桑树ASR基因的克隆及表达特征分析

ASR(ABA-stress-ripening)基因家族广泛参与植物对逆境胁迫的响应过程,并对植物的生长发育及果实成熟等起着重要调控作用。根据川桑(Morus notabilis)基因组数据库中的ASR基因序列设计引物,在杂交桑品种桂桑优62的幼苗中克隆得到一个ASR基因,命名为Ma ASR(Gen Bank登录号:KP636800.1)。Ma ASR编码区全长399 bp,编码132个氨基酸,蛋白质等电点5.20,分子质量32.18 k D。以果叶兼用多倍体桑品种嘉陵40号不同发育成熟期的桑椹为材料,通过实时荧光定量PCR分析显示Ma ASR在果实成熟发育早期的表达量较高,在后期的表达量较低。以桂桑优62幼苗为材料进行实时荧光定量PCR分析的结果表明:Ma ASR在茎和叶中的表达量较高,在根部的表达量最低;幼苗经脱落酸(ABA)、甘露醇处理后根部的Ma ASR表达水平上调,经钨酸钠处理抑制了Ma ASR在根和叶中的表达,经蔗糖与葡萄糖处理使Ma ASR在根和叶中的表达水平上调。推测Ma ASR基因参与桑树果实发育和成熟的调控以及幼苗的生长发育,而且能够响应ABA和甘露醇以及糖类等非生物因子的诱导。     

西伯利亚白刺肌动蛋白基因的分离与特性分析

利用兼并PCR及RACE技术克隆了西伯利亚白刺的肌动蛋白基因(Nitraria sibirica Actin, NsAct),并对其基因结构和表达特性进行了分析。所克隆的NsAct cDNA全长序列为1 831 bp,包含1 134 bp的开放阅读框,编码377个氨基酸;基因组DNA全长序列为2 913 bp,包含5个外显子和4个内含子。系统进化分析结果显示,NsAct与其他植物的肌动蛋白基因具有较高的同源性,与芒果(无患子目)亲缘关系最为接近。基因表达特性分析的结果显示,该基因在根、茎、叶中的表达量基本一致;在干旱、盐、低温及外源脱落酸胁迫下,表达量无明显变化,这些结果验证了该基因作为分子内标的可靠性。     

柠条GDP-甘露糖-3',5'-异构酶基因的克隆、序列分析及其植物表达载体的构建

L-抗坏血酸是一种抗氧化剂,能够保护植物免受活性氧的伤害,GDP-甘露糖-3',5'-异构酶基因(GME)是L-抗坏血酸合成途径中的关键基因.根据其他植物GME的氨基酸保守序列设计简并引物,通过RT-PCR结合RACE扩增技术,从柠条叶片中克隆了1个编码GME的基因,命名为CkGME,Genebank登录号为FJ603689.基因全长1604bp.开放阅读框1134bp,编码377个氨基酸,氨基酸同源性比对分析表明,该基因编码的氨基酸与其他植物GME基因具有较高的同源性.进化树分析表明,该基因编码的氨基酸序列与豆科植物大豆和截型苜蓿的亲缘关系最近,与十字花科植物拟南芥的亲缘关系次之,与禾本科植物水稻和玉米的亲缘关系较远.利用4℃和GA3处理不同时间的柠条植株进行半定量RT-PCR分析结果表明,该基因在4℃处理不同时间后表达量没有明显变化,在GA3处理不同时间后表达量显著下降.利用pCAMBIA-1300质粒构建含35S启动子的正义表达载体,酶切图谱和PCR检测结果证明该表达载体构建成功.     

