家蚕Osiris基因家族的克隆与序列结构及表达研究

利用生物信息学、RT-PCR和RACE等方法克隆了家蚕6个Osiris基因家族的成员,依次命名为BmOsiris7、BmOsiris9、BmOsiris18、BmOsiris19、BmOsiris20和BmOsiris21。序列分析表明,BmOsiris基因的序列ORF长度在723~882之间,所编码的氨基酸分子量大小也很接近,在26~31 kDa之间。pI分析表明,BmOsiris21为9.10,其余在6.41~8.66之间。SMART在线保守区域预测发现,该蛋白家族属于跨膜蛋白,都含有Osiris家族特有的DUF1676保守区域,支持了克隆的所有基因序列属于Osiris基因家族的推测。Osiris家族蛋白序列进化树分析显示,家蚕和黑腹果蝇的同系同源蛋白要近于同物种的旁系同源蛋白。表达谱分析表明,各基因在所调查的组织中均没有组织和时空特异性,但表达量的多少存在显著差异。染色体定位结果显示,BmOsiris7、BmOsiris9、BmOsiris18、BmOsiris19和BmOsiris20定位在Chr.26上,而BmOsiris 21单独定位在了Chr.4上。家蚕Osiris基因家族的以上所有分析结果和黑腹果蝇中O-siris基因家族极其相似,推测家蚕Osiris家族的功能可能与果蝇相似。     

苹果MdPDS基因的克隆及表达分析

八氢番茄红素脱氢酶(PDS)是苹果类胡萝卜素生物合成途径的关键酶。本研究运用电子克隆与RACE技术克隆得到‘澳洲青苹’苹果Md PDS基因(Gen Bank登录号:KU508828),该c DNA序列全长2 005 bp,包含1 725个碱基(121~1 845 bp)的完整开放阅读框,编码575个氨基酸。氨基酸同源性分析表明,Md PDS编码的氨基酸序列与其他植物的PDS蛋白具有很高的同源性;其同样含有一个二核苷酸结合域和一个类胡萝卜素结合域。系统进化树分析表明,Md PDS与杏、碧桃和草莓蛋白亲缘关系较近,聚为一类。实时荧光定量PCR结果表明,Md PDS在‘澳洲青苹’苹果不同组织均有表达,其在树皮、果皮及叶片中的表达要明显高于花中的表达。此外,Md PDS在着色期套袋果实果皮中的表达量随果色增加而上升,而在非套袋果皮中的表达则变化不明显。上述结果表明Md PDS在苹果果实色泽发育过程中起着重要作用,也为进一步研究其生物学功能奠定了基础。     

苎麻COMT基因的克隆及序列分析

利用RT-PCR法结合cDNA末端快速扩增（RACE）法从苎麻中克隆了与木质素合成相关的COMT基因的全长cDNA序列。所获得的COMT基因全长1318bp,包含一个开放阅读框1098bp,编码365个氨基酸。序列相似性检索结果表明,苎麻COMT全长cDNA与杨树COMT基因的序列同源性达82%,其编码的氨基酸序列与杏的COMT氨基酸序列同源性最高,达93%。同时还检索到该氨基酸序列包含一个O-甲基转移酶的保守结构。     

蓖麻RcDELLA基因的克隆及序列分析

DELLA家族蛋白是植物GA信号途径的重要阻遏蛋白,能抑制植物的生长和发育,使植株产生矮化的表型。为了明确DELLA基因在蓖麻中的作用和功能,对RcDELLA基因进行生物学信息分析。以蓖麻2129六叶期茎尖的cDNA为模板,根据NCBI公布的DELLA(XM_002533984.2)蛋白基因片段设计引物,克隆该基因,并对其进行生物信息学分析。克隆得到该基因的完整阅读框,该基因编码序列全长为1 701 bp,编码567个氨基酸,推测其分子量为62 550.40 ku,等电点为5.14。二级结构预测表明α-螺旋占40.4%,β-折叠占8.6%,无规则卷曲占51.0%。系统进化树结果表明,RcDELLA先与大戟科巴西橡胶树和麻疯树形成分支。通过PCR扩增得到了RcDELLA基因的完整阅读框,同源性比对结果显示,RcDELLA具有典型的DELLA结构域,与NCBI上公布的其他植物的DELLA蛋白序列具有高度的同源性。系统进化树结果显示,与麻疯树亲缘关系最近,符合进化关系。生物信息学分析将为进一步研究DELLA基因在蓖麻矮化过程中的作用和功能奠定理论基础。     

