干旱、盐胁迫条件下均显著提高,初步推测MCaM-3基因与桑树的抗逆性有一定关联。     

绵羊Nanog启动子克隆及其表达活性的检测

通过比对人、鼠、兔和牛的Nanog启动子保守区设计引物,PCR扩增绵羊Nanog基因启动子序列并分析其调控位点。将其连接到去掉自身CMV启动子的pAcGFP1-N1载体上,构建一个由Nanog启动子带动的真核表达载体(SNanog-pAcGFP1-N1),即构建一个能由该启动子序列带动并产生绿色荧光蛋白(GFP)的真核表达载体,并用脂质体法转染入终末分化细胞(小鼠成纤维细胞和绵羊成纤维细胞)、胚胎干细胞和小鼠胚胎,检测其表达活性。结果显示:成功克隆出1 836bp Nanog启动子序列,通过分析发现该序列含有SP1结合位点、CAAT框、TATA框等功能区;当转染SNanog-pAcGFP1-N1重组质粒后,小鼠胚胎和小鼠胚胎干细胞中能检测到绿色荧光,且在转染72h后达到最大荧光强度,而在小鼠成纤维细胞和绵羊成纤维细胞中不能观察到GFP。结果表明:本试验成功克隆获得绵羊Nanog启动子,所构建的真核表达载体具有在多能干细胞中特异性表达活性。     

启动子Actinl的克隆及植物表达载体的构建

通过提取水稻叶片基因组DNA，设计PCR扩增特异引物，克隆单子叶特异表达启动子Actinl基因，与T载体连接，转化E．coliDH5α，得到重组子，经酶切和序列分析鉴定，该片段分子大小为1238bp，通过序列对比分析发现与已发表的Actinl碱基序列有99．60％的同源性。特异启动子基因驱动的抗真菌肽(AFP)基因植物表达载体，就可以进行早熟禾黑麦草等单子叶牧草的遗传转化，为单子叶牧草和草坪草的抗真菌病研究提供方法。     

桑树ASR基因的克隆及表达特征分析

ASR(ABA-stress-ripening)基因家族广泛参与植物对逆境胁迫的响应过程,并对植物的生长发育及果实成熟等起着重要调控作用。根据川桑(Morus notabilis)基因组数据库中的ASR基因序列设计引物,在杂交桑品种桂桑优62的幼苗中克隆得到一个ASR基因,命名为Ma ASR(Gen Bank登录号:KP636800.1)。Ma ASR编码区全长399 bp,编码132个氨基酸,蛋白质等电点5.20,分子质量32.18 k D。以果叶兼用多倍体桑品种嘉陵40号不同发育成熟期的桑椹为材料,通过实时荧光定量PCR分析显示Ma ASR在果实成熟发育早期的表达量较高,在后期的表达量较低。以桂桑优62幼苗为材料进行实时荧光定量PCR分析的结果表明:Ma ASR在茎和叶中的表达量较高,在根部的表达量最低;幼苗经脱落酸(ABA)、甘露醇处理后根部的Ma ASR表达水平上调,经钨酸钠处理抑制了Ma ASR在根和叶中的表达,经蔗糖与葡萄糖处理使Ma ASR在根和叶中的表达水平上调。推测Ma ASR基因参与桑树果实发育和成熟的调控以及幼苗的生长发育,而且能够响应ABA和甘露醇以及糖类等非生物因子的诱导。     

小鼠骨骼肌Desmin启动子的克隆及表达活性分析

为了研究在体细胞中小鼠Desmin基因启动子是否具有表达活性,试验根据NCBI中小鼠Desmin启动子的序列,利用生物软件Primet Premier 6.0设计序列上、下游引物,克隆小鼠基因组中Desmin启动子片段,将克隆到的Desmin启动子片段与pAcGFP1-N1载体中的CMV启动子进行置换以构建真核表达载体...     

家蚕脂肪酶-1基因(Bmlipase-1)的启动子活性分析

家蚕脂肪酶-1(Bmlipase-1)在蚕体中肠组织中特异性表达,具有抵抗家蚕核型多角体病毒(Bm NPV)侵染的活性。用PCR方法扩增了Bmlipase-1启动子的8个不同区域片段,以绿色荧光蛋白基因(EGFP)为报告基因,分别构建重组家蚕杆状病毒并注射感染家蚕幼虫后,通过荧光观察、荧光定量PCR和ELISA方法,检测报告基因在家蚕中肠中的表达量,以明确对Bmlipase-1具有转录调控活性的启动子片段。结果表明:Bmlipase-1启动子-1 453~192 bp区域的活性最强;在-1 453~-679 bp区域有与Bmlipase-1在中肠组织特异性表达相关的启动子保守序列及1个CAAT box和大量的GATA序列等正调控元件,推测该区域可能与Bmlipase-1的组织特异性表达有关;-81~493 bp区域涵盖核心启动子区、第1外显子区和第1内含子区,含有大量Pbx-1转录因子结合位点、OTC序列和GATA序列,推测该区域发挥对Bmlipase-1转录的基础调控作用;-1 980~-1 452 bp区域存在负调控元件。研究结果有助于进一步揭示Bmlipase-1的转录调控机制。     