隆林山羊肌细胞生成素基因的序列分析与结构预测

为了丰富优良地方品种隆林山羊的肌细胞生成素(myogenin,MyoG)基因遗传学基础信息,并探究其序列结构及其对山羊肌肉的发育分化调控机理。本研究设计1对特异性引物,采用PCR和克隆技术成功获得隆林山羊MyoG基因2419 bp长的DNA序列。结果表明,该基因包括3个外显子、2个内含子、部分5'UTR和3'UTR区,编码区DNA序列长675 bp,共编码224个氨基酸,该氨基酸序列无信号肽序列和跨膜结构。经同源性分析可知,隆林山羊MyoG编码区核苷酸序列及其编码的氨基酸序列与其他物种比对结果和氨基酸系统进化树的聚类结果相符,均显示隆林山羊与哺乳动物中的绵羊、牛和野猪的亲缘关系最近,氨基酸同源性达到95%以上。因此隆林山羊MyoG基因在哺乳动物中具有较高的保守性,而MyoG基因的克隆、序列分析和结构预测将为今后该基因的表达与调控、肉质改良、山羊开发利用等研究提供了更充分的分子生物学基础信息和理论依据。     

乌苏里貉TLR8基因的分子克隆、序列分析及组织表达分析

为了解乌苏里貉TLR8基因特点及其在不同组织中的表达水平,本研究利用RT-PCR和RACE技术克隆其c DNA全长序列,应用生物学软件分析该基因及预测其编码蛋白的特征,并对该基因在乌苏里貉不同组织中的表达水平进行检测。结果显示该基因全长3 191 bp,ORF全长3 117 bp,编码1 038 aa,含有Toll-like受体家族典型的结构域特征。同源性分析显示乌苏里貉TLR8基因核苷酸序列与犬同源性最高,达99.3%,与其他食肉目哺乳动物也具有较高的同源性,在89.2%~92.9%。组织表达分析显示TLR8基因在乌苏里貉各组织中广泛表达但表达量存在差异。本研究结果为进一步研究乌苏里貉抗病毒免疫及育种相关研究奠定了基础。     

香蕉MaUFGT1基因克隆及表达分析

从香蕉果肉中克隆得到了一个类黄酮-3-O-葡糖基转移酶基因UFGT1基因全长,利用生物信息学方法分析了该基因的基本理化性质、蛋白二级结构、亚细胞定位、亲疏水性、信号肽、跨膜区、磷酸化位点、基因结构、保守结构域、系统进化关系,并对该基因的时空表达模式及香蕉果实不同发育阶段进行了表达分析。结果表明：UFGT1基因长1380bp,编码459个氨基酸的蛋白质;该蛋白为疏水性蛋白,亚细胞定位在叶绿体,蛋白无跨膜结构,不存在信号肽;MaUFGT1在不同组织中均有表达,但表达丰度存在差异;MaUFGT1在‘巴西’和‘香粉1号’两个不同品种中,随着果实成熟,其表达量逐渐上升,后期‘香粉1号’明显高于‘巴西’。这些结果表明,MaUFGT1可能参与了香蕉果肉黄酮类物质的合成,为进一步研究MaUFGT基因的功能奠定了基础。     

马鹿Zfx/Zfy基因的克隆及序列分析

根据GenBank中公布的牛Zfx/Zfy基因的mRNA序列,设计特异性引物,对马鹿Zfx/Zfy基因进行扩增,并对该序列进行分析。结果表明,克隆得到马鹿Zfx基因序列长为2 115 bp,GenBank登录号为KP257294.1,编码696个氨基酸;Zfy基因序列长为2 406 bp,GenBank登录号为KU041539,编码801个氨基酸。依据Zfx/Zfy基因氨基酸序列构建进化树,分析表明,马鹿Zfx基因与人的亲缘关系较近,与聚为一类的野牛、藏羚羊、虎、家猫、家牛、家犬、绵羊的亲缘关系稍远;Zfy基因与家牛、野牛、藏羚羊、绵羊的亲缘关系较近,与其他动物及人的亲缘关系较远。本研究首次克隆了马鹿Zfx/Zfy基因,为研究该基因蛋白质的结构和功能奠定了基础。     

广西隆林山羊MyoG基因的序列分析与结构预测

为了丰富优良地方品种隆林山羊的MyoG基因遗传学基础信息,并探究其序列结构及其对山羊肌肉的发育分化调控机理,设计1对特异性引物,采用PCR和克隆技术成功获得隆林山羊MyoG基因2419bp长的DNA序列,其包括3个外显子,2个内含子和部分5'UTR和3'UTR区,编码区DNA序列长675bp,共编码224个氨基酸.结构预测分析表明,MyoG所编码的氨基酸序列无信号肽序列和不存在跨膜结构.隆林山羊MyoG编码区核苷酸序列及其编码的氨基酸序列与其他物种比对结果和氨基酸系统进化树的聚类结果相符,均证明隆林山羊与哺乳动物中的绵羊、牛和野猪的亲缘关系最近.隆林山羊MyoG基因的克隆、序列分析和结构预测为今后该基因的表达与调控、肉质改良、山羊开发利用等的研究提供了更充分的分子生物学基础信息和理论依据.     

