cDNA文库构建策略及其在盐生植物中的应用

构建各种cDNA文库是目前发现新基因的基本策略,同时也是功能基因组学研究的一个主要方法.cDNA文库主要包括cDNA全长文库、cDNA差减文库和cDNA均一化文库等类型,各种文库的原理、构建方法和适用范围都有很大的不同.近年来,通过构建各种cDNA文库、获得大规模高质量EST数据库,并在此基础上分离克隆抗逆相关基因已经成为研究植物耐盐机理的重要途径.旨在对cDNA文库的主要类型及其构建策略,以及cDNA文库在盐生植物新基因筛选中的应用进行综合论述,并对植物耐盐机制的研究提出了展望.     

蜡梅水通道蛋白基因分子特征分析及植物表达载体的构建

在已构建的蜡梅花cDNA文库及EST分析的基础上,通过对文库cDNA克隆全长测序,得到了1个蜡梅水通道蛋白基因,命名为CpAQP(GenBank登录号为:GU433105).cDNA全长1154 bp,最大ORF 810 bp,编码269个氨基酸.聚类分析和同源性比对表明,该蛋白基因属于TIPS亚族类,具有高度保守的MIP家族结构域.该蛋白具有6个跨膜结构,N-末端和C-末端都在细胞内.利用NetPbos 2.0对CpAQP蛋白进行磷酸化位点预浏,该蛋白C端丝氛酸磷酸化,可能在植物胁迫和亚细胞定位中起着重要作用.将该基因的cDNA编码序列连接到植物表达载体pCAMBIA2301g中,成功构建了CpAQP基因的植物表达载体pCAM-CpAQP.     

拟南芥2A6基因正义、反义植物表达载体的构建

利用PCR技术从番茄基因组中扩增了长约1.1kb的E8基因启动子,构建了中间表达载体pCAMBI-AE8;利用RT-PCR方法从拟南芥中扩增了长约1 197bp的2A6基因全长cDNA编码区,将其定向插入pCAMBI-AE8,构建了正义植物表达载体pCAMBIAE8-2A6;同时扩增了长约500bp的cDNA片段,定向插入pCAMBI-AE8,构建了反义植物表达载体pCAMBIAE8-2A6anti.以此为基础,可以进一步研究2A6基因的差异表达对转基因拟南芥角果发育的影响,达到揭示2A6基因功能的目的.     

紫外线照射辣椒叶片cDNA文库构建及部分防御信号基因cDNA的检测

对抗病的朝天椒地方品种,以紫外线(UV)处理叶片并提取叶片总RNA,采用SMARTTMcDNA文库构建试剂盒构建了一个cDNA文库.该文库含有2.6×106个独立的噬菌斑克隆,扩增后滴度达到1.5×109pfu.μL-1,随机挑取的噬菌斑PCR检测发现重组率达90.0%.在搜索、拼接与植物WRKY、bZIP、AP2和E2等重要调节基因同源的辣椒表达序列标签(ESTs),获得重叠群的基础上,分别设计上述基因ESTs重叠群特异性引物,以cDNA文库为模板进行PCR扩增.结果表明,部分上述基因cDNA存在于文库中.因此,本研究所构建的文库可用于进一步分离响应UV的重要调节基因cDNA的分离.     

油松苯丙氨酸解氨酶基因的克隆与序列分析

利用同源克隆的方法,从油松(Pinus tabulae ormis)中克隆得到苯丙氨酸解氨酶(PAL)基因的cDNA和DNA序列,cDNA序列全长2 157 bp,编码718个氨基酸,包含有完整的ORF,命名为TaPAL(GenBank登录号:JX280460).通过核苷酸序列多重比较表明,TaPAL基因与其他植物PAL基因高度同源,预测的蛋白序列包含与水稻、玉米PAL相同的脱氨基位点和催化活性位点.PAL系统进化树显示,TaPAL与松科类植物PAL聚类关系最近.另外,对比发现TaPAL基因组DNA序列与cDNA序列完全一样,表明该基因无内含子.     

水杨酸诱导黄瓜幼苗抗冷性的基因表达

水杨酸(Salicylic acid,SA)能诱导植物提高抗生物胁迫和非生物胁迫(冷胁迫等)的能力.为研究SA对非生物胁迫下植物基因表达的影响;以黄瓜("新优30")幼苗为试材,用SA(3 mmol/L,pH6.0)溶液和蒸馏水处理后,经7℃冷胁迫48 h,提取叶片总RNA并反转录cDNA,利用mRNA差异显示技术分离出12个差异表达cDNA片段.经反向斑点杂交验证其中2个(SICCL 1和SICCL 2)为高差异表达片段.序列测定和Blast分析表明,SICCL 1与甜瓜中黄瓜花叶病毒(Cucumber Mosaic Virus,CMV)相关基因AM734282有88%同源性;SICCL 2与毛柽柳中NaHCO,胁迫相关基因THL24h-106有86%同源性.由此推测,SA诱导植物抵抗生物胁迫和非生物胁迫的能力可能是通过诱导植物某些相同基因的表达来实现的.     

