改变天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶调控活性提高玉米中游离赖氨酸含量

以烟草(Nicotiana tabacum var．samsum)叶片为材料，提取RNA，分离mRNA，进行RT-PCR扩增编码二氢吡啶二羧酸合成酶(DHDPS)的cDNA片段。序列分析表明，得到971个核苷酸的片段。与发表的序列相比，成熟蛋白N-端编码区缺失了21个核苷酸，且第627位核苷酸发生了C到T的改变，但没有引起氨基酸的变化。将ahaps cDNA编码区的第410和411位核苷酸由AC突变为TT，这一突变使DHDPS成熟蛋白的第104位氨基酸由天冬酰胺变为异亮氨酸。以玉米(Zea mays L．)总DNA为模板，PCR扩增DHDPS叶绿体转运肽的编码序列，序列分析结果显示，扩增片段中含有DHDPS转运肽完整编码区162个核苷酸及成熟蛋白N-端编码区21个核苷酸。将突变后的础(天冬氨酸激酶)基因和dhdps cDNA与CaMV35S启动子、转运肽序列及潮霉素抗性基因连接，构建表达载体pRHAK和pRHDH，用基因枪轰击法将pRHAK和pRTDH转入玉米胚性愈伤组织，得到再生植株。经分子检测证明，目的片段已整合到玉米基因组中。T1代植株的游离氨基酸含量测定显示，部分转入础基因的植株中，叶片和种子中游离苏氨酸的含量提高3～5倍。部分转入dhdps cDNA的植株中，叶片和种子中游离赖氨酸含量分别提高了4倍和1倍。     

油菜叶片衰老相关基因的分离细胞色素P450 cDNA的克隆和序列分析

通过绿叶和衰老叶片cDNA的缩减杂交和差别筛选,富集并分离了缩减cDNA文库中与油菜叶片衰老有关的基因片段.以目的基因片段为探针,通过筛选油菜衰老叶片的cDNA文库,分离了油菜叶片衰老阶段表达增强的全长cDNA LSC46.DNA序列分析结果表明,LSC46可读框架全长由1509个碱基组成,可以编码503个氨基酸残基,它的核苷酸序列及其推导的氨基酸序列与拟南芥菜依赖于单加氧酶的细胞色素P450的相应序列相比,分别有84.23%和83.50%的同源性.     

玉米转录因子基因ZmPTF1在转基因烟草中的表达

为了探讨转录因子基因ZmPTF1在玉米种子萌发中的作用,本研究根据GenBank中收录的玉米PTF1序列设计PCR引物,利用普通玉米自交系A318克隆得到ZmPTF1的全长cDNA序列.该序列开放阅读框包括1 446bp碱基,由481个氨基酸组成.本文构建植物表达载体PCAMBIA3301-ZmPTF1转化烟草W38,经过抗生素筛选和PCR鉴定得到转基因阳性烟草,对2株生长正常的T1转基因烟草进行southern杂交分析及RT-PCR检测,结果表明外源ZmPTF1已经整合进了烟草基因组中并且能正常转录并遗传.与对照相比,转基因烟草种子的发芽率、发芽势及萌发种子α-淀粉酶活性显着增高,表明ZmPTF1基因过表达会促进烟草种子提前解除休眠进入发芽阶段,提高烟草种子发芽势和发芽率.该研究结果为进一步研究ZmPTF1基因的功能提供理论依据.     

陆地棉巯基蛋白酶抑制剂基因克隆及其氨基酸序列分析

通过对植物中已知巯基蛋白酶抑制剂(cystatin)的保守性分析,设计1对简并引物,从陆地棉栽培种中棉所29(GossypiumhirsutumL.cv.Zhongmiansuo29)cDNA中克隆出1条巯基蛋白酶抑制剂基因片断,经测序和对测序结果在有关数据库中检索分析,发现该片段与1条中棉(G.arboreumL.)EST及1条雷蒙德氏棉(G.raimondiiL.)cDNA同源性高达96%。三者编码蛋白的氨基酸同源性达100%,且完全符合CPI的特征;所克隆基因片段的氨基酸序列与NBCI蛋白质数据库中登录的豇豆、向日葵、玉米、水稻中CPI均有高度同源性,表明该片段包含编码陆地棉CPI的完整序列。     

