植物基因克隆的策略和方法

植物基因克隆是当前植物学研究的前沿和热点。经过近20年的发展，已经形成了一些克隆植物基因的方法，主要有功能克隆，PCR扩增，转座子或T－DNA标签，定位克隆，判别杂交和减法杂交，mRNA差异显示和人工合成克隆。本文对这些技术的工作原理，各自的优缺点及它们在植物基因克隆方面的应用现状和前景作一综述。     

水稻矮秆基因克隆研究进展

矮秆是水稻育种中最重要的农艺性状之一,对增强水稻抗倒伏性、提高水稻产量有重要作用。综述了水稻矮秆基因的分类,并从参与油菜素内酯、赤霉素、独角金内酯、生长素等生物合成或信号传导途径方面阐述了水稻矮秆基因的克隆情况,为矮秆突变基因在水稻育种中的应用提供理论依据。     

高等植物花发育的研究进展

以金鱼草和拟南芥菜为例,介绍近年高等植物花发育的研究进展,ＴＦＬ和ＣＥＮ基因具有维持花序生组织特性的功能,在ＤＣＬＶ１基因在营养型分生组织向生殖型分生组织转化中起调节作用;ＬＥＹ,ＡＰ１,ＣＡＬ和ＦＬＯ控制花分生组织形态特征：ＡＰ１／ＳＱＵＡ,ＡＰ２作用于Ａ功能区,控制萼片和花瓣的发育,ＡＰ３／ＤＥＦ,ＰＩ／ＧＬＯ执行Ｂ功能控制花瓣和雄蕊的发育;ＡＧ／ＰＬＥ对应于Ｃ功能区控制雄蕊和心皮的发育,Ａ,     

高等植物细胞质雄性不育的研究进展

对近年来高等植物细胞质雄性不育的不育机理与育性恢复的机理研究结果进行了概述,并探讨了植物细胞质雄性不育研究的发展前景。     

生物信息学在新基因克隆中的应用

随着计算机科学、物理学、数学等与生命科学的相互渗透交叉;生物信息学愈来愈显示出其重要性。这其中计算机科学尤其是网络技术的广泛应用,使得世界各国的生物学研究者所获得的数据、成果能够共享。数据库的建立、软件的开发及各种服务工具的发展让研究者了解和使用共享信息。     

水稻生长发育与产量性状基因克隆研究进展

全球面临人口膨胀和资源缺乏的双重压力,急需通过改良农作物品种来增加粮食产量。水稻是重要的粮食作物,具有基因组小、与其他谷类作物共线性高等特点,是禾本科作物的模式植物。植物的生长发育是获得产量的物质基础,目前已经克隆了一些水稻重要农艺性状基因,涉及的性状包括株高、分蘖、花期、育性、产量、稻米品质及抗逆性等。控制水稻生长发育的基因和产量性状基因的克隆,加深了对水稻生长发育的分子机制的理解,深化了对水稻产量形成的生物学机制的认识,并为今后利用这些基因进行品种分子改良提供了物质基础。     

芋头过氧化物酶基因克隆

根据芋头的密码子使用频率,用i CODEHOP设计简并引物扩增芋头过氧化物酶基因序列,待芋头过氧化物酶基因非侧翼序列扩增成功后,依据其序列合成hiTAIL-PCR引物扩增芋头过氧化物酶基因的两侧序列。结果从芋头基因组DNA中克隆出1 165 bp序列,经同源性分析为过氧化物酶基因的部分序列;再利用hiTAIL-PCR技术可以扩增出芋头过氧化物酶基因的两侧序列,扩增序列为689 bp,测序结果能与1 165 bp序列拼接到一起,长1 854 bp。与已知的过氧化物酶进行序列比对,发现两侧还有氨基酸的编码序列,因此进行第2次hiTAIL-PCR,扩增出165 bp芋头过氧化物酶基因的侧翼序列,拼接后得到2 019bp。用Softberry上的基因预测软件分析后,发现包含过氧化物酶4个外显子,同源性分析表明,此过氧化物酶基因为含血红素的第三类过氧化物酶。     

