黄粉甲翅芽生长因子基因的克隆及表达分析

翅芽生长因子(imaginal disc growth factor,IDGF)是一类调节昆虫发育和生长的因子。利用RACE克隆技术,克隆获得黄粉甲(Tenebrio molitor)IDGF基因,其c DNA序列长1 465 bp,开放阅读框为1 296 bp,可编码431个氨基酸,预测理论分子量为48.25 ku,等电点为7.63。氨基酸序列同源比对分析发现,黄粉甲IDGF与赤拟谷盗(Tribolium castaneum)和蔗根非耳象(Diaprepes abbreviatus)的IDGF相似性分别为89%、71%。系统发育树分析表明,黄粉甲IDGF与赤拟谷盗IDGF进化关系最近。荧光定量PCR分析表明,在不同发育阶段,IDGF基因在幼虫1龄和2龄中的表达量明显高于其他发育阶段。在蛹期不同组织中,IDGF基因在脂肪体中的表达量最高。被管氏肿腿蜂(Scleroderma guani)寄生后,IDGF基因的转录水平未受影响,表明寄生不能调控该基因的转录表达。     

小菜蛾储存蛋白基因的克隆与表达分析

克隆和分析了2个小菜蛾的储存蛋白基因——Px AJSP-1和Px BJHSP-2.其中,Px AJSP-1属于芳基贮存蛋白,而Px BJHSP-2属于富甲硫氨酸储存蛋白.进化树分析表明,它们在同一目昆虫中相对保守.利用实时荧光定量PCR分析其表达模式,发现Px AJSP-1和Px BJHSP-2在4龄幼虫和蛹期高表达,且在脂肪体中的表达量远高于其他组织.     

中华剑角蝗储存蛋白基因的克隆及表达分析

昆虫储存蛋白是昆虫生长发育过程中一种关键的功能性蛋白。为了分析中华剑角蝗(Acrida cinerea)储存蛋白基因 AcHex-2的结构特性和时空表达特性,采用 RACE 技术获得AcHex-2全序列为2 217 bp,编码 673 个氨基酸,预测分子量 78.80 kDa。采用 RT-PCR 方法对该基因的时空表达进行相对表达量分析,结果显示AcHex-2基因在若虫和成虫阶段均表达,进入三龄若虫后表达量明显提高,5龄时达到最高,成虫初期表达量降低;成虫阶段腹部、脂肪体和 12 日龄精巢、卵巢中表达量最高,中肠表达量极低,12日龄成虫在精巢和卵巢中的表达量显著高于5日龄成虫。表明该储存蛋白在整个发育时期和繁殖过程中起重要作用,为进一步探讨储存蛋白的生理功能、作用机制及害虫防治对策提供参考。     

东亚飞蝗储存蛋白基因LmiHex-2的克隆与表达分析

昆虫储存蛋白是在昆虫体内普遍存在的一种特异性淋巴蛋白,在昆虫的生长发育过程中发挥着重要作用。为分析东亚飞蝗Locusta migratoria manilensis储存蛋白基因Lmi Hex-2的结构和时空表达特性,通过RACE技术获得了Lmi Hex-2基因2 171 bp全长c DNA序列,其中开放阅读框2 022 bp,编码673个氨基酸,预测分子量78.79 k Da。序列比对结果显示Lmi Hex-2基因c DNA序列与直翅目蝗总科储存蛋白基因c DNA序列的相似性达到82%~89%。RT-PCR结果显示Lmi Hex-2基因在东亚飞蝗卵和若虫阶段均有表达,5龄6 d时表达量最大;成虫中脂肪体表达量最高。通过贝叶斯法构建的系统发育树显示直翅目储存蛋白为单系群,昆虫血蓝蛋白与昆虫储存蛋白聚为姐妹群,二者均由甲壳纲血蓝蛋白进化而来。     