玉米颗粒结合型淀粉合成酶(GBSS )基因cDNA的克隆及植物表达载体的构建

根据已发表的玉米颗粒结合型淀粉合成酶GBSS（granule-bound starch synthase）基因序列,设计两对引物,其中一对为定点突变的过度引物。从授粉后15d的玉米胚乳中提取总RNA,以反转录合成的cDNA第一链为模板,首次用定点突变、RT-PCR、融合PCR的方法克隆了GBSS 基因的全长cDNA（1818bp）片段。序列测定表明,该片段与文献报道的序列具有99.72％的同源性。并构建了以胚乳特异表达性的Gt1为启动子,以NOS-ter为终止子的植物表达载体pBI-Gt1-GBSS,其含有NPT‖选择标记基因。以期实现特定时期GBSS基因在玉米胚乳中的大量表达。     

水稻黑条矮缩病毒玉米分离物基因组S8和S9的序列分析及其原核表达

通过RT-PCR获得了玉米粗缩病病毒湖北分离物(Hbm)基因片段S8和S9的全长cDNA克隆，并测定了它们的全序列。S8全长1936bp，其编码链只含1个ORF，编码1个由591个氨基酸组成、分子量约为68kD蛋白；S9全长l900bp，含有两个非重叠的ORF，分别编码由347个和209个氨基酸组成、分子量分别约为40kD和24kD蛋白。序列分析表明，Hbm-S8和S9与水稻黑条矮缩病毒(RBSDV)中国不同分离物之间的核苷酸和氨基酸序列同源性分别为94．4％～98．9％和96．0％~99．0％，且与日本RBSDV的序列同源性高于与玉米粗缩病毒相应片段的序列同源性，进一步证明了引起我国玉米粗缩病的病原为RBSDV。SDS-PAGE分析表明，经IPTG诱导，RBSDV8和9编码的蛋白可在大肠杆菌(Escherichia coil)中高效表达。以这些蛋白为抗原，制备了抗血清。用Western blot方法在感病的玉米(Zea mays)植株中可检测到RBSDV-Hbm S8和S9 ORF1编码的蛋白。     

利用RAPD和ILP技术筛选橡胶树抗寒分子标记

利用36个RAPD引物和7对ILP引物分别分析30份抗寒性差异的橡胶树种质DNA的多态性。结果显示7个RAPD引物扩增产物中出现9种多态性片段,回收并测序多态性片段,Blast比对结果表明其中6种片段为未知序列,其余3种片段HbR4PF、HbR6PF和HbR1＋4PF分别与烟草冷胁迫cDNA文库差异表达基因、反转录转座子和橡胶树contig1323727序列同源。采用半定量RT-PCR分析HbR6PF表达模式,结果表明低温能调控HbR6PF基因的表达。在7对ILP引物中,只有抗坏血酸抗氧化物酶ILP引物扩增产物出现多态性条带,但该条带在抗寒和不抗寒种质中同时出现,说明该ILP标记不能用于区分抗寒和不抗寒种质。     

香石竹GA20-oxidase基因的克隆及RNA干扰载体的构建

根据已发表的菠菜、烟草等植物GA 20-oxidase基因序列在保守区设计简并引物,通过RT-PCR和RACE的方法克隆了Marster香石竹（Dianthus caryophyllus L. cv. Marster）GA 20-oxidase基因的全长cDNA（1 179 bp）,命名为Dc20ox。同源性分析表明该基因与其它作物上发表的GA 20-oxidase基因的氨基酸序列同源性为66%~75%。在此基础上选用同源性相对较高的400 bp DNA片段,构建了RNA干扰（RNAi）载体pART400。     

烟草5-磷酸脱氧木酮糖还原异构酶基因(dxr)的克隆和表达分析

以烟草(Nicotiana tabacum)栽培品种K326为材料,采用RT-PCR技术,克隆了萜类代谢关键酶烟草5-磷酸脱氧木酮糖还原异构酶(dxr)的cDNA片段.该基因编码区长1422 bp,编码473个氨基酸残基.利用Clustal W(1.82)和Bioedit软件,对烟草与番茄(Lycopersicon esculentum)、长春花(Catharanthus roseus)、金鱼草(A ntirrhinum majus)、薄荷(Mentha piperita)、玉米(Zea mays)、拟南芥(A rabidopsis thaliana)、念珠藻(Nostoc sp.)等物种dar基因的同源性进行分析,其氨基酸同源性分别达到93.6%、87.9%、86.3%、84.6%、84.2%、82.9%和53.5%.原核表达结果证明,该基因编码蛋白的分子量约为50 kD,与氨基酸序列估算相符合.组织表达特异性分析表明,dxr基因在烟草组织中的表达强弱为花>叶>茎>腺毛>种子>根,在花和叶片中的表达量占优势.该结果对烟草萜类代谢的分子调控和品质改良具有重要的参考价值.     