海兰褐蛋鸡ZP3基因结构及其在卵泡中表达规律分析

旨在探讨ZP3基因在海兰褐蛋鸡中的表达特性，为后期研究ZP3基因在蛋鸡卵泡发育中的作用提供理论支撑。本研究以产蛋期50周龄（50 W）海兰褐蛋鸡为试验对象，利用RACE技术克隆ZP3基因全长，并对编码区进行生物信息学分析。选择健康、体重相近的海兰褐蛋鸡6只，分别取心、肝、肺、肾、卵巢、胸肌、腿肌和不同等级卵泡构建表达谱。卵巢颗粒细胞经不同浓度（PBS、5 ng·mL^-1、10 ng·mL^-1、20 ng·mL^-1）促卵泡素（follicle-stimulating hormone，FSH）处理后，提取总RNA，采用实时荧光定量检测ZP3基因在各个样品的表达水平。结果表明，鸡ZP3基因全长1 415 bp，其中编码区1 341 bp，共编码446个氨基酸，位于10号染色体上，包含9个外显子；其亲缘关系与猪最远；跨膜结构预测表示，其含有一个跨膜结构域和一个信号肽区域；对其亲疏水性进行分析，预测该蛋白为弱的疏水性蛋白，蛋白质结构主要由无规则卷曲构成。组织表达谱显示，ZP3基因在鸡的卵巢中相对表达量最高。各等级卵泡ZP3表达分析显示，随着卵泡发育，ZP3基因在成熟卵泡（F1）颗粒细胞层表达量最高；在使用FSH处理等级颗粒细胞后，发现ZP3表达量显著上调（P<0.05），暗示ZP3基因在颗粒细胞中受到FSH激素调节。本试验对ZP3基因的结构进行了分析并预测该基因存在跨膜结构和信号肽区域。基因表达谱分析结果显示，ZP3基因在卵泡发育过程中表达量逐渐升高且主要在颗粒细胞中表达，可能受到FSH的调节作用，因此预测，ZP3基因可能与海兰褐蛋鸡繁殖功能相关。     

梅山猪UBE2b基因的克隆及组织表达特征的研究

UBE2b基因编码的泛素结合酶参与的泛素-蛋白酶通路(UPP)在哺乳动物精子发生中起着重要作用。本研究根据相关ESTs拼接的序列采用PCR扩增鉴定的方法获得梅山猪UBE2b基因cDNA全序列,对其序列进行生物信息学分析,利用半定量RT-PCR的方法研究150日龄梅山公猪UBE2b基因的组织表达特征和不同日龄(2、30、60、90、150日龄)公猪睾丸的表达规律。结果表明:梅山猪UBE2b基因cDNA全长1 329 bp,编码153个氨基酸,具有UBCc家族的保守结构域。该基因编码氨基酸序列在不同物种间具有较高的保守性,根据编码氨基酸序列构建的分子进化树显示猪与牛的亲缘关系最近,与斑马鱼的关系最远。UBE2b基因在梅山公猪各组织中广泛表达,其中睾丸为高丰度表达。该基因在梅山猪睾丸中的表达随日龄增加呈显著上升趋势,与睾丸发育显著相关(r=0.82,P<0.01),推测UBE2b可能在梅山猪精子发育和性发育中起重要作用。     

