草菇TPI基因的克隆、结构及其在同核、异核菌株中的表达量

分别从不能出菇的草菇单孢菌株PYd21(基因组测序菌株)和PYd15(重测序菌株)及由PYd21、PYd15配对杂交获得可正常出菇的异核菌株H15-21中克隆测序了磷酸丙糖异构酶(TPI)基因,并对TPI基因的结构及其在3个菌株中的表达量进行了分析.结果表明:PYd21、PYd15中TPI基因的序列完全相同;转录组读段定位、双末端分析结果显示,TPI基因全长1015 bp,开放阅读框序列全长756 bp,编码251个氨基酸,有6个外显子、5个内含子;RNA加工过程中存在两种可变剪切类型和两个可变剪切位点;数字基因表达谱测序的结果表明,PYd21、PYd15和H15-21中TPI基因的表达量(TPM)分别为30.25、36.49、77.17,同时通过实时荧光定量PCR分析3个菌株中TPI基因的表达情况证实了该结果,表明草菇中TPI基因的表达表现出异核体表达的协同增效作用,预示着异核菌株中两种不同细胞核存在相互作用.     

草菇谷胱甘肽过氧化物酶编码基因vv-gpx01的序列特征及表达分析

依托草菇基因组及转录组数据,克隆得到1个谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)编码基因,命名为vvgpx01。ZOOM软件的分析结果表明:该基因全长1 313 bp,含有4个外显子、3个内含子,编码228个氨基酸;5'端非翻译区长为12 bp,3'端非翻译区为452 bp;其中3个内含子在RNA加工过程中均存在保留现象。生物信息学分析结果表明:草菇的GPx01序列具备完整的谷胱甘肽过氧化物酶保守结构域;系统发育树显示,担子菌与子囊菌的GPx分别聚在了2个不同的分支上,草菇GPx01与双孢蘑菇亲缘关系较近并与其他伞菌目的真菌聚在1个分支上。另外,由内含子保留所产生的氨基酸序列均出现了不同程度的功能域缺失,这将导致谷胱甘肽过氧化物酶的失活。表达谱分析结果表明:vv-gpx01在整个草菇生长阶段都有表达,但表达量存在差异。推测,草菇GPx01可能通过可变剪接产生不同的转录本,通过调节不同转录本的表达水平来调控基因功能域的翻译水平及空间构型,最终实现酶活性的调节。     

青花菜转录因子基因BoWRKY3的克隆与表达分析

以青花菜为材料,从叶片中分离WRKY转录因子基因BoWRKY3(登录号:JN120758),并进行序列分析;利用逆转录聚合酶链式反应(RT‐PCR)对霜霉菌侵染前后叶片BoWRKY3的表达模式进行分析.测序结果表明:BoWRKY3的基因组DNA全长为1136bp,有3个内含子,长度分别为81、101和96bp;编码区全长为858bp,编码285个氨基酸,具WRKYGQK保守区和CX5CX23HX1H锌指结构.RT‐PCR结果表明,BoWRKY3的表达受霜霉菌诱导,表达量在接种6~36h时最高,暗示该基因与青花菜霜霉病抗性相关.序列比对结果表明,BoWRKY3与十字花科同源基因的差异最小,而与禾本科作物的序列差异最大,关系最远.     

禾谷镰孢菌微管相关蛋白基因(map)克隆及其与多菌灵抗药性关系分析

根据禾谷镰孢菌(Fusarium graminearum) 测序菌株NRRL31084(PH-1) 的微管相关蛋白基因(map) 核苷酸序列设计4对引物,采用PCR方法测定了禾谷镰孢菌埘多菌灵(MBC) 不同敏感性表型的6个中国菌株的map全序列.DNA序列比对表明,中国的3个敏感菌株和3个抗药菌株的map核苷酸序列相似性没有差异,表明多菌灵抗药性与微管相关蛋白无关.该基因全长1 793 bp,含有6个内含子,编码199个氨基酸;与NRRL31084的map核苷酸序列相似性为99.39%,存在10个差异核甘酸,与其所编码的氨幕酸序列相似性为100%.     

