核桃JrGSTTau1基因的克隆及转入酵母的抗逆功能分析

为筛选核桃(Juglans regia)抗逆相关的功能候选基因,研究克隆获得一条核桃Tau亚家族GST基因(JrGSTTau1),并将该基因插入酵母表达载体pYES2中构建重组酵母pYES2-JrGSTTau1,将重组载体转入酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)INVSC1,同时以转化空载体pYES2的重组酵母作为阴性对照。在酵母表达系统中研究该基因的抗逆功能。结果表明,JrGSTTau1的开放读码框(ORF)全长690bp,拟推导的蛋白分子量为26.856kDa,含有氨基酸数为229,理论等电点为6.02。对2种酵母进行NaCl、CdCl2、-20℃和53℃胁迫处理,比较发现JrGSTTau1转基因酵母表现出较对照更高的生命力和成活率。表明JrGSTTau1基因能有效提高酵母的耐盐抗镉及抵抗异常温度的能力,JrGSTTau1可作为核桃逆境应答的候选基因。     

紫苏PfDGAT1酵母功能互补分析

[目的]本试验将已克隆的紫苏种子中高表达二酰甘油酰基转移酶(DGAT)基因PfDGAT1转化至酿酒酵母突变型菌株H1246进行酵母互补功能验证,研究二酰甘油酰基转移酶是否具有催化油脂合成的作用。[方法]通过构建紫苏DGAT基因的酵母表达载体pYES2.0-PfDGAT1并转化至酿酒酵母突变型菌株H1246,用尼罗红对转基因酵母细胞染色,检测转基因酵母中是否能合成油体;利用薄层层析(TLC)试验检测转基因酵母中是否存在三酰甘油(TAG)。[结果]转pYES2.0-PfDGAT1载体的突变型酵母菌株H1246能够检测到有油体存在,而转pYES2.0空载体的突变型酵母菌株H1246中没有检测到油体,说明紫苏PfDGAT1基因的表达恢复了酿酒酵母突变型菌株H1246油体缺陷的表型,可以催化TAG合成。[结论]PfDGAT1基因在紫苏种子油脂合成积累过程中发挥重要作用,该研究结果为深入解析PfDGAT1基因在紫苏油脂合成途径中的功能奠定了基础。     

核桃翻译起始因子JreIF1A的克隆及抗旱功能分析

真核生物翻译起始因子(eIF1)在逆境响应中具有一定的调节功能。本研究克隆获得核桃(Juglans regia)的1条eIF1A基因(命名为JreIF1A),通过生物信息学、基因表达及酵母转化等不同技术,分析JreIF1A在干旱胁迫下的基本生物功能。结果表明,JreIF1A的开放阅读框为438 bp,编码的多肽含145个氨基酸,分子量为16 344.48 u,理论等电点为5.08。JreIF1A与土瓶草(Cephalotus follicularis)、毛果杨(Populus trichocarpa)等的亲缘关系较近。JreIF1A能被干旱胁迫显著诱导,且在根和叶中具有表达特异性。将JreIF1A转入酵母,对转基因酵母INVSC1(pYES2-JreIF1A)及对照酵母INVSC1(pYES2)分别进行干旱(山梨醇,0.2 mol/L)处理,发现INVSC1(pYES2-JreIF1A)在干旱胁迫下的生长活性显著优于INVSC1(pYES2)。表明JreIF1A基因能不同程度地响应干旱胁迫,其表达可有效改善转基因酵母的抗旱响应能力;JreIF1A基因可作为核桃逆境适应机制研究的候选基因。     