甘蔗ACC氧化酶基因的克隆与植物表达载体构建

[目的]为甘蔗的基因工程育种提供理论基础和技术储备。[方法]从甘蔗嫩叶中提取总RNA,根据GenBank中甘蔗ACC氧化酶cDNA序列设计2对引物,利用RT-PCR技术扩增甘蔗ACO cDNA序列。构建甘蔗ACO cDNA正义植物表达载体和反义植物表达载体,并利用含ACC氧化酶基因的植物重组表达载体转化根癌农杆菌感受态细胞。[结果]从甘蔗嫩叶中提取总RNA的OD260/OD280为1.90,说明提取RNA完整性好、纯度高,完全可满足cDNA逆转录的要求。所获得的甘蔗ACC氧化酶cDNA序列全长为969bp,与GenBank中甘蔗ACOcDNA的核苷酸序列同源性为98.6%,氨基酸序列同源性为97.5%。成功构建了正义植物表达载体pBIaco和反义植物表达载体pBIantiaco,并将其导入根癌农杆菌EHA105中。[结论]该研究为研究该基因的功能和培育甘蔗转基因新种质资源奠定了基础。     

小佛肚竹生氰糖苷合成关键酶CYP79家族同源基因的克隆和鉴定

生氰糖苷是由氰醇衍生物的羟基和D-葡萄糖缩合形成的糖苷,已在2 000多种植物中发现,分属于蕨类植物、裸子植物和被子植物的130个家族.生氰糖苷的主要生物学功能在于阻止食草动物和病原体对植物的侵害.通过反转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)和cDNA末端快速扩增(RACE)技术从小佛肚竹Bambusa ventricosa幼笋中克隆到CYP79家族同源基因的cDNA全长,命名为BvCYP79.BvCYP79共有1 913个碱基对,翻译起始点为193碱基处,终止子位于1 752 bp,包含1个1 559 bp的完整编码区,开放阅读框共编码519个氨基酸.具有PERF和SFSTGRRGCIA保守结构域,属于典型的单子叶植物CYP79家族基因.生氰糖苷途径可能也存在于竹类植物,因而在食用笋的安全性评估上具有一定指导意义.     

番茄LeNHX3基因的克隆与植物过量表达载体的构建

从番茄幼苗中提取RNA,根据TIGR基因索引数据库中番茄LeNHX3基因序列设计引物,通过RT-PCR获得了番茄LeNHX3基因的cDNA序列,包含一个1 614 bp的开放阅读框,编码537个氨基酸.将cDNA序列连接到植物过量表达载体PBI121上,对所获得的重组质粒进行双酶切鉴定,结果表明植物过量表达载体PBI121-LeNHX3已构建成功.     

苹果FT同源基因MdFT的表达特性

FT及其同源基因在植物成花、发育阶段转变等过程中发挥重要作用.为探明苹果FT同源基因的功能和表达规律,从富士苹果中分离了长为598 bp的FT同源基因(MdFT)cDNA序列.序列分析结果表明,该cDNA序列具有完整的开放阅渎框(ORF),推测编码174个氨基酸,与GenBank登录的苹果MdFT2(FJ555224)...     

cDNA文库构建及其在植物抗性研究中的应用

cDNA文库是指生物不同生长发育时期特定组织或器官所转录的全部mRNA经反转录形成的cDNA与栽体连接后形成的克隆的集合,cDNA文库是在基因组水平上研究某一生物特定器官、组织和发育时期基因表达的前提和基础.笔者就近年来cDNA文库的构建及其在植物抗性研究中的应用作一综述.     

玉米ZmCBL6基因的克隆及其植物表达载体构建

类钙调磷酸酶B蛋白（calcineurin B-like proteins,CBLs）是植物中1类重要的Ca2＋结合蛋白,由其所介导的Ca2＋信号途径广泛参与植物对多种非生物胁迫和某些生长发育信号的应答反应。本论文以水稻OsCBL6序列在GenBank数据库进行TBLASTN查询,获得其在玉米中推测的同源基因ZmCBL6的全长cDNA序列,然后用RT-PCR方法对ZmCBL6基因的编码框cDNA进行了克隆,用生物信息学方法对其编码蛋白的功能域、系统进化和亚细胞定位等进行了分析,并构建了其植物表达载体,为进一步研究其亚细胞定位和通过转基因植物等验证其功能奠定了基础。     

甘薯zds基因的克隆与植物表达载体构建

β-胡萝卜素是维生素A原,对人体健康具有重要作用,可降低多种癌症特别是肺癌的发病率.ζ-胡萝卜素脱氢酶是β-胡萝卜素生物合成途径的关键酶之一.根据其它植物ζ-胡萝卜素脱氢酶基因(zds)的保守序列,设计简并引物,从甘薯块根总RNA逆转录的cDNA中扩增出608 bp的zds保守序列,然后用RACE技术扩增出该基因的全长cDNA.zds全长cDNA共2057 bp,有一1773 bp的开放阅读框,编码591个氨基酸,相对分子质量为65 ku.并成功构建了zds植物表达载体p2300-zds,可进一步用于提高作物β-胡萝卜素含量的遗传转化研究.     

