草莓半胱氨酸蛋白酶基因(FaCP)的克隆及表达分析

半胱氨酸蛋白酶作为一种重要的水解蛋白酶,参与植物的许多生理过程.采用RT-PCR和RACE技术从草莓(Fragaria×ananassa)中克隆到半胱氨酸蛋白酶基因FaCP (GenBank登录号:JN979371),该基因cDNA全长1 338 bp,包含一个1 062 bp完整的开放阅读框(ORF),编码354氨基酸.生物信息学序列分析表明,FaCP开放阅读框编码的氨基酸序列与其他植物的CP蛋白同源性较高.Real-time PCR分析发现,FaCP基因在草莓果实、叶、根、茎和花萼中都有表达;在果实成熟过程中FaCP表达量逐渐增加,在粉红果最高,红果中略有下降.在草莓叶片中,随着叶片衰老,FaCP基因表达量增加明显.研究结果表明,FaCP可能参与了调控草莓果实的成熟及叶片衰老.     

橡胶树半胱氨酸蛋白酶基因(HbCP2和HbCP3)的克隆与表达分析

半胱氨酸蛋白酶(cysteine proteinase,CP)是参与植物多种生理过程的一类重要的蛋白酶。为探究CP家族基因在橡胶树(Hevea brasiliensis)中的生理作用,本研究从橡胶树胶乳中克隆了两个CP基因的全长cDNA,分别命名为HbCP2(1 245 bp)(GenBank登录号:KF771829)和HbCP3(1 268 bp)(GenBank登录号:KF771830),分别编码约41和40 kD的蛋白质;获得的基因DNA序列全长分别为1 919和1 634 bp,均包含4个外显子和3个内含子;属于木瓜蛋白酶(C1)家族,分别与同属大戟科植物蓖麻(Ricinus communis)(86.86%)及麻风树(Jatropha curas)(84.74%)的一个CP的亲缘关系最近。实时荧光定量PCR分析显示,HbCP2在雄花而HbCP3在胶乳中的表达量最高;HbCP2和HbCP3的表达受割胶、伤害、乙烯利、赤霉素和茉莉酸调控,但不同基因对同一种处理或同一基因对不同处理的反应程度存在较明显差异。研究结果表明,HbCP2可能参与橡胶树的环境胁迫应答和细胞组织衰老过程的调控,而HbCP3可能参与橡胶树的胶乳再生调控以及病害胁迫应答。本研究为橡胶树CP基因家族的研究,探讨CP在橡胶树中对胁迫应答和胶乳再生调控机制提供了相关信息。     

家蚕35K蛋白酶基因的组织表达

用RT－PCR方法分析了家蚕（Bombyz mori)35K蛋白酶基因在家蚕幼虫期的组织及发育经时性表达。结果表明：35K蛋白酶基因只在幼虫的中肠中部有特异性的表达，在中肠后部有微弱的表达，而在中肠前部及脂肪体，丝腺，精巢，卵巢和血球细胞等中不表达；在幼虫期，该基因在中肠组织中的表达量与幼虫摄食活动相关联，认为受该基因控制的35K蛋白酶与营养物质的消化吸收有关，在家蚕的生长发育过程中起重要作用。     

家蚕消化液35K蛋白酶基因的克隆及序列同源性分析

根据纯化的家蚕35K蛋白酶N末端氨基酸序列设计简并引物，从家蚕中肠组织cDNA库中分离并克隆该蛋白酶基因,对由DNA推测的氨基酸序列进行同源性检索。结果表明：存在于家蚕消化液中的35K蛋白酶基因长939bp，可编码313残基的多肽链，其中信息肽为22aa，活性肽为22aa，成熟的蛋白酶由269aa组成。与其他昆虫消化液的类胰凝乳蛋白酶具有同源性，是存在于家蚕消化液中的一种新发现的蛋白酶。     