2个柽柳Prx基因的克隆及表达分析

过氧化还原蛋白（Prxs）是植物体内重要的抗氧化酶。为深入研究Prx基因在柽柳非生物胁迫中的作用,从柽柳cDNA文库中获得了2条Prx的单一序列ThPrx1与ThPrx2,其中ThPrx1为部分序列,ThPrx2为全长序列。生物信息学分析表明,2条ThPrx与植物Prx同源基因的氨基酸序列具有较高的同源性,并且ThPrx1和ThPrx2分别属于Prx的PrxⅡ和2-Cys Prxs亚家族。通过实时定量PCR对这2个ThPrx基因在不同非生物胁迫（NaCl、PEG、CdCl2、低温及ABA）处理的柽柳根和叶中的表达模式分析显示, 2个ThPrx基因在胁迫下的表达模式不同:NaCl、PEG和ABA均能够诱导ThPrx1基因在根中的表达,而CdCl2和低温胁迫则抑制了该基因在根和叶中的表达;ThPrx2基因在低温处理的柽柳中的表达量下降,其他胁迫处理不同程度上影响了ThPrx2基因的表达。结果表明,ThPrx1与ThPrx2是2个新的Prx基因,推测其可能参与植物的逆境胁迫过程。      

柽柳谷胱甘肽转移酶基因(ThGSTZ1)转入酵母的抗逆能力分析

[目的]研究盐、重金属、低温和高温胁迫下,柽柳GST基因（命名为ThGSTZ1）的抗性作用。[方法]将ThGSTZl基因构建到酵母表达载体pYES2中,转入酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）获得重组型酵母,同时以转化空载体pYES2的重组酵母作为阴性对照;对2种重组酵母分别进行LiCl、NaCl、KCI、CdCl2、ZnCl2、MgCl2、-20和53qC胁迫处理,比较2种酵母的成活率。[结果]ThGSTZ1能有效的提高酵母的抗盐碱及极端温度的能力,表明ThGSTZ1可能参与柽柳的逆境胁迫应答过程。[结论]GST基因具有参与多种胁迫响应和调节的功能。     

筛选GPAT基因的酵母遗传互补体系的优化

3-磷酸甘油酰基转移酶(glycerol-3-phosphate acyltransferase,GPAT)是甘油脂生物合成途径中催化第1步酰化反应的关键酶,参与生物体的不同代谢途径,发挥着不同的生理功能。本研究对已构建的GPAT基因酵母遗传互补筛选体系进行优化,通过替换酵母表达载体pYES2-Kan-yADH1 v1中ADH1启动子,增强目的基因的表达;同时,在酵母遗传转化后对菌株进行复苏培养,提高遗传转化效率,增加阳性菌落数目。该体系的优化将进一步提高GPAT酶的筛选效率。     

葡萄芪合酶基因cDNA片段酵母表达载体的构建及其在酿酒酵母中的表达

应用基因重组技术,将从华东葡萄白河-35-1中分离出的长1179 bp芪合酶(stilbene synthase,STS)基因的cDNA片段克隆入大肠杆菌-酵母菌穿梭型诱导表达载体pYES6/CT上,构建重组酵母真核表达质粒pYES6/CT-STS,转化酿酒酵母菌株INVSc1,用Blasticidin(bsd)筛选出阳性克隆转化子,经半乳糖诱导表达后进行5个时间段菌体全蛋白SDS-PAGE电泳和Western-blot分析。结果发现,诱导4 h后开始有目标带(48 ku)出现,诱导16 h开始大量且稳定表达。证明目的基因片段可以在酿酒酵母中表达,为后续基因功能的验证奠定了基础。     

水稻cDNA酵母表达文库的构建及重金属镉胁迫相关基因的初步筛选

提取经重金属胁迫处理的水稻幼苗总RNA并纯化mRNA,采用SMART技术反转录成cDNA,利用Gateway技术将cDNA构建到入门载体pDONR222后,再经LR反应重组到酵母表达载体pYES2-DEST52上,获得水稻cDNA表达文库。检测表明,所构建的cDNA文库能达到后续试验要求。使用重金属镉敏感酵母突变株ycf1Δ进行水稻中重金属镉耐受相关基因筛选,获得多个可以恢复表型的酵母单克隆。提取质粒并测序分析后可知涉及到水通道蛋白、蛋白酶抑制剂以及金属硫蛋白等不同基因,筛选所得基因即为水稻应答重金属镉胁迫的候选基因。     

