Molecular cloning and characterization of a novel 1-aminocyclopropane-1-carboxylate oxidase gene involved in ripening of banana fruits

One novel banana fruit ripening related 1-aminocyclopropane-1-carboxylate (ACC) oxidase gene quite different from ACC oxidase genes from other species was cloned. In contrast to other studies, the polypeptide encoded by this gene, named Mh-ACO1, lacks the putative leucine zipper motif which is conserved in all known ACC oxidases including the other previously reported banana ACC oxidase, Mh-ACO2. The locus consists of two nearly identical paralogous ACC oxidase genes arranged in opposite orientation and separated by a 3.1-kb intergenic region. The has only two introns, at positions identical to , which comprises a coding region interrupted by three introns. The predicted amino acid sequence of Mh-ACO1 shares less than 50% identity to those of ACC oxidase from other climacteric fruits, while that of Mh-ACO2 shows more than 65% homology. When expressed in Saccharomyces cerevisiae -encoded protein possessed the enzyme activity for ethylene conversion. The levels of mRNA corresponding to both and increased during fruit ripening and were induced by exogenous ethylene. We conclude that both and contribute to increased ethylene production in fruits and these two genes are differentially expressed in fruits and other organs in banana.     

巴西橡胶树HbMCS1基因的克隆及表达分析

2C-甲基-D-赤藓糖醇-2,4-环化磷酸合成酶（2C-methyl-D-erythritol 2,4-cyclodiphosphate synthase,MCS）是异戊烯基焦磷酸合成途径之一——甲基赤藓糖磷酸（methylerythritol phosphate,MEP）途径中的第五个酶,催化2-磷酸-4- (胞苷-5’-二磷酸)- 2-C-甲基-D-赤藓糖醇生成2-C-甲基-D-赤藓糖醇-2-4-环化磷酸。根据植物MCS的同源序列设计引物,通过RT-PCR结合RACE的方法在橡胶树中获得了与其相应的MCS基因,命名为HbMCS1。序列分析表明HbMCS1长965bp,编码241个氨基酸,该氨基酸序列与长春花、拟南芥、水稻、银杏和三尖杉的MCS同源性分别达到70.8%、69.4%、64.9%和63.3%和62.2%。半定量RT-PCR结果显示,伤害诱导胶乳HbMCS1的表达,乙烯对HbMCS1的表达几乎没有影响;HbMCS1的表达具有组织差异性,在愈伤组织中大量表达,在叶片和胶乳中微量表达。HbMCS1的克隆和表达分析为了解MEP途径在橡胶树胶乳中的作用和对天然橡胶生物合成的调控作用打下了基础。     

烟草钾转运体基因NtHAK1的克隆及表达模式分析

采用RT-PCR的方法,结合3'RACE与5'RACE,从普通烟草(Nicotiana tabacum)品种K326中克隆出烟草K+转运体基因NtHAK1的全长cDNA序列.该序列长度为2016bp,编码378个氨基酸,其分子量为42.27kDa,等电点7.2.生物信息学分析表明,该蛋白具有6个跨膜区,含有K+转运蛋白...     

盐地碱蓬SsDREB基因的克隆与表达分析研究

盐地碱蓬（Suaeda salsa L.）是典型的盐碱地指示性植物。本研究以盐地碱蓬为材料,根据其他植物中干旱应答元件结合蛋白保守区的氨基酸序列设计简并引物,通过PCR扩增到一条长180bp的cDNA片段,继而利用RACE技术克隆了一个盐地碱蓬DREB基因全长cDNA,命名为SsDREB。SsDREBcDNA全长为14...     

GDA2基因的克隆、原核表达与融合蛋白的纯化

摘要：GDA2（G2 pea dark accumulated gene）是与G2豌豆（Pisum sativum L.）短日照条件下不衰老现象紧密相关的基因之一。实验用cDNA差示分析法（representational difference analysis, RDA）得到一个短日照下特异表达的G2豌豆cDNA，并命名为 GDA2。核酸序列分析表明，该cDNA全长1 120 bp，最大的开放阅读框为642 bp，编码一个由213个氨基酸构成的分子量约为24 kD的蛋白质，与GDA1的同源性为36%。在GDA2的cDNA两端分别引入Bgl Ⅱ与XhoⅠ的酶切位点，用PCR方法将其克隆到原核表达载体pGEX-4T-1中，经过酶切筛选和测序鉴定，得到所需的表达载体pGEX-GDA2。将pGEX-GDA2导入E.coli BL21菌株，经IPTG诱导，得到分子量约51 kD的 GST-GDA2融合蛋白，并利用Glutathione Sepharose 4B亲和柱对该融合蛋白加以纯化。GDA2-GST融合蛋白的表达和纯化工作，为深入研究GDA2蛋白的结构与功能以及该基因同衰老的关系打下良好的基础。     

