二色补血草中2个金属硫蛋白基因的克隆及分析

从二色补血草中分离出2个金属硫蛋白基因的cDNA全序列,分别命名为LbMT1和LbMT2。LbMT1全长为569bp,其中5′非编码区23bp,3′非编码区300bp,开放读码框(ORF)长246bp,编码含81个氨基酸的蛋白,相对分子质量为8070,等电点为4.7;LbMT2全长为523bp,其中5′非编码区61bp,3′非编码区216bp,开放读码框长246bp,编码81个氨基酸,编码蛋白的相对分子质量为8000,等电点为5.0。这2个基因编码的氨基酸都含有14个半胱氨酸Cys,分布在蛋白质的N端和C端,呈CC、CXC和CXXC形式排列。疏水性分析表明:这2个蛋白都存在35~48个氨基酸之间较强的疏水区。通过对多种植物的MT蛋白序列比对分析表明,金属硫蛋白家族在氨基酸数目上保守性差,但半胱氨酸残基(Cys)的位置和数目保守性达到100%,揭示了Cys对金属硫蛋白的功能十分重要。这2个基因已经在Genbank上注册,LbMT1基因的登录号为EF103574,LbMT2基因的Genbank登录号为EF103575。     

越橘查耳酮合酶基因的克隆及表达分析

为研究越橘花色素苷合成的分子机制,利用RT-PCR和RACE技术从越橘(Vaccinium spp.)果实中克隆了查耳酮合酶基因(CHS)的全长cDNA,命名为VcCHS,GenBank登录号为JN654702.VcCHS全长1438 bp,包含107 bp的5 ′非编码区、71 bp的3′非编码区和1个长度为1 260 bp编码419个氨基酸的开放阅读框.该基因编码的蛋白具有CHS家族普遍存在的功能活性位点:Cys(C)164、His(H)303、Asn(N)336和特征多肽序列(RLMMYQQGCFAGGTVLR).多重比对分析发现越橘VcCHS基因编码的氨基酸序列与葡萄(Vitis vinifera)CHS基因编码的氨基酸序列相似性达90.2％.系统进化分析表明,该序列与杜鹃花目的植物聚为一类.VcCHS基因在果实发育的整个过程均有不同程度的转录表达,花期和果实成熟期表达量较高,绿果期表达量最低.VcCHS相对表达量变化与花色素苷相对含量的变化趋势具有一致性,并均在果皮组织中达到最高.     

枸杞甜菜碱醛脱氢酶基因全长cDNA的克隆与表达分析

根据GenBank中的植物甜菜碱醛脱氢酶(BADH)基因的同源保守区设计简并引物,采用RT-PCR技术从枸杞中扩增出BADH基因的部分保守序列,并利用巢式PCR、5′-RACE和3′-RACE获得BADH基因的全长cDNA。测序结果表明:BADH全长为1 869 bp,包含1 512 bp长的开放读码框(ORF),编码1个含503个氨基酸残基、分子质量为55.12 ku、等电点(PI)为5.19,包括醛脱氢酶高度保守序列VTLELGGKSP和其后287 bp处与酶功能有关的Cys的假定蛋白质。mRNA分析表明:BADH基因在枸杞幼苗组织中受高盐胁迫和低温胁迫的上调诱导表达,表明该基因可能在植物抵御非生物胁迫中发挥重要作用。     

马鹿生长素Ghrelin全长cDNA的克隆及序列分析

为获得马鹿(Cervus elaphus)Ghrelin全长cDNA序列并进行序列比较和分析,本试验以马鹿皱胃黏膜组织内提取的总RNA为模板,通过RT-PCR、RACE和基因克隆等技术进行克隆。结果表明:获得长度为539bp的马鹿cDNA全序列(GenBank accession no.KX857494),其中包括46bp的5′非编码区(5′UTR),351bp的开放阅读框(ORF),编码116个氨基酸残基的前原Ghrelin(preproghrelin),128bp的3′非编码区(3′UTR)和poly(A)14;Ghrelin的氨基酸同源性分析表明,马鹿Ghrelin cDNA全序列与驯鹿、梅花鹿、山羊、绵羊、牛等物种间的同源性较高,进化树分析与其亲缘关系远近一致。     

