十字花科植物CYP86MF同源基因的克隆及特征分析

用保守的特异引物进行PCR扩增，并结合RACE技术，从大白菜(Brassicacampestris L．)品种黄芽14，萝卜(Raphanus sativus L．)品种圆白和诸葛菜(Orychophrogmus violaceus)3个材料中扩增到3个完整的cDNA全长，分别命名为Bc-CYP86MF，RsCYP86MF和OvCYP86MF，它们的cDNA全长分别为1854，1818和1876bp，分别编码524，526和534个氨基酸残基。将所推导的氨基酸序列与数据库中已知基因进行排序，发现它们与拟南芥CYP86家族所有成员的氨基酸相似性都大于38％，可将它们归为细胞色素CYP86基因家族。BcCYP86MF和RsCYP86MF与CYP86C4亚家族氨基酸同源性均大于55％，则可归为CYP86C4亚家族，而OvCYP86MF与CYP86C3的同源性最高，为86．5％，应归为CYP86C3亚家族。根据氨基酸序列的排序结果构建的系统树表明，CYP450基因的氨基酸序列进化程度与物种的亲缘关系的远近相吻合。对蛋白二级结构预测结果发现，它们都具有细胞色素P450典型的保守结构域FNAGPRLCIG，而且氨基酸组成也很相似。     

诸葛菜OvCYP86MF基因的克隆及其特性分析

为进一步阐明细胞色素P450基因CYP86MF在诸葛菜发育中的分子机理,本文根据已知同源基因保守序列设计特异引物,利用RT-PCR和RACE技术从诸葛菜中获得一个细胞色素P450基因(OvCYP86MF)全长cDNA序列,该序列全长为1876bp,含有1605bp的完整开放阅读框,可编码534个氨基酸,分子量和等电点分别为61.4kDa和6.90,具有细胞色素P450蛋白的典型特征,即保守结构域FNAGPRLCIG;原核表达显示该基因的融合蛋白在体外可以诱导表达;DANSTAR和Clustal W软件分析表明该基因的全长cDNA序列及其编码氨基酸序列与十字花科物种拟南芥相似性很高,达到80%以上,亲缘关系最近;与CYP86C亚家族成员在氨基酸水平上的相似性均高于50%,因此推断该基因属于CYP86C这个亚家族。Northern杂交分析表明该基因在花蕾中特异表达。     

小麦RPL21基因同源克隆与表达分析

为了解60S核糖体蛋白L21(ribosomal protein L21,RPL21)的基因组结构和表达模式,以GenBank数据库中小麦RPL21基因的部分序列为信息探针,采用RT-PCR和PCR技术从小麦多子房株系幼穗中克隆了RPL21基因的cDNA与DNA片段,并对该基因在小麦多子房近等基因系间的表达差异和多子房...     

粉菠萝FVE同源基因的克隆及表达分析

FWE是植物自主开花途径中的关键基因,主要通过抑制FLC的表达来调控花发育过程。本研究利用粉菠萝似echmeafasciata）茎尖组织转录组序列数据,通过RACE技术克隆获得了粉菠萝中n,E同源基因A毋yE的cDNA全长序列。该序列全长为1672bp,开放阅读框为1404bp,编码由468个氨基酸残基组成的蛋白,该蛋白序列中含有6个保守的WD重复区域。氨基酸序列比对结果表明,4椰E基因编码的氨基酸序列与其它物种中WE的同源序列具有较高的相似性。qRT—PCR（实时荧光定量PCR）分析结果显示,粉菠萝中A椰E基因对外源乙烯的刺激产生了应答。在采用乙烯利灌心处理不同时间的过程中,发现A删E基因的转录水平均在处理后1d时达到最大,推测A椰E可能参与乙烯信号反应,该基因在粉菠萝自主开花途径中的调节作用可能受乙烯影响。     