草菇多酚氧化酶基因的克隆与表达分析

【目的】解析草菇多酚氧化酶基因家族序列信息,明确其特征和表达模式。【方法】通过转录组测序找出含有酪氨酸酶结构域的基因,并根据搜索得到的序列设计引物,以不同发育时期的草菇 v26 菌株,以及草菇蛋形期外菌膜、菌盖、菌柄等不同组织为材料提取 RNA,经反转录为 cDNA,扩增获得草菇多酚氧化酶基因序列。采用在线生物信息学网站预测草菇多酚氧化酶的理化性质。采用 RT-PCR 的方法,检测草菇不同发育时期和不同组织部位多酚氧化酶的表达模式。【结果】获得 4 个草菇多酚氧化酶基因家族的 CDS 序列,依次命名为 VvPPO1、VvPPO2、VvPPO3、VvPPO4,其中 VvPPO1 CDS 全长 1 596 bp、编码 531 个氨基酸,VvPPO2 CDS 全长 2 685 bp、编码 894 个氨基酸,VvPPO3 CDS 全长 1 593 bp、编码 530 个氨基酸,VvPPO4 CDS 全长2 067 bp、编码 688 个氨基酸。生物信息学分析表明,4 个基因编码的蛋白均含有 2 个铜离子结合区,为亲水性蛋白;RT-PCR 结果显示,4 个基因在草菇发育的菌丝期、原基期、蛋形期、成熟期均有表达,VvPPO1、VvPPO3 和VvPPO4 的表达量在子实体时期高于菌丝期,在蛋形期 VvPPO1 和 VvPPO4 在外菌膜的表达量比在菌柄和菌盖中的表达量高。【结论】在草菇中搜索得到 4 个多酚氧化酶基因,均含有 2 个铜离子结合区,4 个基因在各个发育时期均有表达。     

草菇VEGF信号通路中vv-SPK基因的结构与表达分析

VEGF通路是一条调控细胞增殖、分化、迁移、应激反应以及生存的信号通路。本研究从草菇基因组中获得1个在VEGF通路中编码SPK蛋白的基因,将其命名为vv-SPK,并对该基因进行结构分析,结果显示:基因vv-SPK全长1 996bp,包含11个内含子;ORF长为1 401bp,编码466个氨基酸。通过BLASTP比对显示,vv-SPK基因与纹缘盔孢伞、双色蜡蘑以及紫蜡蘑的相似度最高;经过荧光定量PCR验证后发现,SPK蛋白的基因表达量与菌柄的伸长有关。根据SPK在VEGF通路中参与的细胞增殖途径以及SPK蛋白本身的激酶特性,推测其对草菇菌柄生长过程的细胞分裂和伸长有显著的促进作用,且草菇中可能存在SPK激酶介导的促进细胞增殖、伸长的信号通路。     

红麻查尔酮合成酶及其异构酶基因的克隆与表达分析

[目的]克隆红麻查尔酮合成酶(CHS)及其异构酶(CHI)基因并构建CH基因的植物表达载体,为进一步研究其在红麻育性及抗逆性中的作用奠定基础.[方法]提取红麻不育系(P3A)、保持系(P3B)花药RNA和DNA,以红麻花药转录组高通量测序数据为基础,利用同源克隆技术获得CHS和CHI基因,并利用载体重组技术构建CHS基因植物表达载体.[结果]红麻CHS基因cDNA全长序列为1236 bp,包含一个1170bp开放阅读框,编码389个氨基酸;其DNA序列全长为1329bp,包含2个外显子和1个内含子.CHI基因cDNA序列为724 bp,最大开放阅读框为630bp,编码209个氨基酸;其DNA序列全长为1087 bp,包含4个外显子和3个内含子.[结论]成功克隆获得红麻CHS和CHI基因的序列,构建的CHS基因植物表达载体pBI121-CHS可用于该基因功能的研究.     