烟草和水稻中水稻条斑病菌过敏反应激发子Ssb_x互作因子的鉴定

【目的】水稻条斑病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzicola)中单链DNA结合蛋白(single-stranded DNA-binding protein,SsbX)通过病原菌III型分泌系统(type-III secretion system,T3SS)分泌,在非寄主植物烟草上产生过敏反应(hypersensitive response,HR),研究旨在明确SsbX激发烟草产生HR的机理。【方法】将水稻条斑病菌RS105菌株注射水稻和烟草叶片,应用CreatorTM SMARTTM cDNA文库构建试剂盒构建水稻和烟草cDNA文库,借助pGADT-Sfi AB载体上特殊酶切位点SfiⅠ,酶切检测水稻和烟草cDNA文库质量;以SsbX为诱饵,通过酵母双杂交技术(Y2H)从水稻和烟草cDNA文库中筛选在SD/-Ade/-Leu/-Trp/-His培养基上能够生长的阳性克隆;并利用β-gal试验验证阳性克隆;序列测定后,使用MEGA 4序列分析软件,并利用邻位相连法(neighbor-joining,NJ)对筛选获得的互作因子进行同源序列和系统进化树分析;利用荧光双分子互补试验(BiFC)于488 nm处黄色激发光和520—550 nm透射光、20×物镜下,在激光共聚焦显微镜(Leica TCS SP5-II)观察SsbX与烟草和水稻中互作因子的互作位点。【结果】水稻和烟草cDNA文库构建和质量检测结果显示,随机挑选20个克隆中水稻来源的cDNA插入在pGADT-Sfi AB载体上,平均片段大小1.0kb;随机挑选20个克隆中烟草来源的cDNA均插入在pGADT-Sfi AB载体上,平均片段大小1.2 kb,说明水稻和烟草的cDNA文库构建质量较好;Y2H和β-gal试验结果显示,SsbX可与烟草和水稻的ADF2(actin-depolymerization factor 2)蛋白互作,使酵母AH109能够在SD/-Ade/-Leu/-Trp/-His平板上生长,并且β-gal染色显示为蓝色。水稻Os ADF2编码139氨基酸,蛋白质分子量为15.9 k D,而烟草Nb ADF2编码137氨基酸,蛋白质分子量为15.kD,两者同源性达69.02%。同源性以及系统进化树分析显示,植物中ADF2广泛存在,同源性高达60%以上。双子叶植物烟草和拟南芥的ADF2同源性最高,相似性达69.05%;单子叶禾本科植物水稻和狗尾草的ADF2同源性最高,相似性为88.81%。BiFC试验结果显示,在488 nm波长的激光共聚焦显微镜下,仅SsbX和Os ADF2以及SsbX和Nb ADF2共同存在时,可在烟草细胞膜上显示黄色荧光,与阳性对照显示黄色荧光一致,说明SsbX可与Os ADF2或Nb ADF2互作,互作位点发生在植物细胞膜上。【结论】通过T3SS分泌的水稻条斑病菌中的SsbX,在植物细胞膜上与ADF2互作,从而激发植物的免疫性。这为进一步揭示SsbX如何激发植物产生HR的机制提供了依据。     

单子叶植物不同Ppc基因构建对烟草转化幼苗生长的影响（英文）

为比较单子叶植物2种不同形式(cDNA和DNA)的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(phosphoenolpyruvate earboxylase,PEPC)基因(Ppc)对双子叶植物的转化效果,本研究将单子叶植物稗草(Echinochloa crusgalli)Ppc基因的cDNA和玉米(Zea mays)Ppc基因的DNA全长通过农杆菌介导对双子叶植物烟草(Nicotiana tabacum)进行了遗传转化:对转化叶盘和分化苗幼叶进行的GUS组织化学染色、PCR、RT-PCR检测结果证明,2种形式的Ppe基因均转入了烟草中:对分化幼苗进一步的培养观察结果发现:转Ppc基因cDNA的烟草分化苗生长发育正常,而转Ppc基因DNA的分化幼苗在培养过程中叶片白化现象严重,未完成正常生长发育过程,可能是由于完整基因DNA在异源细胞中在转录过程中发生了不正确的起始或锚误的拼接,导致基因表达异常。由此推测遗传距离较大的物种间转移DNA基因序列全长可能会降低正常表达率,而转稗草Ppc基因cDNA的大部分烟草植株的Pn高于对照,结果证明单子叶稗草根型PEPC酶对烟草的光合作用具有一定的调节作用。     