草鱼细胞凋亡抑制蛋白基因cDNA的克隆与表达分析

利用快速扩增cDNA末端(rapid amplification cDNA end, RACE)技术获得草鱼细胞凋亡抑制蛋白基因全长cDNA序列为2 093 bp,含有1个1 944 bp的开放阅读框,5′非编码区长25 bp,3′非编码区长124 bp,可编码647个氨基酸.生物信息学分析表明,在IAP的N端无氨基酸残基组成的信号肽;与斑马鱼的同源性最好,其次是斑猫鲿;在系统进化上,与斑马鱼、斑猫鲿共聚为1支.用半定量RT-PCR分析正常及细菌诱导下草鱼细胞凋亡抑制蛋白基因在不同组织中的表达分布,正常情况下,凋亡抑制蛋白基因在所取的7种组织中均有表达,其中脑、肠和肾表达最高,肝和心脏次之,鳃和肌肉最低,但差异不显著;用嗜水气单胞菌人工感染24 h后,所有组织中的IAP mRNA水平平均降低约26%,以肝脏和肌肉降低较为明显,在感染48 h后,所有组织中的IAP mRNA水平平均升高约4%,其中心脏、肝脏和鳃分别升高8%、16%、19%,这表明草鱼细胞凋亡抑制蛋白可能参与了机体对嗜水气单胞菌感染的免疫应答.     

苹果蠹蛾β-actin基因cDNA的克隆、序列分析及mRNA表达稳定性检测

【目的】克隆苹果蠹蛾(Cydia pomonella(L.))的β-actin基因cDNA全长,确定其作为内参基因的可能性。【方法】运用RT-PCR和RACE技术分段扩增苹果蠹蛾β-actin基因5′和3′非编码区及保守区,拼接后根据所获序列设计引物,完整克隆苹果蠹蛾β-actin基因。利用生物信息学软件对苹果蠹蛾β-actin基因编码的蛋白质进行分析预测;通过实时定量PCR和半定量PCR方法,检测不同发育阶段以及杀虫剂处理后苹果蠹蛾β-actin mRNA的表达情况。【结果】苹果蠹蛾β-actin基因cDNA全长1 466bp(GenBank登录号为KC832921),包括5′非编码区67bp、3′非编码区268bp和开放阅读框1 131bp,编码一个由376个氨基酸残基组成的蛋白质。推导的蛋白质相对分子质量为41.793 7ku,等电点为5.29,含有3个actin蛋白家族的典型识别特征以及6种类型的特定功能位点,氨基酸序列与其他昆虫β-actin一致性高达99%。实时定量PCR和半定量PCR结果表明,β-actin基因在苹果蠹蛾发育不同时期以及杀虫剂处理后表达量无显著差异(P0.05)。【结论】苹果蠹蛾β-actin基因可作为可靠的内参基因应用于基因mRNA的表达定量研究。     

梨小食心虫actin基因全长cDNA克隆与序列分析

为梨小食心虫其他基因表达调控研究提供内参基因以及actin基因的研究,运用RT-PCR和RACE技术,克隆获得梨小食心虫actin基因全长cDNA序列,并对其进行生物信息学分析。结果表明,该基因cDNA序列全长为1 451bp,其中包括67bp的5′非编码区、253bp的3′非编码区和1 131bp的开放性阅读框,编码376个氨基酸。该蛋白预测分子质量为41.776 8ku,等电点为5.22,氨基酸序列中有6类功能位点,具有actin家族典型特征,与其他昆虫actin氨基酸序列高度同源,达97%~99%。成功克隆梨小食心虫actin基因全长cDNA,该序列已提交GenBank,登录号为KF022227。     

