苎麻脱胶果胶裂解酶基因的高效表达及序列分析

为使苎麻生物脱胶果胶裂解酶PelG403高效表达。将pelG403从重组质粒pEASY-Blunt E1-G403更换至质粒拷贝数更高的pET28a载体中,导入Escherichia coli BL21(DE3)后进行诱导表达。采用DNS法进行酶活力测定,通过SDS-PAGE和Western Blot分析检验PelG403表达效果,并对其序列进行分析鉴定。结果表明:pET28a-G403/BL21的果胶裂解酶活力为335.8 U/mL,较pEASY-Blunt E1-G403/BL21提高了3.05倍;工程菌pET28a-G403/BL21表达产物分子量比预测带His标签的融合蛋白分子量(43.6 ku)略小;PelG403含387个氨基酸,N末端前35个氨基酸为信号肽;理论pI值为7.64,有4个半胱氨酸,不稳定系数为27.42;其蛋白结构域含有典型的右手β-螺旋结构,属于Pec lyase C家族。因此,将pelG403从重组质粒pEASY-Blunt E1-G403更换至pET28a载体中,并导入E.coli BL21(DE3)进行诱导表达,是苎麻脱胶果胶裂解酶基因pelG403高效表达的方法和途径,同时对其序列进行分析鉴定,为果胶裂解酶的纯化、关键位点分析、分子改造及其脱胶功能特性研究奠定基础。     

辣椒疫霉菌果胶裂解酶PL101基因真核表达及致病性分析

辣椒疫霉菌(Photophthora capsici)常引起辣椒等多种作物的毁灭性病害,对该病原菌重要功能基因尤其是致病基因的研究具有重要的经济学意义.果胶裂解酶(pectate lyase,PL)为植物病原菌关键致病因子,通过降解寄主细胞壁引起寄主发病.本研究以辣椒疫霉菌PL关键成员(PL101)为材料,通过真核表达系统进行诱导表达重组蛋白.真核表达载体选用pPIC9K,测序验证后的重组质粒pPIC9K/PL101经电击法转化毕赤酵母GS115表达菌株,对阳性转化子进行甲醇诱导型(Mut+)、不同浓度抗生素G418即高拷贝转化子筛选获得表达量可观的重组蛋白表达菌株.重组酵母菌经1％甲醇诱导7d获得重组蛋白,经硫酸铵沉淀法、Ni-NTA亲和层析纯化后获得纯度较高的PL101纯蛋白.经聚半乳糖醛酸反应法测得的PL101酶活达到970 U/mg,接种健康辣椒叶片测试结果表明PL101具较高致病性,表明PL101是辣椒疫霉菌重要致病因子.本研究为进一步阐明PL作用机理提供科学依据,进而为辣椒的抗病育种提供基因资源.     

剑麻苯丙氨酸裂解酶基因的鉴定及表达分析

剑麻是热带地区重要的纤维作物,但其分子生物学研究基础薄弱,纤维发育机制尚未明确。苯丙氨酸裂解酶(phenylalanine ammonia-lyase,PAL)是纤维重要组分木质素生物合成的起始酶,近年来转录组测序技术快速发展,使开展剑麻PAL基因相关研究更为便利。本文根据已报道转录组数据成功鉴定出2个含完整编码序列的剑麻PAL基因,其在剑麻叶片发育过程中的表达模式与前人报道的PAL在纤维发育过程中的活性变化规律一致,表明其与木质素生物合成密切相关。遗传进化分析结果显示,剑麻和番麻PAL基因进化关系更近,选择压力分析结果显示,剑麻和番麻PAL基因序列选择压力一致且高于太匮龙舌兰PAL基因,这一现象可能由剑麻和番麻纤维性状的趋同进化引起。此外,剑麻PAL基因在铜铅胁迫后差异表达不显著,其可能在重金属胁迫后受到转录后调控。值得一提的是,在烟草疫霉侵染后,剑麻PAL基因表达水平上调倍数较高,其可能同时参与苯丙烷类代谢途径中抗病相关次生代谢产物的合成和细胞壁介导的免疫机制。因此开展剑麻PAL基因功能解析可加深对剑麻纤维发育机制和抗病机制的理解,对培育高产、优质、多抗剑麻新品种具有重要意义。     