油葵脂肪酸去饱和酶基因HaFAD2-1的克隆与功能鉴定

为研究油葵FAD2-1基因在脂肪酸合成中的催化功能,利用RT-PCR技术,从油葵品种新葵杂4号未成熟种子中克隆HaFAD2-1基因的全长cDNA序列。将该基因序列构建穿梭表达载体pYES2-HaFAD2-1,并转化到营养缺陷型酿酒酵母菌株INVSc1中。将重组酵母诱导培养后对其总脂肪酸进行GC-MS分析。结果显示,HaFAD2-1基因编码一个长378个氨基酸的脂肪酸去饱和酶蛋白,分子质量43 719,等电点(pI)为8.38,具有3个高度保守的组氨酸簇。脂肪酸甲酯气相色谱分析结果表明HaFAD2-1基因在酿酒酵母中获得表达,能将油酸转化为亚油酸,证明克隆得到的HaFAD2-1具有完整的催化功能。     

芪合酶基因的克隆及其酵母表达载体的构建

应用基因工程技术将从中国野生属葡萄种高抗白粉病的华东葡萄白河-35-1中分离出的芪合酶基因cDNA片段（Stilbene synthase，STS）进行PCR扩增；把回收的目的基因PCR产物定向插入克隆载体pGEM-TEasy中进行测序与序列分析；采用定向克隆的方法将芪合酶基因克隆到大肠杆菌-酵母菌穿梭型酿酒酵母表达载体pYES6／CT上，转化大肠杆菌，提取阳性重组质粒转化酿酒酵母菌（Saccharomyces cerevisiae）菌株INVScl，酵母菌落PCR电泳结果显示，在约1200bp处有一条亮带，证明芪合酶基因酵母表达载体构建成功，为后期工作的开展奠定了基础，并为开发一种含有白藜芦醇生物活性成分的酵母微生态制剂提供了重要的实验素材。     

柽柳类锌指基因ThZFL酵母诱饵表达载体的构建及其表达验证

利用PCR技术从柽柳cDNA文库中克隆出ThZFL目的基因序列,连接到pMD18-T载体,转化大肠杆菌DH5α感受态,经检验后提取质粒,用BamH I和EcoR I限制性内切酶双酶切pMD18-T-ThZFL载体和pG-BKT7-BD空载体,并将酶切产物胶回收后,用T4 DNA连接酶连接过夜后转化大肠杆菌DH5α感受态...     

马铃薯卷叶病毒缺失突变CP基因酿酒酵母表达载体的构建

以重组质粒pBAD-LRCP-126为模板,经PCR扩增获得了PLRV缺失突变CP基因的特异性条带。目的片段与pYES2.1/V5-His/-TOPO的连接产物转化大肠杆菌TOP10F′获得了氨苄青霉素抗性菌落,酶切与DNA测序结果确认了酵母表达载体的正确性,该表达载体命名为pYES-LRCP-126。在30℃,酿酒酵母工程菌株INVSc1(pYES-LRCP-126)经2%半乳糖诱导培养16h,SDS-PAGE显示蛋白图谱上有一条23kDa的诱导表达的蛋白条带,其大小与预期的重组CP大小相符,表明PLRV缺失突变基因在酵母菌中实现了表达。     