荷那龙罗非鱼ghrelin cDNA的克隆及表达特征

以荷那龙罗非鱼胃组织中提取的总RNA为模板,采用RT-PCR方法克隆出荷那龙罗非鱼ghrelin前体基因的cDNA全序列。所获得的ghrelin cDNA总长为833 bp,包括97 bp的5′非编码区,412 bp的3′非编码区和324 bp的开放阅读框,编码107个氨基酸残基。核苷酸序列同源性分析显示,荷那龙罗非鱼ghrelin与莫桑比克罗非鱼和尼罗罗非鱼ghrelin序列的相似性达99.0%以上。采用半定量RT-PCR方法检测雌、雄荷那龙罗非鱼胃、肌肉和垂体等多个组织中ghrelin基因的表达,结果显示,荷那龙罗非鱼ghrelin基因有广泛的组织分布,ghrelin基因在雌、雄鱼胃中的表达量均最高,在其他组织的表达量存在雌雄个体差异。雌鱼肌肉中ghrelin基因的表达量明显高于雄鱼,是雄鱼的132倍。试验鱼饥饿4周后,采用荧光定量RT-PCR方法检测胃中ghrelin基因表达量变化,结果表明:饥饿组较对照组ghrelin mRNA表达量有增加,饥饿组个体中ghrelin基因表达量最高的个体的表达量比对照组中表达量最低的个体增加了47.3倍。     

PCR法扩增钙激活酶激活蛋白cDNA

钙激活酶激活蛋白是钙激活酶的激活蛋白, 可以促进钙激活酶活性的发挥, 从而促进肉的嫩化。采用PCR技术, 以山羊肝脏cDNA为模板经扩增得到钙激活酶激活蛋白(calpainactivator) 基因, 并进行了序列测定。该片段长1 017bp, 5′—端非翻译区长39bp, 3′—端非翻译区长567bp。编码区长411bp, 编码一个长137个氨基酸残基的蛋白质, 其理论分子量为14 298Da。与EdonMelloni等(1998) 报道的从牛脑中提取纯化的钙激活酶激活蛋白的氨基酸序列相比发现, 二者仅有五个位点不同。     

梭梭过氧还蛋白基因（PrxQ）克隆与序列分析

采用RT-PCR、RACE方法从超旱生、耐盐植物梭梭中扩增出PrxQ基因cDNA序列,该序列全长966bp,包含654bp的开放阅读框,推测氨基酸序列全长为218个氨基酸残基,该蛋白分子量为24 106.0,等电点为9.78,含有2个保守的Cys残基。序列同源性分析结果显示,核苷酸序列与藜科几种盐生植物如碱蓬等的同源性为70.01%,与其他植物佛甲草等的同源性为55.30%。说明,PrxQ基因在藜科盐生植物中是一种较高保守的基因。     

番茄抗病品种吉美08 SlDFR基因的克隆与表达

【目的】克隆番茄（Solanum lycopersicum）抗病品种吉美08二氢黄酮醇4-还原酶（dihydroflavonol 4-reductase,DFR）基因,并分析枯萎病菌尖孢镰刀菌番茄专化型（Fol4287）诱导下其在番茄不同组织中的表达模式,为深入研究SlDFR基因在番茄抗病过程中的调控机制提供理论依据。【方法】采用同源克隆技术从番茄中克隆SlDFR基因cDNA全长序列,并进行生物信息学分析,采用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）检测番茄根、茎、叶中SlDFR基因在枯萎病菌诱导下的表达模式。【结果】从番茄抗病栽培品种吉美08中克隆得到SlDFR基因,cDNA序列全长1659 bp,包含1个1149 bp的开放阅读框（ORF）,编码379个氨基酸。SlDFR蛋白的相对分子质量为42.43 kD,等电点（pI）为6.08,是一个亲水的、稳定的酸性蛋白,亚细胞定位在高尔基体上,无信号肽和跨膜结构域,有38个磷酸化位点,其中,丝氨酸18个,苏氨酸15个,酪氨酸5个。SlDFR蛋白的二级结构中α-螺旋占37.73%,延伸链占13.98%,无规则卷曲占40.69%。系统发育进化树分析结果表明,SlDFR蛋白序列与同属茄科马铃薯（Solanum pennellii）亲缘关系较近,其次为黑果枸杞（Lycium ruthenicum）。qRT-PCR分析结果显示,SlDFR基因在番茄叶中表达量最高,在根中表达量最低。SlDFR基因在番茄根、茎、叶中表达量受番茄枯萎病菌诱导,均呈现不同程度上调,其中,在根中表达量变化最大,在叶中表达量变化较小,推测SlDFR基因的表达量与番茄枯萎病菌胁迫响应有关,且番茄根部类黄酮的合成为重要胁迫响应途径。【结论】SlDFR基因表达量受Fol4287的诱导,可能参与番茄枯萎病胁迫响应过程,且对番茄枯萎病菌的响应在番茄根部更强烈,并通过调控番茄根部黄酮类物质的合成提高根系分泌物的抑菌活性从而增强番茄对枯萎病的抗性。     