两种苎麻纤维素合酶基因cDNA序列的克隆及表达

从苎麻转录组数据出发, 利用Blast工具从中分析出与多种植物纤维素合酶高度相似的片段CL789和Unigene20360。根据片段信息设计特异性引物, 从苎麻[Boehmeria nivea (Linn.)Gaud.]栽培种湘苎3号中克隆纤维素合酶核心片段, 并利用5'及3'RACE技术获得2个片段的全长cDNA。两者都具有典型的纤维素合酶特征结构域, 表明为2个苎麻纤维素合酶基因CesA的cDNA序列, 分别命名为BnCesA2和BnCesA3。BnCesA2基因编码区全长度3240 bp, 编码1 079氨基酸多肽; BnCesA3基因编码区全长3120 bp, 编码1039氨基酸多肽。对BnCesA2和BnCesA3基因在湘苎1号、湘苎3号、湘潭大叶白和城步青麻苎麻品种木质部和韧皮部荧光定量PCR分析显示, 2个基因在不同品种苎麻的木质部及韧皮部都有表达, 但表达量存在着一定差异, 整体而言BnCesA2具有更高的表达水平, 其木质部和韧皮部的表达都为BnCesA3的2~5倍。推测BnCesA2和BnCesA3都参与了苎麻细胞壁的次生合成。     

鸭疫里默氏菌噬菌体裂解酶的原核表达

为了原核表达鸭疫里默氏菌噬菌体RAP44的裂解酶基因,以噬菌体RAP44的基因组为模板,用PCR方法扩增裂解酶基因,与表达载体p GEX-6P-1连接,将重组质粒转化至大肠杆菌BL21(DE3)中表达,利用谷胱甘肽-Sepharose 4B亲和柱纯化表达蛋白。结果成功构建了表达载体p GEX-N,转化菌经IPTG诱导后成功表达出了分子量约为37 k D的可溶性重组蛋白。本研究获得了纯化的鸭疫里默氏菌噬菌体裂解酶重组蛋白,为裂解酶的功能研究奠定了基础。     

苎麻果胶合成重要酶UGlcAE基因的克隆及组织表达

以苎麻[Boehmeria nivea (L.) Gaud]中苎1号为材料,采用简并RT-PCR法、RACE技术以及全长cDNA文库筛选,克隆苎麻果胶主要多糖组分的合成关键酶UGlcAE cDNA序列,序列长度为1 257 bp,编码区长723 bp,可编码241个氨基酸序列。实时定量PCR证实,UGlcAE表达量为根部＞叶片＞韧皮部＞木质部,在根部的表达量占优势。该结果对我们后期采用分子生物学方法来调控果胶的合成量具有实际意义。     

甘蔗ATP柠檬酸裂解酶基因的克隆与表达分析

ATP柠檬酸裂解酶(ACL)为细胞质中乙酰辅酶A合成途径的关键调控酶,在生物体正常生长发育中扮演着重要角色。本研究通过Race和电子克隆技术获得编码甘蔗ACL蛋白2个亚基的基因SoACLA-1和SoACLB-1,其编码框长度分别为1 272 bp和1 827 bp,编码423个和608个氨基酸,推测的氨基酸序列与其他物种具有高度相似性,都优先与禾本科植物聚于同一进化分支。2个基因在ATP-grasp功能域、柠檬酸结合位点、组氨酸磷酸化位点和ATP结合、CoA结合、磷酸化区域等,序列高度保守。实时荧光定量PCR结果表明,2个基因均受外源ABA、水分胁迫、水分胁迫加ABA处理诱导表达,且叶中表达量显著高于根系,其中又以水分胁迫处理下的表达量最高,2个基因表现出协同表达模式。SoACLA-1和SoACLB-1的表达与ABA、ROS含量具有相关性,说明它们可能参与了ABA调控的植物对逆境胁迫反应的代谢过程。     

苎麻果胶合成重要酶UGlcAE基因的克隆及组织表达

以苎麻[Boehmeria nivea (L.) Gaud]中苎1号为材料,采用简并RT-PCR法、RACE技术以及全长cDNA文库筛选,克隆苎麻果胶主要多糖组分的合成关键酶UGlcAE cDNA序列,序列长度为1 257 bp,编码区长723 bp,可编码241个氨基酸序列。实时定量PCR证实,UGlcAE表达量为根部＞叶片＞韧皮部＞木质部,在根部的表达量占优势。该结果对我们后期采用分子生物学方法来调控果胶的合成量具有实际意义。     

果实软化过程中果胶降解酶及相关基因研究进展

果实软化发生在储运过程中的后熟阶段,果实中不溶性原果胶降解为可溶性果胶和果胶酸是引发该阶段果实软化的主要原因。本文介绍了果实成熟软化过程中细胞壁结构的变化,以果胶为重点描述细胞壁组分的变化;由于果胶降解过程中参与的酶种类较多,因此,重点从起关键作用的三种果胶降解酶(多聚半乳糖醛酸酶、果胶酯酶、β-半乳糖苷酶)以及相关基因表达对果实成熟软化过程的影响方面进行综述。     

