滇龙胆香叶醇合酶基因的克隆与表达分析

对滇龙胆香叶醇合酶基因Gr GES进行克隆和表达分析,为研究其在香叶醇和龙胆苦苷生物合成中的作用奠定基础。根据滇龙胆转录组Gr GES序列,采用RT-PCR技术从滇龙胆叶片克隆该基因,获得Gr GES序列(Gen Bank登录号为KJ917168)。序列分析结果表明,Gr GES基因长1 767 bp,编码588氨基酸;Gr GES蛋白相对分子质量为67.84 ku,理论p I为5.56。该蛋白定位于叶绿体,包含叶绿体转运肽,为亲水不稳定蛋白,主要由α-螺旋(62.41%)和环(39.57%)构成。该蛋白具有其他GES蛋白的活性位点、萜类合酶N端结构域(IPR001906,81~273)和萜类合酶结构域(IPR005630,263~588)。Gr GES蛋白与长春花Cr GES蛋白亲缘关系最近。原核表达结果表明,Gr GES基因在大肠杆菌中表达的重组蛋白相对分子质量约为78.22 ku,与预期的大小一致。组织特异性表达分析结果表明,Gr GES基因主要在叶中表达。     

滇龙胆乙酰CoA转移酶基因的克隆与表达分析

根据滇龙胆转录组乙酰CoA酰基转移酶基因GrAACT序列设计引物,使用逆转录PCR(RT-PCR)技术从滇龙胆幼叶扩增该基因,并进行序列分析、原核表达和组织特异性分析。结果表明:GrAACT基因(登录号KJ917163)开放阅读框长1 215 bp,编码404个氨基酸;GrAACT蛋白相对分子质量41.41 ku,p I值为6.25,属于AACT蛋白家族成员,无信号肽,为疏水稳定蛋白,主要由α-螺旋、无规则卷曲构成;GrAACT蛋白具有AACT蛋白保守结构域:硫解酶N端结构域(第12~272位氨基酸)、硫解酶C端结构域(第282~402位氨基酸)、类硫解酶结构域(第13~403位氨基酸);在硫解酶C端结构域中,包含硫解酶保守位点(第350~366位氨基酸)、硫解酶活性位点(第385~398位氨基酸);滇龙胆GrAACT蛋白与长春花CrAACT蛋白亲缘关系最近;GrAACT基因在大肠杆菌中表达的重组蛋白相对分子质量约为67.41 ku;组织特异性表达分析结果表明,GrAACT基因主要在茎、根中表达。     

滇龙胆香叶醇10-羟化酶基因的克隆与表达分析

【目的】克隆滇龙胆香叶醇10-羟化酶基因Gr G10H(geraniol 10-hydroxylase),分析其生物信息学特征、基因结构、蛋白表达和组织表达情况,为龙胆苦苷生物合成途径解析提供理论依据。【方法】通过RT-PCR及基因克隆方法,从滇龙胆总RNA中克隆得到基因Gr G10H及其基因组序列;使用生物信息学方法分析其DNA序列及其编码蛋白特性,使用Clustal X2.1软件对Gr G10H蛋白质及其同源序列做序列比对,使用MEGA7.0软件进行系统发育树构建;利用定量PCR技术分析Gr G10H基因在滇龙胆根茎叶中的表达水平。【结果】使用RT-PCR方法从滇龙胆叶片中克隆得Gr G10H基因全长为1834 bp,包含2外显子和1内含子,ORF1548 bp,将序列提交至Gen Bank,得到序列号KJ418410。生物信息学分析表明,该基因编码515个氨基酸,分子量为57.74 k D,理论等电点为9.02;该蛋白属于细胞色素P450超家族成员,定位于内质网,其N端含一跨膜螺旋(21~43),其中1~20氨基酸残基位于膜内,44~515位于膜外。该蛋白无信号肽,为亲水稳定蛋白,主要由无规则卷曲(44.85%)和α-螺旋(40.58%)构成。Gr G10H蛋白与川西獐牙菜Sm G10H蛋白具有较高的相似性(87%),且亲缘关系最近。原核表达结果表明,Gr G10H基因在大肠杆菌中表达的重组蛋白相对分子质量约为83.74 k D(含GST标签26.00 k D),与预期蛋白大小一致。组织特异性表达分析结果表明Gr G10H基因主要在叶中表达。【结论】克隆到滇龙胆Gr G10H基因,并成功在大肠杆菌中表达,推测其在主要叶片中起作用。     