水稻巯基蛋白酶抑制剂基因(OCI )转化甘薯获得转基因植株

用根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导法将水稻巯基蛋白酶抑制剂基因(OCI)导入甘薯（Ipomoea batatas)品种栗子香，获得了转基因植株。所用菌株为根癌农杆菌LBA4404，其携带的pBinh质粒上含有新霉素磷酸转移酶Ⅱ(NPT Ⅱ)基因和OCI基因。将继代培养3d后的栗子香胚性悬浮细胞与LBA4404(OD600nm=0．5)共培养4d。将共培养后的胚性悬浮细胞首先在含有2mg／L2，4-D和300mg／L Carb(carbencillin)、但不含有Kan（kanamycin)的MS液体培养基中培养5d，然后在含有2mg／L2，4-D、50mg／L Kan和300mg／L Carb的MS液体培养基中进行选择培养。选择培养4周后，将直径约1mm的抗Kan细胞团转移到添加2mg／L2，A-D、50mg／L Kan和300mg／L Carb的MS固体培养基上，共转移200个细胞团，诱导得到了8个胚性愈伤组织。将这些抗Kan胚性愈伤组织转移到添加1mg／L ABA、50mg／L Kan和100mg／LCarb的MS固体培养基上，通过体细胞胚胎发生途径获得了13株再生植株。PCR和PCR-Southern检测结果表明，获得的13株再生植株中7株是转基因植株。     

“两广二号”家蚕抗病毒基因Bmlipase-1和BmSP-2克隆与原核表达

本研究以优良杂交品种“两广二号”家蚕为试材,克隆了该杂交品种家蚕两个抗家蚕核型多角体病毒（BmNPV）基因：脂肪酶基因Bmlipase-1和丝氨酸蛋白酶基因BmSP-2,测序并分别与不同品种蚕的同源基因序列进行比较。结果显示,“两广二号”家蚕Bmlipase-1基因ORF长度为885bp,编码294个氨基酸,BmSP-2扩增长度为855bp,编码284个氨基酸;它们的核苷酸和推导氨基酸序列同源性皆达92％以上,Bmlipase-1更保守,同源性大于99％;“两广二号”家蚕的Bmlipase-1基因脂肪酶活化部位和BmSP-2基因酶催化三联体位点的氨基酸残基与不同品种蚕的完全相同。以上结果说明这两个抗病毒基因在蚕的遗传进化过程中高度保守,提示其可能在机体消化或者免疫防御方面起着重要生理作用。将这两个抗病毒基因在大肠杆菌BL21中进行融合表达,获得的融合Bmlipase-1和BmSP-2蛋白分子量分别为47kD和42kD左右。     

家蚕真核细胞翻译起始因子(BmeIF4E)基因的克隆、表达及功能分析

本研究从自建的家蚕(Bombyx mori)蛹期cDNA文库中筛选到一条cDNA序列,发现其在序列和结构上与其他物种的真核细胞翻译起始因子钮基因(BmeIF4E)具有较高的相似性,推测可能是家蚕eIF4E基因,将该序列命名为BmeIF4E,GenBank登录号为DN443192.为研究BmeIF4E的生物学功能,将该基因插入原核表达载体pET-28a(+)中,构建重组质粒pET-28a(+)-BmeIF4E,转化感受态细胞BL21(DE3),IPTG诱导表达并纯化该重组蛋白,制备多克隆抗体.利用家蚕Bm5细胞进行亚细胞定位研究结果表明,BmeIF4E既存在于细胞质中也存在于细胞核中.荧光定量PCR和Westem blot分析结果表明,在不同组织及发育时期该基因的表达有差异,在各组织中BmeIF4E表达量从高到底依次是马氏管、表皮、脂肪体、气管、卵巢、中肠、头和丝腺;在卵、幼虫、蛹和蛾4个发育时期中,蛾中的表达量最高,其次是蛹,再次是五龄幼虫,而在卵中表达量较低.以该基因的ORF为模板体外转录dsRNA,脂质体法转染Bm5细胞,72 h后提取细胞总蛋白作Western blot检测RNA干扰情况,发现BmeIF4E基因被干扰后,总蛋白中目的蛋白含量明显低于阴性对照组.MTT法检测结果表明,干扰后细胞活力也明显下降.研究结果提示,BmeIF4E作为一种重要的管家基因,在家蚕的整个生命周期中均有表达,起着十分重要的作用.     