苹果属无融合生殖SERKs基因家族的克隆和表达分析

本研究利用同源克隆法以苹果属平邑甜茶和杂种后代叶片为试验材料,克隆得到4个SERK基因家族片段,并分析了SERKs家族基因在平邑甜茶和杂种后代不同器官和组织中的表达情况。研究结果表明:分离获得的4个SERK基因家族片段的氨基酸序列与模式植物拟南芥、烟草等植物的同源性均在84%以上,同时与其他物种的氨基酸序列进行Blast比对都具有较高的同源性;RT-PCR定量分析结果表明SERK1、SERK2、SERK3、SERK4基因主要在生殖器官中表达。因此,推测SERKs基因在平邑甜茶和杂种后代生殖发育过程中起着重要的调控作用。本研究结果为进一步揭示无融合生殖的发生机理奠定了基础。     

银杏FLS基因启动子克隆及序列分析

黄酮醇合成酶基因（FLS）是黄酮类化合物合成通路中的重要基因,直接决定着银杏黄酮类化合物的积累量。为了探索FLS基因在转录水平上的表达调控机制,本文在克隆银杏FLS基因启动子序列的基础上,利用生物信息学方法,分析了该基因的启动子结构。结果表明,FLS基因启动子中包含了3个MYB转录因子结合位点和9个光信号应答位点,为确立银杏FLS基因与CHI基因间的共调控关系及揭示FLS基因应答光信号的转录调控机制提供了分子基础。     

牦牛MSTN基因分子克隆及序列分析

设计特定引物对牦牛MSTN基因PCR分段扩增并克隆和测序,利用分子生物学软件进行序列拼接,获得牦牛MSTN基因序列(GenBank登录号EU926670).该基因由3个外显子和2个内含子组成,CDS序列全长为1 128 bp(GenBank登录号EU926671),由375个氨基酸组成.外显子大小分别为373,374,381 bp,内含子大小分别为1 843,2 028 bp.牦牛与普通牛的MSTN基因编码区中,在417位发生一次碱基转换(C→T),但未造成氨基酸改变.不同物种间在该基因编码区核苷酸序列和氨基酸序列上有较高的相似性,牦牛与普通牛、绵羊、猪、人、狗、小鼠、马、兔子、鸡、猩猩各物种间核苷酸相似性大小分别为99.9％,96.5％,94.3％,89.1％,91.9％,91.3％,93.6％,91.7％,82.0％,92.0％.牦牛与普通牛MSTN氨基酸序列相似性最高,为100％;而与绵羊、猪、小鼠、人、狗、马、兔子、鸡、猩猩各物种间相似性大小分别为93.3％,95.5％,92.5％,94.1％,93.3％,94.9％,94.4％,88.0％,94.4％.生物信息学软件分析发现:牦牛MSTN基因编码蛋白的理论分子量约为42.6 kDa,PI值为6.14,Leu的含量最高(9.9％),其次是Lys(7.2％).牦牛MSTN基因编码蛋白二级结构以β折叠为主,属于跨膜蛋白,跨膜区位于AA6-AA23之间;具有一个分泌信号肽结构,其氨基酸序列MQKLQICVYIYLFMLIVA具有TGF-β家族的特征.     

桃PG基因启动子克隆及序列分析

为获得桃多聚半乳糖醛酸酶( PG)基因启动子并分析调控元件,以桃品种大久保基因组DNA为模板,采用染色体步移技术克隆了PG基因的部分序列及其5′侧翼区,并分析其调控元件组成。结果表明,克隆产物长986 bp,3′侧翼序列与 GenBank中的PG基因序列的5′端部分序列同源性为96%,登录号为FJ940722。在789~839 bp位置存在基础启动子序列,转录起始位点位于828 bp的碱基C,其可能性为0.98。除含有CAAT-Box、TATA-Box等基本启动子元件外,还存在众多参与光响应元件、干旱诱导MYB结合位点、水杨酸响应元件等应答激素和胁迫信号元件,表明PG基因的转录和表达可能受到激素、干旱、光照等外界环境的胁迫以及衰老的调控。     