滇龙胆草7-脱氧番木鳖酸-7-羟化酶基因的克隆与表达分析

克隆滇龙胆7-脱氧番木鳖酸-7-羟化酶基因GrDL7H,并进行表达分析,为龙胆苦苷生物合成途径的解析奠定基础。根据滇龙胆转录组GrDL7H序列,使用RT-PCR(逆转录PCR)和3′RACE(cDNA末端快速扩增)技术从滇龙胆幼叶中克隆该基因及其启动子,并进行序列分析和组织特异性表达分析。结果表明,GrDL7H基因(登录号:KT306971)全长2 154 bp,包含5个外显子和4个内含子,其中GrDL7H基因(登录号:KP340980)开放阅读框长1 542 bp,编码513个氨基酸;GrDL7H蛋白质相对分子质量为59.08 ku,等电点(pI值)为8.88,属于CYP450蛋白超家族成员,可能定位于叶绿体;GrDL7H蛋白质无信号肽,为亲水稳定蛋白质,主要由α-螺旋和环构成;GrDL7H蛋白质具有CYP450蛋白质保守结构域,功能为参与氧化还原反应;滇龙胆GrDL7H蛋白质与黄金鸡纳树CcDL7H蛋白质的亲缘关系最近;GrDL7H基因启动子主要包含6个光应答元件、1个赤霉素应答元件、6个参与茉莉酸甲酯应答的顺式调控元件和1个热胁迫应答元件等;组织特异性表达分析结果表明,GrDL7H基因主要在叶片中表达。     

棉铃虫核型多角体病毒ORF44基因的序列分析及原核表达

棉铃虫核型多角体病毒(HearNPV)ORF44是一个功能未知的基因,研究对HearNPV ORF44基因的序列及原核表达进行了初步研究。结果表明,HearNPV ORF44基因全长1 137 nt,编码378aa,预测编码蛋白分子量为42.7 ku。序列分析显示,ORF44具有双相启动子特征序列,同时兼有杆状病毒早期和晚期基因转录启动子特征序列。ORF44的推导氨基酸序列中含有1个强跨膜螺旋区域,32个磷酸化位点和4个糖基化位点。除HzNPVORF45外,未发现与ORF44氨基酸同源性高于30%的基因。构建了pET-44表达载体,并在大肠杆菌BL21中得到了高效表达,表达的融合蛋白分子量为44 ku,与预测编码蛋白分子量大小相符。序列分析结果表明,ORF44是He-arNPV的一个特有基因,ORF44融合蛋白的成功表达为深入研究HearNPV ORF44奠定了基础。     

滇龙胆甲羟戊酸二磷酸脱羧酶基因的克隆与表达分析

为获得滇龙胆GrMDC基因序列,以滇龙胆转录组为基础,采用RT-PCR技术从滇龙胆幼叶克隆GrMDC基因,并进行原核表达和组织特异性表达分析。结果表明:滇龙胆GrMDC基因(登录号KJ917169)全长1 275bp,GrMDC蛋白相对分子量为46.77kD,pI为5.97;该蛋白可能定位于细胞质,无信号肽,为亲水不稳定蛋白,主要由α-螺旋和无规则卷曲构成;GrMDC蛋白与长春花CrMDC蛋白相似性较高(88.12%),且亲缘关系最近;GrMDC基因在大肠杆菌中表达的重组蛋白相对分子质量约为72.77kD(含GST标签26kD),与预期蛋白大小一致;GrMDC基因主要在根中表达。     