小鼠骨骼肌Desmin启动子的克隆及表达活性分析

为了研究在体细胞中小鼠Desmin基因启动子是否具有表达活性,试验根据NCBI中小鼠Desmin启动子的序列,利用生物软件Primer Premier 6.0设计序列上、下游引物,克隆小鼠基因组中Desmin启动子片段,将克隆到的Desmin启动子片段与pAcGFP1-N1载体中的CMV启动子进行置换以构建真核表达载体pAcGFP1-N1-Des,然后将pAcGFP1-N1-Des依次转染CHO-K1、COS-7、293GP和NIH-3T3等细胞后,观察绿色荧光蛋白表达活性。结果表明:克隆得到的Desmin基因上游启动子(841 bp)与NCBI序列(NT_039173.7)比对同源性为99.76%;克隆得到的启动子中含有CAAT-box、GC-box核心调控区以及MyoD等多种转录因子结合位点;所构建的pAcGFP1-N1-Des经转染COS-7、CHO-K1和Hela细胞后可观察到呈现表达活性的绿色荧光。说明克隆获得了在COS-7、CHO-K1以及Hela细胞中的具有表达活性的小鼠Desmin基因启动子。     

家蚕丝素蛋白H链基因启动子区域的克隆及活性分析

家蚕(Bombyxmori)丝素蛋白H链基因(fib-H)具有在后部丝腺组织专一性、高效性表达的特点。为利用其时空调控机制,通过PCR扩增方法克隆fib-H启动子片段,并进行序列分析,进而构建由fib-H启动子控制报告基因DsRed的重组载体pSK-FH-DsRed-PolyA,通过家蚕BmN细胞和丝腺进行瞬时表达。结果表明:克隆的fib-H启动子序列具有典型的丝腺特异性表达启动子的特征,并可以驱动DsRed报告基因在BmN细胞和家蚕后部丝腺组织中瞬时表达。     

启动子Actin1的克隆及植物表达载体的构建

通过提取水稻叶片基因组DNA,设计PCR扩增特异引物,克隆单子叶特异表达启动子Ac-tin1基因,与T载体连接,转化E.coliDH5α,得到重组子,经酶切和序列分析鉴定,该片段分子大小为1238bp,通过序列对比分析发现与已发表的Actin1碱基序列有99.60%的同源性。特异启动子基因驱动的抗真菌肽(AFP)基因植物表达载体,就可以进行早熟禾黑麦草等单子叶牧草的遗传转化,为单子叶牧草和草坪草的抗真菌病研究提供方法。     

桑树成花素基因MaFT的启动子克隆和功能位点分析

FT(flowering locus T)是高等植物开花过程中关键的信号整合因子,主要在叶片维管束中合成,通过运输抵达茎顶端分生组织发挥作用。为了研究桑树FT基因的转录调控机制,以白桑种(Morus alba Linn.)品种新一之幼嫩叶片的基因组DNA为模板,根据NCBI数据库公布川桑(Morus notabilis)全基因组中FT同源序列的上游序列设计引物,PCR扩增获得FT基因的启动子片段,其长度为921 bp,命名为MaF TP。通过PLACE和PlantC ARE在线启动子预测工具分析,该序列中除含有TATA-box、CAAT-box等真核生物启动子的核心元件外,还存在脱落酸的响应元件ABRE,生长素响应元件AuxRR-core,水杨酸响应元件TCA-element,生理节律相关顺式作用元件circadian,光响应元件I-box、G-box、MNF1等,以及胚乳表达必需的顺式作用元件Skn-1-motif和抗逆性相关的顺式作用元件W-box、MBS、TC-rich repeats,表明FT基因的转录表达可能受光照、干旱、节律性、脱落酸、生长素、水杨酸等因素的调控,并参与胚乳的形成。将5'端缺失的5段FT启动子序列(从大到小依次为MaF TP903、MaF TP762、MaF TP542、MaF TP289、MaF TP162)分别与报告基因GUS融合构建表达载体,利用农杆菌转化烟草(Nicotiana benthamiana)植株,通过GUS染色对不同长度的启动子活性进行分析,结果表明:除了MaF TP903的活性较弱外,其余启动子缺失片段均能驱动GUS基因高效表达,且表达量相近。依据研究结果推测:MaF TP启动子的762~903 bp区段可能存在MaF T基因转录表达的负调控元件。     

小尾寒羊MYL1基因启动子区的克隆、分析及蛋白表达

为研究绵羊肌球蛋白轻链1(Myosin Light Chain 1,MYL1)基因在骨骼肌中的表达调控和功能,本实验选择3只11月龄小尾寒羊,对其启动子区域进行了克隆和序列特征分析;利用Western blotting法对其编码蛋白在小尾寒羊不同组织(肝、胃、心、肺、背最长肌、脾、卵巢)中的表达进行比较分析。结果表明:MYL1基因含有多个启动子,其最佳启动子可能位于2102~2152 bp处,并且可结合有AP-2、TFIID等多种转录因子;其编码蛋白的分子量约21 ku;该蛋白只在小尾寒羊骨骼肌中表达,在其他组织中均不表达。本研究认为MYL1基因具有多个启动子,虽然其转录后存在多个可变剪接体,但翻译蛋白只有1种,属于绵羊骨骼肌组织特异性表达的基因。     

