两个烟草多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白基因的克隆和表达分析

为了研究多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白(PGIP)在烟草中的生物学功能,运用生物信息学方法,结合RT-PCR和SMART RACE技术,从烟草中克隆到2个多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白(PGIP)基因c DNA和DNA全长序列,分别命名为Nt PGIP1(Gen Bank登录号:KF317203)和Nt PGIP2(Gen Bank登录号:KF317204)。Nt PGIP1基因全长为1 413 bp,编码338个氨基酸;Nt PGIP2基因全长为1 185 bp,编码329个氨基酸;两基因均没有内含子序列,核苷酸序列有50%的一致性,编码的氨基酸序列有54%的一致性。两基因编码蛋白均含有植物PGIP蛋白特有的重复保守序列LXXLXXLXXLXLXXNXLXGXIPXX。对PGIP基因在烟草不同组织表达量分析发现,两基因在根、茎、叶和芽中均有表达,其中均在茎中表达量最高,其次是根,叶中表达量很低。     

枣多聚半乳糖醛酸酶基因家族的鉴定及表达分析

多聚半乳糖醛酸酶(PG)基因家族是细胞壁水解酶大家族,为了探究其在枣果发育过程中的作用,本研究通过生物信息学方法对'冬枣'基因组进行了分析,共鉴定到41个ZjPG基因,编码263～845个氨基酸,不均匀地分布在除7号染色体外的其他染色体上,其中36个ZjPG蛋白具有完整的保守结构域.系统发育分析将ZjPG家族成员划分为...     

三七多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白基因的功能分析

多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白(PGIP)是植物抗病防御系统的重要组成部分。在前期研究中,从三七中分离得到一个编码PGIP蛋白的基因PnPGIP,PnPGIP在转录水平响应三七根腐病菌茄腐镰刀菌的侵染。为深入分析PnPGIP的功能,构建PnPGIP的原核表达载体,转入大肠杆菌BL21(DE3)进行大量表达,纯化获得PnPGIP的重组蛋白,并进行体外平板抑菌试验;构建PnPGIP的植物超表达载体,通过根癌农杆菌介导产生了PnPGIP转基因烟草,分析T2转基因烟草离体叶片对茄腐镰刀菌的抗性。PnPGIP原核重组蛋白对茄腐镰刀菌、胶孢炭疽菌、核盘菌和轮枝状镰刀菌的菌丝生长具有很强的抑制作用,并且随着蛋白量的增加,抑制活性也逐渐增强。q RT-PCR分析结果显示,PnPGIP在T2转基因烟草中大量表达。此外,与野生型烟草相比,转基因烟草对茄腐镰刀菌的抗性显著增强。PnPGIP是三七中参与茄腐镰刀菌防御反应的重要抗病基因。     

多聚半乳糖醛酸酶反义基因转化加工番茄

利用农杆菌EHA105介导转化,将PG基因转入加工番茄B04植株。通过对影响外植体转化的因素（预培养时间、侵染时间、农杆菌浓度、共培养时间）进行了深入探讨,建立了加工番茄品种B04子叶外植体的高频遗传转化体系,并通过农杆菌介导法将PG反义基因导入加工番茄品种B04,获得PG抗性植株。其最佳预培养时间为2天;当农杆菌的菌液浓度为OD₆₀₀＝0.6、侵染时间为10 min时转化率最高;其最佳的共培养时间为2天。对获得的41株抗卡那霉素转基因植株进行PCR检测,其中9株为阳性植株,其转化率为22%。初步证实了部分加工番茄B04植株中已导入PG反义基因。     

油菜育性相关多聚半乳糖醛酸酶基因MF6的获得及表达分析

本研究目的在于利用化学杀雄剂"化杀灵WP1"诱导甘蓝型油菜R121产生雄性不育,并对花蕾中的差异表达基因进行分离、筛选及定量表达分析。首先,通过抑制消减杂交技术(SSH)和反向Northern斑点杂交技术,分离和筛选出在雄性不育花蕾中差异表达的基因片段。然后,将差异片段测序后在NCBI数据库中进行同源性比对及功能分析。最后,对差异表达基因进行反转录荧光定量表达(RT-QPCR)分析。本研究从筛选出来的6个阳性克隆中获得一个与多聚半乳糖醛酸酶基因(MF6)100%同源的基因片段,该基因被认为与花粉生长发育及花粉成熟密切相关。对MF6基因在不同长度及不同育性花蕾中的表达量进行了定量分析,结果显示,MF6基因在雄性可育花蕾中的表达量均高于雄性不育花蕾,且在蕾长1.00mm～1.50mm和3.50mm～4.00mm时分别达到了18.53倍和43.15倍的差异。因此,我们推测"化杀灵WP1"主要通过抑制花粉母细胞减数分裂时期中MF6基因的表达,使花粉产生败育;同时,MF6基因的表达可能也与花丝的伸长生长有关。     