中华蜜蜂和意大利蜜蜂蜂毒磷脂酶A2基因的克隆与序列分析

从中华蜜蜂（Apis cerana cerana)和意大利蜜蜂（Apis mellifera)工蜂毒腺中快速抽提总RNA，用RT-PCR方法分别扩增各得到约含470bp的cDNA片段，将这2个片段克隆入PGEM-T载体，进行测序和序列分析，结果表明，这2个片段均含有405bp、编码蜂毒PLA2成熟肽的cDNA，并分别由cDNA推导出两者所编码的氨基酸序列，经序列比较，中蜂PLA2与意蜂PLA2具有95%的同源性，与大蜜蜂PLA2、美国熊蜂PLA2及黑腹果蝇PLA2的同源性分别为90%、54%、39%。     

番茄不孕病毒BJ株系基因组测定与侵染性克隆

番茄不孕病毒(Tomato aspermy virus,TAV)可侵染包括藜科(Chenopodiaceae)、茄科(Solanaceae)等在内的24个双子叶家族和3个单子叶家族的100多种植物,是具有重要经济价值的植物病毒之一.为研究TAV BJ株系(Tomato aspermy virus,TAV-BJ)的基因组功能,本实验对TAV-BJ基因组克隆测序,并构建侵染性克隆.以TAV-BJ侵染心叶烟(ic otiana glutinosa)的总RNA为模板,RT-PCR获得其RNA2和RNA3;以TAV-BJ的dsRNA为模板,RT-PCR获得全长RNA1,目的片段PCR产物克隆测序获得TAV-BJ基因组全序列信息.RNA1全长3 409 nt,编码994个氨基酸的1a蛋白;RNA2全长3 023 nt,含2个开放阅读框(open reading frame,ORF),2a ORF编码829个氨基酸的2a蛋白,2b ORF编码78个氨基酸的2b蛋白;RNA3全长为2 216 nt,包含2个ORF,3a ORF编码247个氨基酸的3a蛋白,外壳蛋白(coat protein,CP)ORF 编码219个氨基酸的CP蛋白(TAV-BJ基因组RNA1、2和3 GenBank登录号分别为HQ424163,HQ424164和HQ424165).TAV-BJ基因组cDNA克隆体外转录成RNA并接种于心叶烟上,结果表明转录产物在寄主上的症状反应和TAV-BJ病毒粒子RNA的接种相一致,TAV-BJ基因组cDNA侵染性克隆具有活性.由TAV-BJ各个基因片段与缺失2b基因的黄瓜花叶病毒Fny株系(Cucumber mosaic virus,CMV-Fny△2b)构建的假重组病毒接种于心叶烟,结果显示TAV-BJ的RNA2和RNA3能恢复CMV-Fny△2b在寄主上症状反应.嵌合型RNA3F3aTcp和RNA3T3aFcp的症状反应结果表明,F1F2△2bRNA3 T3aFcp在寄主上产生花叶症状与F1 F2△2bT3相一致.本研究获得TAV-BJ的基因组序列,成功构建侵染性克隆,同时发现TAV-BJ的3a基因具有CMV-Fny的2b基因的某些功能.     

花生二氢黄酮醇还原酶基因(DFR)的克隆及表达分析

二氢黄酮醇还原酶(dihydroflavonol 4-reductase,DFR)是植物花青素合成过程中的关键酶,催化二氢黄酮醇生成无色花青素。本研究利用花生(Arachis hypogae a L.)未成熟种子cDNA文库,通过大规模EST测序,从花生中克隆了DFR基因的全长cDNA序列。序列分析表明,花生DFR蛋白氨基酸序列与其他植物来源的DFR有很高的同源性。利用花生cDNA芯片和半定量RT-PCR方法对花生DFR基因表达模式的研究发现,DFR基因在果针中表达水平最高,其次是花,在根和叶中有微量表达;不同种皮颜色花生品种的种子中表达差异明显,随种皮颜色的加深,DFR基因表达增强,在中花9号黑色种子中表达量最高。对茎叶紫色花生种质材料的研究表明,在紫色组织中DFR基因表达较强。结果表明DFR表达量与花青素积累量呈正相关,说明DFR催化反应是花青素合成途径的关键步骤。     