卷叶贝母异戊烯基焦磷酸异构酶基因(IDI)的克隆与分析

旨在克隆卷叶贝母(Fritillaria cirrhosa D. Don)生物碱合成过程中的关键酶——异戊二烯焦磷酸异构酶(isopentenyl diphosphate isomerase,简称IDI),并运用生物信息学和荧光定量方法对其功能进行分析,为卷叶贝母甾类生物碱合成途径及其调控机制的研究奠定基础。以卷叶贝母再生鳞茎为试验材料,基于转录组测序结果,通过PCR技术克隆川贝母IDI基因(FcIDI)的开放阅读框(open reading frame,简称ORF)序列,运用生物信息学方法对该基因进行分析,预测其编码蛋白的结构与功能,并通过荧光定量PCR(qRT-PCR)检测FcIDI基因在卷叶贝母根、茎、叶、野生鳞茎、再生鳞茎及愈伤组织中的表达情况。结果表明,FcIDI的ORF片段为885 bp,编码294个氨基酸,与大豆(Glycine max)、杜仲(Eucommia ulmoides)、番薯(Ipomoea)、广藿香(Pogostemon cablin)等植物IDI蛋白的相似性达85%以上;FcIDI蛋白的二级、三级结构预测结果表明,α-螺旋及不规则卷曲是其整体蛋白质结构中的主要组成结构元件;qRT-PCR试验结果表明,FcIDI在野生鳞茎中的表达量远高于根、茎、叶等其他植物组织,再生鳞茎的IDI表达量高于野生鳞茎,在愈伤组织中的表达量最高。生物信息学分析和不同植物组织部位及组培诱导物的IDI相对表达量差异结果显示,FcIDI是1个生物碱合成途径中的关键蛋白质,并受激素组合诱导表达,研究结果为提高卷叶贝母中的生物碱含量及深入研究植物IDI的功能奠定了理论基础。     

斜纹夜蛾核型多角体病毒ⅡORF56基因的序列分析及原核表达

对斜纹夜蛾核型多角体病毒ⅡORF56基因的序列特征及原核表达进行了初步研究.ORF56基因编码区全长675 bp,编码224个氨基酸,预测编码蛋白分子量25.9 ku.序列分析显示,ORF56具有典型的晚期启动子特征序列GTAAG,推导的氨基酸序列中含有13个磷酸化位点和3个N-糖基化位点.PCR扩增获得该基因,克隆到融合表达载体pET-32a(+)中,在大肠杆菌BL21中诱导表达.用纯化的融合蛋白免疫家兔,制备了多克隆抗体,为深入研究SpltMNPVⅡORF56的结构与功能提供基础.     

蜡梅异戊烯基焦磷酸异构酶基因CpIPI的克隆及表达分析

从蜡梅花cDNA文库中克隆得到1个蜡梅异戊烯基焦磷酸异构酶基因,命名为CpIPI.CpIPI基因的cDNA全长为1 297bp,其中最大ORF框长为879bp,编码292个氨基酸残基.CpIPI蛋白质的相对分子量为33.4kDa,理论等电点为6.86.生物信息学分析表明,蜡梅CpIPI蛋白属于典型的IPI蛋白,CpIPI基因是调控蜡梅萜类物质合成的关键基因.荧光定量分析结果表明,CpIPI基因在蜡梅的根中不表达,但是在茎、叶和花中都有表达,且在外瓣中的表达量最高.CpIPI基因在蜡梅不同花期的表达量具有不规律差异性.由此推测,蜡梅CpIPI基因可能参与与花器官形成发育相关的萜类物质的合成.     

油菜含MATH结构域基因BnaMT1的克隆及表达分析

利用已构建的甘蓝型油菜种子发育过程SSH文库,筛选得到1个含MATH结构域的EST序列,并以其为信息探针,经电子克隆获得了该基因的全长cDNA,命名为BnaMT-1。BnaMT-1的开放阅读框(ORF)全长1 209 bp,编码402个氨基酸,相对分子质量为46 130.7,预测的理论等电点为8.50,其结构包括信号肽、跨膜结构及2个连续的MATH结构域,为亲水性胞外分泌蛋白;进化树分析发现,该基因与拟南芥含MATH结构域基因亲缘关系较近;利用半定量RT-PCR技术对该基因在甘蓝型油菜湘油15号不同组织及种子不同发育时期的表达分析表明:BnaMT-1在叶、花和果荚中都有表达,在根和茎中没有表达;种子发育过程中,BnaMT-1均有表达,且表达量于花后30～35 d最高,之后表达量下降。推测该基因可能与种子发育及油脂合成代谢相关。     

