cry Ia基因小麦高效表达载体的构建

利用在禾谷类作物中表达效率较高的启动子Ubi对含目的基因cryIa的现有载体进行了改造,并引入了筛选标记基因bar,为提高目的基因的表达水平,还在目的基因5′端引入了Ω和Kozak序列,3′端引入了poly(A)序列。成功构建了适用于小麦的抗虫基因植物表达载体pGU4ABBar,该载体含有顺向连接的Ubi-cryIa及Ubi-bar基因表达盒,可用于基因枪、花粉管通道法等介导的小麦遗传转化,人工合成的苏云金芽孢杆菌杀虫蛋白基因cryIa可以编码对鳞翅目昆虫具有毒杀作用的蛋白。     

鸡α干扰素真核表达载体的改造及在毕赤酵母中的分泌表达

旨在利用毕赤酵母密码子的偏好性和遗传简并性,将鸡α干扰素优化基因片段cIFN-α2连入毕赤酵母表达载体pPIC9k,再经重叠延伸PCR方法去除重组质粒的5′端非翻译区多余的8个核苷酸GGATCCAA,使其与毕赤酵母AOX1(醇氧化酶)的5′端非翻译区的序列完全一致,构建并筛选重组毕赤酵母,并进行摇瓶诱导表达试验。将表达产物用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)进行检测,并用微量病变抑制法检测其抗病毒效价。抗病毒活性检测结果显示,天然基因、优化基因、质粒5′端非翻译区改造后的优化基因重组质粒表达产物的抗病毒效价分别为10~5、10~6、1.5×10~6 U/mL。鸡α干扰素基因优化后的抗病毒效价提高了10倍,对质粒5′端非翻译区进行进一步改造后,表达蛋白的抗病毒活性提高了50%,从而为鸡α干扰素的工业化生产奠定了基础。     

巴夫杜氏藻β-肌动蛋白基因的克隆和分析

[目的]获得巴夫杜氏藻β-肌动蛋白基因cDNA全长序列。[方法]以巴夫杜氏藻cDNA为模板,采用简并引物进行PCR扩增,获得533 bp特异cDNA片段。在此基础上,设计特异引物,采用5′-GenomeWalking和3′-RACE的方法,获得基因的5′-端DNA序列和3′-端cDNA序列,进而获得β-肌动蛋白基因cDNA全长序列。[结果]获得了巴夫杜氏藻β-肌动蛋白基因的特异cDNA片段、5′-端DNA和3′-端cDNA片段。经拼接后,扩增出全长cDNA。β-肌动蛋白基因cDNA全长1 754 bp,包括1 137 bp的开放读码框和617 bp的3′-非翻译区序列。氨基酸序列相似性分析发现,巴夫杜氏藻β-肌动蛋白氨基酸序列与杜氏盐藻、莱茵衣藻等的同源性较高。系统发育分析表明,巴夫杜氏藻β-肌动蛋白与杜氏盐藻的相似性最高。[结论]首次获得了巴夫杜氏藻β-肌动蛋白基因cDNA全长序列并发现巴夫杜氏藻β-肌动蛋白基因非常保守。     

巴夫杜氏藻β-肌动蛋白基因的克隆和分析(英文)

[目的]获得巴夫杜氏藻β-肌动蛋白基因cDNA全长序列。[方法]以巴夫杜氏藻cDNA为模板,采用简并引物进行PCR扩增,获得533 bp特异cDNA片段。在此基础上,设计特异引物,采用5′-GenomeWalking和3′-RACE的方法,获得基因的5′-端DNA序列和3′-端cDNA序列,进而获得β-肌动蛋白基因cDNA全长序列。[结果]获得了巴夫杜氏藻β-肌动蛋白基因的特异cDNA片段、5′-端DNA和3′-端cDNA片段。经拼接后,扩增出全长cDNA。β-肌动蛋白基因cDNA全长1 754 bp,包括1 137 bp的开放读码框和617 bp的3′-非翻译区序列。氨基酸序列相似性分析发现,巴夫杜氏藻β-肌动蛋白氨基酸序列与杜氏盐藻、莱茵衣藻等的同源性较高。系统发育分析表明,巴夫杜氏藻β-肌动蛋白与杜氏盐藻的相似性最高。[结论]首次获得了巴夫杜氏藻β-肌动蛋白基因cDNA全长序列并发现巴夫杜氏藻β-肌动蛋白基因非常保守。     