植酸酶基因PhyB1的克隆及序列分析

为了进一步研究多种植酸酶之间的相互作用,利用PCR技术,从黑曲霉WP1中克隆出植酸酶PhyB基因,该基因长1 560 bp,含有3段内含子,共编码460个氨基酸,与已报道的ALKO243的植酸酶Aph基因(GeneBank Acces-sion:L02420)相比较,编码的氨基酸序列同源性为99.13%,因此将其命名为PhyB1。该基因含有植酸酶保守序列“RHGXRXP”和“HD”。黑曲霉WP1植酸酶PhyB1基因序列已在国际基因库中注册,注册号为:DQ836360。     

小麦Kr基因片段的克隆及序列分析

小麦远缘杂交不亲和性受Kr基因控制.为研究不同基因型小麦Kr基因的序列特征,从中国小麦微核心种质中选择蚂蚱麦、小白芒、托克逊1号、中国春、洋麦、郑麦9023等6种基因型小麦为试验材料,采用同源克隆方法,分离小麦Kr基因并分析其序列特征.结果表明,6种基因型小麦中有3种扩增出Kr基因片段,3条DNA序列长度均为414 b...     

莲多酚氧化酶基因的克隆及序列分析

多酚氧化酶是一类普遍存在于植物、真菌、昆虫的质体中,由核基因编码能与铜相结合的金属蛋白酶。它是许多果蔬等农产品酶促褐变的主因,也在植物的光合作用、抗病虫害、生长发育以及花色的形成中起一定作用。用RT—PCR方法,从中国莲（Nelumbo nucifera）幼叶RNA中成功扩增出ppo的部分序列,经克隆测序,得到长度在978-1057bp的序列共7个,编码326～352个氨基酸。与其他物种PPO进行比较,其核苷酸序列相似性为83％-85％,氨基酸序列相似性为84％99％。莲ppo的成功克隆为抑制莲藕的酶促褐变,提高莲的抗虫抗病性等的研究打下了良好的基础。     

新疆雪莲rbcs基因的克隆及序列分析

为获得新疆雪莲Rubisco（1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶）小亚基基因,并对其序列进行生物信息学分析;从已建立的新疆雪莲cDNA文库中,随机挑取单克隆,采用通用引物M13扩增并测序,测序结果在NCBI网址进行Blast比对,结果发现了2个与rbcs基因同源的序列并命名为sikrbcs1和sikrbcs2;生物信息学分析表明：sikrbcs1基因包含l个540 bp的完整开放阅读框,编码179个氨基酸,sikrbcs2基因包含l个420 bp的完整开放阅读框,编码139个氨基酸。sikrbcs1基因编码的蛋白质的理论等电点是8.90,分子量为20.1042 kD,具有2个跨膜区域,sikrbcs2基因编码的蛋白质理论等电点是7.58,分子量为15.1093 kD,不具有跨膜区域。氨基酸多序列比对表明,Sikrbcs1与黄顶菊和向日葵的相似性最高,达到83.89%,Sikrbcs2与向日葵的相似性最高达到57.54%;系统进化树显示表明,sikrbcs1和sikrbcs2都与菊花亲缘关系最近。     

冬瓜抗病基因同源序列的克隆及分析

以已知植物抗病基因的保守区域为基础设计简并引物,从冬瓜抗病材料B227基因组中分离NBS-LRR类抗病基因同源序列,共获得32条特异序列,其中17条具有完整开放阅读框。这17条序列的核苷酸同源性变化范围为56.4%~99.8%,氨基酸的同源性变化范围为46.2%~100.0%。序列相似性分析结果表明,这些冬瓜抗病基因同源序列均包含P-loop,Kinase-2和GLPL等保守结构域。与已知抗病基因构建系统进化树,将这17个序列分为2个亚组,均属于TIR-NBS-LRR类抗病基因。本研究将为抗病基因全长序列克隆、功能分析及定位等研究提供帮助。     