鸡瘦蛋白基因克隆中的若干问题研究

根据GenBank中鸡的LeptinmRNA序列(AccessionNo.AF012727)设计12对引物,用RT-PCR方法从不同品种(系)、不同时期及不同处理鸡的脂肪、肝脏和卵巢组织总RNA中没有扩增出鸡的Leptin基因片段;根据鸡的EST数据库中查到的一条鸡Leptin基因前体序列设计4对引物,用RT-PCR方法在包括卵巢在内的多个组织的cDNA中没能扩增出正确序列。为提高鸡Leptin基因的表达水平,通过给鸡注射胰岛素,利用RT-PCR方法对肝脏、卵巢和脂肪组织的总RNA进行扩增,没有得到目的序列。根据已发表的哺乳动物的Leptin基因序列设计兼并引物对鸡基因组DNA和脂肪、肝脏组织的cDNA进行PCR,结果没有特异性扩增条带,但在小鼠的基因组中可以获得稳定的扩增条带。用扩增长片段LATaq酶从鸡基因组DNA中也没有扩增出Leptin基因片段,而从小鼠的基因组DNA中,可扩增出小鼠Leptin基因片段;以小鼠LeptincDNA片段为探针,对鸡脂肪组织和肝脏组织来源的总RNA进行NorthernBlot分析,并未获得杂交信号;以猪的LeptincDNA片段为探针,对鸡基因组DNA进行SouthernBlot分析,并未获得特异性的结果。研究结果表明,在鸡的脂肪、肝脏和卵巢组织中不存在与小鼠Leptin基因同源性如此高的mRNA序列,在鸡的基因组中也不存在与小鼠、猪等哺乳动物Leptin基因序列同源性如此高的基因?     

梭梭糖基转移酶基因克隆及序列分析

以梭梭叶片为材料,根据其他植物糖基转移酶基因的保守序列设计引物,采用同源基因克隆及RACE-PCR方法克隆到2个同源的序列,分别命名为HaUGT1和HaUGT2。基因测序结果显示,HaUGT1基因编码区长1 485bp,编码495个氨基酸;HaUGT2基因编码区长1 185bp,编码394个氨基酸。HaUGT1和HaUGT2蛋白具有保守的PSPG基序、UDP-葡萄糖基转移酶结构域,与其他植物中的糖基转移酶蛋白同源性较高。     

Research progress on isolation and cloning of functional genes in tea plants

Tea, which has many sanitarian functions, is one of the most popular non-alcoholic soft and healthy beverages in the world. In many countries, as well as in China, tea (Camellia sinensis) is an important cash crop. It has great value as a source of secondary metabolic products. Molecular biology of tea plants has been one of the most active and kinetic research fields of tea science for the last decade. Isolation and cloning of important functional genes of tea plants have a critical significance on elucidating the molecular mechanism of high quality, yield and resistance, as well as genetic manipulating via biotechnological approaches for tea plants. In this paper, we introduced the research progress on the isolation and cloning of functional genes in tea plants. In addition, the brief prospect on the research of functional genes of tea plants in the near future is also give out. __________ Translated from Molecular Plant Breeding, 2006, 4(3S): 16–22 [译自: 分子植物育种]     

5种植物花瓣ACS基因的克隆与分析

分析已发表的植物1-氨基环丙烷-1-羧酸（ACC）合成酶（ACS）基因序列,设计一对简并引物,在随机选择的非洲菊、月季、桂花、茶梅和山茶等5种植物花瓣cDNA中进行PCR扩增．结果表明,在5种植物花瓣中都能扩增出约800bp的特异片段,登录GenBank发现均未被注册,因此将序列提交到GenBank并获得了序列号．在NCBI上进行Blast比对,发现所克隆的5个Acs基因均与其他植物花瓣的ACS基因有一定的序列相似性,最高达94％,最低为80％．将5个ACS基因的片段进行多序列比较分析,发现茶梅ACS基因与山茶ACS基因的序列差异最小,序列相似性达99％．本试验设计的ACS基因简并引物在植物中有一定的通用性,后续可以适当调整引物的简并度,以得到高通用性的简并引物．     

棕榈科植物基因克隆方法的优化

【目的】优化棕榈科植物基因克隆方法,为其基因组学研究和分子育种奠定基础。【方法】通过优化DNA提取和目的片段回收步骤,检测其对提取DNA质量和纯度、目的片段回收率与阳性克隆等的影响。【结果】DNA提取方法优化后,提取获得的DNA完整性好,无杂质、无弥散现象,质量较好,其OD260/OD280在1.88-1.93;优化前不同样品提取的DNA仅为40.0-60.0 ng/μL,优化后样品DNA在104.5-214.8 ng/μL,为优化前的2-3倍;目的片段回收方法经优化后,可以从扩增的PCR产物中回收获得条带较清晰的目的片段,其胶回收率较高;对回收的目的片段进行亚克隆,以gyspy74引物鉴定阳性克隆,每个样品的菌落均在700 bp左右扩增获得清晰的目的条带,且其中3个菌落的目的条带测序结果与预期核酸序列一致。【结论】优化后的方法适用于棕榈科植物基因克隆。     