西农萨能奶山羊gBTN1A1基因的筛选、克隆及序列分析

利用抑制消减杂交技术研究同一只西农萨能奶山羊泌乳中期和末期的乳腺组织差异表达基因,以泌乳中期乳腺cD-NA为测试组,末期乳腺cDNA为驱动组,构建消减文库,得到山羊(Capra hircus)嗜乳脂蛋白基因的部分序列。根据牛(Bos)和绵羊(Ovisaries L.)基因组序列进行电子拼接,并设计引物,得到山羊嗜乳脂蛋白基因的CDs区全序列,应用RT-PCR技术从山羊乳腺组织总RNA中扩增克隆了山羊嗜乳脂蛋白基因CDs区,命名为gBTN1A1,并登录GenBank(EF102891)。gBTN1A1基因开放读码框由1581个碱基组成,编码526个氨基酸,前26个氨基酸为推定的信号肽区域。gBTN1A1基因核苷酸序列与牛(NM-174508)、人(NM-001732)和鼠(AK145168)的同源性分别为97%、88%和84%,氨基酸序列的同源性分别为96%、84%和70%。其二级结构、跨膜区域及信号肽分析均与牛、人和鼠的BTN1A1基因相似。     

A pectinmethylesterase gene associated with a heat-stable extract from citrus

A putative thermostable pectinmethylesterase (TSPME) protein of 36 kDa was isolated from heat-treated citrus finisher pulp. After purification and partial sequencing of the protein, a reverse genetic approach was used to obtain the complete genomic sequence of a new pectinmethylesterase (PME) gene, CsPME4, from Citrus sinensis (L.) Osb. cv. Valencia. The CsPME4 gene contained two exons of 1203 and 690 bp interrupted by a single positionally conserved intron of 1230 bp. A full-length CsPME4 cDNA clone amplified from Valencia orange juice vesicles shared 98% identity with the genomic clone. The encoded protein of the full-length CsPME4 cDNA shared 66 and 39% amino acid identity with the full-length encoded proteins of the citrus PME, CsPME1, and CsPME3, respectively, whereas the predicted mature protein of CsPME4 shared 80 and 61% identity with the predicted mature proteins of CsPME1 and CsPME3, respectively. Southern analysis demonstrated that CsPME4 was present in at least two copies in the Valencia orange genome. Northern analysis revealed that CsPME4 mRNA was accumulated mainly in young and developing tissues of Valencia orange. Several approaches to express recombinant CsPME4 in different systems failed to obtain active protein. Further research will be necessary to successfully express the putative TSPME gene CsPME4 for biochemical characterization.     

猕猴桃ACC合成酶基因家族四个成员的克隆

通过PCR方法从中华猕猴桃中分离出ACC合成酶基因家族的四个成员（AC－ACS1A、AC－ACS1B、AC－ACS2和AC－ACS3）的基因组DNA片段，AC－ACS1A、AC－ACS1B和AC－ACS2与其它植物该基因的氨基酸序列同源性最高可达76％以上，而AC－ACS3与其它植物ACC合成酶基因的氨基酸序列同源性均低于60％，与已知的其它猕猴桃ACC合成酶基因的同源性在51％－56％之间，且不存在MSSFGL保守区，因而属于一个未见报道的新成员。     

谷子脂转移蛋白cDNA的克隆及特性研究

摘要：首次报道了从谷子(Stetaria italica )未成熟种子cDNA文库中克隆到1个与其它物种脂转移蛋白（LTP）具有较高同源性的脂转移蛋白基因Siltp。将核苷酸序列和推断的氨基酸序列在GenBank中进行比较，发现Siltp与大麦脂转移蛋白LTP7a2b和LTPcw-19,玉米脂转移蛋白，欧洲油菜的脂转移蛋白基因的核苷酸序列的同源性分别为72%,70%,60%,54%；氨基酸序列的同源性分别为79%,73%，65%，57%。序列分析表明，编码区含363个碱基 ，编码121个氨基酸，其中包括26个氨基酸的信号肽序列，分子量为9.3 kD。基因组Southern杂交结果表明，Siltp在基因组中以单拷贝存在。Northern杂交研究Siltp的时空表达特异性，发现Siltp仅在茎、叶、穗中表达。利用软件PAUP对17种植物的LTP进行进化分析，从进化系统树可以看出LTP有4个分支，其中，小麦发生分化较早，其它几种单子叶植物如玉米、谷子、大麦和水稻分化较晚，说明发生了早期的基因复制事件。在整个系统图中，双子叶比较分散，说明LTP基因的进化是个复杂的过程；禾本科作物的脂转移蛋白基因是由一个原始基因分化而产生的不同分支，Siltp与大麦LTP亲缘关系最近。     