黄灯笼辣椒辣椒素合成相关基因CCaPun1(酰基转移酶)生物信息学和表达分析

本研究根据已发表的辣椒基因组序列信息,设计PCR引物,利用RT-PCR的方法从海南黄灯笼辣椒中克隆了辣椒素合成相关基因Pun1基因(酰基转移酶基因),并命名为CCa Pun1基因。通过生物信息学及表达分析发现,该基因CDS区全长1 323 bp,编码440个氨基酸,推测为亲水蛋白;蛋白二级结构中α-螺旋占42.05%,延伸链占14.55%,无规则卷曲占33.64%,β-转角占9.77%。与灌木状辣椒及一年生辣椒的亲缘关系最近,分别达99.4%、98.3%。表达量分析发现,CCa Pun1基因在果实绿熟期表达量最高,其次为幼果期和膨大期。CCa Pun1基因的克隆与表达分析可为海南黄灯笼辣椒辣椒素合成相关机制的进一步研究奠定理论基础。     

甘蓝多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白BoPGIP基因的克隆及序列分析

PGIP是一种特异性结合和抑制真菌内切PG活性的细胞壁结合蛋白,在植物分子抗病育种中占有十分重要的地位。甘蓝PGIP基因的克隆和序列分析,将为进一步通过转基因技术培育抗病甘蓝新品种奠定基础。本研究通过同源序列克隆法,根据GenBank已登录的青花菜BoPGIP1(Accession: JF325875)基因全长序列设计基因特异性引物,利用PCR扩增技术从甘蓝中克隆基因,利用生物信息学的方法对其编码蛋白的结构和功能进行了预测。将获得的PGIP基因命名为BoPGIP。该基因DNA全长为1065 bp,包含1个内含子和2个外显子。外显子全长975 bp,编码342个氨基酸,分子量为36.2 kD,等电点是6.26。该基因属于PGIP基因家族,具有典型的LRR结构域;功能位点分析显示编码蛋白序列中包括4个N-糖基化位点(65~68,106~109,130~133,254~257),1个蛋白激酶C磷酸化位点(189~191),5个酪蛋白激酶II磷酸化位点(73~76,78~81,151~154,182~185,304~307)和4个N-豆蔻酰化位点(157~162,188~193,236~241,273~278);N末端具有一明显跨膜区域和一个典型信号肽序列;二级结构中包含31.79%helix,13.89sheet和54.32%loop,二级结构以无规则卷曲为主。通过对所克隆的甘蓝BoPGIP基因分析可知,该基因属于PGIP基因家族的新成员,基因的克隆及序列分析为进一步验证甘蓝BoPGIP的功能奠定了基础。     

黄灯笼辣椒

正黄灯笼辣椒(Capsicum chinense Jacq.),又名中华辣椒、黄帝椒、黄辣椒,茄科(Solanaceae)辣椒属(Capsicum Linnaeus)多年生草本植物,是辣椒的5个主要栽培种之一,为海南特有的地方珍稀辣椒品种。现主要在海南省的文昌、琼海、万宁、陵水、三亚等地有大面积栽培。多分枝,单叶互生,全缘或浅波状;果实俯垂,形状似灯笼,生理完熟果多为红色或黄色。黄灯笼辣椒富含辣椒素类物质,辣度高,是辣椒属的一种极辣类型,     

