青稞CHI基因的克隆及原核表达分析

为了进一步了解CHI基因在青稞黄酮合成中所起的作用,以青稞品系94-19-1为材料,通过同源克隆技术分离CHI基因,并对分离得到的CHI基因进行生物信息学分析及原核表达。结果表明,从青稞94-19-1中克隆得到的CHI基因编码区长为696bp,编码231个氨基酸。序列分析表明,青稞CHI基因有4个碱基和大麦不同,导致1个氨基酸发生改变。SDS-PAGE检测结果表明,将该基因克隆到表达载体pET-32a上,并转化大肠杆菌BL21后,经诱导可成功表达出融合蛋白。     

玉米骨干亲本黄早四抗病基因遗传传递规律的初步研究

对玉米抗病基因SSR标记的分析表明,在黄早四、4个黄早四衍生系和衍生系配制的4个杂交种中都存在矮花叶病抗性基因mdml(t)与玉米茎腐病抗性基因Rfg1,但不具有茎腐病抗性基因Rpi1。鲁单981具有南方锈病抗性基因RppQ,其余8个材料都不含该基因。对小斑病抗性基因STS标记的扩增结果显示9,个材料具有大小相同的带型,序列分析显示黄早四具有抗性基因rhm。SSR标记和STS标记分析结果同田间抗性相符合,两种分子标记可有效地用于玉米抗性基因的遗传传递分析。     

茶树氧甲基转移酶基因的克隆及原核表达

获得了一类茶树氧甲基转移酶基因cDNA全长并构建了该基因的原核表达载体。以从茶树叶片中提取的总RNA为模板,结合RT-PCR与RACE克隆技术获得氧甲基转移酶(O-methyltransferase)基因cDNA全长1 280 bp,其开放阅读框为1 068 bp,编码355个氨基酸,推测的蛋白分子量为39.1 kD,理论等电点为5.68。其氨基酸序列与葡萄和蓖麻氧甲基转移酶基因相似性分别为73%、71%。将该基因片段连接到原核表达载体pET-28a中,转化大肠杆菌BL21后诱导重组蛋白的表达,经IPTG诱导,SDS-PAGE检测到1条与预测融合蛋白分子量相符的外源蛋白。     

桑树MaUBC-C基因的表达模式分析及原核表达

泛素结合酶E2（ubiquitin-conjugating enzyme, UBC）在植物中具有重要的作用,参与植物的生长发育、逆境胁迫、免疫响应等生理活动。本课题组前期通过分析桑脉带相关病毒（Mulberry vein banding-associated virus, MVBaV）侵染的桑树品种‘桂桑优62号’（Morus atropurpurea）转录组获得了上调表达的基因MaUBC-C。为探究泛素结合酶MaUBC-C基因的功能,本研究以‘桂桑优62号’桑树为材料,克隆MaUBC-C的CDS序列进行生物信息学和表达模式分析,并对其进行原核表达获得该蛋白。结果显示,MaUBC-C编码区全长为567 bp,编码蛋白含188个氨基酸,大小为21.03 kDa,属于亲水、酸性、不稳定的核定位蛋白,具有保守的UBC结构域。将其氨基酸序列与其他物种的UBC氨基酸序列进行比对和进化分析,发现MaUBC-C与川桑MnUBC-C的相似性最高为98.40%,且具有最近的进化亲缘关系。荧光定量PCR分析MaUBC-C基因表达模式,结果显示MaUBC-C在桑苗的根、茎、叶中均有表达,其中在根部表达量最高,分别是茎和叶的1.24倍和1.71倍;对外源激素（ABA、GA、MeJA、SA）和非生物胁迫（低温、高温、高盐、干旱）处理均产生响应,且在ABA和MeJA处理下表现出显著上调,在24 h时的表达量分别为正常水平的29.55、9.05倍,推测MaUBC-C在桑树的生长发育中具有广泛的调控作用,参与桑树的激素信号转导和对非生物胁迫的防御反应。利用无缝克隆技术构建MaUBC-C原核表达载体pET-30a-MaUBC-C并转化大肠杆菌BL21,0.5 mmol/L IPTG在37℃条件下进行诱导,获得约为25 kDa的融合蛋白,与预期大小相符,为今后进行MaUBC-C基因功能研究提供了基础材料。本研究为进一步探究桑树泛素蛋白酶体途径的作用机制奠定了基础。     