马氏珠母贝IKKε同源基因的克隆及表达分析

IKKε（inhibitor of NF-κB kinasesε）是NF-κB（nucleur factorκB）信号通路中的关键成员,参与调控细胞的分化、发育、凋亡及免疫反应。本研究根据马氏珠母贝转录组数据库中注释为IKKε的unigene序列设计引物,应用cDNA末端快速扩增（RACE）技术克隆获得了马氏珠母贝（Pinctada martensii）IKKε基因cDNA的全长序列（PmIKKε）并对其序列特征进行分析;同时利用荧光定量PCR（Real-time PCR）技术检测了马氏珠母贝六个组织中PmIKKε基因mRNA的表达。结果表明：PmIKKε基因cDNA全长2 843 bp,其中5＇UTR为116 bp,3＇UTR为516 bp,含有27 bp polyA,开放阅读框为2 211 bp,编码737个氨基酸残基。预测其分子量为85.07 kD,等电点为6.17。多序列比对显示PmIKKε与其它物种IKKε有较高的同源性,与牡蛎的序列相似性有45%。软件分析结果显示PmIKKε的N端含有一个蛋白激酶功能结构域和一个MAPKK（mitogen-activated protein kinase kinase）的激活位点,C端含有一个亮氨酸拉链（leucin zipper,LZ）和一个螺旋-环-螺旋结构（helix-loop-helix,HLH）。荧光定量PCR分析表明PmIKKε在马氏珠母贝肝胰脏、性腺、血淋巴、鳃、外套膜、闭壳肌六个组织中均有表达,肝胰脏中表达量最高。本研究为进一步阐述PmIKKε在马氏珠母贝生长、发育及先天性免疫中的作用提供理论基础。     

油菜花发育同源异型基因BAP2的克隆及序列分析

拟南芥(Arapidopsis)同源异型基因AP2对花分生组织和花器官的发育具有重要的表达调控作用。根据AP2基因信息利用同源序列法分离了油菜(Brassicarapa)的AP2基因(BAP2,GenBank登陆号:AF941097),并且比较了正常油菜与无花瓣油菜BAP2基因序列的差异。研究结果表明,BAP2基因的DNA序列长度为2138bp,包含9个内含子,外显子区与AP2基因的同源性达90%以上;推导的氨基酸序列为433aa,具有完整的核定位信号区和高度保守的AP2结构域,推测与AP2基因具有相似的功能。正常油菜和无花瓣油菜的BAP2基因序列仅有2处碱基存在差异,这2处碱基均位于内含子区,推导的氨基酸序列则完全一致,因此初步认为白菜型油菜花瓣缺失突变与BAP2基因无关。     

苦荞细胞色素CYP81家族同源基因FtP450-R4的克隆、分子鉴定及其功能分析

细胞色素P450 (cytochrome P450,CYP450)是高等植物中最大的酶蛋白家族之一,广泛参与植物的次生代谢和抗逆生理.本研究采用同源克隆和cDNA末端快速克隆(rapid-amplification of cDNAends,RACE)技术,获得苦荞(Fagopyrum tataricum) CYP81家族同源基因FtP450-R4 (GenBank登录号:KM271986).FtP450-R4 cDNA全长1770bp,5'-UTR为49 bp,3'-UTR为194bp,ORF为l 527 bp,其ORF序列可编码508个氨基酸残基的蛋白.生物信息学分析表明,FtP450-R4蛋白通过N-端4～24位氨基酸残基定位于内质网,与F3'H (flavonoid 3'-hydroxylase)、I2'H (isoflavone 2'-hydroxylase)和其他CYP450的同源性在44％～46％之间;多重序列比对显示,FtP450-R4具有CYP450中经典的基序和保守序列,但不含F3'H的特征基序(GGEK);系统进化树分析显示,FtP450-R4与拟南芥(Arabidopsis thaliana) CYP81家族和I2'H聚为一大簇,说明其可能参与苦荞黄酮类化合物的羟化或对逆境胁迫的应答.UV-B、寒冷和干旱均能引起FtP450-R4在苦养子叶中表达量的显著变化,而在胚轴中其表达量变化不显著.利用大肠杆菌(Escherchia coli) BL21 (DE3)菌株对FtP450-R4蛋白进行了可溶性表达,活性鉴定表明,重组FtP450-R4蛋白能以还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(reduced form of nicotinamide-adenine dinucleotide phosphate, NADPH)和山奈酚为底物进行酶促反应,具有生物学活性.本研究可为了解CYP450在黄酮合成代谢中的功能,明确苦荞黄酮代谢调控的分子机制提供了基础资料.     