碱茅（Puccinellia tenuifolra）Put-Cu／Zn—SOD基因的克隆及在酵母中的表达

从碱茅根cDNA文库分离得到Put－Cu／Zn—SOD全长cDNA,其序列全长为2700bp,该基因的开放读码框为长615bp,所编码的蛋白由204个氨基酸组成,其预测分子量约为20．6kD、理论等电点约为5．63。Put－Cu／Zn—SOD氨基酸序列与水稻Cu／Zn-SOD序列有较高的同源性为87％。将Put-Cu／Zn—SOD基因构建到酵母表达载体pYES2,并转化至酵母（INVSc1）。对pYES2-Put-Cu／Zn—SOD转化酵母进行盐碱、氧化胁迫实验。结果表明：重组酵母的抗盐碱、氧化能力明显高于对照（pYES2转化酵母）,结果显示了碱茅的Cu／Zn—SOD基因在酵母表达中,具有提高酵母抗盐碱和耐氧化能力。     

一个新的马铃薯patatin classⅠ基因的cDNA在烟草中的表达及其酶活性

摘要：将马铃薯(Solanum tuberosum )块茎特异蛋白patatin classⅠ基因cDNA与CaMV 35S启动子融合，构建了植物表达载体pBSSP。用电激法将表达载体导入根癌农杆菌（Agrobacterium tumefaciens）LBA4404，然后转化烟草(Nicotiana tabacum )叶片获得再生植株。经PCR、PCR-Southern、Northern杂交和蛋白质检测，证明patatin classⅠ基因cDNA已整合到烟草基因组中并在转基因植株中转录和表达。酯酰水解酶（lipid acylhydrolase, LAH）活性分析显示，转基因烟草植株的叶片中LAH活性明显提高。     

花生果种皮发育相关特异基因的克隆和表达分析

本实验从花生果皮种仁抑制消减文库中筛选出了一个255bp的EST序列并进行了研究。构建了花生果种皮全长cDNA库并从中筛选出该基因的全长,命名为AhPSG8。此基因全长1118bp,开放阅读框第33～833个碱基,编码266个氨基酸残基组成的多肽。由生物信息学分析表明该基因编码多个活性位点蛋白,可能与细胞内DNA的转录有关;结构分析揭示出AhPSG8具有一个跨膜区,N端是一个由20个氨基酸组成的信号肽;该基因与已发表的基因序列没有明显的同源性,为一新基因;RT—PCR研究该基因在花生中的表达,结果显示该基因在果种皮中特异表达,10～40d果皮中丰富表达,推测为与花生果种皮发育相关基因。     

草鱼cyclin G1基因的克隆、鉴定及适应性进化分析

本研究从草鱼（Ctenopharyngodon idellus）肝肾cDNA文库中克隆到草鱼cyclin G1基因。测序结果表明,草鱼cyclin G1全长cDNA为2118bp,使用ORF finder推译其开放阅读框为第256bp～第1155bp,编码299个aa,SMART在线软件预测其中N端第57个aa～第143个aa为细胞周期蛋白盒。同源性比对分析显示cyclin G1在鱼类中同源性极高,其中草鱼cyclin G1与斑马鱼的同源性为90%。通过PAML软件的密码子替换模型进行适应性进化分析,结果表明cyclin G1编码蛋白的26A、171A和225K氨基酸位点受到正选择作用。本研究为进一步了解草鱼cyclin G1结构功能与分子演化打下基础。     