甘蓝型油菜BnADC基因的克隆及原核表达

利用同源克隆和RACE(Rapid amplification of cDNA ends)技术从甘蓝型油菜中克隆到精氨酸脱羧酶(Arginine decarboxylase,ADC)基因cDNA全长序列,命名为BnADC。BnADC全长为2 649bp,包含344bp的5′非翻译区(5′ Untranslated region,5′-UTR)、226bp的3′非翻译区(3′ Untranslated region,3′-UTR)和2 079bp的完整开放阅读框(open reading frame,ORF),编码75.1kD的蛋白质。5′-UTR中含有12bp的uORF (Upstream open reading frame),编码MIRE 4个氨基酸。氨基酸同源性比对表明,BnADC蛋白与其他植物ADC蛋白具有很高的相似性,与芥菜的同源性高达93%;系统进化树分析表明,BnADC与芥菜、拟南芥的ADC亲缘关系较近。在获得全长cDNA的基础上,构建融合表达载体pET30a(+)-BnADC,转化大肠杆菌（Escherichia coli）表达菌株BL21(DE3),SDS-PAGE检测到一个约81.1kD的融合蛋白被E. coil表达,且融合蛋白主要存在于菌体沉淀中。     

青稞CHS基因的克隆及原核表达分析

为进一步研究查尔酮合酶（Chalcone synthase,CHS）在黄酮化合物代谢过程中的作用,以青稞94-19-1为材料,通过同源克隆技术分离CHS基因,并对分离得到的CHS基因进行生物信息学分析及原核表达。结果表明,从青稞94-19-1中克隆得到的CHS基因编码区长为1 197 bp,编码398个氨基酸。生物信息学分析表明,该基因编码的蛋白质分子量为43.479 kDa,预测等电点(pI)为5.92,是酸性蛋白;该酶蛋白体外红细胞中的半衰期为30 h,不稳定系数(II)大于40,属于不稳定蛋白;平均亲水指数为-0.090,是亲水性的蛋白。SDS-PAGE检测结果表明,将该基因克隆到表达载体pET-32a上,并在大肠杆菌BL21中表达,可得到64 kDa左右的融合蛋白,在IPTG诱导浓度为1.0 mmol·L^-1时,最佳诱导时间为3 h。     

木奈果实中花青素合成酶基因PsANS的克隆及原核表达分析

根据NCBI数据库中已知的蔷薇科植物花青素合成酶基因序列设计特异引物,从本实验室已经构建好的木奈成熟果实均一化全长cDNA文库中筛选分离得到了一个编码花青素合成酶的cDNA:基因命名为PsANS,登录号:JN560957。该cDNA长1 478 bp,包含137 bp 5’非编码区,267 bp 3’非编码区,开放阅读框长度为1 074 bp。PsANS编码358个氨基酸,分子量为40.41 ku,理论等电点为5.35。经BLAST分析对比发现,PsANS氨基酸序列与甜樱桃、苹果和草莓的ANS氨基酸同源性都很高,分别为98%、93%和89%。将PsANS亚克隆到原核表达载体pGEX-6P-1和pET-32a上,在大肠杆菌BL21中经1mmol/L ITPG诱导表达获得了木奈PsANS融合表达蛋白,其分子量大小与预期的一致,进一步确认本试验克隆得到的PsANS为木奈花青素合成酶基因。     

琯溪蜜柚汁胞APX1 cDNA的克隆及原核表达

为了解琯溪蜜柚(Citrus grandis‘Guanximiyou’)汁胞在发育过程中,APX与汁胞活性氧自由基清除和汁胞粒化的关系,以琯溪蜜柚果肉为材料,运用cDNA克隆的方法,克隆得到琯溪蜜柚果肉APX1cDNA全长,并进行了原核表达。结果表明:获得了全长为1118bp的琯溪蜜柚汁胞APX1cDNA全序列,包含753bp的开放阅读框,编码250个通读的氨基酸序列。具有过氧化物酶活性位点信号和亚铁血红素结合基信号。目前APX1cDNA序列已在GenBank上注册,登录号为gb|FJ595794.1。通过构建重组质粒p32-APX1,转化至TransRosetta(DE3)中,在大肠杆菌宿主中获得了表达,从而为下一步制备该酶抗体及研究琯溪蜜柚汁胞粒化过程中APX1的功能奠定了基础。     