东方百合查尔酮异构酶基因LhCHI的克隆及表达

利用RT-PCR结合RACE的方法从东方百合‘索邦’花被片中克隆了查尔酮异构酶(CHI)基因,命名为Lh CHI(Gen Bank登录号为KJ784468)。该基因开放阅读框702 bp,编码233个氨基酸,预测该蛋白相对分子质量25 KD,等电点(p I)为4.7。同源比对和系统进化分析表明,Lh CHI基因编码的氨基酸序列具有查尔酮异构酶典型的催化活性保守位点,与百合科郁金香(Tulipa fosteriana)查尔酮异构酶序列一致性为83.3%。半定量PCR和荧光实时定量PCR分析结果表明,Lh CHI基因在百合的根、茎、叶片、鳞茎、开放花被片、花药以及柱头中均有表达,花器官中相对表达量较高,花发育后期的柱头、花柱、花被片等组织中Lh CHI基因表达水平普遍高于花发育早期。     

家蚕醛糖1-表异构酶基因的克隆和序列分析

为研究家蚕半乳糖代谢途径,对家蚕醛糖1-表异构酶基因(aldose 1-epimerase,AEP)进行了克隆和序列分析。结果表明:家蚕基因组中存在单拷贝的醛糖1-表异构酶基因,基因ORF框长度为1017bp,由5个外显子组成,编码由339个氨基酸残基构成的醛糖1-表异构酶蛋白。蛋白序列含有一个aldose 1-epimerase超家族结构域,同源鉴定表明其余果蝇等昆虫的醛糖1-表异构酶具有较高序列一致性。进化分析表明家蚕醛糖1-表异构酶基因较其他昆虫经历了更多的进化选择和事件。本研究为研究家蚕半乳糖代谢提供了一定理论基础。     

云南切梢小蠹热激蛋白40基因的克隆与序列分析

[目的]克隆云南切梢小蠹(Tomicus yunnanensis)热激蛋白40基因,并进行序列分析,得到该基因的特征。[方法]采用RACE克隆技术,获得云南切梢小蠹热激蛋白40基因,并对该基因进行分析。[结果]试验获得的基因序列长为1 205 bp,开放阅读框1173 bp,编码氨基酸序列390个,编码蛋白质的预测分子量为43.56 ku,等电点为7.35。该基因蛋白序列具有1个Amidation位点,2个天冬酰胺N末端糖基化位点,2个CAMP和CGMP依赖性蛋白激酶磷酸化位点,3个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点,7个N末端十四烷基化位点,4个蛋白激酶C磷酸化位点,1个RGD细胞附着序列,1个DNAJ-1结构域等热激蛋白40所具有的典型特征。[结论]通过同源性比对分析发现,云南切梢小蠹热激蛋白40基因与家蚕(Bombyx mori)、赤拟谷盗(Tribolium castaneum)、美洲斑潜蝇(Liriomyza sativae)和东亚飞蝗(Locusta migratoria)的热激蛋白40基因在氨基酸水平上一致性为20%~30%,它们的相似性均不高。虽然不同昆虫Hsp40在进化过程中具有高度的保守性,编码序列变异比较低,但是结构域差异与生物体适应外界环境有一定的关系。     

大蒜AsPEX7基因的克隆与非生物胁迫响应分析

为了解大蒜PEX7基因及其编码的蛋白质结构特性,分析该基因对不同非生物胁迫的响应情况,从大蒜品种徐紫1号的叶片RNA中克隆获得AsPEX7基因.序列分析结果表明,AsPEX7基因含有1个长度为951 bp的开放阅读框(ORF),编码316个氨基酸,其相对分子质量为35.57 ku,理论等电点为5.55,为亲水性蛋白.氨...     