桑树多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白基因MaPGIP1的克隆及功能分析

多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白(PGIP)是一种特异性结合和抑制真菌内切多聚半乳糖醛酸酶(endo-PG)活性的细胞壁结合蛋白。采用RT-PCR从嘉陵40(Morus atropurpurea Roxb.)果实中扩增PGIP基因c DNA,利用生物信息学的方法分析其编码蛋白的结构和功能。结果表明,嘉陵40PGIP开放阅读框全长1017 bp,编码338个氨基酸残基,被命名为MaPGIP1。MaPGIP1蛋白分子量37.9 k D,等电点为为6.65,信号肽为N端26个氨基酸残基,具有4个潜在的N-糖基化位点。MaPGIP1蛋白的核心区域由9个串联的LRRs基序组成。原核表达产物经SDS-PAGE分析,MaPGIP1蛋白以包涵体形式出现,Western blot证实了重组蛋白的特异性,经过Ni-NTA柱纯化和分步透析复性后获得可溶性蛋白,该蛋白能部分抑制果桑肥大性菌核病菌(Ciboria shiraiana)PG(Cs PG)活性,其最适pH值为4.5~5.0,最适温度30℃。抑菌试验结果表明,MaPGIP1蛋白在果桑肥大性菌核病菌菌丝侵染油菜叶片过程中具有一定的抑制效果。     

利用分子标记技术鉴定荔枝杂交后代的研究

2011~2014年间,本研究采用人工点授和控制授粉两种方式,以紫娘喜、无核荔、白糖罂、妃子笑、三月红、新球蜜荔6个荔枝品种为亲本进行杂交,创制了11个杂交组合,并利用5对SSR标记和3对In Del标记引物从2 317株F1代中鉴定真杂种1 666株。结果显示:不同组合杂交效率存在差异,平均真杂种率为71.9%;杂交后代中发现了双亲位点缺失、新位点出现的现象;发现了可用于紫娘喜×无核荔、无核荔×紫娘喜、紫娘喜×妃子笑、紫娘喜×三月红、无核荔×新球蜜荔、新球蜜荔×无核荔、白糖罂×无核荔、白糖罂×三月红8个组合后代真杂种鉴定的5个纯合显性标记。研究结果表明,人工点授和控制授粉两种方式的真杂种率没有显著差异。     

彩色马铃薯二氢黄酮醇4-还原酶(DFR)基因的克隆及生物信息学分析

花色素苷是影响花色的主要色素,二氢黄酮醇4-还原酶(DFR)基因是花色素苷合成的关键酶基因.本研究以云南地方彩色马铃薯品种‘剑川红’和‘转心乌’,外引品种‘黑美人’为实验材料,通过RT-PCR方法从其块茎表皮中克隆到DFR基因的完整cDNA序列,并进行了生物信息学分析.分析结果显示供试的三个彩色马铃薯的DFR基因编码3...     

猪圆环病毒Ⅱ型衣壳蛋白片段与T4噬菌体SOC蛋白的融合表达

将PCV2衣壳蛋白片段与T4噬菌体SOC蛋白在大肠杆菌中融合表达。利用PCR技术扩增猪圆环病毒Cap基因。将Cap基因克隆至T4噬菌体表达质粒pSOC的SOC基因（T4噬菌体表面非结构蛋白基因）下游,构建成T4噬菌体SOC位点表达Cap的表达载体pSOC-Cap。将其转化至大肠杆菌BL21（DE3）,经IPTG诱导后表达的目的蛋白SOC-Cap进行SDS-PAGE与Western-blot方法检测。表达的SOC-Cap蛋白相对分子质量约28kD,表达量占菌体总蛋白量的22.31%,并具有与PCV2特异性抗体反应的活性。PCV2衣壳蛋白片段与T4噬菌体SOC蛋白的融合表达后,表达量较高,并具有免疫活性,有望用于猪圆环病毒II型的诊断和预防。     

割手密过氧化氢酶基因（Ss CA T-1）的克隆与比较分析

割手密是栽培种甘蔗最重要的近缘物种之一,具有较强的抗逆性。本研究以高粱过氧化氢酶基因(NCBI登录号为XM002437586.1) cDNA序列为探针,对甘蔗EST数据库进行同源检索、筛选和拼接,后经基因组PCR、分子克隆、序列分析验证成功分离了2个割手密过氧化氢酶基因cDNA序列(Ss CA T-1c和Ss CA T-1d, GeneBank登录号为KF864229和KF864230)。2条序列全长均为1532 bp,包含10 bp的5'非翻译区(UTR)和43 bp的3'UTR,以及一个1479 bp的开放读码框,编码492个氨基酸,此蛋白序列具有过氧化氢酶保守结构域,属于CAT家族。2条序列之间相似性为99.2%,存在12个单核苷酸多态性(SNP)位点,蛋白相似性99.0%,存在5个氨基酸变异位点。将推测的SsCAT-1c和SsCAT-1d蛋白序列与高粱、水稻、玉米等物种进行同源进化分析,均表现出极高的保守性。研究结果能对今后深入了解甘蔗及其近缘材料CAT基因家族的信息提供帮助,从而为进一步通过生物技术改良甘蔗品种抗逆性提供理论依据。     