鸡新城疫病毒F基因的克隆及序列分析

研究旨在从分子生物学角度研究新城疫病原F基因,探究NDV F基因的遗传变异情况及其蛋白结构。提取新城疫病毒基因组RNA,根据GenBank中已知的NDV La Sota株序列设计引物扩增F基因,将其克隆到pMD18-T载体后进行鉴定,对鉴定正确的重组质粒pMD-NDV-F进行测序分析。应用生物信息学软件对新城疫病毒F基因进行系统进化树分析、氨基酸序列同源性分析、蛋白结构跨膜区分析及F蛋白三级结构的预测。核苷酸序列测定结果表明：F基因为1792 bp,共编码553个氨基酸;生物信息学分析结果表明：F基因在种属间具有较高的保守性,试验获得的F基因与NDV La Sota、Clone30、V4、B1等弱毒株的一致性较高,具有典型的弱毒株特性,F基因的氨基酸序列与新城疫病毒La Sota株F基因的序列同源性最高可达100%;F蛋白的三级结构预测结果显示：F蛋白部分片段与新城疫病毒F蛋白融合片段的相似性为96%。研究为新城疫病毒的分子病毒学研究奠定了基础。     

Aspergillus niger 乳糖酶基因的克隆及序列分析

利用PCR及RT-PCR技术从黑曲霉(Aspergillus niger)菌株DL116中克隆到了乳糖酶基因组DNA，cDNA序列(GENBANK ACCESSION No.EF103141)。序列分析表明，乳糖酶基因组DNA序列长3368bp，其中含有8个内含子，cDNA编码区长2967bp，共编码988个氨基酸，氨基酸序列中共含有12个潜在的糖基化位点。并将此基因与不同来源的乳糖酶基因进行了同源性比较     

小麦TaPHYA基因亚家族的克隆及表达分析

光敏色素是一类与作物农艺性状密切相关的基因家族。本研究克隆了中国春小麦光敏色素TaPHYA1、TaPHYA2和TaPHYA3基因完整的编码序列,并对它们进行了生物信息学以及转录分析。在NCBI数据库中对其推测的氨基酸序列进行BLAST分析,发现TaPHYA1和TaPHYA3氨基酸序列中包含光敏色素基因完整的功能结构域。系统进化树分析表明,小麦TaPHYA1、TaPHYA2和TaPHYA3之间进化关系相近,且与单子叶植物玉米、水稻的PHYA聚为一个亚类。另外,TaPHYA的表达丰度具有组织特异性,在茎、叶、穗中表达量分别是根中的1.35、0.34和0.87倍;而在同光质条件下,其表达丰度也具有光质特异性,TaPHYA的总表达量在黑暗和远红光条件下最高,在蓝光条件下次之,而红光和白光条件下最低。该结果为深入研究小麦光敏色素A基因亚家族的功能奠定了基础。     

猪HK2基因的克隆及序列分析

为克隆猪己糖激酶2基因,分析其生物功能,采用已报道的人及小鼠HK2的cDNA序列为依据,利用电脑克隆策略获得的ESTs设计引物,扩增新的猪HK2基因cDNA序列。将PCR产物克隆测序,分析获得的核苷酸序列及其编码蛋白的特性,分离的开放阅读框全长2754bp,编码917个氨基酸,与人和小鼠的核苷酸序列同源率分别为90%和87%,与人和小鼠的氨基酸序列同源率分别为96%和94%,利用生物信息学软件分析出此蛋白的理化特性并预测了其蛋白结构,为进一步开展猪HK2基因的结构功能、表达调控的相关研究奠定了基础。     

花生蔗糖合成酶基因的克隆及序列分析

蔗糖合成酶(Sucrose Synthase,SuSy)是蔗糖代谢途径中的关键酶,在植物生长、发育和渗透调节过程中起着重要作用。为揭示蔗糖合成酶基因在花生中的抗逆机理,以花生基因组DNA为模板,利用染色体步移技术(GenomeWalking)中的TAIL-PCR技术扩增花生SuSy基因组序列和启动子区域,得到基因组序列6 189 bp,启动子预测分析表明,该序列包含约800 bp的启动子上游调控序列,13个外显子,12个内含子。启动子元件分析显示,该片段含有典型的TATA-box、CAAT-box,并存在低温响应元件LTR、GA响应元件、干旱响应MYB结合位点、厌氧诱导必要的顺式作用元件ARE等调控元件,及G-box、box4等光响应元件,说明花生SuSy基因的表达可能受低温、干旱、缺氧、光照等环境因素以及激素GA的调控。