割手密铜锌超氧化物歧化酶基因(SsSOD-1a)的克隆与分析

本文以高粱超氧化物歧化酶基因(NCBI登录号为XM 002445626.1)c DNA序列为探针,对甘蔗EST数据库进行同源检索、筛选和拼接,通过分子克隆和序列分析验证,获得了1个割手密铜锌超氧化物歧化酶基因全长c DNA序列(Ss SOD-1a,Gene Bank登录号为KJ002571)。序列全长703 bp,由624 bp的开放读码框,36 bp的5’非翻译区和43 bp的3’非翻译区组成,编码207个氨基酸。氨基酸保守结构域分析表明,该蛋白序列具有铜锌超氧化物歧化酶保守结构域,属于SOD家族。氨基酸同源性分析发现,割手密Ss SOD-1a蛋白序列与鹰嘴豆、高粱、玉米等物种同源关系较近。     

割手密GST基因家族的分析及其对阿特拉津的响应

从全基因组的角度分析了割手密谷胱苷肽-S-转移酶(GST)基因家族成员的特征,共鉴定出129个GST。通过对割手密GST蛋白的系统发育分析,发现这些GST可以划分为4个亚家族,且每个亚家族内的蛋白排列紧凑,说明同亚族内部基因进化关系均比较亲近。此外,对在阿特拉津处理下GST基因家族中10个F亚族基因的表达水平进行检测,结果表明,根中的SpGSTF1、SpGSTF9、SpGSTF14、SpGSTF16、SpGSTF18、SpGSTF31在阿特拉津胁迫下表达显著上调,推测这6个基因可能在响应阿特拉津胁迫的过程中起重要作用。研究结果有助于揭示割手密GST家族的进化和功能演替,并对进一步了解割手密GST对阿特拉津的解毒响应机制提供理论参考,同时也为培养抗除草剂甘蔗品种提供基因资源。     

高羊茅FaGST1基因克隆、亚细胞定位及表达分析

[目的]克隆高羊茅谷胱甘肽-S-转移酶(GST)基因FaGST1,并进行亚细胞定位及表达分析,为深入研究该基因的抗逆分子调控提供理论依据.[方法]采用RT-PCR和RACE从高羊茅黔草1号中克隆FaGST1基因,对其进行生物信息学分析,构建植物融合表达载体pCAMBIA1300-FaGST1-GFP,通过农杆菌介导转入烟草叶片表皮细胞,观察FaGST1基因亚细胞定位情况,并利用实时荧光定量PCR检测高盐、高温、干旱及低氮胁迫处理下高羊茅叶片中该基因的表达情况.[结果]克隆获得FaGST1基因cDNA全长序列为1003 bp,开放阅读框(ORF)为681 bp,编码227个氨基酸残基,其编码蛋白的分子量约25.60 kD,理论等电点(pI)为5.58,亲水指数平均值-0.342,不稳定系数32.96,为稳定的亲水蛋白,定位于细胞核.FaGST1蛋白二级结构中,α-螺旋占50.44%,β-转角占5.75%,无规则卷曲占30.54%,延伸链占13.27%.FaGST1蛋白的保守结构区域为含有G位点的N末端结构域和含有H位点的C末端结构域.FaGST1蛋白与黑麦草GST蛋白(AMY26594.1)的氨基酸序列相似性最高,为93%,其次是海滨雀稗GST蛋白(AMN87043.1),为91%,与玉米(ACG39365.1)和小米(KQK86785.1)GST蛋白氨基酸序列相似性均在80%以上,与系统发育进化树分析结果基本相符,即FaGST1蛋白与黑麦草、海滨雀稗、玉米和小米等禾本科植物GST蛋白亲缘关系较近.高羊茅FaGST1基因在干旱、高温、高盐胁迫和低氮胁迫处理下均出现抑制表达.[结论]FaGST1基因负向调控高羊茅逆境胁迫响应.     

玉米CCCH基因家族鉴定及分析

CCCH锌指蛋白与植物生物和非生物胁迫、生长发育及抗病性密切相关。以玉米为材料,应用在线工具与公共数据库,共鉴定出63个CCCH基因,命名为Zm CCCHs,进一步对玉米与水稻、拟南芥、小立碗藓的CCCH基因进行生物信息学分析。结果表明:玉米的CCCH家族基因在染色体上呈不均匀分布,蛋白质氨基酸序列长度在110～962 aa之间。Zm CCCHs基因具有相对保守的结构,即包含CCCH结构域、WD40结构域、C2H2结构域、C3HC4结构域,CCCH蛋白结构中含有2个α螺旋和4个β折叠结构域。进化树分析表明玉米CCCH蛋白与水稻CCCH蛋白序列具有较高的同源性。上述结果为深入研究该基因家族的功能与表达调控提供了参考信息。     

拟环纹豹蛛谷胱甘肽S-转移酶基因的克隆及表达分析

为研究拟环纹豹蛛谷胱甘肽S-转移酶(GST)基因碱基序列及其对镉胁迫的响应,本研究在转录组测序的基础上,通过RT-PCR克隆了拟环纹豹蛛的GST基因(PpGST),用生物信息学方法对其序列特征进行分析,并采用荧光定量PCR检测了镉胁迫下PpGST基因的相对表达量。结果表明,克隆获得的PpGST(GenBank登录号为KY454857)基因编码区长654 bp,可编码1个217个氨基酸的蛋白质,该蛋白质理论分子量为24 900,等电点为5.98,具有GST蛋白家族保守的N端结构域和C端结构域,与温室拟肥腹蛛(Parasteatoda tepidariorum)GST蛋白Delta型有较高的相似性(65%)。荧光定量PCR分析结果显示,镉胁迫下PpGST基因的表达量显著增加(P0.05),暗示其在抵御镉胁迫中可能发挥了重要作用。     