鸡肝脏型脂肪酸结合蛋白基因启动子活性分析

PCR扩增鸡L-FABP基因5′侧翼区约2kb的DNA片段,进行克隆并测序,构建了鸡L-FABP基因报告基因系列缺失载体,瞬时转染进入人肝癌细胞系,利用双荧光素酶报告基因系统测定了荧光素酶活性。在线分析软件发现鸡L-FABP基因启动子区存在HNF-1、SREBP-1、AP-1、C/EBP、Oct-1、TATA、CCAAT、GATA-1等调控元件,没有发现CpG岛。报告基因结果表明鸡L-FABP基因启动子-2 076bp/-20bp区域具有最强的启动子活性,-522bp/-20bp区域启动子活性最弱;C/EBPα可以显著的抑制鸡L-FABP基因的表达,这些结果为深入研究鸡L-FABP的表达调控机制奠定了基础。     

桑树低温诱导基因Wap在不同地理来源桑品种幼叶中的表达差异

为探究不同桑树品种抗寒性差异的分子机制,以4个不同地理来源桑品种的幼苗叶片为材料提取总RNA,利用RT-PCR方法分析正常环境和低温(4℃)胁迫下桑树低温诱导基因Wap(winter accumulating protein)在各品种间的表达差异。正常环境下,来自吉林省的向海桑中Wap的表达水平最高,在来自新疆维吾尔自治区的实生桑和来自江苏省的丰驰桑中该基因也有较高水平的表达,而在来自广东省的杂交桑塘10×伦109中则检测不到该基因的表达。低温胁迫2～6 d,4个桑品种幼苗叶片中Wap的表达均上调,至胁迫8～10 d时Wap的表达达到最高水平;低温胁迫12 d,Wap在广东杂交桑的表达开始降低,低温胁迫16 d,在丰驰桑与新疆实生桑的表达也开始降低,而来自寒冷地域的向海桑在低温胁迫20 d该基因的表达才开始降低;低温胁迫24 d,在广东杂交桑中已检测不到Wap的表达,在丰驰桑与新疆实生桑中仅有微量表达,而在向海桑中仍有较高水平的表达。初步推测Wap在不同桑树品种的表达差异是各品种抗寒性差异的重要因素之一。构建重组质粒pGEX-4T-2-Wap在大肠杆菌中表达了分子质量约27 kD的WAP蛋白,有助于进一步研究其生物学功能。     

水牛Sox2基因原核表达载体的构建与诱导表达

水牛Sox2基因对体内胚胎的早期发育至关重要,它是重要的多能性干细胞(iPS细胞)标记基因之一,试验通过双酶切重组质粒pMD18-T-Sox2,将水牛Sox2基因定向克隆入原核载体pET-32a(+),成功构建了原核表达载体pET-Sox2,然后利用IPTG诱导,获得诱导表达蛋白,并经过SDS-PAGE电泳分析和Wes...     

猪Mx1基因的克隆表达及抗病毒活性研究

本文应用(RT-PCR)技术,从猪瘟弱毒疫苗和Poly:IC共刺激7 h的PK15细胞的cDNA中扩增出编码Mx1蛋白的全长基因,并通过引物设计填补了PK(15)细胞系Mx1 cDNA序列中3’端11bp的缺失,成功获得Mx1完整基因的克隆。构建了重组表达质粒pRetroQ-sMx1,转染HEK293T细胞并表达Mx1蛋白,利用微量细胞病变抑制法测定其抗病毒活性。双酶切鉴定和核酸序列测定证实pRetroQ-sMx1真核表达质粒构建成功,转染HEK 293T细胞后,能够检测到绿色荧光,Western blot证实为目的蛋白。微量细胞病变抑制法测定重组蛋白具有一定的抗水疱性口炎病毒及猪繁殖与呼吸综合征病毒的活性。重组Mx1具有一定抗病毒生物功能,为进一步研究重组Mx1蛋白的活性以及Mx1抗病毒药物奠定了基础。     

家蚕escargot基因的克隆及启动子活性鉴定

果蝇escargot(esg)基因作为表皮成组织细胞标记基因,可以指示果蝇成虫表皮形成过程。果蝇成虫雌较雄多1个体节,家蚕成虫与果蝇体节数相反。利用同源检索和RACE克隆获得果蝇esg在家蚕中的同源基因Bmesg,发现其ORF为1 128 bp,共编码375 aa。进一步克隆该基因上游约2 000 bp的调控序列esgp2k,细胞转染证明esgp2k有驱动活性。通过启动子截短及荧光素酶活性分析,证明起始密码子上游-270～-190 bp为esgp2k活性关键区域,并成功克隆长270 bp的核心启动子esgp7。上述结果为寻找家蚕成组织细胞潜在分子标记,进而研究家蚕雌雄体节数量差异的分子机制奠定了基础。