黄粉甲抗冻蛋白基因afp72 cDNA的克隆和序列分析

[目的]为抗冻蛋白基因afp72的体外表达和生物学功能研究奠定基础。[方法]从黄粉甲脂肪体中提取总RNA,通过RT-PCR克隆抗冻蛋白基因afp72,并构建克隆重组质粒pUCm-T-afp72。经双酶切后,将其与表达载体pMAL-p2X连接并转化到大肠杆菌TBI,构建表达重组质粒pMAL-p2X-afp72。[结果]afp72 cDNA长度为216 bpa;fp72的测序序列与GenBank中编码84个氨基酸的黄粉甲afps序列的同源性为89.48%a;fp72基因可能来自其他黄粉甲抗冻蛋白基因的突变或缺失;从蛋白水平上证实AFP72是一个抗冻蛋白,afp72是一个抗冻蛋白基因;表达重组质粒pMAL-p2X-afp72的构建是成功的。[结论]该研究为利用基因工程方法构建抗冻蛋白转基因植物提供了材料。     

黄曲条跳甲JH诱导蛋白基因的克隆与表达分析

【目的】克隆黄曲条跳甲保幼激素诱导蛋白（Juvenile hormone-inducible protein,Ps-jhip-1）基因,并分析其表达特征。【方法】克隆黄曲条跳甲Ps-jhip-1基因,对其进行系统发育分析,并对其编码蛋白进行生物信息学分析。利用荧光定量PCR方法分析Ps-jhip-1基因在黄曲条跳甲不同组织器官及1个生物钟周期内表达量的变化趋势。【结果】成功克隆了Ps-jhip-1全长cDNA,其长度为1 252 bp,开放阅读框为1 230 bp,编码409个氨基酸。Ps-jhip-1基因编码蛋白具有典型的类蛋白激酶C超家族的蛋白功能域,不具备保幼激素膜受体分子的特征。系统发育分析结果表明,Ps-jhip-1与同为鞘翅目昆虫赤拟谷盗的8种JH诱导蛋白基因聚为一支。荧光定量PCR结果表明,Ps-jhip-1基因mRNA在黄曲条跳甲雌雄成虫的多种组织器官中都有表达,其中在触角和头部的表达量相对较高,而在中足和后足的表达量相对较低,约为触角表达量的6%;Ps-jhip-1基因mRNA表达水平在1个生物钟周期内存在4个下调表达时段,但并未表现出明显的节律性特征。【结论】成功克隆了黄曲条跳甲Ps-jhip-1基因,并分析了其在不同组织及1个生物钟周期内表达量的变化。     

黄河鲤金属硫蛋白基因的克隆及表达分析

采用RT-PCR方法克隆获得黄河鲤(Cyprinus carpio)金属硫蛋白基因的编码区(CDS)序列,该序列长183bp,编码60个氨基酸,不含芳香族氨基酸,其中20个半胱氨酸(Cys)集中分布在肽链的N端和C端,具有MT典型的Cys-X(1~3个)-Cys结构,预测分子量为6013 D,理论等电点为8.38。经多序列比对,黄河鲤与高身鲫(Carassius cuvieri)的同源性最高,达94%。采用RT-q PCR进行黄河鲤MT的组织表达分析,结果表明:黄河鲤MT基因的表达存在组织性差异,其相对表达量表现为肝脏肾脏腮脑肌肉。     

菊花脑热激蛋白70基因的克隆及表达分析

采用同源克隆结合RACE技术从菊花脑叶片中克隆菊花脑(Chrysanthemum nankingense)热激蛋白70基因(hsp70)的cDNA序列,并通过荧光定量PCR(qRT–PCR)分析菊花脑在40℃高温下热激不同时间(0、0.5、1、2、3、6 h)后叶片中hsp70基因的表达差异。结果表明,克隆的cDNA序列全长2 224 bp,与水母雪莲花、紫茎泽兰的hsp70基因在核苷酸和氨基酸水平的同源性分别为88%、98%,表明该序列为菊花脑的hsp70基因序列(GenBank登录号,KJ561911),命名为Cnhsp70。Cnhsp70基因的开放阅读框为1 944 bp,其编码的蛋白(647个氨基酸)的相对分子质量约为70 900,含有HSP70家族序列标签。qRT–PCR分析的结果表明,Cnhsp70基因的表达在热激后短时间内迅速上调,热激3 h达到最高,热激6 h时表达量迅速下调。     