LeWRKY2基因的克隆及功能分析

【目的】克隆番茄WRKY2转录因子,为研究番茄抗病反应的分子机理和分子育种奠定基础。【方法】根据克隆出的番茄LeWRKY2基因特异片段（GenBank登录号：EU755368.1）,运用cDNA末端快速扩增（rapid amplification of cNDA ends,RACE）技术克隆番茄LeWRKY2 cDNA全长,并用生物信息学的方法对其进行分析。用实时荧光定量PCR方法检测番茄经JA、番茄灰霉菌（Botrytis cinerea）、放线菌酮（cycloheximide）刺激时LeWRKY2基因的表达情况。【结果】①从番茄中克隆到一条全长为1 007 bp的cDNA序列,命名为LeWRKY2基因,阅读框471 bp,编码156个氨基酸。②LeWRKY2蛋白含有1个WRKY结构域和1个C2H2型锌指结构,可能具有转录、转录调控、信号传导功能。③100 μmol•L-1 茉莉酸（jasmonic acid,JA）刺激番茄幼苗0-60 min时,LeWRKY2基因的相对含量与JA刺激时间成正比;而刺激60-150 min时,LeWRKY2基因的相对含量与JA刺激时间成反比;④番茄灰霉菌可以诱导LeWRKY2基因的的表达,且在4 h时表达量达到最高;⑤LeWRKY2基因的转录产物的合成不依赖于蛋白质的从头合成。【结论】LeWRKY2是一种参与番茄防御反应的早期快速反应基因。     

番茄乙烯形成酶基因的克隆及其反义基因的表达载体构建

从成熟的番茄果实中提取总ＲＮＡ,进行ＲＴ－ＰＣＲ扩增合成乙烯形成酶ｃＤＮＡ,并将其克隆至载体Ｂｌｕｅｓｃｒｉｐｔ的ＥｃｏＲＶ位点,经限制酶谱分析,构建亚克隆进行全序列测定和序列分析。将所克隆基因以反义基因的形式定向重组到载体ｐＳＰＲＯＫ上,同时将带有完整启动子和终止子的标记基因ＢＡＲ基因引入ｐＳＰＲＯＫ中,最终获得表达乙烯形成酶反义基因和ＢＡＲ基因的植物表达载体ｐＢＡＲ－ＥＦＥ。     

番茄水通道蛋白基因SlAQP的克隆与序列分析

【目的】通过分析克隆得到的番茄水通道蛋白SlAQP基因的cDNA全长序列特征、编码蛋白的细胞定位及其在番茄材料Mirco Tom中经干旱胁迫后的表达模式,为进一步研究番茄在逆境下的抗逆机制及加快番茄抗逆育种积累资料。【方法】采用RACE 技术克隆番茄水通道蛋白基因的cDNA全长,结合生物信息学软件分析该基因的编码蛋白特性;利用基因枪转化法将SlAQP基因与GFP融合的瞬时表达载体（SlAQP::GFP）转入洋葱表皮细胞,对该基因进行亚细胞定位;利用Real time-PCR 分析该基因在番茄品种Mirco Tom中经干旱胁迫下的表达机制。【结果】SlAQP基因（GenBank登录号：HQ433337）cDNA全长为1 107 bp,编码区含852 bp,共编码283个氨基酸。生物信息学软件分析表明,SlAQP基因含有6 个跨膜区,2 个NPA 单元,其氨基酸残基与MIP 家族蛋白保守区序列完全一致,且该基因氨基酸序列与其它物种PIP 类质膜型水通道蛋白氨基酸序列具有很高的同源性。11个物种间的聚类分析表明,SlAQP基因编码的蛋白与马铃薯质膜型水通道蛋白遗传距离最近。细胞定位结果确认SlAQP基因编码蛋白在细胞质膜上发挥生物学作用。Southern杂交结果显示,SlAQP基因在番茄基因组DNA中呈单拷贝。Real time-PCR 分析结果证实,干旱胁迫下该基因表达量总体呈下降趋势。【结论】对番茄水通道蛋白SlAQP基因在干旱胁迫后的表达模式分析,预示该基因表达受逆境条件的影响,为今后进一步探讨其在干旱胁迫中发挥的作用提供了重要信息。     