青花菜C3H型锌指蛋白基因BoCCCH2的克隆与表达

以青花菜为材料,在克隆C3H型锌指蛋白基因BoCCCH2的基础上,研究该基因在不同器官及霜霉菌和灰葡萄孢菌侵染叶片中的表达模式。测序结果表明,BoCCCH2没有内含子,编码区全长为1 740bp,编码579个氨基酸,推导的蛋白质具2个ANK结构域和2种CCCH锌指结构,锌指结构的类型分别为C—X8—C—X5—C—X3—H和C—X5—C—X4—C—X3—H.反转录聚合酶链反应表明:BoCCCH2在根、叶、花茎、嫩角果、花蕾和花中均有表达,其中在根中的表达量最高;经霜霉菌和灰葡萄孢菌侵染后,该基因表达量均有不同程度的增加,其中在霜霉菌侵染下,表达量在24h后开始增加,72h时下降,而在灰葡萄孢菌侵染下,6h时的表达量最大,12h时开始缓慢下降。聚类结果表明,BoCCCH2与其他十字花科植物的同源序列聚为一类,支持率达100%,而与豆科、大戟科和蔷薇科等植物的序列处于不同分支。对BoCCCH2基因的克隆和表达分析为该基因功能研究奠定了基础。     

草菇钙调磷酸酶催化亚基(Vv-CNA)的序列与表达

[目的]分析草菇钙调磷酸酶催化亚基(Vv-CNA)的序列与表达,为进一步探究草菇生长发育及子实体开伞分子调控机理提供参考.[方法]通过生物信息学分析确定Vv-CNA基因的组成及保守结构,将ORF Finder预测的草菇CNA氨基酸序列与从NCBI下载的其他真菌CNA氨基酸序列进行比对,并通过荧光定量PCR检测Vv-CNA基因在草菇不同生长时期的相对表达量.[结果]Vv-CNA基因编码区为2503 bp,包含10个内含子(其中I2、I8、I9和I10存在内含子保留现象),编码610个氨基酸,GenBank登录号KX463514.将Vv-CNA氨基酸序列与动物(人、小鼠)、植物(拟南芥、水稻)和真菌(曲霉、酵母等)的CNA氨基酸序列进行同源比对分析,结果发现Vv-CNA蛋白有3个最保守的结构域,与密褐褶菌(Gloeophyllum trabeum)的亲缘关系最近.Vv-CNA基因在草菇子实体的蛋形期和伸长期高表达,以蛋形期的相对表达量最高.[结论]Vv-CNA基因编码钙调磷酸酶催化亚基,其高表达有利于草菇菌柄的伸长.     

烟草赤星病菌AabHLH1基因的克隆及功能分析

碱性螺旋-环-螺旋(basic helix-loop-helix,b HLH)转录因子是真核生物中高度保守的一类转录因子,参与调控多种植物致病真菌的生长发育、外界胁迫应答反应和致病力等过程。本研究从烟草赤星病菌链格孢中克隆了一个bHLH1类型转录因子基因,命名为AabHLH1。该基因编码区全长1 650 bp,无内含子,编码蛋白含549个氨基酸。利用同源重组方法获得了该基因的插入突变体M1,M1菌落在PDA上呈浅褐色,边缘白色;气生菌丝较野生菌株(WT)稍弱,镜检可见部分菌丝弯曲明显,产孢量降低,且分生孢子萌发时间推迟,萌发率较WT降低56. 12%;黑色素含量降低,毒素致病力明显降低,致病性明显减弱。由此可见,AabHLH1基因参与调控链格孢的生长、产孢和孢子萌发、黑色素和毒素产生以及致病性等过程。     

哈萨克羊和藏绵羊尾部脂肪组织差异表达基因和可变剪接的鉴定与分析

为鉴定哈萨克羊和藏绵羊尾部脂肪组织的差异表达基因和可变剪接,分别提取6只(3公,3母)无亲缘关系的2岁成年哈萨克羊与藏绵羊尾部脂肪组织总RNA,构建2个高通量测序文库,利用TopHat2软件将短序列定位到绵羊参考基因组,采用cuffdiff软件分析基因表达丰度和差异表达基因。结果表明,共有19个基因在2个品种绵羊尾脂中的表达丰度均高于1 000FPKM,包括ADIPOQ、SPARC、VIM等。其中,2个品种尾部脂肪组织中表达量最高的转录本均定位于线粒体基因组5 331~14 154bp,该区域主要包含COX1、COX2、ATP8等基因,其表达丰度在哈萨克羊和藏绵羊中分别高达29 724.20和28 818.80FPKM。而FABP4则是表达丰度最高的核基因,在哈萨克羊和藏绵羊中的表达量分别为3 194.03和2 667.09。差异表达基因分析共鉴定出627个差异表达的基因,与藏绵羊尾部脂肪组织的表达量相比,哈萨克羊的尾部脂肪组织中共有221个上调基因和406个下调基因。其中,HBB基因表达量的变化倍数最大,下调约98倍。差异表达基因的富集分析结果表明,哈萨克羊尾脂中上调表达的基因主要参与脂肪酸代谢过程。另外,在2个品种尾脂中鉴定出11 870个可变剪接事件,其中383个为差异剪接事件。对相关差异表达基因和可变剪接的进一步研究将有助于揭示绵羊肥脂尾形成的分子机制。     