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。     

家蚕谷胱甘肽转移酶基因的克隆、序列分析及其表达模式

谷胱甘肽-S-转移酶(GSTs)是昆虫体内重要的解毒酶系,在对外源和内源化合物解毒代谢中起着重要的作用。以GenBank中已知的昆虫GST的氨基酸序列在家蚕(Bombyx mori)基因组序列中作TBLASTN检索,获得了多个可能的家蚕GST同源基因。对其中的一个GST新基因进行了EST分析和克隆,结果表明,该基因编码区全长663bp。以该基因推导的氨基酸序列与其它物种的GSTs进行相似性比较和系统发育分析,发现此基因为delta家族的成员,并命名为BmGSTd3。RT-PCR结果表明,BmGSTd3基因在家蚕5龄第3天的8个组织中都有表达,中肠和表皮的表达丰度较高。在辛硫磷处理家蚕后的72h内,BmGSTd3基因的转录水平与对照组相比没有显著的变化。对BmGSTd3基因的5'侧翼区的调控序列进行了预测,共发现12个可能与内源和外源物代谢以及抗氧化相关的转录调控元件。     

弹性蛋白酶基因(PAE)的克隆及在毕赤酵母中的表达

以1株产弹性蛋白酶的铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)基因组DNA为模板,经PCR扩增得到的铜绿假单胞菌弹性蛋白酶(P.acruginosa elastase,PAE)基因,与GenBank中的序列对比发现同源性为99%.成功地构建了重组表达载体pPIC3.5K/PAE,莺组质粒Sac Ⅰ线性化后转化毕赤酵母(Pichia pastoris)菌株KM71中,通过PCR和表型鉴定表明,PAE基因已经整合到毕赤酵母染色体上.经大量筛选获得48株含高拷贝的重组毕赤酵母转化子.在甲醇诱导下,经过毕赤酵母高密度发酵进行PAE的表达,经SDS-PAGE分析.结果表明,在培养基上清中含有一明显特异性蛋白条带,大小为34kD.活性检测结果,酶活为1 060 U/mL,是出发菌株的26倍.     

家蚕3-羟酰辅酶A脱氢酶基因全长cDNA克隆及其在质型多角体病毒感染家蚕的差异表达

家蚕质型多角体病毒（Bombyx mori cytoplasmic polyhedrosis virus,BmCPV）是家蚕的重要病毒病原之一,往往给养蚕业生产造成极大危害。我们以前的研究运用基因芯片技术在感染质型多角体病毒的家蚕中肠中鉴定出一个差异表达的3-羟酰辅酶A脱氢酶蛋白基因（Bombyx mori3-hydroxyacyl-CoA dehyrogenase protein gene-Bm3HAD）。本研究利用cDNA末端快速扩增技术（RACE）克隆了该基因,其全长cDNA序列为1168bp,包含一个83bp5＇端非翻译区序列（5＇-UTR）、一个930bp的开放阅读框（ORF）和一个155bp的3＇端非翻译区序列（3＇-UTR）;基因结构分析发现该基因由5个外显子和4个内含子组成。RT-PCR结果显示该基因在家蚕中肠、脂肪体、血液、丝腺及生殖体中均有表达。荧光定量PCR结果表明该基因在BmCPV感染初期为上调表达,随着病毒感染的进展,该基因的表达水平逐渐降低,并转变为下调表达。研究结果为进一步研究BmCPV对家蚕致病的分子机制提供了有益的信息。     

低分子量热激蛋白Bmhsp19.9基因的表达

利用RT-PCR技术，对家蚕(Bombyx moil)低分子量热激蛋白Bmhsp19．9基因进行了定量表达分析。Bmhsp19．9在各组织中均有一定量的表达，但不同组织间的表达差异达10多倍，表达量丰富的组织是生长发育旺盛的组织，如精巢和卵巢，然后是丝腺、蛹等组织。其应激表达模式可分为3类，以其在精巢、后部丝腺和脂肪体中的强应激表达模式为主，经热刺激处理后其表达量有显著增加。经刺激诱导2h后其表达量达到最高，随后逐渐降低，在热刺激诱导12h后是未刺激的2～3倍，而此时Bmhsp19．9在脂肪体中的应激表达是其对照的10多倍。根据Bmhsp19．9在不同组织中的基本表达量、应激表达量和应激表达的持续时间各不相同，显示其与细胞分裂与分化等生命活动有一定联系。并认为其在后部丝腺、脂肪体、精巢、卵巢与血液中作用方式不一样，推测其作为分子伴侣在组织间的作用对象与作用效应也应有所差异。     