黄河鲤金属硫蛋白基因的克隆及表达分析

采用RT-PCR方法克隆获得黄河鲤(Cyprinus carpio)金属硫蛋白基因的编码区(CDS)序列,该序列长183bp,编码60个氨基酸,不含芳香族氨基酸,其中20个半胱氨酸(Cys)集中分布在肽链的N端和C端,具有MT典型的Cys-X(1³个)-Cys结构,预测分子量为6013 D,理论等电点为8.38。经多序列比对,黄河鲤与高身鲫(Carassius cuvieri)的同源性最高,达94%。采用RT-q PCR进行黄河鲤MT的组织表达分析,结果表明:黄河鲤MT基因的表达存在组织性差异,其相对表达量表现为肝脏>肾脏>腮>脑>肌肉。     

火龙果类锌指蛋白基因片段的克隆及表达分析

锌指蛋白在原核生物与真核生物基因转录的调控中发挥着重要作用.根据火龙果抗逆cDNA 芯片中的一个 EST设计一对引物,采用RT-PCR克隆火龙果类锌指蛋白基因片段,生物信息学分析表明,该片段长334bp,编码 1中含有109个氨基酸残基的肽链,命名为HuZF.该基因序列与其它植物锌指蛋白基因核苷酸序列的同源性均在 70%以上,推测的氨基酸序列与其它植物锌指蛋白的氨基酸序列的同源性达60%以上.RT-PCR分析表明,高盐和 干旱胁迫下,火龙果茎中HuZF 的表达增强,低温胁迫时,HuZF 的表达先减弱后增强,初步推测该基因的表达与 火龙果低温、高盐、干旱等逆境胁迫响应相关.     

香蕉水通道蛋白基因的克隆与表达分析

[目的]更好了解香蕉果实与水分代谢的关系。[方法]依据从抑制差减杂交文库(SSH)中获得的一个cDNA序列,设计5′和3′RACE引物,从香蕉果实中扩增基因5′和3′末端片段,并用RT-PCR的方法探讨该基因在香蕉各组织中的表达情况。[结果]获得一个1 132 bp的水通道蛋白全长基因,命名为MaPIPl;1。MaPIPl;1基因包含861 bp的完整阅读框架,编码的蛋白有6个跨膜结构及aspara-gine-proline-alanine(NPA)和aromatic/arginine 2个保守区。其与水稻水通道蛋白基因OsPIP1;2在氨基酸序列上有94.1%的一致性和97.9%的相似性。且MaPIP1;1在香蕉各器官中均稳定表达。[结论]MaPIPl;1可能与香蕉的水分代谢相关。     

木薯环指蛋白基因MeRFP8克隆及表达

采用RT-PCR方法,首次从木薯华南8号(SC8)克隆一个环指蛋白RFP基因家族成员MeRFP8.该基因c DNA包含1059 bp的开放阅读框,编码一个由352个氨基酸残基组成的蛋白质.该蛋白质分子质量为39.23 ku,理论等电点为4.84,C末端含有保守的结构域RING finger domain(Ring-H2 zinc finger),属于C3H2C3型环指蛋白.利用实时荧光定量PCR分析MeRFP8基因在木薯SC8及其同源四倍体叶片的表达水平,结果显示:5℃低温胁迫24 h内,SC8和其四倍体MeRFP8基因先下调表达,后上调表达,呈"V"字型.而且MeRFP8基因在SC8的表达变化水平比其同源四倍体大.推测MeRFP8基因可能参与木薯的低温响应.     