捻转血矛线虫H11部分功能域基因的原核表达与分析

    生物信息学软件分析表明,捻转血矛线虫(Haemonchus contortus)ZJ株的H11抗原基因含有4个糖基化位点与1个锌结合区,为分析这些功能域在H11天然抗原诱导的免疫保护中的作用,对H11部分基因进行克隆和表达.参照本实验室在GenBank上登录的捻转血矛线虫ZJ株的H11基因序列设计引物,扩增H11开放阅读框670～1710 bp的部分基因序列,命名为HPS(H11 partial sequence).基因片段与表达载体pET-28b分别以NdeⅠ、XhoⅠ酶切后构建重组表达载体pET-28b-HPS,并将其转入大肠杆菌BL21中,提取质粒经PCR和酶切鉴定获得阳性质粒并对其进行测序.结果表明,扩增得到的目的基因片段为 1041 bp,与已发表的ZJ株和国外株参考序列比较,核苷酸同源性分别为100%和98.8%.将重组表达载体用IPTG诱导表达,表达产物利用SDS-PAGE和Western-blotting检测表明,HPS基因在大肠杆菌中成功表达,融合蛋白的分子量约为37.34 kDa,诱导6 h的蛋白表达量可达到58.9%.     

斑鳜胃蛋白酶原C及其5'侧翼区的克隆及序列特征分析

采用RT—PCR和RACE等技术克隆了斑鳜（Sinipercascherzeri）胃蛋白酶原C（pepsinogenC,PGC）的cDNA全长和部分DNA序列,结果表明：PGCcDNA序列全长1505bp,5’端非翻译区37bp,3’端非翻译区304bp,开放阅读框架（ORF）1164bp,共编码含有387个氨基酸的蛋白质,包括由16个氨基酸组成的信号肽、39个氨基酸的激活肽和332个氨基酸的成熟肽。斑鳜PGC氨基酸序列与斜带石斑鱼、伯氏豚虾虎鱼、狼鲈、美洲红点鲑4种鱼的相似度分别为92．0％、91．5％、90．2％、89．1％,与非洲爪蟾、鸡、人、兔、褐家鼠的序列相似度分别为76．8％、72．8％、72．5％、69．9％、67．3％,表明PGC基因在长期的进化中较为保守。PGC基因由9个外显子和8个内含子组成,内含子剪切位点符合GT—AG规则,在第7含子中发现（GACA）6、（CA）6类型的微卫星序列,第8内含子中发现（TG）,类型的微卫星序列。采用锚定PCR方法获得了PGC5’侧翼区长1924bp的序列,启动子区域位于-40～＋10bp,包含TATA盒以及GATA-1、CdxA、Hand1／E47、AP-1、Nkx-2、S8、FOX J2等转录因子的结合位点。结果为进一步研究该基因的表达、功能及其转录调控特征奠定了分子基础。     

Preparation of Monoclonal Antibody Against PthA-NLS and Cloning of the Relative ScFv Gene