牡丹HSP70基因全长的克隆与序列分析

根据不同植物热激蛋白基因(HSP70)序列的保守区设计引物,利用cDNA末端快速扩增技术(RACE),从牡丹叶片中获得了热激蛋白基因的全长cDNA,命名为PsHSP70,登录号为JN639533.该基因全长2 259 bp,开放阅读框长度为1 953 bp,编码含650个氨基酸的稳定蛋白,蛋白分子质量为71.25 ku...     

盾叶薯蓣3-羟基,3-甲基戊二单酰辅酶A还原酶和环阿屯醇合成酶基因克隆及序列分析

根据已报道的植物3-羟基,3-甲基戊二单酰辅酶A还原酶(HMGR)和环阿屯醇合成酶(CS)基因保守序列分别合成简并引物,先后从盾叶薯蓣(Dioscorea zingiberensis)幼苗中克隆了一段663 bp(HMGR-DZh)和一段1 245 bp(CS-DZc)的cDNA片段,经NCBI和CLUSTALW在线序列同源分析,结果表明,由HMGR-DZhcDNA推导的蛋白质与已报道植物HMGR氨基酸序列相似性达到63%~70%.由CS-DZc cDNA推导的蛋白质氨基酸序列中具有环氧角鲨烯环化酶(OSCs)特异保守结构域:DCTAE结构域和C末端的2个QW高度保守区,并与已报道植物环阿屯合成酶氨基酸序列相似性达到80%以上.本实验还分别以HMGR-DZh和CS-DZccDNA为探针进行了Southern和Northern杂交分析.Northern杂交分析表明,盾叶薯蓣HMGR-DZh基因的mRNA约为1.8~2 kb,CS-DZc基因的mRNA约为2~2.5 kb.     

草莓果实cDNA文库的构建及鉴定

草莓是研究果实发育的模式植物。基因表达谱分析已成为目前分子生物学领域重要的研究方向。草莓cDNA文库构建是研究果实发育基因表达的基础工作。本研究从草莓白果中提取高质量的总RNA,通过MMLV反转录酶的作用,把RNA中的mRNA反转成cDNA第一链,再利用特异引物通过LD-PCR扩增合成双链cDNA。将纯化带有黏性末端的双链cDNA与λTrip I Ex2载体进行连接,最后对重组载体进行E.coli XL1-Blue体外包埋为cDNA原始文库。经过鉴定,原始文库的滴度为1.13×10-7 cfu/mL,重组率为100%,插入片段多分布在0.2~2.0kb之间,表明构建的草莓果实cDNA文库质量较高,能够满足后续的分子生物学研究工作的需要,同时也为其他果树相关研究提供借鉴。     

生物信息学技术分析并克隆超级稻生长素结合蛋白cDNA

为进一步研究超级稻的生长素结合蛋白,采用生物信息学方法获得其全长cDNA序列,并进行分析;对全长序列进行了全长验证.从数据库搜索获得了一条水稻cDNA序列,含一个推测的206个氨基酸的开放阅读框,与其它植物的ABPIcDNA序列和ABPI蛋白质序列具有明显的同源性,并且其推测编码的蛋白质的各种性质,类似于其它植物的ABPI.结果显示,该序列为水稻的ABPIcDNA.以该序列为指导,利用RT-PCR扩增超级稻ABPlcDNA,并克隆测序,其序列与电子搜索结果一致.     

大米草Na+/H+泵基因3''cDNA末端的克隆和序列分析

根据大米草Na /H 泵基因已克隆的一段基因组DNA序列的保守区设计引物,利用RACE技术,从大米草中分离并克隆出Na /H 泵基因的一段cDNA片段,长度为793 bp.该cDNA片段编码区推导出的氨基酸序列在NCBI网站上BLAST,结果显示该氨基酸序列与多种植物的Na /H 泵的C端氨基酸序列相似.该结果可以推断所克隆的cDNA片段为大米草Na /H 泵基因的3'端.将该cDNA对应的氨基酸序列与以前克隆的大米草Na /H 泵基因的一段DNA所对应的氨基酸序列拼接,然后与多种植物的Na /H 泵进行对位排列.结果显示,该氨基酸序列与芦苇、水稻、小麦、大麦、玉米、拟南芥和滨藜等植物的Na /H 泵基因对应的氨基酸序列有较高的相似性,其中与禾本科植物的相似性程度更高.