草鱼抗病毒基因Mx全长cDNA的克隆、序列分析与真核表达载体构建

Mx蛋白是一类由I型干扰素(IFN)诱导表达的抗病毒蛋白。以PolyI∶C诱导的草鱼(Ctenopharyngodon indellus)肾细胞(CIK cells)为材料,抽提细胞总RNA,通过RT-PCR的方法扩增出Mx基因cDNA全序列,连接至pMD20-T载体上,构建重组质粒pMD20-T-Mx,并测序进行序列分析。用限制性内切酶从克隆的重组质粒pMD20-T-Mx上切下Mx基因,插入到质粒pEGFP-C1中,构建真核表达载体pEGFP-C1-Mx。结果显示,该基因cDNA全序列为1 921 bp,阅读框共编码627个氨基酸,分子量约为71.1 ku,理论等电点pI为8.33,其编码的Mx蛋白具有脊椎动物Mx蛋白共有的结构特征:一个三联体GTP结合区域和一个发动蛋白家族的典型结构特征序列。生物信息学分析表明,草鱼Mx基因所编码的蛋白质以亲水区域为主,具有丰富的B细胞抗原位点,但无明显的核定位序列,空间结构包括N端的GTP酶结构域(GTPase domain)、中间的中央相互作用结构域(central interactive domain,CID)和C端的GTP酶效应结构域(GTPase effector domain,GED)。同源性分析显示,草鱼Mx蛋白氨基酸序列和其他物种的相似性为45.1%～99.7%。此外还成功构建了含草鱼Mx基因cDNA全序列的真核表达载体pEGFP-C1-Mx。研究亮点:首次通过干扰素诱生剂PolyI∶C诱导草鱼肾细胞的方法克隆得到了草鱼抗病毒基因Mx cDNA全序列,并且借助生物信息学软件对其编码的氨基酸进行了序列分析,还成功构建了真核表达载体pEGFP-C1-Mx,为进一步研究草鱼Mx蛋白的生物学活性及其在抗鱼类病毒性疾病中的应用奠定基础。     

大熊猫核糖体蛋白S17亚基基因（rps17）的克隆及序列分析

RPS17蛋白是核糖体40S亚基的组成部分,由rps17基因编码.为了解大熊猫核糖体蛋白亚基rps17基因的结构特点及其与已报道的人和其他哺乳动物核糖体蛋白亚基rps17基因的异同,分别运用RT-PCR和PCR技术,从大熊猫肌肉组织的mRNA中成功克隆了核糖体蛋白亚基S17基因的cDNA序列以及从总DNA中成功克隆了S17基因的结构基因序列.序列分析发现,大熊猫核糖体蛋白亚基S17基因的表达序列长为457bp,开放阅读框(ORF)为408bp,编码135个氨基酸的蛋白质.结构基因序列长2 368bp,含有4个外显子和3个内含子.拓扑预测显示,核糖体蛋白亚基RPS17的相对分子质量为15.52×103,PI为10.26,含有5个类型的功能位点,即:5个蛋白激酶C磷酸化位点,1个酪蛋白激酶II磷酸化位点,1个酪氨酸激酶磷酸化位点,1个N-豆蔻酰化位点及1个核糖体蛋白S17Esignature位点.进一步分析发现,该基因的表达序列及其编码的氨基酸序列与已报道的部分哺乳动物有很高的相似性,其蛋白质的高级结构除褐家鼠外与其它物种也具有一致性.对大熊猫rps17基因及其表达的蛋白质结构的比较研究,旨在丰富和完善哺乳动物r...     

刺葡萄DFR基因克隆及生物信息学分析

根据葡萄DFR基因CDS序列设计刺葡萄开放阅读框(ORF)特异引物,利用RT-PCR技术克隆获得其DFR基因序列,并通过生物信息学方法分析其生物学特性。结果表明,刺葡萄DFR基因ORF序列全长1 014bp,编码337个氨基酸,命名为Vitis davidii dihydroflavonol 4-reductase gene(VdDFR),GenBank登录号为KF915803。刺葡萄DFR蛋白预测分子量为37 593.2Da,理论等电点pI为5.81,是一个跨膜亲水蛋白,无典型信号肽,不属于分泌蛋白,并且亚细胞定位主要位于细胞质中(70%);二级结构以无规则卷曲为主(52.82%),是一种mixed类蛋白;该蛋白有潜在的7个糖基化位点和16个磷酸化位点,具有NAD(P)结合位点,有NAD依赖型的表异构酶/脱氢酶的N端结构域,属于NADB_Rossmann超家族成员。核苷酸序列分析表明,刺葡萄DFR基因与美丽葡萄、山葡萄和酿酒葡萄的同源性为99%,与圆叶葡萄同源性为98%,与显齿蛇葡萄同源性为94%,进化上比较保守,利用DFR基因编码区碱基序列所建立的系统关系树与真实的植物进化基本一致。     