水稻B-box锌指蛋白基因OsBBX26的 克隆及表达分析

[目的]克隆水稻B-box锌指蛋白基因(OsBBX26),并分析其在非生物胁迫下的表达模式,为探究水稻B-box蛋白的非生物胁迫响应机制提供理论依据.[方法]以水稻模式品种日本晴为材料,采用RT-PCR克隆OsBBX26基因,对其进行生物信息学分析,并通过构建pBA-OsBBX26-YFP植物表达载体进行亚细胞定位.同时,采用实时荧光定量PCR检测分析OsBBX26基因的组织特异性及非生物胁迫(干旱、ABA、低温和高盐)下的表达模式.[结果]克隆获得的OsBBX26基因(LOC_Os08g42440)cDNA全长序列为1467 bp,编码488个氨基酸,其编码蛋白分子量为51.86 kD,理论等电点(pI)为6.63,包含1个B-box锌指结构域和1个CCT结构域,其中B-box结构域位于第13~60位氨基酸,CCT结构域位于第435~478位氨基酸,该蛋白定位于细胞核中.OsBBX26基因位于8号染色体上,启动子区域除了含有TATA-Box和CAAT-Box等基本转录元件外,还含有与逆境相关的顺式作用元件,包括低温响应元件LTR、脱落酸响应元件ABRE、水杨酸响应元件TCA-element、厌氧响应元件ARE、茉莉酸甲酯响应元件CGTCA-motif和TGACG-motif,以及MYB转录因子结合位点.OsBBX26蛋白与粳稻B-box蛋白亲缘关系最近,其次与籼稻B-box蛋白亲缘关系较近,与其他植物B-box蛋白也存在较高的相似性,其中与小米、大麦、高粱、玉米和短柄草B-box蛋白的氨基酸序列相似性分别达72%、72%、71%、69%和68%.OsBBX26基因在幼叶中的表达量最高,其次是在成熟叶片中,在幼根、成熟根、茎和幼穗中的表达量均极低,表明该基因表达具有明显的组织表达特异性.干旱、高盐、ABA和低温胁迫处理下OsBBX26基因均上调表达,干旱、高盐和ABA胁迫处理12 h达峰值,但低温胁迫处理在24 h后才达峰值.[结论]OsBBX26基因受干旱、高盐、ABA和低温胁迫诱导均上调表达,推测其参与水稻植株响应多种非生物胁迫,在逆境响应中发挥重要调控作用.     

桃果实CyPD基因的克隆、生物信息学分析及蛋白表达

线粒体膜通透性转换孔(MPTP)是线粒体内膜上的一种蛋白复合体,在细胞凋亡或坏死中具有重要作用。亲环蛋白D(Cy PD)是MPTP的重要组成蛋白,对线粒体引起的细胞凋亡有重要的调节作用,但植物中该蛋白的研究较少。本试验通过PCR、RACE等分子生物学技术克隆获得了肥城桃果实线粒体Cy PD基因c DNA序列,该序列全长663 bp,开放阅读框为615 bp,编码204个氨基酸;系统进化树分析发现,肥城桃Cy PD与苹果Cy PD蛋白在进化关系上最为亲密;蛋白质三维结构模拟表明,该蛋白含有2个α螺旋、8个β折叠结构;体外构建了p ET-32a-Cy PD重组表达载体,并成功在大肠杆菌BL21(DE3)中表达。这些结果为进一步研究Cy PD蛋白的结构和功能奠定了基础。     

白桦扩展蛋白基因的克隆分析及植物表达载体构建

从白桦中分离了4条扩展蛋白家族基因全长c DNA序列和2条大于400 bp的部分c DNA序列,命名为Bp EXP1~Bp EXP5和Bp EXPL,其中4个全长c DNA推导蛋白氨基酸残基数为186~258个,编码蛋白的分子量为20.07~27.80 k Da,理论等电点为5.57~9.20。氨基酸序列分析结果表明:5个alpha-expansin序列有共同的结构特征,即在N-末端有8个保守的半胱氨酸残基的丰富域,C-末端有4个保守的色氨酸残基的丰富域,中间有1个组氨酸功能域。利用Real time RTPCR分析EXP家族基因在白桦不同器官和组织内的表达模式,结果表明:6个EXP基因在白桦的不同器官和组织中有着不同的表达水平,其中Bp EXP1在分生木质部中表达量最高,推测其与木材形成过程的细胞壁修饰相关;Bp EXP3在发育的蒴果中表达量最高,推测其与果实和种子发育过程中的细胞壁修饰相关。最后选择Bp EXP1和Bp EXPL基因,构建了pROKⅡ-Bp EXP1和pROKⅡ-Bp EXPL植物表达载体。     