日本结缕草ZjTCP20基因生物信息学及表达模式分析

TCP是高等植物所特有的一类转录因子，参与调控植物的生长发育、衰老及逆境应答等多个生物学过程。本研究从日本结缕草(Zoysia japonica)中克隆出ZjTCP20基因，并对该基因进行生物信息学分析、自激活检测、表达模式分析等来探究该基因特性。ZjTCP20基因完整编码区为624 bp,编码208个氨基酸。ZjTCP20蛋白无信号肽，具有疏水性，系统发育进化树结果显示其与玉米(Zea mays)ZmTCP20亲缘关系最近。亚细胞定位显示该蛋白定位于叶绿体、细胞质和细胞核上。ZjTCP20基因表达模式结果显示，该基因在幼嫩叶片中大量表达，随植物发育表达量逐渐减少，但茉莉酸甲酯(MeJA)等3个激素对基因的表达量没有显著影响。酵母自激活试验显示ZjTCP20具备自激活活性。本研究为进一步研究ZjTCP20基因提供了科学依据。     

波尔山羊MyoG基因的鉴定和序列分析

为了探明山羊MyoG基因的序列结构及其对肌肉的分化调控机制,用PCR产物直接测序的方法获得了波尔山羊MyoG基因2 363 bp长的DNA序列,并对该序列进行了分析.结果表明,波尔山羊MyoG基凶包括3个外显子、2个内含子及部分5'UTR(74 bp)和3'UTR(260 bp)区,编码序列长675 bp,共编码224个氨基酸.结构分析表明,该序列所编码的肽链没有信号肽,第1～138个氨基睃为波尔山羊MyoG基因的bHLH结构域.通过比对分析波尔山羊与已知的GenBank中的人类及其它物种MyoG基因发现,该基因编码区核苷酸以及推测的氨基酸同源性和物种间的亲缘关系相一致,无根系统进化树的聚类结果与这些物种本身的生理特性以及传统分类学中已知的生物分类结果相一致.波尔山羊MyoG基因的鉴定及序列分析为山羊肌肉发育调控的机理以及肉质改良等的研究提供了很好的生物学基础信息.     

东方蜜蜂卵黄原蛋白基因cDNA克隆及其基本生物信息学特征

卵黄原蛋白(vitellogenin,Vg)基因在蜜蜂的卵巢发育、胚胎营养、劳动分工、行为调控、气候适应、寿命延长等方面起着重要作用,但东方蜜蜂中该基因的基础数据却鲜有报道。本研究对东方蜜蜂Vg基因的cDNA全长序列进行了克隆、测序和基本的生物信息学分析,结果表明:东方蜜蜂Vg基因cDNA全长序列为5313bp,提交到Gen Bank的登录号为KP119837,该基因共编码1770个氨基酸,其cDNA和所编码的氨基酸序列与意大利蜜蜂的同源性分别为93%和89%,其保守区序列占全序列的63%。基于Vg基因对蜜蜂属内序列已知的4种蜜蜂构建的系统发育树显示:东方蜜蜂与意大利蜜蜂的亲缘关系最近,与大蜜蜂的亲缘关系稍远,与小蜜蜂的亲缘关系最远。本论文为进一步研究东方蜜蜂Vg基因的功能奠定了基础。     

中华蜜蜂铜锌超氧化物歧化酶基因的克隆、序列分析及表达特征

本试验旨在克隆中华蜜蜂铜锌超氧化物歧化酶(SOD1)基因,探究中华蜜蜂SOD1基因的表达特性.利用巢式PCR技术扩增、克隆及分析中华蜜蜂SOD1基因,采用实时定量PCR检测不同发育时期(3和6日龄幼虫、l和4日龄蛹以及1和7日龄成蜂)、不同部位(成蜂的头、胸和腹)SOD1基因的表达量,探究中华蜜蜂SOD1基因的表达特性.结果显示:克隆获得中华蜜蜂SOD1基因的cDNA全长序列,其cDNA全长631bp(GenBank登录号JN700517),编码152个氨基酸,预测蛋白质分子质量为15.65 ku,等电点为6.21,经氨基酸序列比对,与意大利蜜蜂有99％的相似性,与其他典型的昆虫(如果蝇、冈比亚按蚊、斜纹夜蛾,家蚕、熊蜂)也有67％ ～85％的相似性;中华蜜蜂SOD1基因在不同发育时期和部位中均有表达特异性,在6日龄幼虫表达量达到峰值,而在4日龄蛹中最低;头部与腹部表达量显著高于胸部(P＜0.05).本研究成功克隆获得中华蜜蜂SOD1基因,其cDNA全长631 bp,编码152个氨基酸.该基因在中华蜜蜂整个发育时期均有表达,而且不同发育时期以及不同部位的表达量不同.     