家蚕bcl-2基因的克隆、序列分析及其表达模式

为了研究家蚕耐氟中毒分子机理,本文采用荧光差异显示技术分析了家蚕对氟化物耐性品系441和感性品系440添氟后的基因表达的差异,获得差异表达cDNA片段A14-6,数据库分析为编码抗凋亡基因bcl-2 (AB008449)。BmBCL-2编码965个氨基酸,分子量为108.800 kD,等电点为6.370。结构分析无C末端疏水跨膜结构,含有19个外显子和18个内含子,剪切信号符合GT/AG规则。蛋白质同源性分析表明BmBCL-2与BCL-2家族蛋白一样均有BH1、BH2、BH3和BH4功能域,用ClustalX1.83、MEGA3.1等软件分析氨基酸序列和得到系统进化树,结果表明BmBCL-2与其它物种BCL-2蛋白保守性较低。RT-PCR结果表明,bcl-2在家蚕耐氟品系441和感性品系440五龄第48h五个组织均有表达,在441DZ（耐氟品系）中表达丰度明显高于440DZ（敏感品系）,并且在脂肪体表达量相对较高。200mg•L-1氟化钠和清水对照处理家蚕后48h,bcl-2在41DZ和440DZ中肠的转录水平没有显著变化,但在添氟后,耐氟品系441F表达水平相对高于440F品系。以上结果暗示该基因可能与家蚕的耐氟性有关。     

家蚕耐氟笥RAPD分子标记研究

在含有耐氟主效基因的家蚕品种T6和高敏感品种733新及其近等基因系NF733新中，采用200个RAPD随机引物进行扩增，获得了与家蚕耐氟性有关的两个分子标记OPD－08850和OPB－10917，用OPB－10917，分子标记在加交世代中进行检测，其结果是各回交世代耐氟性个体都出现同样的特异带，从而验证了分子标记的可靠性。     

家蚕胞质肌动蛋白基因启动子的克隆及piggyBac转座子表达载体的构建

摘要: 利用PCR方法从家蚕（Bombyx mori）总DNA中克隆到细胞质肌动蛋白基因（cytoplasmic actin）启动子片段，序列分析表明，该片段中含有典型的组成型表达的细胞质肌动蛋白基因A3（BmA3）调控序列：SRE元件（serum response element）和ActE1元件(active element 1)。该序列的核苷酸序列与来自欧洲的一个家蚕品种的序列同源性为94%。通过多次重组，将A3启动子片段(不含信号肽序列)与转座子 piggyBac的转座酶编码区融合构建成辅助质粒；将其(含信号肽序列和部分编码区)与报告基因多管水母绿色荧光蛋白基因gfp融合，插入到人工合成的转座子piggyBac两反向重复末端序列之间，进而构建成基于转座子piggyBac的转基因载体。研究中构建的转座子转基因载体仅6.4 kb，并在两反向重复末端序列之间设计了1个多克隆位点区，便于目的基因的插入。     

家蚕胚胎温敏性基因的RAPD标记筛选

用家蚕华1、S栏品种及其杂交后代F2分离群体为材料进行胚胎湿敏性基因的RAPD分子标记筛选，经287个随机引物的PCR扩增产物电泳分析，筛选到2个特异性DNA多态片段，一个只出现在温敏性赤蚁蚕品种中。另一个出现在非湿敏黑蚁蚕品种中，扩增条带的分子量约1350bp，命名为OPA－021350，经共分离的检测分析，与黑蚁非温敏性状有较紧密的连锁关系，并以pEGM^R-T Vector为载体，大肠杆菌DH5α为宿主进行了克隆。     

家蚕质多角体病毒RDRP基因的克隆、表达及定位

应用分段RT-PCR的方法从家蚕质多角体病毒(Bombyx mori cytoplasmic polyhedmsis virus,BmCPV）中国株的dsRNA中成功地克隆了RDRP基因(RNA-dependent RNA polymerase),基因序列全长3691bD,并登录GenBank,序列号为AY496445。利用质粒载体pET-28b成功地构建了表达质粒pET28b-RDRP,并用IPTG诱导的方法在大肠杆菌(Escherichia coil)BL21（DE3)中获得表达,分子量约为138kD。以重组蛋白的兔抗为一抗,15mm山羊抗兔IgG-胶体金为二抗,进行免疫标记,电镜定位,结果显示在病蚕中肠的柱状细胞的游离病毒粒子和多角体内的病毒粒子上均能结合胶体金颗粒,标记率为35％左右,证明BmCPV病毒的RDRP复合物确实位于病毒衣壳上。