葡萄细胞分裂素响应调节因子VvRR2互作蛋白筛选与鉴定

【目的】从葡萄中克隆细胞分裂素响应调节因子VvRR2,获得VvRR2的互作蛋白,为阐明VvRR2在欧洲葡萄抗病反应中的作用机制提供依据。【方法】对葡萄接种白粉病菌,提取总RNA后反转录,利用实时荧光定量PCR检测VvRR2转录本对白粉病菌的响应;构建瞬时表达载体pBI221-VvRR2-GFP,转化拟南芥原生质体进行亚细胞定位分析;构建酵母表达载体pGBKT7-VvRR2,转化酵母菌株AH109,检测VvRR2的转录激活活性;构建酵母表达cDNA文库,以VvRR2为诱饵,通过Mating法筛选互作蛋白,对获得候选序列进行Blast分析;将候选蛋白VvTGA的全长序列克隆至pGADT7载体形成重组载体pGADT7-VvTGA,与重组诱饵载体pGBKT7-VvRR2共转化酵母,进行双杂交验证VvRR2与VvTGA的相互作用;将VvTGA的全长序列克隆至pSPYNE（R）173载体,形成重组载体pSPYNE-VvTGA,将VvRR2的全长序列克隆至pSPYCE（M）载体,形成重组载体pSPYCE-VvRR2,然后将两个重组载体共转化拟南芥原生质体,利用双分子荧光互补技术验证VvRR2与VvTGA的相互作用。【结果】葡萄接种白粉病菌后,细胞分裂素响应调节因子VvRR2呈现受白粉病菌诱导表达模式。VvRR2定位在拟南芥原生质体的细胞核,转录激活试验结果表明VvRR2在酵母体内具有转录激活活性。在含有60 mmol·L^-1的3-AT培养基上可以抑制VvRR2诱饵载体的自激活活性,VvRR2诱饵载体对宿主酵母菌没有毒性。以VvRR2为诱饵,初步筛选到287个单克隆,在高严谨条件下进一步筛选获得23个有效序列,Blast分析显示这些基因参与蛋白质合成与降解、细胞分裂素信号传导、光反应和生物钟节律、生长发育和逆境响应。酵母回复双杂交试验结果显示含有空载体（pGADT7或pGBKT7）酵母在四缺培养基（含3-AT）上不能生长,含有两种重组质粒的酵母在四缺培养基（含3-AT）上能够生长,并在含有X-α-Gal的四缺培养基上能够显色。双分子荧光互补试验结果显示共转化pSPYCE-VvRR2与pSPYNE（R）173、pSPYNE-VvTGA与pSPYCE（M）的原生质体没有黄色荧光,而共转化pSPYCE-VvRR2与pSPYNE-VvTGA的原生质体显示黄色荧光。VvTGA的表达类似于VvRR2,呈现受白粉病菌诱导表达模式。【结论】葡萄细胞分裂素响应调节因子VvRR2是一个受白粉病菌诱导表达的转录因子,能够与VvTGA相互作用,并且VvTGA受白粉病菌诱导表达。     

酵母双杂交表达载体pGADT7-AtTGA2的构建及酵母菌的转化

[目的] 研究TGA2在植物系统获得抗性中所起的作用,阐明其作用机制.[方法] 通过PCR扩增获得拟南芥中TGA2基因全长CDS序列,克隆至pGADT7酵母表达载体,并转化至AH109酵母菌株中.[结果] 重组质粒通过大肠杆菌转化获得了阳性克隆,经过菌落PCR及单、双酶切验证重组质粒构建成功.将重组质粒又转化到AH109酵母菌中,并在相应筛选培养基上成功获得了转酵母菌成功的阳性克隆.[结论] 为进一步研究TGA2参与水杨酸诱导抗性基因表达的作用机制奠定了良好的基础.     

极细链格孢菌蛋白激发子Peat1在酵母双杂交系统中转录激活活性检测

以PCR法从pGEX-6p-1-peaT1中扩增出peaT1基因片段,电泳回收后将peaT1基因定向克隆到plexA载体中。将诱饵载体plexA-peaT1经酶切和测序鉴定后,用PEG/LiAC法转化酵母EGY48[p8op-lacZ],并进行诱饵载体转录激活活性检测。结果表明,重组质粒经EcoR I和XhoⅠ双酶切后,琼脂糖凝胶电泳检测可见2条与预期相符的条带,表明诱饵载体构建成功。β-半乳糖苷酶活性分析表明,诱饵载体plexA-peat1无转录激活活性,对酵母菌株也无毒害作用。该诱饵载体可用于酵母双杂交系统中,为下一步筛选cDNA文库奠定了基础。