青花菜β-1,3葡聚糖酶基因的克隆、表达分析及其植物表达载体的构建

根据其他植物的β-1,3-葡聚糖酶基因保守域序列设计简并引物,扩增出青花菜β-1,3-葡聚糖酶基因的中心区段,结合5′RACE和3′RACE技术获得该基因的5′端序列和3′端序列,经序列拼接获得1个1 277 bp 的cDNA,在GenBank 中登录号为EF484879,定名为BObg.序列分析结果表明,该cDNA 包含1个1 056 bp的开放阅读框,编码352个氨基酸,其理论上的等电点PI=7.314,相对分子质量为3.892×104,聚类分析显示该序列与已报道的其他植物的β-1,3-葡聚糖酶基因具有较高氨基酸序列同源性.利用未接种和接种霜霉病后不同时期的青花菜植株细胞进行半定量RT-PCR分析,结果表明,该基因在霜霉病接种后48 h优势转录表达,未接种和接种后其他时期都呈低水平转录表达.利用pBI121质粒构建含35S启动子的正义表达载体,酶切图谱和PCR分析结果证明该表达载体构建成功.     

鹅催乳素受体基因cDNA 2种新5′-UTR特征分析

应用5′-RACE技术,在成年雄鹅睾丸中克隆到长度分别为361 bp、499 bp和594 bp 3种催乳素受体基因(gPRLR)cDNA 5′-端片段,表明雄鹅睾丸至少表达3种gPRLR mRNA.3种5′-端序列含有长度分别为210 bp、348 bp及443 bp的不同5′-UTR.3种5′-端序列后195个核苷酸一致,与鸡催乳素受体基因(cPRLR)cDNA第3和第4a外显子高度同源.3种5′-端序列起始密码子ATG均位于第3外显子45～47 bp处,与cPRLR cDNA起始密码子同一位置.348 bp与443 bp 5′-UTR结构相似.348 bp 5′-UTR中,第3外显子上游依次是235 bp和69 bp,其中69 bp与cPRLR cDNA第2外显子高度同源.443 bp 5′-UTR比348 bp 5′-UTR多插在235 bp和69 bp之间的95 bp.这些结果表明,含348 bp和443 bp 5′-UTR的mRNA来源于同一初级转录本转录后的选择性剪接.与348 bp和443 bp 5′-UTR不同的是210 bp 5′-UTR在第3外显子的上游含有一个不同的166 bp序列.这表明含210 bp 5′-UTR的mRNA来源于另一初级转录本348 bp 5′-UTR或443 bp 5′-UTR mRNA.     

粘虫中肠胰蛋白酶基因启动子的克隆及其功能分析

【目的】通过克隆粘虫Mythimna separata(Walker)(Lepidoptera:Noctuidae)中肠胰蛋白酶基因5′端侧翼启动子序列,并分析启动子功能,为进一步探索昆虫胰蛋白酶活性调控机制奠定基础。【方法】利用Genome Walking方法克隆粘虫中肠胰蛋白酶基因5′端侧翼启动子序列,运用在线分析软件NNPP v.2.2和数据库JASPAR进行序列分析,构建由胰蛋白酶基因启动子驱动的萤火虫荧光素酶报告基因载体,通过转染草地贪夜蛾sf21细胞系,瞬时表达后用双荧光素酶报告基因检测系统分析该启动子活性。【结果】克隆得到粘虫中肠胰蛋白酶基因5′端侧翼启动子序列1 863bp,其中含TATA框、CAAT框等启动子核心序列及GATA、STAT、C/EBP等转录调控元件。双荧光素酶报告基因检测系统分析表明,相对于空载体pGL3-Basic,所构建的重组载体p(-1 673/+25)具有明显的启动子活性。【结论】克隆得到的启动子片段明显具有启动报告基因表达的能力,可用于在胰蛋白酶基因启动子水平和转录因子水平研究杠柳新苷活性化合物的激活机理。     