大鲵热应激同源蛋白70基因cDNA克隆及表达分析

结合同源克隆和RACE技术克隆大鲵热应激同源蛋白70基因(hsc70)cDNA序列全长,通过半定量PCR方法分析其在大鲵肾脏、脑、肺、皮肤、肝脏、肾脏、脾脏、心脏、肌肉和垂体组织的表达特点。结果表明:大鲵hsc70基因cDNA全长为2 284 bp(GenBank登录号为HM998289),其中3′端和5′端非翻译区分别为87 bp(1~87)和253 bp(2 032~2 284),中间序列即编码区长为1 944 bp(88~2 031),编码647个氨基酸(AA);其核苷酸序列与其他物种相似性最高达83.5%,而编码的氨基酸序列则相对保守,与钝口螈的相似性达94%;根据其编码的AA序列构建进化树,结果大鲵hsc70首先与两栖类物种聚为一类,不同来源的hsc70基因与分类地位相似的物种分别聚类;半定量PCR结果表明,hsc70基因在大鲵的10种组织中都以较高的水平表达,但存在组织差异,在肾脏、脑、肺、皮肤、肝脏、胃、脾脏中表达量相对较高,在心脏中表达量次之,在肌肉和垂体中表达较低。     

飞蝗储存蛋白家族基因的表达与免疫功能分析

储存蛋白是一种重要的功能蛋白,在昆虫的生长发育和机体免疫应答反应中发挥重要作用。为了进一步分析飞蝗储存蛋白家族基因的免疫功能,通过qPCR对飞蝗储存蛋白家族基因的4个成员（L.m.Hx1、L.m.Hx2、L.m.Hx3和L.m.Hx4）在成虫不同组织的表达进行定量分析,并选取表达量较高的表皮和脂肪体为实验材料对飞蝗成虫进行大肠杆菌刺激实验。结果显示：菌刺激后,L.m.Hx1和L.m.Hx2的相对表达量均呈现先下降后上调的趋势,L.m.Hx3和L.m.Hx4则呈现先上调后下降的趋势,表明飞蝗储存蛋白家族基因均具有一定的免疫功能,L.m.Hx1和L.m.Hx2负向调控飞蝗的免疫过程,而L.m.Hx3和L.m.Hx4则正向调控飞蝗的免疫过程,因此家族成员之间可能存在相互补偿效应。为进一步探讨飞蝗储存蛋白家族基因的免疫功能、相互作用机制及制定害虫防治的策略提供参考。     

青蒿B-BOX型锌指蛋白基因AaBBX22的克隆及表达分析

在外界环境刺激下BBOX型锌指蛋白基因往往可以诱导植物相关基因的应答反应抵抗逆境胁迫。为了研究青蒿中AaBBX22基因在逆境胁迫中的表达特点,我们从青蒿的cDNA文库中克隆得到了AaBBX22基因。该基因全长为1114bp,包含1个813bp的开放阅读框。生物信息学分析表明该基因具有2个典型的＆BOX型锌离子结合位点。进化树分析显示AaBBX22与葡萄和大豆的B-BOX型基N具有较近的亲缘关系。实时荧光定量PCR结果表明,在正常生长条件下,该基因在青蒿的各个组织部位中都有表达,其在根中的表达量最高,在花蕾中的表达量最低。盐和干旱处理都能显著诱导该基因的表达,脱落酸（ABA）、甲基茉莉酸（MJ）和低温处理显著抑制了该基N的表达,伤害处理在一定程度上抑制了该基因的表达。推测AaBBX22基因可能参与青蒿的耐盐和耐旱调控。     

水稻核糖体蛋白（OsRPL14）基因的克隆及表达分析

通过荧光差异显示（fluorescent differential display,FDD）以及RT-PCR技术,得到一个水稻核糖体蛋白基因。该基因的cDNA全长为565bp,编码一个具有134个氨基酸残基的多肽,推测分子量是15.4kD。与其他植物中核糖体蛋白L14的相似性为82.84%～88.06%,命名该基因为OsRPL14。在低温（8℃）及干旱条件处理下,该基因表达量在根和茎中都有比较明显的增加趋势。推测该基因在逆境反应中起着重要作用。