α-淀粉酶基因amyP的原核表达及酶学性质初步分析

α-淀粉酶作为一种十分重要的酶制剂,目前工业上都是以微生物发酵法大规模生产的。从耐高温菌株Geobacillus.POT-5基因组中,用PCR的方法扩增得到该菌的α-淀粉酶基因,此基因被克隆、测序,并在原核Escherichia coli表达系统中进行表达,并对该重组酶的酶学性质进行初步的分析。     

花椒几丁质酶基因ZaCHIT1的原核表达及纯化

花椒中含有的几丁质酶基因ZaCHIT1在植物病程中诱导相关蛋白表达,在植物对抗真菌病害过程中起重要作用.本研究将原核表达载体pMCSG19-ZaCHIT1转化到大肠杆菌BL 21(DE 3)菌株中,之后进行IPTG诱导表达并从诱导温度、时长和IPTG浓度3个方面检测对ZaCHIT 1重组蛋白表达的影响,以获得最优体系,...     

光皮桦果胶甲酯酶家族的鉴定与生物信息学分析

果胶甲酯酶(pectin methylesterase, PME)是调节果胶甲酯化程度的酶,通过作用于细胞壁在植物的各个生长阶段和生理过程中发挥重要作用。目前在模式植物拟南芥中对PME研究较多,而在木本植物中研究较少。光皮桦(Betula luminifera)是中国重要用材树种,研究光皮桦PME基因家族可助于了解光皮桦木材形成机制及逆境响应机制。为研究光皮桦PME基因家族的功能,利用生物信息学方法对光皮桦基因组中PME基因家族成员进行鉴定,并对其基因组信息、蛋白生理生化特征、系统进化树、保守基序和基因表达等方面进行了研究。结果表明,在光皮桦中共鉴定88个PME蛋白序列,包括37个Type-1 PME和51个Type-2PME;预测光皮桦PME蛋白大部分为稳定的碱性亲水蛋白;光皮桦PME基因家族与毛果杨和拟南芥在聚类结果一致;光皮桦PME序列中有10个比较保守的基序,其中motif 10是Type-1 PME特有的;大多数PME基因在各组织中都有表达,尤其在雄花序中突出表达,不同Group表达情况有一定的规律性。本研究为进一步研究PME基因家族在光皮桦中的功能奠定了基础。     

香灰菌杂合B型血红素过氧化物酶(As.APx-CcP)基因的克隆及原核表达

本研究基于JGI数据库中香灰菌的同源序列设计兼并引物扩增基因保守区,随后通过FPNI-PCR分别扩增保守区两侧侧翼序列,得到基因全长。该基因全长1 845 bp,由四个外显子和三个内含子组成,编码区1 596 bp,编码531个氨基酸,其中前21个为信号肽。通过RedOxiBase数据库比对,认为该基因属于I型过氧化物酶中的Ascorbate-cytochrome c peroxidase (APx-CcP)亚家族,与炭团菌EC38和CO27-5亲缘关系最近,序列一致率达到77%～82.5%。通过大肠杆菌表达系统,成功在体外表达了As.APx-CcP重组蛋白,优化了表达条件,表达出大小为63 kD的重组蛋白,对超声后上清蛋白和复性后蛋白测量了抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase, APx)以及过氧化物酶(peroxidases, PODs)活性,均未显示出吸光度变化,即没有显示出APx和PODs活性。本研究成功克隆As.APx-CcP基因、初步探索了重组蛋白的酶学性质,从序列角度分析了蛋白失活的可能原因,为今后挖掘As.APx-CcP的功能,探究As.APx-C...     

白木香倍半萜合酶基因AsVS的克隆与表达分析

法尼基焦磷酸(farnesyl diphosphate, FPP)是植物萜类化合物合成途径的重要前体之一,经不同的酶催化可形成各类萜类化合物,Vetispiradiene合酶可催化FPP形成Solavetivone和Lubimin的前体Vetispiradiene。本研究利用白木香转录组数据,首次克隆了编码白木香Vetispiradiene合酶的基因(命名为As VS, Genbank登录号为MH378283),AsVS基因序列全长为1 632 bp,编码543个氨基酸,该氨基酸序列与马来沉香倍半萜合酶聚类于同一分支,具有较近的亲缘关系,该蛋白植物倍半萜的保守性结构域DDXXD,NST/DTE和R(R)X8W,相对分子量为62.73 kD,理论等电点为5.51,包含40个磷酸化位点;二级结构以α螺旋和无规则卷曲为主;不含跨膜结构域。RT-qPCR分析结果表明AsVS基因在结香剂处理过程中于白木香茎干样品中持续上调表达,其第6天及第9天的表达量分别为对照处理的2.36和5.02倍。此结果为进一步研究As VS基因在白木香萜类化合物的合成及沉香致香成分富集中的功能提供了理论基础。     

小桐子磷酸葡萄糖变位酶cPGM与pPGM基因的克隆及原核表达分析

为了探究磷酸葡萄糖变位酶(PGM)在植物蔗糖与淀粉代谢中的重要作用,基于同源序列比对的方法,在小桐子基因组中鉴定到1个细胞质型PGM基因(命名为JccPGM)与1个叶绿体型PGM基因(命名为JcpPGM),利用qRT-PCR方法检测JccPGM与JcpPGM基因在小桐子不同器官与低温条件下的表达特性,同时,构建了pGE...     