Ccs基因启动子串联重复序列5′端缺失体表达分析

以R15辣椒、micro-Tom番茄为试材,采用GUS基因瞬时表达分析、转基因技术结合PlantCARE软件分析,探讨Ccs基因启动子串联重复序列5′端缺失体的活性及功能,测定缺失体转基因植株在不同逆境条件下的响应。结果表明:具有启动活性的最短启动子5′端缺失体长度为151bp,干旱和高温胁迫下转基因植株中的GUS报告基因活性增强,而遮阴胁迫下GUS报告基因活性略微有所降低。     

大豆rbcS基因启动子的克隆及在转基因烟草中的功能缺失分析

【目的】进一步验证栽培大豆rbcS基因启动子功能,为植物基因工程相关研究提供启动子资源。【方法】从栽培大豆中克隆了rbcS基因5′端上游1 538bp的DNA序列,根据光诱导表达调控元件及顺式作用功能元件所在的位置,设计含1 089,712和190bp 3个5′端缺失体,并将rbcS基因启动子(1 538bp)及3个5′端系列缺失体序列分别与gus基因融合,构建植物表达载体并命名为pGmrbcS、pA、pB和pC,用农杆菌介导法转化烟草,通过gus基因活性变化检测不同缺失体的表达特性。【结果】克隆了1 538bp的大豆rbcS基因启动子序列及1 089,712和190bp的5′端缺失体启动子片段。GUS活性检测表明,在pGmrbcS转基因烟草的叶中GUS活性最高,且与pCAMBIA1301转基因烟草叶片中CaMV35S启动子驱使gus基因的表达量相当,而茎、根中GUS活性较低。GUS定量分析表明,T1代转基因烟草光下培养时,3种缺失体启动子叶片中的GUS表达活性均与CaMV35S启动子相当,其中pB活性最高,是CaMV35S启动子活性的1.4倍,pA、pC活性低于pB,分别为pB活性的84%和71%;含pA的转基因烟草于黑暗中萌发的幼苗叶片gus基因不表达,光下萌发幼苗叶片有gus基因表达,而含有pB、pC的转基因烟草,在黑暗和光下萌发的幼苗叶片中均有gus基因表达,且表达量以pB最高。【结论】含有长度为1 089bp(pA)光诱导元件的rbcS基因缺失体启动子具有光诱导和组织特异表达特性,长度为712bp(pB)的缺失体启动子的启动活性最高。     

人α-防御素-3基因乳腺特异性表达载体的构建及在兔乳腺中的瞬时表达

为探索人α-防御素-3（HNP-3）基因在兔乳腺中特异性表达的可行性,将HNP-3基因与大鼠乳清酸蛋白（WAP）基因5′端调控区序列融合,定向克隆到PEGFP-1表达载体EGFP基因上游,在EGFP基因3′端加上His标签蛋白基因序列,构建了HNP-3基因乳腺定位表达载体pEGFP-WAP-HNP-S,将pEGFP-WAP-HNP-S与脂质体包裹后通过乳腺导管注射法转入妊娠母兔乳腺中,Westernblot和ELISA检测HNP-3融合基因在乳腺中表达和融合蛋白的表达水平,并用Ni亲和层析柱进行纯化。结果表明：分娩后初乳中即有分子质量为40kD的HNP-3融合蛋白表达,分娩后第4d达到高峰,表达量为265ng/mL。实验证明HNP-3融合基因在乳腺组织中能够特异性的表达。     

Cloning and multiple transcript analysis of Ms5 gene in kenaf(Hibiscus canabius L.)