茶树生长素抑制蛋白基因CsARP1的克隆与表达分析

从茶树休眠芽抑制消减杂交文库中分离得到生长素抑制蛋白基因的3＇-片段,以休眠芽为材料,利用RACE技术克隆了其cDNA全长,并利用荧光定量PCR研究了该基因在不同休眠阶段芽的相对表达量。结果从茶树休眠芽中获得一个全长为711bp的生长素抑制蛋白基因CsARP1（GenBank登录号为HQ225758）。该基因开放阅读框...     

猪小脂肪细胞因子1（SMAF1）基因cDNA的克隆及表达谱分析

采用比较基因组学和RT-PCR方法，根据人和小鼠SMAF1基因的保守序列，设计简并引物，克隆了猪SMAF1基因的cDNA序列。所克隆片断全长256bp（GeneBank登录号 DQ191892），包括一个编码了81个氨基酸的完整编码区，该序列与人和小鼠的SMAF1基因的相似性分别为86%和78％，预测的氨基酸序列与人、小鼠、大鼠和牛的相似性分别为81％、67％、70%和84%。猪SMAF1基因在脂肪组织中高丰度表达，在4月龄瘦肉型猪（大白猪）脂肪组织中的表达量显著低于脂肪型猪（梅山猪）（P＜0.05）。本研究结果表明，猪SMAF1基因可能具有和其它物种SMAF1基因相似的功能，推测其在脂肪细胞发生和/或脂肪细胞功能中具有重要的调控作用。     

诸葛菜OvCYP86MF基因的克隆及其特性分析

为进一步阐明细胞色素P450基因CYP86MF在诸葛菜发育中的分子机理,本文根据已知同源基因保守序列设计特异引物,利用RT-PCR和RACE技术从诸葛菜中获得一个细胞色素P450基因(OvCYP86MF)全长cDNA序列,该序列全长为1876bp,含有1605bp的完整开放阅读框,可编码534个氨基酸,分子量和等电点分别为61.4kDa和6.90,具有细胞色素P450蛋白的典型特征,即保守结构域FNAGPRLCIG;原核表达显示该基因的融合蛋白在体外可以诱导表达;DANSTAR和Clustal W软件分析表明该基因的全长cDNA序列及其编码氨基酸序列与十字花科物种拟南芥相似性很高,达到80%以上,亲缘关系最近;与CYP86C亚家族成员在氨基酸水平上的相似性均高于50%,因此推断该基因属于CYP86C这个亚家族。Northern杂交分析表明该基因在花蕾中特异表达。     

总状毛霉（Mucor racemosus）甲壳素脱乙酰酶全长cDNA的克隆及其系统发生分析

用保守的特异引物进行PCR扩增，并结合RACE技术，分离到了总状毛霉（Mucor racemosus）甲壳素脱乙酰酶(CDA)基因，并进行了全序列测定，并提交GeneBank（DQ538514）。研究结果表明：（1）总状毛霉CDA基因全长为1506 bp，包括67 bp 5’非翻译区，1357 bp阅读框以及82bp 3’非翻译区，3’非翻译区包含Poly (A) 加尾信号AATAAA。总状毛霉的CDA基因共编码448个氨基酸，在该基因中部还包含一个144氨基酸的多糖脱乙酰酶结构域，约占CDA基因全长的32%。（2）总状毛霉CDA基因与其它相近种米根霉（Rhizopus oryzae）、卷柄根霉（Rhizopus circinans）的CDA1和CDA2、鲁氏毛霉（Mucor rouxii）、卵形孢球托霉（Gongronella butleri）、匍枝根霉（Rhizopus stolonifer）、布拉克须霉（Phycomyces blakesleeanus）、酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）的CDA1和CDA2的基因序列同源性分别为：75%、58%、56%、56%、48%、39%、39%、17%和16%；相应的氨基酸序列的同源性分别为：69.0%、57%、59%、55%、47%、30%、32%、18%、21%。表明CDA基因在不同的真菌中有较高的同源性。（3）根据总状毛霉CDA基因的氨基酸序列，构建的不同真菌的系统树，与采用经典分类法构建的系统树基本一致。（4）通过生物信息学的方法，预测该基因所编码的蛋白质三级结构，验证了该蛋白质具有甲壳素脱乙酰酶完整的功能性结构，并包含一个含多糖脱乙酰酶结构域，两者具有相似的空间结构。     