稻瘟病菌MGG-01005的表达纯化与生物信息学分析

MGG-01005是与稻瘟病菌的菌丝生长有重要关系的基因,对其进行一般理化性质、结构域、功能位点预测等一系列生物信息学分析,构建了原核表达载体pETM13-MGG-01005,利用IPTG诱导重组蛋白表达,并通过镍离子亲和层析、阴离子交换层析以及分子筛层析进行蛋白纯化。结果显示,该蛋白相对分子质量约为16 471.49 u,编码153个氨基酸,含Tctex-1结构域,无跨膜结构和信号肽,无功能位点,存在磷酸活性位点,为不稳定亲水蛋白;该蛋白可被0.1 mmol·L ^-1 IPTG诱导表达,亲和层析的最适洗脱液组分为20 mmol·L ^-1 Tris-HCl,500 mmol·L ^-1 NaCl,80 mmol·L ^-1咪唑;阴离子交换层析表明该蛋白对低盐条件具耐受性;分子筛层析具有形态均一且对称性良好的构象,最大洗脱峰出峰位置对应的蛋白相对分子质量约为35 ku,表明该蛋白以二聚体形式存在。本研究最终得到大量高纯蛋白,以期为进一步探索该蛋白的功能以及稻瘟病菌的后续相关研究奠定理论与实践基础。     

陆稻过氧化氢酶基因（OsCATB-lh） 的克隆及生物信息学分析

为深入了解陆稻过氧化氢酶(CAT)基因的序列特点和生物信息学信息,以粳型陆稻品种泸旱3号为材料,利用同源克隆技术成功获得1条陆稻CAT基因序列(Gen Bank登录号:KR133179)。该序列全长1 739 bp,其中编码区ORF全长1 479 bp,编码492个氨基酸。生物信息学分析发现,此基因是位于水稻基因组第6号染色体的单拷贝基因。对其编码蛋白分析表明,其具有过氧化氢酶保守结构域,属于CAT家族。与水稻CAT基因序列(Os CATB)进行比较发现,Os CATB-lh与水稻Os CATB基因核苷酸序列一致性达到99%,存在6个核苷酸差异位点;与水稻Os CATB蛋白序列一致性为99%,有3个氨基酸变异位点。     

毛果杨 RAV/PLC 基因生物信息学分析

【目的】利用生物信息学手段,对毛果杨(Populus trichocarpa)RAV/PLC基因编码蛋白质结构和特征进行预测。【方法】以PLC(Phospholipases C)为关键字在Phytozome数据库搜索毛果杨磷脂酶C基因序列,以RAV/PLC基因及其蛋白质序列为研究对象,利用多种生物信息学分析工具对其基因结构及蛋白功能进行分析。【结果】在毛果杨PLC编码基因中发现了一个可编码RAV和PLC结构域的特殊基因,该基因在Phytozome数据库中编号为Potri.018G109200,ORF区域长度为1 650 bp,编码549个氨基酸,预测分子量为62.72338 ku,理论等电点为9.16;该基因在茎中表达量最高,芽中表达量其次之根和叶中表达量较低。其编码蛋白包含1个AP2结构域、1个B3结构域和1个PLC-X结构域,AP2/B3结构域和PLC-X结构域之间可能存在一个跨膜区;启动子元件分析表明,RAV/PLC基因可能与光应答及激素应答相关;String软件预测RAV/PLC基因可能与MYB103、WRKY49、ABI5、DXS2存在功能关联;KEGG分析表明,该基因主要与RAV转录因子信号通路有关;同时利用同源建模方法获得了RAV/PLC的完整三维模型。【结论】通过对RAV/PLC基因结构和蛋白功能预测,为该基因克隆及参与信号通路分析提供参考。