抗凋亡融合蛋白PTD-Bcl-xL原核表达载体的构建及表达纯化

人工抗凋亡蛋白PTD-Bcl-x L能保护多种因素引起的细胞异常凋亡,为了获得高纯度Bcl-x L与PTD(Protein transduction domains)的融合蛋白,首先采用TRIzol法提取SD大鼠肝脏总RNA,将RNA反转录为c DNA,设计引物以c DNA为模板,PCR扩增Bcl-x L基因,构建p UM19-T-Bcl-x L质粒,并对质粒双酶切鉴定和测序鉴定;其次设计包含PTD序列的Bcl-x L引物,以测序正确的p UM19-T-Bcl-x L质粒为模板,PCR扩增PTD-Bcl-x L序列,将扩增序列克隆入p ET28a载体,构建PTD-Bcl-x L蛋白的原核表达质粒p ET28a-PTD-Bcl-x L,并对p ET28a-PTD-Bcl-x L载体双酶切鉴定和测序鉴定;将p ET28a-PTD-Bcl-x L重组质粒转化大肠杆菌BL21(DE3),用IPTG诱导表达,并对IPTG诱导融合蛋白表达的浓度和诱导时间进行了优化;SDS-PAGE分析表达蛋白的可溶性情况,在变性条件下用Ni-NTA琼脂纯化融合蛋白;最后用SDS-PAGE、Western Blot及质谱对融合蛋白进行鉴定。结果表明:双酶切p UM19-T-Bcl-x L质粒出现约774 bp大小条带,p UM19-T-Bcl-x L质粒测序结果与NCBI数据库比对序列一致,表明成功构建p UM19-T-Bcl-x L质粒;双酶切p ET28a-PTD-Bcl-x L质粒出现约744 bp大小条带,p ET28a-PTD-Bcl-x L质粒测序结果与预期序列一致,表明成功构建了p ET28a-PTD-Bcl-x L原核表达载体;在IPTG诱导下p ET28a-Bcl-x L重组质粒在大肠杆菌BL21(DE3)中表达出36 k Da大小蛋白,最优IPTG诱导浓度为0.1 mmol/L,最佳IPTG诱导时间为6 h;SDS-PAGE电泳显示融合蛋白主要出现在菌液超声后的沉淀里,以包涵体形式表达,经Ni-NTA琼脂纯化获得了高纯度的融合蛋白;Western Blot和质谱鉴定证明IPTG诱导表达蛋白和纯化的融合蛋白为PTD-Bcl-x L蛋白。纯化得到了PTD-Bc L-x L融合蛋白,推进了PTD-Bcl-x L蛋白在猪、牛等家畜精液冷冻保存的应用进程。     

果桑肥大性菌核病菌多聚半乳糖醛酸酶基因(CsPG1)的克隆及功能分析

多聚半乳糖醛酸酶(Polygalactuionasem, PG)是一种细胞壁结构蛋白,可以催化果胶分子多聚α-(1,4)-聚半乳糖醛酸的裂解,使细胞壁结构解体,导致果实软化。本文采用qRT-PCR方法,分析不同生长阶段菌丝侵染的油菜叶片中多聚半乳糖醛酸酶基因的表达模式。结果表明：(1)采用RT-PCR从果桑肥大性菌核病菌(Ciboria shiraiana)菌核中扩增多聚半乳糖醛酸酶基因cDNA,其全长为1143 bp,命名为CsPG1 (GenBank登录号为KR296662),编码380个氨基酸残,根据侵染油菜叶片的表达量,确认CsPG为基因家族的主效基因;(2)将CsPG1基因连接pET28a(+)载体并转化大肠杆菌E. coli BL21 (DE3),获得包涵体形式,但对底物(聚半乳糖醛酸)没有活性的蛋白;(3)最适CsPG1包涵体溶解的尿素浓度6 mol L^–1,采用缓慢稀释低温复性的方法对重组蛋白CsPG1进行了重折叠复性试验,经高亲和力的Ni-NTA树脂纯化后为得到单一条带,获得可溶性蛋白,复性后的多聚半乳糖醛酸酶比活力为5.02 U mg^–1;(4)生物试验表明,CsPG1蛋白能够加速嘉陵40 (Morus atropurpurea Roxb.)桑椹的成熟和软化,推测该蛋白与肥大性菌核病菌对桑椹的侵染有关。这一结果揭示了不同果桑品种对菌核病敏感性的差异,为果桑生产中菌核病的防控提供了分子证据.     