奥利亚罗非鱼和尼罗罗非鱼SRY基因同源克隆和序列分析

采用人SRY基因保守序列的特异性引物，对奥利亚罗非鱼（Orcocbromis aureus）和尼罗罗非鱼（O．nilotica）雌、雄个体基因组进行PCR扩增，回收其中的600bp片段，分离克隆并双向测序。用DNAStar分析比较所得序列，表明克隆的600bp片段为SRY基因的同源序列。对两种罗非鱼雌、雄个体SRY同源序列进行多序列比较分析（CLUSTAL W分析），表明罗非鱼间SRY同源序列的相似性非常高，但仍存在性别间、种间差异。奥利亚罗非鱼雌、雄间序列相似性为99．5％，尼罗罗非鱼雌、雄间为99．5％，奥利亚罗非鱼与尼罗罗非鱼种间则为98．7％，罗非鱼与人类SRY基因间只有7．1％，结果为进一步研究罗非鱼SRY同源基因与性别决定的关系提供了可能性。根据这些结果构建了罗非鱼系统分类树，表明奥利亚罗非鱼与尼罗罗非鱼具有很近的亲缘关系。     

几种菊科植物BADH基因同源片段的克隆与序列分析

利用PCR-Southern的方法对菊科26个种和2个菊花（Dendranthema × grandiflora ）栽培品种的甜菜碱醛脱氢酶（betaine aldehyde dehydrogenase,BADH）基因进行了检测,其中18个种和2个栽培品种呈现明显的阳性信号。对其中7个种和1个栽培品种的PCR产物进行了测序（GenBank登录号：EF683587- 683595）,其中旋覆花中获得两个长度差异较大的序列。序列分析表明：在被克隆的基因片段中,外显子的长度在各种间是一致的,且同源性在83%以上,推测的氨基酸序列的同源性在90%以上,其中旋覆花长片段中保守十肽的第二个氨基酸由苏氨酸变异为丙氨酸。各序列内含子的长度差异较大,泽兰（Eupatorium lindleyanum）、祁州漏芦（Stemmacantha uniflora）、旋覆花（Inula japonica）长片段的内含子之间,及与其它序列的内含子之间均无明显的同源性,而其它序列的内含子间则表现出较高的同源性,且由内含子所反映的基因间的系统关系与外显子反映的系统关系基本一致。     

竹类植物中CYP85A1基因的克隆及表达分析

油菜素内酯(BRs)是一种促进植物茎秆伸长的甾类植物激素,CYP85A1基因参与了BRs合成中重要的催化反应步骤。为阐明CYP85A1基因在竹类植物节间伸长中的作用,本研究以20个竹类植物为试验材料,利用生物信息学分析了CYP85A1基因的特点,并利用实时荧光定量PCR技术分析了该基因在孝顺竹及其变种凤尾竹的不同组织和不同发育阶段的相对表达量。结果表明, 20个竹种中CYP85A1基因序列在DNA水平上的同源性为92.23%,cDNA序列的同源性为98.79%,氨基酸序列的同源性为97.86%;这些基因均含有9个外显子和8个内含子,编码465~480个氨基酸,蛋白分子量约为54 kDa,理论等电点均约为9.2。氨基酸序列中均含有细胞色素P450家族保守的血红素结合域、富含脯氨酸和氧的结构域及Glu-X-X-Arg结构域;CYP85A1基因孝顺竹和凤尾竹母竹的叶中表达量均最高,茎中次之,在根中的表达量最低。孝顺竹和凤尾竹幼竹中,该基因在顶部的表达量明显高于第2、第4、第5节间中的表达量;CYP85A1基因在快速伸长阶段的表达量明显高于生长缓慢时期,节间伸长速率越快该基因的表达量越高。综上,CYP85A1基因在竹类植物茎秆及节间伸长发育过程中具有促进作用。本研究结果为阐明CYP85A1在竹类植物中的生物学功能奠定了一定的理论基础。     