为研究Ms5基因在红麻(Hibiscus canabius L.)花药中的转录特征,以L23A不育系为试材,基于已知的红麻Ms5基因5 ′端cDNA序列,采用3′RACE和RT-PCR技术对该基因全长cDNA序列进行克隆.序列比对分析结果表明,红麻花药组织中同时存在Ms5基因2种不同的转录本,其长度分别为972和1105 bp,依次命名为HcMs5-α和HcMs5 -β.这2种转录本均包含了完整且一致的编码序列,其编码序列(CDS)全长为858bp,预测编码的蛋白质含有285个氨基酸残基,分子质量为32.4 ku,理论等电点为7.62;两者5 ′端前972 bp序列完全一致,但3′端的非编码区(UTR)长度有所不同,HcMs5-β在第972 bp以后比HcMs5-α多出133 bp的序列,具有选择性转录终止的特征.这种转录终止信号的可选择性可能与该基因转录后水平的调控有关.     

水牛α-清蛋白基因3′端调控区的PCR克隆及序列分析

对水牛α-乳清蛋白基因的3′端调控区进行了PCR扩增及重组质粒的酶切鉴定,比较了水牛和牦牛该基因的核苷酸序列同源性.序列分析结果表明:水牛α-乳清蛋白基因3′端序列与牦牛该基因在641 bp的序列中存在34 bp的差异,同源性为94.69%.     

牦牛bta-miR-1434-5p和Smad1基因组织表达谱及荧光素酶报告载体构建

为探索牦牛Smad1基因与bta-miR-1434-5p是否存在靶向关系,探究bta-miR-1434-5p分子调控可能机制,利用RT-PCR技术对bta-miR-1434-5p和Smad1 mRNA在牦牛组织中的表达谱进行检测,并构建pmiR-RBREPORTTM双荧光素酶报告载体对牦牛Smad1基因3′端非翻译区(3′UTR)与bta-miR-1434-5p的靶向关系进行研究。结果表明:Smad1基因mRNA在牦牛下丘脑、垂体、心、肝、脾、肺、肾、骨骼肌、淋巴结、卵巢、输卵管、子宫组织中均有广泛表达;bta-miR-1434-5p除在牦牛输卵管中没有表达外,在其他组织均与Smad1基因mRNA共表达;获得牦牛Smad1基因3′UTR序列并成功构建野生型及突变型pmiR-RB-REPORTTM双荧光素酶报告质粒;荧光素酶活性检测发现bta-miR-1434-5p mimics对Smad1野生型质粒报告荧光没有明显的下调作用,由此推测btamiR-1434-5p与牦牛Smad1基因的该段3′UTR之间未发现明显互作。     

基于OsGS5的玉米同源基因ZmGS5的克隆

高产是玉米育种的重要目标,籽粒大小是决定籽粒产量的重要因子。OsGS5是水稻中已克隆的控制籽粒长度和千粒重的主效基因,编码丝氨酸羧肽酶。本研究利用OsGS5基因编码序列比对玉米同源EST序列,并对EST序列进行拼接,根据拼接后的EST序列设计3′-RACE基因特异引物,利用同源克隆的方法克隆出玉米同源基因的3′端基因片段,经测序发现该基因片段长度为981bp,功能注释后发现该基因编码丝氨酸羧肽酶,与水稻OsGS5基因编码蛋白具有高度同源性,将该基因暂时命名为ZmGS5。     

猪生长激素基因(cDNA)的分子克隆

采用 Watson 方法由猪垂体总 mRNA 反转录合成了总 cDNA,合成产率约为12.6%。将总 cDNA 克隆到质粒 pUC19中后,转化大肠杆菌 JM107得到约2500个重组子克隆。用猪生长激素探针进行菌落原位杂交筛选得到2个阳性克隆。对这两个克隆进行多种酶切分析的结果表明,其中质粒 pWH101插入片段长度为830bp 左右,带有全长猪生长激素基因及部分5′端和3′端非编码区。用 Sanger 法分析了此基因5′端203个 bp 的序列,结果除确证己克隆了猪生长激素基因(cDNA)外,还查明了此基因5′端非编码区46bp 的序列。     