木薯中肌醇半乳糖苷合成酶基因在大肠杆菌中的表达

本研究利用从木薯中克隆到的肌醇半乳糖苷合成酶基因构建到高效表达载体pGEX-6p-1上,构建重组载体MeGolS5-p GEX,并对GST-MeGolS5融合表达的IPTG诱导浓度、诱导不同温度、不同菌液浓度和诱导时间等条件进行优化。研究结果表明:随诱导时间增长GST-MeGolS5融合蛋白表达量提高,在37℃时,OD600为0.4左右,诱导4 h MeGolS5-GST融合蛋白的表达量达到最大,在0.2 mmol/L IPTG浓度下,可以有效诱导MeGolS5-GST融合蛋白的表达;MeGolS5重组菌株可以耐受5%的PEG6000模拟的干旱胁迫。本研究结果可为解析MeGolS5基因的功能以及在木薯抗旱过程中的作用机理提供参考。     

籽粒苋C_4关键酶丙酮酸磷酸双激酶基因的原核表达及酶活性测定

为了进一步探究籽粒苋丙酮酸磷酸双激酶(AhPPDK)蛋白的作用机制,构建了AhPPDK基因的原核表达载体,通过碱裂解提取质粒,经限制性内切酶酶切,采用1.0%琼脂糖凝胶电泳检测酶切产物,选择正确表达的阳性重组子,将测序正确的重组质粒p EASY-E1-AhPPDK转化菌株Transetta(DE3);利用IPTG诱导蛋白表达。SDS-PAGE凝胶电泳分析表明,重组AhPPDK能在大肠杆菌Transset(DE3)中高效表达,表达的重组蛋白质分子量约为108 k Da,与预期分子量相符,且为可溶性蛋白。利用紫外分光光度法测量结果表明,原核表达的AhPPDK具有酶活性,且上清粗酶液活性高于沉淀粗酶液。研究结果可为进一步探明AhPPDK蛋白的作用机制和转基因利用奠定基础。     

薰衣草芳樟醇合酶基因的克隆、表达及酶活性检测

从高油薰衣草品种“杂花”中克隆得到芳樟醇合酶基因LIS1和LIS2,并对其进行了生物信息学和表达模式分析、原核表达和酶活性检测,以低油品种“法国蓝”为对照。结果表明,LIS1基因编码602个氨基酸,LIS2基因编码564个氨基酸。LIS1蛋白与阔叶薰衣草、一串红的芳樟醇合酶亲缘关系相近,LIS2蛋白与狭叶薰衣草、杂薰衣草的芳樟醇合酶亲缘关系相近。LIS1基因在“杂花”花器官半开期、盛开期和衰败期的表达量均高于“法国蓝”;LIS1基因在“杂花”花萼中的表达量最高,且仅在“法国蓝”雄蕊中少量表达。LIS2基因在“杂花”花器官不同组织和不同发育时期表达量均低于其在“法国蓝”中表达量,该基因在“杂花”花器官衰败期和“法国蓝”花器官半开期表达量最高,在2个品种花萼中高表达。LIS2基因在2个品种不同发育时期及组织中的表达量均明显高于LIS1基因。LIS1和LIS2重组蛋白具有单萜合酶活性,且均参与合成芳樟醇。     

番茄果实成熟相关基因SlPEL和SlAPL的表达特性

分析27个代表番茄不同发育阶段和生物反应的组织特异性、含有152 635个独立EST数据库的数码表达,发现果胶裂解酶基因 (pectate lyase, SlPEL) 和番茄AP2 Like (SlAPL)的转录受果实成熟的调节。以授粉后不同发育时期的番茄(品种为美味樱桃)果实为试材, 用半定量PCR和荧光实时定量PCR分析SlPEL的表达模式,结果表明,授粉后12 d,其表达水平明显上升;授粉后16~18 d,达到第一个小高峰;28 d到最高峰;从28 d到完全成熟逐步下降到第一个小高峰的水平。SlAPL的表达模式与SlPEL类似,但其表达启动的时期迟于SlPEL。从授粉后25 d,SlAPL转录启动;授粉后28~32 d,其转录水平上升到第一个小高峰;39 d达到最高峰,以后到完全成熟略有下降。该研究也印证利用EST的数据库进行基因数码表达分析的可行性。