青稞F7-OMT基因的克隆及原核表达分析

类黄酮7-O-甲基转移酶(F7-OMT)具有甲基转移酶功能,能催化底物类黄酮甲基化产生植物抗毒素,提高植物的抗菌性。为了给进一步研究该酶蛋白的功能奠定基础,以青稞"94-19-1"为材料,采用同源克隆方法得到青稞F7-OMT基因编码片段。生物信息学分析表明,青稞F7-OMT开放阅读框(ORF)全长为1173bp,编码390个氨基酸,蛋白分子质量为42 207.8Da,等电点pI为5.36,无信号肽序列,具有甲基转移酶2(Methyltransf_2,pfam00891)和二聚化(Dimerization,pfam08100)保守域。通过亚克隆将F7-OMT连接到表达载体pET-32a上,构建pET-32a-F7-OMT融合表达载体,在E.coli BL21(DE3)pLysS中诱导表达,并采用亲和层析纯化法得到纯化蛋白。     

小麦TaBS1转录因子基因的克隆、原核表达及Western blot检测

转录因子在提高植物抗性中起着重要的作用。本实验从小麦中克隆得到一个新的具有DUF822保守域的转录因子基因 TaBS1。为进一步研究该转录因子在参与植物胁迫信号调控中的作用以及蛋白本身的结构、功能和活性等,将 TaBS1基因构建到原核表达载体pET28a(+)上。在终浓度为1 mmol·L^-1 IPTG诱导2 h的条件下,得到融合蛋白 HisTaBS1,并用Western blot确定所表达的蛋白确实为融合蛋白 HisTaBS1。     

橡胶树肌动蛋白解聚因子原核表达及纯化

本研究根据HbADF序列设计引物扩增基因的编码区,并将其插入到原核表达载体pET28a上,成功构建重组质粒pET28a-HbADF。将重组质粒转化大肠杆菌BL21(DE3)宿主菌,经1 mmol/L IPTG诱导,获得相对分子量为20 ku的融合蛋白。表达蛋白以可溶和包涵体两种形式存在,通过亲和层析方法纯化可溶蛋白并获得HbADF融合蛋白,用抗HIS标签的单抗对纯化蛋白进行了Western blot鉴定。该结果为进一步研究HbADF蛋白特性及功能奠定基础。     

四倍体小麦Langdon HMT1基因的克隆及原核表达

硒是人类不可缺少的重要微量元素之一,人类必须补充足够的硒才能保证身体健康。同型半胱氨酸甲基转移酶(homocysteine-S-methyltransferase,HMT)基因与植物富硒关键酶硒代半胱氨酸甲基转移酶(selenocysteine methyltransferase,SMT)基因同源。为了发掘并利用麦类作物中的富硒关键酶基因,基于NCBI已公布的节节麦(Aegilops tauschii Coss.)同型半胱氨酸甲基转移酶1基因(AetHMT1)的序列设计HMT1基因的特异性引物H1-F/H1-R,克隆四倍体小麦Langdon HMT1的开放阅读框(open reading frame,ORF)后进行序列分析,并通过原核表达验证该基因。结果表明,利用H1-F/H1-R从四倍体小麦Langdon(LDN)克隆出两条长度均为975bp的序列,分别命名为LDNHMT1-1和LDNHMT1-2。LDNHMT1-1、LDNHMT1-2与AetHMT1基因一样,均编码342个氨基酸,分子量大小分别为35.19kDa和35.18kDa。通过氨基酸序列比对和进化树分析发现,LDNHMT1-1、LDNHMT1-2与其他HMT、SMT有较高的相似性。构建原核表达载体,并通过SDS-PAGE鉴定,成功获得LDNHMT1-1、LDNHMT1-2的原核表达菌株,且原核表达的蛋白质与预测分子量大小一致。     

马蓝IGPS基因的克隆、表达分析及原核表达

吲哚-3-甘油磷酸合酶(indole-3-glycerol phosphate synthase,IGPS)是广泛参与生物体内色氨酸、生长素等吲哚化合物合成途径中重要的关键酶之一.为了研究BcIGPS在马蓝吲哚类生物碱合成中的作用,基于马蓝转录组数据,通过RT-PCR技术从马蓝中克隆得到IGPS基因序列,命名为BcIG...     