苏云金芽胞杆菌SG3-7菌株的鉴定及杀虫活性研究

苏云金芽胞杆菌SG3-7菌株是一株从秦岭山区灌木丛土壤中分离得到的产不规则伴胞晶体的野生菌,本研究对该菌株的伴胞晶体形态、杀虫基因的类型以及杀虫活性等方面进行研究。分析结果表明:SG3-7菌株的内生质粒携带有3个cry基因(cry2Ab、cry4A、cry9Ea),以及1个cyt1Aa型基因。其主要产生130 kDa和60 kDa分子量大小的伴胞晶体蛋白,对鳞翅目的甜菜夜蛾和菜青虫幼虫具有显著的杀虫活性,其LC_(50)分别为29.31μg·mL~(-1)和47.11μg·mL~(-1),但对棉铃虫幼虫无杀虫活性。     

Cry1Ia和Cry2Ab融合蛋白的表达

[目的]苏云金芽孢杆菌表达的杀虫蛋白Cry1Ia和Cry2Ab对鳞翅目和鞘翅目昆虫具有较好的杀虫活性。为充分利用已有Cry蛋白,本文构建了两者的融合蛋白,并对融合蛋白的原核表达进行检测。[方法]本文将两个基因的编码基因,按照两种先后顺序拼接起来,获得cry1Ia-cry2Ab融合基因和cry2Ab-cry1Ia融合基因。另外,将Cry1Ia蛋白N端第一个α-螺旋(73个氨基酸)的编码序列删除后,接入cry2Ab基因5'端,获得第三个融合基因cry1IaD73-cry2Ab。将3个基因分别插入pHT304载体,并由cry1Ac基因的启动子和终止子调控其在Bt细胞中表达。[结果]SDS-PAGE结果显示,Cry1Ia-Cry2Ab、Cry2Ab-Cry1Ia和Cry1IaD73-Cry2Ab三个融合蛋白均能够在Bt细胞中表达,其测定分子量与预期大小一致,分别约152kDa、152kDa和144kDa。蛋白印迹法分析发现,在表达过程中,三种融合蛋白均有一定比例的降解。另外,不同温度对融合蛋白的表达也有不同程度的影响。[结论]本研究构建了3种融合杀虫基因并在Bt细胞中成功表达,为进一步解析这类融合蛋白的杀虫活性和机理奠定了基础。     

牛SRY基因的克隆与测序

以牛基因组DNA为模板,在一对特异性引物的引导下,利用PCR技术成功地扩增了牛SRY基因。纯化回收目的片段,克隆到pMD 18-T载体上,筛选阳性克隆测序,得到SRY基因两端的序列(5′端641 bp,3′端786bp)。与网上公布的牛SRY基因序列进行同源性比较,结果显示,牛SRY基因长度为2 713 bp,克隆的5′和3′端2个片段与网上公布的牛SRY基因序列对应片断的同源性分别为98.7%和98.1%。     

甘露聚糖酶3′序列缺失与酶功能间的关系初探

初步研究了3′端对甘露聚糖酶的功能重要性,即以甘露聚糖酶的二级结构为基础,用PCR扩增的方法获得3′端特异性缺失的甘露聚糖酶DNA片段,连接到载体上,表达并鉴定酶的活性.结果表明,删除390bp依然具有酶活性,3′端的部分序列不是酶具有功能所必需的.     

红麻Ms5基因的克隆及多转录本分析

为研究Ms5基因在红麻(Hibiscus canabius L.)花药中的转录特征,以L23A不育系为试材,基于已知的红麻Ms5基因5′端cDNA序列,采用3′RACE和RT-PCR技术对该基因全长cDNA序列进行克隆。序列比对分析结果表明,红麻花药组织中同时存在Ms5基因2种不同的转录本,其长度分别为972和1 105bp,依次命名为HcMs5-α和HcMs5-β。这2种转录本均包含了完整且一致的编码序列,其编码序列(CDS)全长为858bp,预测编码的蛋白质含有285个氨基酸残基,分子质量为32.4ku,理论等电点为7.62;两者5′端前972bp序列完全一致,但3′端的非编码区(UTR)长度有所不同,HcMs5-β在第972bp以后比HcMs5-α多出133bp的序列,具有选择性转录终止的特征。这种转录终止信号的可选择性可能与该基因转录后水平的调控有关。