The present study aimed at the preparation of monoclonal antibody against the recombinant PthA-NLS and the isolation of the relative ScFv （single chain variable fragment） genes, providing the possibility to better understand the pathogenesis mechanism via PthA, and developing proper construct for future experimentation to obtain citrus plants resistant to canker disease by transformation and plant antibody techniques. The recombinant polypeptide PthA-NLS was injected into Balb/c mice to produce monoclonal antibody. Total RNA was isolated from the hybridoma cell line 3D10H2 which secreted anti- PthA-NLS McAb, and the variable region genes were amplified with specific primers by RT-PCR and SOE-PCR （splicing by overlap extension）, and then the ScFv gene was isolated. The recombinant ScFv gene was cloned into pGEM-T and pET32a（＋） vector. The later plasmid was transferred into E. coli BL21 （DE3） and the expression of the recombinant protein was induced. Three cell lines producing monoclonal antibody against PthA-NLS were acquired and named 1C8H1, 2D12B6, and 3D8A10. The recombinant ScFv gene of about 750 bp was constructed. The sequencing results showed that the ScFv gene consists of a 360 bp heavy chain, a 342 bp light chain, and a 45 bp linker region. The recombinant fusion ScFv protein was expressed by IPTG induction, and a 44.5 kDa of recombinant fusion protein was obtained. In conclusion, we obtained three cell lines stably producing monoclonal antibody specifically bound to PthA-NLS, and the relative ScFv gene was constructed and successfully expressed in E. coli. These results may play an important role in further understanding the pathogenesis mechanism and in the development of possible citrus resistant to canker disease by genetic transformation and plant antibiobody.     

抗PthA-NLS多肽单克隆抗体的制备及单链抗体基因的构建

 【目的】制备抗PthA-NLS多肽单克隆抗体并构建其单链抗体（single chain variable fragment,ScFv）基因,为从PthA角度进一步研究柑橘溃疡病致病机理创造条件,并为构建单链抗体基因植物表达载体,尝试利用转基因和植物抗体技术创制抗溃疡病柑橘新种质奠定基础。【方法】利用PthA-NLS重组多肽免疫Balb/c小鼠,制备抗PthA-NLS多肽单克隆抗体,从分泌抗PthA-NLS多肽单克隆抗体的杂交瘤细胞中提取总RNA,采用RT-PCR和重叠延伸PCR（splicing by overlap extension PCR,SOE-PCR）法构建其单链抗体基因,并克隆到pGEM-T载体和原核表达载体pET32a(+)中,重组原核表达质粒转化大肠杆菌BL21(DE3)后诱导重组蛋白的表达。【结果】获得了3株能稳定分泌抗PthA-NLS多肽的单克隆抗体杂交瘤细胞株1C8H1、2D12B6、3D8A10。成功构建了单链抗体基因ScFv,获得的ScFv基因大小约750 bp,其中重链可变区（VH）基因有360 bp,轻链可变区（VL）基因有342 bp,中间连接肽基因45 bp,经过IPTG诱导ScFv原核表达,获得了大小为44.5 kD的ScFv重组蛋白。【结论】试验获得了3株能稳定分泌抗PthA-NLS多肽的单克隆抗体杂交瘤细胞株,成功构建了ScFv基因,并实现了原核表达,为进一步探索PthA的致病机理和下一步利用抗体技术获得抗溃疡病柑橘种质的研究打下了基础。     

两种拼接方法在瓯江彩鲤转录组研究中的适用性比较

以瓯江彩鲤(Cyprinus carpio var.color)为研究对象,探讨了目前两种常用的转录组拼接方法在鲤的不同品种/品系转录组研究上的适用性。结果表明,在转录组拼接和注释方面,基于序列比对优先策略(Cufflinks软件)拼接的转录组序列平均长度为1 545 bp,注释77 601个转录本;基于从头拼接策略(Trinity软件)拼接的转录组序列平均长度为979 bp,注释转录本数为69 406个。在基因结构和选择性剪切预测方面,Cufflinks软件所拼接的转录组,每个基因平均含有3个转录本数目,而对于Trinity版本转录组,每个基因平均含有4个转录本(P0.001)。经比较发现Cufflinks版本转录组预测的基因结构较Trinity版本更加准确。因此,与从头拼接策略相比,序列比对优先策略所拼接的瓯江彩鲤转录本序列长度更长、注释的基因数目更多,且在基因结构和选择性剪切预测方面更为准确,适用于后续与功能基因表达相关的功能研究;相反,从头拼接策略拼接的转录组更易得到瓯江彩鲤的特异基因序列,对于后续需要利用瓯江彩鲤特异基因序列进行分子进化相关的研究非常重要。本文的研究结果为根据不同的实验目的合理地选用相应的转录组拼接方法提供了依据,也为其他鱼类转录组学研究提供了借鉴。     