patatin启动子调控烟草液泡转化酶抑制子在马铃薯抗低温糖化中的作用

为了降低马铃薯(Solanum tuberosum )块茎低温贮藏下还原糖的积累，实验构建了马铃薯块茎特异性启动子（CIPP）调控的烟草液泡转化酶抑制子Nt-VIF基因表达载体pBICNI，并转化马铃薯植株。PCR、Northern杂交和Southern杂交分析结果显示，CIPP调控的Nt-VIF基因全长cDNA成功地导入鄂马铃薯3号（E-3）植株。14个转基因株系块茎分别贮藏在4℃和20℃条件下，贮藏1个月后进行还原糖含量和液泡酸性转化酶（VI）活性测定。结果表明，在20℃条件下转基因株系块茎还原糖（RS）含量与对照相比差异不明显，在4℃条件下RS含量则显著下降，与对照相比下降幅度从34%（株系B-13）至76.8%（株系B-1），说明Nt-VIF cDNA在马铃薯中的表达，成功地抑制了液泡酸性转化酶的活性，导致还原糖含量降低。进一步分析表明，转基因块茎低温贮藏其液泡转化酶活性与还原糖含量呈显著的正直线相关（VI = 0.3084RS + 0.0673）。实验获得的B-1、B-2、B-6、B-9、B-14等5个转基因株系，块茎低温贮藏后能直接满足炸片加工对还原糖含量的要求。     

马铃薯腐烂茎线虫类FMRF酰胺多肽基因(Dd-flp-1)的克隆与表达定位分析

植物寄生性线虫类FMRF酰胺多肽(FMRFamide-like neuropeptides,FLPs)在线虫的取食、分泌、迁移入侵和繁殖过程中发挥着重要的作用。本研究根据EST序列结合RACE方法,获得了一个马铃薯腐烂茎线虫(Ditylenchus destructor)类FMRF酰胺多肽基因的cDNA全长。该基因cDNA全长序列为891bp,包括一个681bp的完整开放阅读框,编码一个包含227个氨基酸的蛋白,预测的分子量为25.36kD。序列分析表明,该蛋白N端有一个由43个氨基酸残基组成的信号肽,C端含117个氨基酸的FMRF酰胺肽的特征区,其中包含有5个NFLRFG的FLPs肽,属于典型的FLP-1型蛋白,该基因命名为Dd-flp-1(GenBank登录号为GU198750)。系统发育分析表明,Dd-FLP-1与自由生活线虫、动物寄生线虫和其他迁移性植物寄生线虫的FLPs属于同一支,推测线虫FLP的进化与其生活习性密切相关。原位杂交结果表明,Dd-flp-1在马铃薯腐烂茎线虫的咽神经环、后膀胱神经节多个细胞特异表达。推测DD-FLP-1主要与马铃薯腐烂茎线虫的取食、运动和排泄功能相关。本研究结果将为植...     

天祝白牦牛HSP60基因的克隆及其在下丘脑-垂体-睾丸中的表达定位研究

热休克蛋白60(HSP60)不仅在细胞保护方面发挥作用,也参与雄性动物生殖生理的调控。为研究HSP60基因序列特性及其在天祝白牦牛下丘脑-垂体-睾丸轴(HPT-axis)上的表达情况,探寻其在白牦牛睾丸发育、精子发生过程中的作用机制,本研究采用RT-PCR和RACE技术获得白牦牛HSP60基因全长cDNA序列,采用生物信息学方法分析HSP60蛋白的理化性质、结构及不同物种之间的同源性等,并利用qPCR、Western blotting、免疫组化法分析HSP60在白牦牛下丘脑-垂体-睾丸轴中的表达及定位。结果表明,白牦牛HSP60基因cDNA全长为2 300 bp,开放阅读框为1 722 bp,编码572个氨基酸;其理论分子量为60.977k Da、等电点为5.69,编码的蛋白为非跨膜可溶性蛋白。氨基酸序列比对结果显示,白牦牛HSP60氨基酸序列与牛、瘤牛、绵羊、藏羚羊、骆驼、白犀牛、兔和黑猩猩的氨基酸序列同源性高、进化水平相近。HSP60基因及蛋白在白牦牛的下丘脑、垂体及睾丸组织中均有表达,其中下丘脑及垂体组织表达量显著高于睾丸,下丘脑和垂体之间差异不显著。免疫组化结果显示,HSP60蛋白定位表达于白牦牛下丘脑组织的室旁核大细胞、室旁核小细胞和神经角演网、垂体组织的腺细胞、睾丸组织的精原细胞、精母细胞、支持细胞和间质细胞,而精子细胞中表达较弱。通过对健康成年白牦牛HSP60在下丘脑-垂体-睾丸轴的表达与定位检测,推断HSP60参与雄性白牦牛生殖轴调控,并参与睾丸发育与精子发生。本研究结果为进一步研究HSP60对雄性生殖调控奠定了基础。