黑籽南瓜中NBS类抗病基因同源序列的克隆与表达分析

黑籽南瓜(Cucurbita ficifolia)是云南特有的对病害有较强抗性的一种瓜类作物。为发掘利用其蕴含的优异抗病基因资源,本研究根据已克隆到的植物核苷酸结合位点(nucleotide binding site,NBS)类抗病基因的保守氨基酸结构域基因设计简并引物,通过PCR扩增从黑籽南瓜基因组中分离了8条黑籽南瓜抗病基因同源序列(resistance gene analogous,RGAs),聚类分析和相似性比较结果显示,黑籽南瓜抗病基因同源序列2(black seed squash resistance gene analogous 2,HQRGA2(Gen Bank No.:MG946756)单独为一类,且具有核苷酸结合衔接子(nucleotide-binding adaptor shared by APAF-1,R proteins and CED-4;NBARC)结构,其余7条序列均不具有NBS保守结构域。核苷酸相似性分析表明,HQRGA2与部分抗病基因序列的相似性达到87%~99%,其中与南瓜(Cucurbita maschata)NBS类抗病蛋白基因13(squash resistance gene analogous,SQRGA-13)和SQRGA-8的相似性分别达到98.0%和97.0%。对HQRGA2编码的氨基酸保守结构域分析表明,其含有NBS类抗病基因的4个保守模块:P-loop、Kinase-2、Kinase-3a和GLPL区,且属于无Toll蛋白或白介素1受体类似的NBS富亮氨酸重复(non toll/interleukin-1 receptor like of NBS plus leucine-rich region,non-TIR-NBS-LRR)类抗病基因同源序列。HQRGA2编码氨基酸的同源性分析结果表明,其与南瓜抗病蛋白基因SQRGA-13氨基酸同源性较高,达到96.6%,与其余抗病基因同源性在16.6%~43.8%之间,NBS区域氨基酸系统进化树分析结果表明,HQRGA2可能是一个新的抗病基因片段。q RTPCR分析表明,黑籽南瓜HQRGA2片段的表达受尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)的胁迫诱导,表现出先扬后抑的表达模式,说明HQRGA2可能为抗病相关基因片段。黑籽南瓜中NBS类抗病基因同源序列HQRGA2的获得为分离克隆其完整抗病基因提供了新线索。     

菰黑粉菌MAPKK同源基因UeMkk1的全长克隆及表达

菰黑粉菌(Ustilago esculenta)是菰(Zizania latifolia)植株体内的内生真菌,其二型态转换与茭白孕茭密切相关,而丝裂原活化蛋白激酶(mitogen activated protein kinase,MAPK)途径在真菌二型态转换中具有重要调控作用.本研究利用酵母型及菌丝型菰黑粉菌的差异蛋白表达及转录组分析数据,克隆了菰黑粉菌中一个丝裂原活化蛋白激酶激酶(mitogen activated protein kinase kinase,MAPKK)基因UeMkk1(GenBank登录号:KR870332).该基因cDNA序列全长2 204 bp,开放阅读框2 043 bp.与模式菌酵母的MAPK途径蛋白进行聚类分析表明,UeMkk1属于MAPKK蛋白,NCBI中Blast比对结果及进一步的系统发育分析表明,UeMkk1与黑粉菌属真菌的Mkk1同源性较高,其中与大麦坚黑穗病菌(Ustilago hordei)的MKK1一致性达到84％,其丝/苏氨酸双特异性蛋白激酶催化结构域在不同真菌中高度保守.同时,本研究通过大肠杆菌(Escherichia coli)原核表达系统成功表达并从蛋白裂解上清液中纯化得到了纯度较高的UeMkk1蛋白.另外,对不同碳源诱导后菰黑粉菌的生长特征观察及UeMkk1的表达分析表明,蔗糖能诱导菰黑粉菌菌丝的形成及生长,UeMkk1的表达量在菌丝生长后期下调表达;PDA、葡萄糖及麦芽糖培养基中菰黑粉菌保持酵母型生长,UeMkk1呈周期性上调表达.以上研究工作为进一步开展UeMkk1基因的功能研究,阐明其在菰黑粉菌二型态转换及茭白孕茭中的作用提供了基础材料.     