烟草PR3b转录后剪切元件NRSE1与GUS融合表达后的可变剪切

【目的】烟草（Nicotiana tabacum L.）碱性几丁质酶基因PR3b在低烟碱突变体（nic1和nic2）中存在转录后mRNA可变剪切现象,但其可变剪切的发生机制仍不清楚。将PR3b的可变剪切元件NRSE1（nicotine- synthesis related splicing element 1）与GUS融合表达,分析NRSE1元件的独立可变剪切特性,以揭示其作用机制。【方法】利用PCR扩增方法获得PR3b cDNA序列中的NRSE1元件片段,并利用基因重组技术构建了烟草PR3b可变剪切元件NRSE1与GUS的融合表达载体。将融合表达载体导入农杆菌LBA4404后,通过农杆菌介导的叶盘转化法培育了表达NRSE1与GUS融合子的低烟碱突变体nic1和nic2及野生型烟草转基因植株;通过RT-PCR检测及GUS染色鉴定出阳性植株后,利用RT-PCR分析NRSE1与GUS融合表达后在低烟碱突变体和野生型烟草中的可变剪切特性;对转基因植株的幼苗进行乙烯（ET）和茉莉酸（JA）处理,通过GUS染色方法分析ET和JA处理对转基因植株中GUS活性的影响,并通过RT-PCR方法分析ET和JA处理对转基因植株中NRSE1与GUS融合子的可变剪切特性影响,以及对转基因植株中NRSE1与GUS融合子表达水平的影响。【结果】通过RT-PCR检测及GUS染色鉴定出表达NRSE1元件与GUS融合子的低烟碱突变体和野生型烟草转基因植株;RT-PCR检测及测序分析证明,NRSE1元件与GUS融合表达后仍能在低烟碱突变体发生高水平的可变剪切,剪切修饰区段的序列变化与烟草中PR3b的mRNA可变剪切修饰一致;利用ET和JA处理转基因植株进行的GUS染色表明,ET和JA处理对转基因植株的GUS活性有不同程度的影响;但利用ET和JA处理转基因植株进行的RT-PCR分析表明,ET和JA处理不改变NRSE1元件原有的诱导剪切特性,也不影响转基因植株中NRSE1元件与GUS融合子的表达水平。【结论】PR3b的可变剪切元件NRSE1与GUS在烟草中融合表达后,仍能在低烟碱突变体nic1和nic2中发生高水平的可变剪切;NRSE1在烟草中的可变剪切不依赖PR3b的其他mRNA区段,是烟草PR3b发生可变剪切的独立元件;ET和JA处理对NRSE1元件与GUS融合表达植株的GUS活性具有一定影响,可能存在翻译水平的调控作用。     

黄瓜质膜型Na~+/H~+逆向转运蛋白基因(SOS1)的克隆与序列分析

采用RACE(rapid-amplification of cDNA ends)方法从黄瓜Cucumis sativusL.中克隆出质膜Na+/H+逆向转运蛋白基因的cDNA(CsSOS1),该cDNA全长3 638bp,其中开放阅读框为3 435bp,编码1 145个氨基酸。氨基酸同源性分析表明,CsSOS1氨基酸序列与水稻OsSOS1和拟南芥AtSOS1的氨基酸序列同源性较高,分别为64%和58%,而与液泡型的Na+/H+逆向转运蛋白氨基酸序列亲缘关系较远。蛋白质跨膜结构分析表明CsSOS1包含11个完全跨膜片段。激光共聚焦显微镜显示CsSOS1基因的编码区与YFP基因融合后,定位在细胞膜上。酵母功能互补试验结果显示CsSOS1参与Na+与H+的转运,表明该基因转化酵母后可以补充酵母SOS1的缺失。     

牦牛C1H21orf62基因的克隆、生物信息学及表达分析

应用RT-PCR方法克隆牦牛C1H21orf62基因并进行生物信息学分析,利用实时荧光定量PCR方法检测C1H21orf62基因在有角牦牛和无角牦牛角芽组织的mRNA表达.结果表明,C1H21orf62基因编码区全长662 bp,编码161个氨基酸.C1H21orf62是一种亲水性蛋白,含有13个潜在的磷酸化位点,但无跨膜域和信号肽.C1H21orf62基因mRNA在无角牦牛角芽组织的表达水平极显著高于有角牦牛.