一个橡胶树谷胱甘肽-S-转移酶基因的克隆和表达特性分析

 【目的】从橡胶树中克隆Glutathione-S-transferase（GST）基因的cDNA和基因组DNA,进行序列、结构和系统进化分析,研究胁迫条件和激素处理下的表达谱。【方法】利用产排胶机理课题组构建的胶乳EST数据库,通过PCR技术克隆橡胶树GST基因的cDNA和基因组DNA;在线预测蛋白质保守功能域和亚细胞定位,构建系统进化树,利用实时荧光定量PCR分析割胶、伤害、低温、激素和死皮病等因素对该基因表达的影响。【结果】从橡胶树胶乳中克隆到1个GST基因的全长cDNA（793 bp）,编码25.4 kD（219aa）蛋白,命名为HbGSTU1;克隆了HbGSTU1的基因组DNA（1 313 bp）,包含1个内含子（520 bp）和2个外显子。HbGSTU1属于GST Tau家族,推测是一种无信号肽的细胞质蛋白,其N端结构域包含结合GSH的G位点,C端结构域包含特异结合底物的H位点;HbGSTU1与一个蓖麻GST蛋白的亲缘关系最近,氨基酸序列的一致性为85%;HbGSTU1的表达受割胶、伤害、低温、2,4-D、乙烯利和死皮病等因素调控,但对JA、SA和ABA处理的应答不明显。【结论】HbGSTU1是一个典型的GST Tau家族蛋白,可能在橡胶树抗逆过程中起作用,可作为橡胶树抗逆分子育种的靶标基因。     

玉米Na~+/H~+逆向转运蛋白基因ZmSOS1的克隆与鉴定

[目的]克隆玉米Na^＋／H^＋逆向转运蛋白基因,为研究此类基因在玉米非生物胁迫抗性机制中的功能奠定基础。[方法]采用电子克隆、RT—PCR、生物信息学方法,从玉米基因组中克隆1个质膜型Na^＋／H^＋逆向转运蛋白基因,并鉴定该基因编码产物的跨膜结构预测以及在盐胁迫下的表达模式等信息。[结果]利用电子克隆方法,从玉米中克隆出1个质膜型Na^＋／H^＋逆向转运蛋白基因ZmSOS1;Zm-SOS1基因的开放阅读框长3411bp,编码1136个氨基酸;序列分析表明,ZmSOS1蛋白与拟南芥和水稻同源物AtSOSl、OsSOS1的氨基酸序列一致性分别为61％和82％;RT—PCR分析表明,ZmSOS1基因的表达可以被盐胁迫诱导增强,表明其可能在玉米耐盐性上发挥功能。[结论]ZmSDS1是一个公认的质膜型Na^＋／A^＋逆向转运蛋白基因,并可能参与玉米的非生物胁迫反应。     

巴西橡胶树核糖体蛋白S6基因的克隆及生物信息学分析

核糖体蛋白S6是核糖体蛋白家族的重要成员,在核糖体中发挥重要作用。利用农业部橡胶生物学重点开放实验室获得的部分序列设计引物,采用3-′RACE技术从巴西橡胶树胶乳中获得一个核糖体蛋白S6基因的完整阅读框,该基因编码249个氨基酸的多肽,含有一个典型的真核生物核糖体蛋白S6结构域。在HbRPS6氨基酸序列中没有预测到跨膜区和信号肽,二级结构分析表明：HbRPS6属于混合型蛋白。对10个RPS6系统进化分析表明：巴西橡胶树的RPS6基因在进化上具有保守性,与植物类玉米的RPS5基因亲缘关系最近,而与动物和酵母的亲缘关系相对较远。该基因的克隆和生物信息学分析为深入研究其功能奠定了基础。     

羊草GST基因的克隆及序列分析

[目的]本研究旨在为盐碱环境下分析羊草耐受性分子机制提供理论基础。[方法]以羊草(Leymus chinensis)的EST(expressed sequence tags,ESTs)序列作为克隆的基础,采用能从低丰度转录本中快速克隆出cDNA的5’及3’末端的RACE技术,获得羊草GST基因(LcGST),并利用生物信息学软件对该基因进行分析。[结果]克隆获得基因全长为833 bp的LcGST基因序列,该基因存在645 bp的开放读码框,编码的蛋白为217个氨基酸构成的稳定弱酸性亲水蛋白,其分子量大小为24.78 kDa。羊草LcGST蛋白预测具有4个磷酸化修饰位点,不具有糖基化修饰位点。也不含有信号肽结构和跨膜结构域,但拥有两个典型的GST保守结构域。其二级结构和三级结构以α螺旋为主,伴以少量β折叠。进化关系中,羊草与二穗短柄草最近,次之为日本稻和小米,与菠萝和番茄是进化关系最远的。[结论]本研究发现的羊草GST蛋白的理化性质及对其功能结构域的分析有助于为GST基因应用于植物的耐盐碱优良性状的改良奠定基础。     

东乡野生稻RPS类候选抗病基因的克隆与分析

利用NBS保守结构域获得的探针及基于RecA文库富集方法的试剂盒筛选东乡野生稻液体pCAMBIA1301质粒文库,杂交筛选获得阳性克隆,在NCBI上进行BLASTN序列比对后,设计相关引物,扩增获得编码区,并利用生物信息学方法预测其编码蛋白序列,与已克隆的NBS-LRR类抗性基因建立进化树．结果分析表明,其预测蛋白除了部分氨基酸缺失及2个氨基酸不同外,与粳稻大部分序列一致,分子进化树表明其与粳稻、拟南芥RPS2基因的关系最近．