利用烟草的cDNA酵母表达文库筛选镉胁迫相关基因

为了鉴定烟草在重金属镉胁迫处理下的功能基因,构建烟草cDNA酵母表达文库,并利用镉敏感的突变株对文库进行初步筛选。首先将烟草幼苗进行重金属胁迫处理,然后取幼根提取总RNA并纯化mRNA,采用SMART技术反转录成双链cDNA,将cDNA与入门载体pDONR222的同源重组区连接,再转到酵母表达载体pDEST22上,构建了Gateway技术兼容的酵母cDNA表达文库。经检测,构建的cDNA酵母表达文库滴度为4.32×106 cfu/mL,库容量为0.86×107 cfu,平均插入片段长度大于1kb,文库质量较高。通过镉敏感酵母突变株Δycf1筛选烟草重金属镉胁迫相关基因,获得酵母单克隆70个。经分析可知,其涉及到谷胱甘肽转移酶、铜分子伴侣及甲硫蛋白等24个不同蛋白基因,初步鉴定为烟草应答重金属镉胁迫的候选基因。     

番茄γ-生育酚甲基转移酶基因的克隆与分析

[目的]为进一步研究γ-生育酚甲基转移酶(TMT)基因的功能奠定基础。[方法]以拟南芥γ-TMT cDNA为信息探针,在GenBankdbEST数据库中搜索与其高度同源的番茄EST序列,通过人工序列拼接得到番茄γ-TMT的cDNA序列。据此拼接序列设计1对特异引物,以番茄叶片cDNA第1链产物为模板进行RT-PCR,回收目的片段,转化到大肠杆菌DH5α进行TA克隆。最后对获得的阳性克隆进行测序,分析测序结果与其他物种中该基因之间的同源性,进行氨基酸序列比对及系统进化分析。[结果]经RT-PCR扩增出1300bp左右的片段,成功克隆了番茄γ-TMT基因。克隆片段全长1354bp,包含1个1089bp的完整开放读码框,与拼接序列完全一致。番茄γ-TMT基因编码的氨基酸序列与马铃薯、小麦、玉米和拟南芥的γ-TMT基因的同源性分别达89%、75%、75%和70%。系统进化分析表明,番茄与马铃薯的γ-TMT基因有较近的亲缘关系。[结论]该试验中克隆的番茄γ-TMT基因编码的蛋白质分子量为39.8kD,等电点为8.28。     

星星草PutNaKR3基因的克隆及其耐逆性分析

以NaCl胁迫星星草(Puccinellia tenuiflora)cDNA酵母文库为基础,在星星草中筛选和鉴定PutNaKR3基因,对PutNaKR3基因及其编码的氨基酸序列进行生物信息学、组织特异性表达和非生物胁迫应答表达分析。结果表明:星星草PutNaKR3基因具有组织表达特异性,在根和叶中的表达量明显高于其他组织;过表达PutNaKR3基因可增强酵母菌株在盐、碱、氧化和渗透胁迫下的生存能力,同时可提高酵母在部分金属胁迫下的适应能力。     

平邑甜茶非共生血红蛋白基因GLB1的克隆、表达及转化研究

根据GenBank上苹果GLB1基因的EST序列设计引物,利用PCR技术克隆到平邑甜茶GLB1同源基因MhGLB1（GenBank注册号：GQ423619）,该基因包含一个477bp的开放阅读框,编码158个氨基酸,分子量为17．8ku。成功构建了35S：：MhGLB1正义表达载体,并对“S以12粉”番茄进行农杆菌介导的遗传转化。荧光定量PCR结果显示,MhGLB1在根、茎、叶中均有所表达,但在根中的表达量最高;NO3-和SNP处理能够诱导根中MhGLB1的表达。     

小麦GAPDH 基因克隆及序列分析

采用Trizol法提取高质量小麦总RNA,并运用RT-PCR方法克隆了小麦GAPDH（甘油醛三磷酸脱氢酶）基因的部分序列（EU022331）,长度为604bp,核苷酸序列比对结果表明,该序列与大麦（M36650）、玉米（AY109397）、番茄（BT012693）GAPDH核苷酸序列的同源性分别为95%、86%和84%。GAPDH基因的克隆为在禾谷类作物研究的应用提供了一个较好的对照基因。