桑树Ca~(2+)/H~+反向转运体基因MCAX-1的克隆及序列与表达分析

植物体内的Ca2+/H+反向转运体在Ca2+介导的营养和信号转导中发挥着重要作用。选择桑树幼叶cDNA文库中功能注释为Ca2+/H+反向转运体基因(CAX)的一条EST序列设计引物,通过cDNA末端快速扩增(RACE)与反转录PCR(RT-PCR)在桑品种育71-1的幼叶中克隆获得该基因的全长cDNA序列,命名为MCAX-1(GenBank登录号:JN716318)。序列分析显示:MCAX-1全长1 784 bp,包括197 bp的5'端非翻译序列和243 bp的3'端非翻译序列,含有一个1 344 bp的完整ORF,编码447个氨基酸残基,预测蛋白质分子质量为47.93 kD,等电点为5.67。构建的桑树和其它植物基于CAX蛋白氨基酸序列的系统进化树显示:桑树与盐地碱蓬(Suaeda salsa)、毛果杨(Populus trichocarpa)、蓖麻(Ricinus communis)等有较近的亲缘关系。半定量RT-PCR分析表明:MCAX-1在桑树幼芽、嫩叶、根和幼花中的表达量较高,在韧皮部、木质部和成熟果实中的表达量较低;MCAX-1在低温胁迫下的表达量减少,-1℃时几乎无表达,在干旱胁迫下的表达量随着胁迫时间延长逐渐达到最大值之后又迅速降低,在盐分胁迫初期的表达量无变化,但胁迫18 d时表达量明显降低。初步推测MCAX-1与桑树的抗逆性能有一定关联。     

鹅TTGGFFBBRRAAPP1基因克隆与表达分析

为探讨TGFBRAP1在不同等级卵泡和不同就巢时期卵泡中的表达规律,通过RT-PCR、RACE技术克隆TGFBRAP1基因mRNA序列,并用RT-qPCR检测浙东白鹅不同等级卵泡以及不同就巢时期卵泡的TGFBRAP1表达。结果显示:TGFBRAP1 mRNA序列长为3 870 bp,其中包括45 bp的5′UTR和1 236 bp的3′UTR和2 589 bp的开放阅读框(Open reading frame,ORF),共编码862个氨基酸;RT-qPCR检测结果显示,等级卵泡中TGFBRAP1表达量均显著高于等级前卵泡(P0.05),但均低于卵巢组织表达量,同时还发现产蛋期TGFBRAP1表达量显著高于就巢期(P0.05)。研究表明,TGFBRAP1基因与鹅生殖调控密切相关,不仅参与了鹅卵泡发育,而且参与鹅产蛋/就巢发生。     

鸭Mef2bnb基因的克隆及其mRNA丰度在肌肉组织中的发育性表达变化

旨在克隆鸭肌肉增强因子2b邻居基因(Myocyte enhancer factor 2Bneighbor,Mef2bnb)的cDNA全序列,并对其进行分析,研究该基因在肌肉组织中的发育性表达规律。利用RACE技术从鸭腿肌中克隆出Mef2bnb的全长cDNA序列,应用Q-PCR技术检测了自鸭胚胎10d至出壳1周肌肉组织中Mef2bnb基因的发育性表达。结果显示:该序列全长935bp,包括5′非编码区(5′UTR)51bp和3′非编码区(3′UTR)518bp,完全开放阅读框(ORF)366bp,可编码121个氨基酸残基,结构分析表明,该肽链没有信号肽,第1～117号氨基酸为鸭Mef2bnb基因与其它动物高度保守的NEP结构域;Mef2bnb基因在胸肌、腿肌和心脏3种肌肉组织中不同阶段均有不同程度的表达,而其在胸肌中的表达量均高于同时期在腿肌中的表达量,推测鸭Mef2bnb基因可能具有促进Ⅱ型纤维形成的功能,另外该基因在心脏的高表达表明其可能与心脏的发育有关。本研究结果将为进一步研究鸭Mef2bnb结构及其在肌肉组织中的作用奠定基础。     