HARDY基因的克隆、原核表达及其植物表达载体的构建

为了给转HARDY(HRD)基因小麦研究奠定基础,利用PCR技术从拟南芥中克隆HRD基因,进行生物信息学分析,预测其编码的蛋白质结构与功能,构建原核表达载体pET28a(+)-HRD,转化大肠杆菌BL21(DE3),IPTG诱导蛋白的表达,同时构建pBin-HRD植物表达载体。测序分析结果表明,克隆的HRD与NCBI发布的拟南芥核苷酸序列的同源性为99%,其开放阅读框长555bp,可编码184个氨基酸,具有许多重要功能位点;成功构建了原核表达载体pET28a(+)-HRD和植物表达载体pBin-HRD,诱导表达出大小约为23.3kD的蛋白,与理论值相近。     

巴西橡胶树HbCZF1的原核表达分析

3-羟基-3-甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶(3-hydroxy-3-methylglutaryl-coenzyme A reductase,HMGR)是天然橡胶生物合成途径中的关键酶之一,在先前的研究中本课题组已克隆了与Hmgr1启动子互作的转录因子基因HbCZF1。本研究在此基础上,构建了HbCZF1的原核表达载体PET-28a(+)-HbCZF1,将其转化E.coli Rosetta(DE3)菌株。经优化条件后,在20℃,0.1 mmol/L IPTG诱导4 h的条件下,获得了分子量约47 ku的HbCZF1融合蛋白。     

橡胶树炭疽菌CsHog1基因的克隆和原核表达分析

HOG MAPK途径在植物病原真菌生长发育、致病过程和对杀菌剂敏感性等方面发挥重要功能,但在不同的病原真菌中具有一定差异。为研究Hog1蛋白在橡胶树炭疽菌(Colletotrichum siamense)中的功能和调控机制,本研究利用同源克隆法克隆获得橡胶树炭疽菌(C. siamense)的CsHog1基因,构建GST-CsHog1融合表达载体,利用SDS-PAGE和WesternBlot检测蛋白表达情况。结果表明:橡胶树炭疽菌(C.siamense)的CsHog1基因大小1383 nt,编码459个氨基酸,包含5个内含子,具有丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶催化结构域;聚类分析显示橡胶树炭疽菌的CsHog1基因编码的氨基酸序列与黄瓜炭疽菌的ClOsc1(Hog1同源基因)同源性最高。所构建的蛋白融合表达载体在供试条件下(IPTG0.3、0.5、0.8、1.0 mmol/L;温度16、25、28℃)均可较好诱导表达,GST-CsHog1融合蛋白大小约为70 ku。用GST亲和层析柱纯化获得蛋白,经Western Blot检测显示该蛋白可与GST单克隆抗体特异性结合。     

巴西橡胶树HbEBP1生物学特性、原核表达及氨肽酶活性分析

从巴西橡胶树中筛选到了Hb EBP1基因,该基因序列长度为1 462 bp,其中5′端非编码区长度为141 bp,3′端非编码区长度为133 bp,其c DNA序列具有完整的阅读框,编码395个氨基酸,推导的Hb EBP1分子量为43.596 ku,等电点位为6.45。生物信息学分析结果表明巴西橡胶树Hb EBP1具有3个保守结构域:增值相关蛋白2G4(PA2G4-like)、氨肽酶M24(APP_Met AP)、甲硫氨酸氨肽酶(MAP)结构域。对原核表达的Hb EBP1蛋白进行氨肽酶活性测定,发现体外表达的Hb EBP1蛋白没有Map活性。这些结果表明,橡胶树Hb EBP1基因并不存在氨肽酶活性。