黄冠梨几丁质酶基因家族cDNA全长序列克隆与分析

根据已知植物几丁质酶基因序列的保守区域,设计特异性引物,以梨黄冠品种叶片为材料,提取RNA,进行反转录,克隆获得5个几丁质酶基因cDNA片段,进一步通过RACE技术获得该基因的全长cDNA序列,依次命名为PyChi1、 PyChi2、 PyChi3、 PyChi4、 PyChi5,序列提交GenBanK,登录号为：FJ589783、 FJ589784、 FJ589785 、 FJ589786、FJ589787。序列分析结果表明,所获得5个几丁质酶基因,都具有完整的ORF和Poly(A)结构,与其他植物几丁质酶基因具有较高的相似性;5个基因的核酸序列的同源性约在35%~53%之间,PyChi1和PyChi4的氨基酸同源性最高,约85%,而与PyChi5约77%;在几丁质酶基因家族,分别属于Chitinase ClassesⅠ-Ⅴ,为5个不同类型的成员;不同类型的几丁质酶基因在核酸和氨基酸序列以及功能结构方面都存在着存在着显著的差异,主要表现在肽链特性和基因结构等方面。这为进一步研究梨几丁质酶的结构和功能奠定了基础。     

卡特兰ACO基因克隆与反义表达载体的构建

以卡特兰(Cattleya)花瓣为试材,提取其总RNA,并根据其他兰花的ACC氧化酶(1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid oxidase, ACO)基因保守序列设计一对特异性引物,通过RT-PCR法克隆得到1条967bp的卡特兰ACO cDNA片断,共编码321个氨基酸残基。序列分析结果显示该克隆片断与已发表的其他兰花的ACO基因序列同源性很高,均在85%以上,尤其与原生种和其近亲属的同源性在95%以上。将克隆的卡特兰ACO片段反向连接到植物表达载体pBI121中CaMV35S启动子的下游,构建了卡特兰ACO基因的反义表达载体pBI121ACC,为进一步应用反义技术培养长花期卡特兰新品种奠定了基础,也为首次应用生物技术延长卡特兰花期做出了尝试。     

玉米大斑病菌G蛋白β亚基编码基因的克隆与表达

玉米大斑病菌（Setosphearia turcica）属半知菌亚门丝状真菌，是严重威胁玉米生产的重要植物病原真菌。本研究克隆了玉米大斑病菌G蛋白β亚基编码基因Stgb-1。Stgb-1基因全长1296bp，由5个外显子和4个内含子组成；开放阅读框（ORF）为1056bp，编码351个氨基酸，蛋白质计算分子量为39.081kDa。STGB1蛋白推导氨基酸序列与Cochliobolus heterostrophus（100%）、Cryphonectria parasitica（80%）、Aspergillus fumigatus（81%）等丝状真菌的G蛋白β亚基编码基因均具有较高的同源性。同时，利用RACE技术和Genomic Walking技术获得了Stgb-1基因3’-末端cDNA和DNA的3’端侧翼序列，BlastN结果表明其cDNA 3’-UTR为136bp，poly(A)由9个A构成。此外，构建了pET28a-Stgb-1原核表达载体，SDS-PAGE检测和Western blot鉴定结果表明，目的蛋白在E.coli BL21菌株中已成功实现了诱导表达，为进一步研究蛋白结构与功能的关系奠定了基础。     