7种植物花瓣ACO基因的克隆与分析

为获得通用的适用于植物花瓣ACO基因克隆与检测的引物,根据Genbank中收录的双子叶木本植物的ACO基因序列,设计1对简并引物,并用其对随机选择的7种植物(紫罗兰、多头菊、冬樱、迎春、云南杜鹃、垂丝海棠、山茶)的花瓣的RNA进行PCR扩增。结果发现：从7种植物花瓣中都能扩增出约800 bp的特异片段,登录Genbank发现均未被注册,将序列提交Genbank数据库,获得7种植物花瓣ACO基因的登录号(JX503067、JX503068、JX503069、JX503070、KC112390、KC112392、KC112393);在NCBI上进行blast比对,发现所克隆的7个ACO基因均与其他植物的ACO基因有一定的序列相似性,其中冬樱ACO基因与千叶桃花ACO基因同源性最高,为98%,迎春ACO基因与中华猕猴桃ACO6基因的同源性最低,为88%,将7个ACO基因的片段进行多序列比较分析,发现两两之间序列平均相似性为77%。     

植物凝集素SMLII 基因启动子的克隆及序列分析

根据已克隆的丹参植物凝集素SMLII基因cDNA序列,利用染色体步移技术克隆出SMLII 启动子区序列,并进行生物信息学预测分析该基因的功能,结果得到了该基因上游1023 bp的启动子序列（GenBank AccessionNo: KF193867）。分析表明,在该序列中不但含有真核生物典型的核心启动子区TATA-box、CAAT-box,而且含有一些特有的上游启动子元件ABRE、ARE、ASF1MOTIFCAMV、HSE、IBOXCORE、WBOXATNPR1等重要的顺式调控元件及一些光反应相关元件。     

抑制性消减杂交技术在植物基因克隆中的应用

抑制性消减杂交(SSH)技术是近十年来才发展起来的一种克隆差异新基因的快速、高效的技术。本文通过与其他几种目前主要的差异基因分离技术的比较,介绍了SSH技术基本原理、基本过程及优缺点,并对SSH技术在植物基因研究应用上的最新进展进行评述。     

牛BRY基因的分子克隆及序列分析

以荷斯坦奶牛、西门塔尔牛和甘南牦牛为观测对象,利用Y染色体上特异性序列BRY基因进行性别预测,并对其进行PCR扩增、分子克隆及序列分析;最后以牛基因组DNA为模板,利用牛BRY基因作为雄性特异性基因,ZFX/ZFY作为内标基因进行双重PCR.结果表明:公牛可获得长度约为300 bp和445 bp两条扩增带的PCR产物,母牛则仅获得1条长度约为445 bp的PCR产物,与实际性别完全相符,说明该基因可用于牛的性别预测.对BRY-PCR产物克隆测序,得到300 bp的BRY基因部分核苷酸序列,与GenBank上登录的牛和绵羊的同源性序列进行比对发现,同源性都高于87.0%,表明哺乳动物的BRY基因具有高度保守性,种间差异很小.     

电子克隆技术及其在植物基因工程中的应用

电子克隆是随着基因组计划和EST计划的实施而发展起来的,是利用生物信息学手段进行基因克隆的新方法。它具有投入低、速度快、技术要求低和针对性强等优点。因此,电子克隆技术必将成为植物基因工程中获得新基因的重要手段。阐述了电子克隆应用所依据的数据库与生物信息资源,介绍了利用电子克隆获得功能基因的方法,及其在植物基因工程中的应用现状与前景。     

绵羊LDHAL6A基因的电子克隆与生物信息学预测

以人LDHAL6A基因的cDNA序列为探针,利用生物信息学方法,对绵羊LDHAL6A基因进行了电子克隆,并对推导出LDHAL6A基因编码的蛋白结构与性质进行了预测。结果表明：绵羊LDHAL6A基因的cDNA序列全长为1798bp,包括999 bp的编码区和149bp的5ˊ非翻译区（5ˊUTR）、650 bp的3ˊ非翻译区序列（3ˊUTR）,编码合成332个氨基酸的多肽;其编码蛋白属疏水性蛋白,不存在信号肽及跨膜结构,定位于内质网上;无规则卷曲、琢-螺旋是绵羊LDHAL6A蛋白主要的二级结构元件。绵羊LDHAL6A基因编码蛋白可能在精子生成过程中起重要作用。