粟弯孢霉叶斑病菌钙调磷酸酶基因克隆及表达分析

粟弯孢霉叶斑病为谷子重要的叶部病害,为了解钙调磷酸酶信号途径在粟弯孢霉叶斑病菌中的功能,对粟弯孢霉叶斑病菌钙调磷酸酶基因进行了克隆和初步分析。通过简并PCR法扩增获得了粟弯孢霉叶斑病菌钙调磷酸酶催化亚基ClCna和调节亚基ClCnb基因的同源片段,并利用RACE技术获得了ClCna和ClCnb基因序列同源片段的全长cDNA序列。粟弯孢霉叶斑病菌ClCna和ClCnb基因编码的蛋白与其他病原真菌钙调磷酸酶蛋白具有很高的同源性,ClCna基因编码的蛋白含有钙调素结合位点、钙调磷酸酶调节亚基结合位点和自身抑制调节位点,而ClCnb基因编码的蛋白含有4个钙离子结合位点。利用钙调磷酸酶特异性抑制剂环孢素A处理粟弯孢霉叶斑病菌分生孢子,发现分生孢子的萌发率明显下降。利用实时荧光定量PCR方法分析粟弯孢霉叶斑病菌中ClCna和ClCnb基因在非生物胁迫下的表达模式,在山梨醇和氯化钠胁迫下都是诱导表达,因此,推测这2个基因可能在粟弯孢霉叶斑病菌的逆境胁迫及孢子萌发中起重要的作用。     

香蕉MaCSase基因的克隆和表达分析

旨在克隆香蕉(Musa acuminata L. AAA group cv. Brazilian)半胱氨酸合成酶(cysteine synthase, CSase)基因,并进行序列特征、器官表达特异性和逆境胁迫下表达特性分析。通过对香蕉根的cDNA文库的测序和分析,获得了一段香蕉半胱氨酸合成酶基因的片段,运用RACE扩增技术获得基因全长,命名为MaCSase,并进行序列分析,最后利用荧光定量PCR技术分析该基因在香蕉不同器官中的表达特异性及在外源胁迫下的表达特性。序列分析显示,该基因全长1367 bp,存在1个完整的开放阅读框1065 bp,编码355个氨基酸。通过和已知植物的半胱氨酸合成酶基因相比,同源性达到79%以上。其中与水稻、苜蓿、葱、玉米的CSase编码的氨基酸序列的同源性分别为86%、85%、84%、84%,器官特异性分析表明,MaCSase在香蕉的根、球茎、叶片、花和果实中均有所表达,其中在球茎中表达量最高。通过对其在高盐胁迫下的表达分析显示,该基因在香蕉根中的表达随着处理时间的增加呈现上升趋势,在胁迫6 h时被大量诱导。     

香樟IDI基因克隆及表达分析

为了克隆香樟异戊烯基焦磷酸异构酶(isopentenyl diphosphate isomerase,IDI)基因,并进行生物信息学分析,为香樟植物萜类化合物的生物合成研究提供基础。本研究以香樟植物为试样,在转录组测序数据的基础上设计引物,应用RT-PCR技术克隆香樟IDI基因,通过实时定量PCR方法检测IDI基因在香樟根、茎和叶中表达量,利用生物信息学方法对IDI基因编码的蛋白进行表征。结果表明,香樟IDI基因长度868 bp,开放读码框(ORF)为708 bp,编码235个氨基酸,编码蛋白的分子量为27.04 kD,等电点为5.13,蛋白的二级序列结构主要为α-螺旋。经预测香樟IDI是一个定位于细胞质,不含信号肽的亲水性稳定蛋白,具有异戊烯基焦磷酸异构酶的特征结构域。系统进化树分析表明,香樟IDI与野生型马来西亚蕉的亲缘关系较近。实时定量PCR结果表明,IDI在香樟茎中的表达量高于根和叶。本研究成功从香樟中克隆了IDI基因并进行了表征分析,为深入研究香樟IDI基因在萜类合成中的功能提供帮助。