番茄中一个LSm1蛋白同源基因LeLSm1的克隆及表达分析

从番茄品种超级大明星中克隆LSm1蛋白同源基因LeLSm1。LeLSm1基因全长cDNA共有1 038个核苷酸,包含一个387个核苷酸的编码区,以及318个核苷酸的5′非编码区和333个核苷酸的3′非编码区,编码一个含128个氨基酸的蛋白质,分子质量为14.5 ku,等电点为4.94。LeLSm1编码的氨基酸序列包含LSm1蛋白的保守功能域,与截形苜蓿、拟南芥和水稻等植物的类似LSm蛋白具有高度的同源性,在氨基酸水平上的一致性依次为82.8%、82.0%和72.1%。用PCR方法克隆了LeLSm1基因,其全长转录区共4 751 bp,其中包含5个外显子和4个内含子。Southern杂交结果显示,LeLSm1是单拷贝基因。半定量RT-PCR分析表明,LeLSm1在番茄五叶期和结果期的根、茎、叶以及花和果实中均有表达,且表达量无明显差异,是一个组成型表达基因。     

芸薹属植物非编码RNA BcMF11基因同源序列的克隆及进化分析

芸薹属植物资源丰富,具有重要的经济价值,但其亲缘进化关系较复杂.非编码RNA是一类在生物体内广泛存在的,没有明确的开放阅读框,但能够在生活活动中行使多种调节功能的特殊基因(Storz,2002).     

黄瓜生长素受体同源基因的克隆、序列特征及表达模式分析

为了解生长素受体及其信号通路在黄瓜(Cucumis sativus L.)中的调控机制和生物学功能,寻找提高产量的新途径并指导农业生产,我们以拟南芥(Aabidopsis)生长素受体家族AtTIR1/AFBs基因序列为参照进行比对,从黄瓜全基因组数据库中筛选出2条具有很高同源性的基因序列,分别命名为Cs TIR和CsAFB.克隆和测定了这2个基因的cDNA序列,构建了过表达载体,拟在黄瓜中开展反向遗传学研究.基因序列提交至GenBank并得到收录,其中CsTIR的登录号KC414935.1,CsAFB登录号KC414934.1.采用生物信息学方法对CsTIR和CsAFB蛋白的基本理化性质、功能结构域进行初步预测,对其在物种间的保守性进行进化分析,推测它们可能是黄瓜的生长素受体.采用semi-q RT-PCR分析了这两个基因的时空表达模式,发现10d黄瓜幼苗中CsAFB基因的表达量在根和叶中比在茎中高,CsTIR基因在茎中几乎检测不到表达;70d成年黄瓜各组织都有CsTIR和CsAFB表达,无明显组织特异性.本研究为寻找黄瓜生长素受体提供了实验依据,为进一步研究生长素信号通路在黄瓜中的功能及调控机理提供了基础资料.     