鹅MLPH基因分子克隆、组织表达及SNP检测

研究采用RT-PCR和克隆的方法获得鹅黑素亲和素(MLPH)基因的cDNA和基因组DNA序列,采用半定量RT-PCR的方法检测MLPH基因在鹅组织中的表达,并利用DNA池的方法扫描MLPH基因的多态位点。结果显示:鹅MLPH基因cDNA长2 147 bp(GenBank登录号:KU904428),包括17 bp的5′非翻译区、1 992 bp的开放阅读框和138 bp的3′非翻译区。生物信息学分析表明,鹅MLPH基因开放阅读框编码663个氨基酸残基,其分子量为74.62 ku,理论等电点为5.94。推导的MLPH氨基酸序列具有4个卷曲螺旋结构、1个锌指结构域和1个RAB结合域。鹅MLPH基因组DNA长20 540 bp(GenBank登录号:KU904431),按照"GT-AG"剪接法则,划分为16个外显子和15个内含子。进化树结果分析表明,鹅MLPH与家禽有密切的亲缘关系,特别是与绿头鸭的亲缘关系密切。半定量RT-PCR结果表明,鹅MLPH mRNA在不同的色素沉着组织中表达,如眼睛、背部皮肤、腹部皮肤和脚蹼,而在其他组织中未检测到表达。同时,鹅MLPH基因在外显子11上存在2个碱基突变(c.1506CT、c.1542AG),且分别导致编码的氨基酸改变(p.497ProSer、p.509LysGlu)。该研究结果为鹅MLPH基因的研究奠定基础,为鹅羽毛颜色形成的研究提供参考。     

白羊草NAC转录因子基因的克隆及表达分析

NAC转录因子是植物特有的转录因子并在植物的生长发育过程中发挥重要的作用,根据其他植物NAC转录因子基因的氨基酸保守序列设计简并引物,通过RT-PCR和RACE技术从白羊草(Bothriochloa ischaemum)中获得了全长cDNA,命名为BiNAC.序列分析表明,该cDNA片段全长为1549 bp,开放阅读框1125 bp,编码374个氨基酸,具有典型的NAC类蛋白的结构特征.进化树分析表明,该蛋白属于ATAF亚族,与高粱(Sorghum bi-color)亲缘关系最近,同源性达到94％.Real-time PCR检测结果表明,BiNAC基因在茎中的表达量最高,根中表达量最少,并且受NaC1胁迫表达上调.同时成功构建了植物表达载体pBI121-BiNAC-GUS,为进一步开展NAC基因的功能研究创造了条件.     

胞质型磷脂酶A2基因克隆及其表达量随大黄鱼仔稚鱼生长发育的变化

利用同源克隆技术和cDNA末端快速扩增(RACE)技术克隆大黄鱼胞质型磷脂酶A2(cPLA2)基因的cDNA全长.此外,应用实时定量PCR法检测不同日龄大黄鱼仔稚鱼cPLA2基因的表达量.序列分析结果表明:cPLA2基因全长2 550 bp(GenBank登录号:KF006240.1),其中5'端非编码区176 bp,开放阅读框2 169 bp,3'端非编码区205 bp,共编码723个氨基酸.系统进化树分析结果表明:克隆所得大黄鱼cPLA2基因与其他鱼类的cPLA2基因亲缘关系较近,与哺乳动物的亲缘关系较远.定量检测结果表明:大黄鱼仔稚鱼cPLA2基因的表达量随日龄的增加为先显著升高(1、3、7日龄vs.15日龄,P＜0.05),在15日龄时达到最高值,随后显著下降(15日龄vs.19日龄,P＜0.05),之后趋于平稳.由此可知,大黄鱼从仔稚鱼到幼鱼早期的变形过程中,磷脂分解代谢的关键酶cPLA2基因的表达量呈现有规律的变化,这可能对机体保持体内磷脂的动态平衡、维护细胞膜的流动性具有重要的意义.大黄鱼仔稚鱼cPLA2基因表达量的变化趋势在一定程度上可以衡量大黄鱼消化系统的发育情况.