青花菜ProDH基因的克隆及功能鉴定

脯氨酸是水分胁迫植物中最常见的渗透保护物质之一,脯氨酸脱氢酶（ProDH）是存在于线粒体内的催化脯氨酸降解的关键酶,构建RNAi表达载体转化青花菜可以抑制脯氨酸分解提高其抵抗干旱胁迫和盐胁迫的能力。本研究利用同源重组和RACE技术克隆青花菜脯氨酸脱氢酶基N（ProDH）,以酶切、连接的方法利用载体pFGC1008构建植物RNAi表达载体pFGC—PDHi。序列分析表明,本文首次克隆了1595bp的青花菜脯氨酸脱氢酶基因cDNA全长,该序列编码498个氨基酸;序列比对发现该核酸序列与拟南芥、甘蓝型油菜、芜菁分别有83．26％、89．07％和97．73％的同源性,其氨基酸序列和拟南芥、甘蓝型油菜、芜菁分别有89．78％、91．38％和98．80％的同源性。测序和酶切鉴定表明青花菜ProDH基因RNA干扰表达载体已经构建成功,并将其转化青花菜得到转化株,经PCR检测,转化株均为阳性株,证明干扰载体的T-DNA区已经成功地整合到了青花菜基因组中。研究还发现在外源的L-脯氨酸存在时,转化株的脯氨酸脱氢酶的活件受到了明显的抑制。本研究为青花菜的抗旱育种提供了非常有价佰的新种质材料。     

红花S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因的克隆与表达分析

S-腺苷甲硫氨酸合成酶(SAMS)是植物代谢过程中的一个关键酶。为了探究SAMS在红花逆境胁迫方面的作用,本研究根据红花转录组数据从红花品种豫红花1号克隆得到1个SAMS的全长cDNA序列,命名为CtSAMS1,并对其进行生物信息学分析、组织表达特性分析及非生物胁迫和激素诱导表达分析。结果表明,红花CtSAMS1基因的开放阅读框(ORF)长1 173 bp,编码390个氨基酸,其蛋白分子质量为42.7 kDa,蛋白保守区预测表明CtSAMS1具有甲硫氨酸腺苷转移酶的保守结构域,属于S-腺苷甲硫氨酸合成酶家族。系统进化分析显示CtSAMS1与来自菊科的SAMS亲缘关系较近。实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测结果表明,CtSAMS1基因在花和茎中表达量最高,在其他组织部位中表达量极低;CtSAMS1基因表达量随着花瓣衰老程度的增加而升高。盐、干旱和低温胁迫均能够诱导CtSAMS1基因的表达,茉莉酸甲酯、水杨酸、脱落酸能够诱导红花花瓣中CtSAMS1基因表达,赤霉素对CtSAMS1基因表达有一定的抑制作用。本研究为进一步研究CtSAMS1在红花中的抗逆机制,以及为培育红花抗逆新品种奠定了理论基础。     

番茄茸毛相关基因ShMYB1的克隆与表达分析

番茄茸毛具有多种生物学功能,为了探究番茄中控制茸毛的基因,本研究采用cDNA末端快速扩增技术(rapid amplification of cDNA ends,RACE)从野生种多毛番茄(Solanumhabroc haites)LA1777中,获得了一个与茸毛相关的R2R3 MYB Subgroup 9家族新成员EST241733的全长编码区cDNA序列,命名为ShMYB1。经生物信息学分析,克隆的ShMYB1基因长1350bp,编码338个氨基酸。该基因具有保守的R2R3MYB结构域和Subgroup 9特异motif序列。荧光定量PCR结果表明,ShMYB1基因在番茄叶和花中表达量高,在根、茎、果实中没有表达。在不同发育时期的叶片中表达量差异不大,但是在幼花蕾表达量最高,随花蕾的增大,表达量显著降低。在几个番茄茸毛突变体与对应的野生型中,这个基因表达量存在明显差异。推测该基因与番茄表皮茸毛发生和花发育有关。     

Isolation and characterization of a cDNA from Catharanthus roseus which is highly homologous with phosphate transporter

The PIT1 gene which is highly homologous with phosphate transporter was isolated from Catharanthus roseus and analyzed. The cBNA PIT1 contained an open reading frame of 542 amino acids and its sequence showed a 31, 30, and 34% identity with the phosphate transporter of Saccharomyces cerevisiae (PBO84), Neurospora crassa (PHO-5), and Glomus versiforme (GvPT), respectively. Furthermore, the cDNA PIT1 encoded a highly hydrophobic protein with 12 putative membrane-spanning regions and contained a conserved amino acid sequence reported in the human glucose transporter super-family* S. cerevisiae strain DpU (pho84 knockout strain) was unable to grow on low phosphate (55 μM) medium (LP medium). Expression of the PIT1 cDNA enabled DpU to grow on LP medium. Northern hybridization analysis revealed that the PIT1 gene was expressed in roots, stems, and young whole plant of C. roseus, but not in leaves.