小麦膨胀素基因TaEXPB8部分同源cDNA序列的克隆、定位及表达分析

膨胀素（expansin）是植物生长发育过程中诱导细胞壁松弛和伸展的重要蛋白。分别采用RACE方法,克隆了小麦（Triticum aestivum）TaEXPB8的4个部分同源基因的全长cDNA,其长度分别为1180、1169、1150和1135bp,依次命名为TaEXPB8-1、TaEXPB8-2、TaEXPB8-3和TaEXPB8-4。研究发现,这些基因的启动子区域均含有预测的生长素顺式作用元件。定位结果显示,TaEXPB8-1的位置无法确定,TaEXPB8-2和TaEXPB8-3定位到同一染色体上的相邻区域,即Bin6AS（0.35～1.00）区域,TaEXPB8-4位于Bin6DS（0.99～1.00）区域。在水稻（Oryza.sativa L.）、玉米（Zeamays L.）和拟南芥（Arabidopsis）基因组的同线性区域也存在膨胀素基因的串联重复,说明TaEXPB8-2和TaEXPB8-3可能为同一基因的两个拷贝,并在双子叶和单子叶植物分化之前已经形成。表达分析结果表明,TaEXPB8基因在小麦初生根的伸长区表达丰度最高,且受外源高浓度生长素处理的抑制,推测其可能在小麦根中起重要作用。     

一个与拟南芥RNA病毒寄主因子同源的水稻基因OsTOM3的克隆与序列分析

从水稻品种桂99中克隆了参与烟草花叶病毒的复制的拟南芥A tTOM 3的同源基因O sTOM 3。该基因全长cDNA共有1 3 0 0个核苷酸,包含一个含8 8 5个核苷酸的编码区、1 7 7个核苷酸的5′非编码区和239个核苷酸的3′非编码区,编码一个含294个氨基酸的蛋白质,分子质量为34.0 ku,等电点为9.51。O sTOM 3的氨基酸序列包含多个高疏水性区域,推测是一种8次跨膜蛋白。O sTOM 3与A tTOM 3的同源性为74.9%。用PCR的方法克隆了O sTOM 3基因的全长转录区,共3 885 bp,包含11个外显子和10个内含子。     

基于STK激酶保守结构域克隆香蕉R基因和RLKs同源序列*

利用抗病候选基因（Candidate resistant gene analogs,RGAs）克隆法是获得香蕉RGAs的一条简捷而有效的途径,该法已从14种植物中获得了RGAs,发现的大多数R基因都是受体样蛋白激酶（receptor-like protein kinase,RLKs）,并具有丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶（serine/threonine protein kinase,STK）结构域（Feuillet et al.,2001,）.本研究利用STK类R基因的STK蛋白激酶保守结构域合成简并引物,扩增香蕉主栽品巴西香蕉基因组DNA,获得RGAs同源序列和STK蛋白激酶家族基因同源序列,对于研究香蕉STK类R基因的起源和进化,利用分子标记辅助育种以及香蕉抗病信号传导机制研究和R基因的克隆将提供重要的背景.     

石榴PAL基因的克隆与表达分析

为探究石榴PAL基因的功能及表达特性,解析石榴呈色和褐变机理,以石榴品种泰山红和泰山三白甜为试材,利用RT-PCR和RACE技术克隆PAL基因全长,分析其在不同发育期的表达情况。结果表明,从泰山红果皮c DNA中克隆得到石榴PAL基因(Gen Bank登录号为KY094504)。PAL基因ORF序列长2 205 bp,编码734个氨基酸,含有典型的苯丙氨酸和组氨酸解氨酶保守结构域、PLN02457结合位点和PLN02457超家族保守结构域;石榴PAL编码蛋白的预测分子质量为79 693.87 Da,为稳定蛋白和亲水性蛋白,存在丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸3个磷酸化位点,二级结构中含有丰富的α-螺旋(47.55%)和无规则卷曲(30.52%);实时荧光定量PCR分析表明,泰山红和泰山三白甜果实发育过程中,PAL表达水平呈先降低后升高的变化趋势,泰山红果实发育各时期果皮中PAL表达水平均高于泰山三白甜;2个品种发育期果皮褐变度逐渐降低,且泰山三白甜褐变度明显高于泰山红;泰山红果实发育期果皮花青苷含量逐渐升高,泰山三白甜变化较平缓,且泰山红花青苷含量明显高于泰山三白甜。2个品种PAL基因表达量与褐变度呈显著正相关,泰山红PAL基因表达量与花青苷含量呈极显著负相关。本研究结果为揭示石榴果实呈色和褐变机理提供了理论依据。