马铃薯晚疫病菌RxLR效应因子RD24基因克隆及其PVX表达载体构建与鉴定

马铃薯晚疫病病原菌致病疫霉菌(Phytophthora infestans)在侵入寄主细胞的同时分泌效应因子(Effector),该类蛋白在晚疫病致病过程中发挥着关键作用,是抑制植物免疫的重要因素。PITG_RD24是马铃薯晚疫病菌位于细胞核核的一个重要效应因子。为了快速鉴定效应因子RD24在马铃薯中瞬时表达的状况及抗性情况,构建效应子RD24的PVX表达载体是十分必要的。本研究利用PCR、酶切、分子克隆等生物学技术,将RD24片段连接插入至PVX（pGR106）载体中,然后用热击法将连接产物转化至大肠杆菌DH10B感受态细胞中。通过PCR筛选、质粒提取、测序比对,结果表明成功获得含有目的表达载体pGR106·RD24的质粒,可为下一步筛选马铃薯广谱抗病基因研究提供必备载体。     

紫花苜蓿G6PDH基因的克隆与超表达载体构建

为了研究G6PDH在紫花苜蓿抗低温胁迫中的作用,以‘青大1号’紫花苜蓿为材料,利用基因克隆、RACE技术获取‘青大1号’紫花苜蓿葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G6PDH)基因,并进行生物学信息分析和超表达载体的构建。结果显示,成功克隆了一个紫花苜蓿G6PDH基因,该基因c DNA全长2 260 bp,含有1个长度为1 752 bp的开放阅读框,编码583个氨基酸。MsG6PDH与鹰嘴豆、大豆、羽扇豆等序列一致性达到88%以上;在进化上,Ms G6PDH与同为豆科植物的绿豆、野大豆、大豆亲缘关系最近。经预测,Ms G6PDH蛋白二级结构中,α-螺旋占37.91%,β-折叠占5.66%,无规则卷曲占40.31%,并预测得到其三级结构。分析MsG6PDH编码的氨基酸序列得知,Ms G6PDH蛋白分子量为65.71 k D;理论等电点为8.25;不稳定系数为44.54,为不稳定蛋白,并且属于亲水性蛋白。此外,还同时成功构建了该基因的植物超表达载体pPZPY112-MsG6PDH。本研究将为明确G6PDH在紫花苜蓿响应低温的信号转导途径中的作用提供理论依据。     

枸杞LbCO基因的克隆与生物信息学分析

CONSTANS(CO)基因是高等植物叶片中光周期途径的关键成分,生物钟及光信号控制CO基因的表达。本研究以宁夏枸杞(Lycium barbarum L.)品种之一‘宁杞7号’叶片为实验材料,通过转录组测序结果筛选,利用RT-PCR技术扩增得到‘宁杞7号’的CO基因cDNA全长序列,命名为LbCO。利用生物信息学手段对所获得的序列进行结果及功能预测,结果显示:LbCO基因的cDNA序列全长1224 bp,编码407个氨基酸,分子质量为44.83 k D,理论等电点pI=5.58,不稳定指数为39.66,是一种稳定的非分泌蛋白。该蛋白亚细胞定位于细胞核,二级结构中无规则卷曲占比最高(54.48%),其次为α-螺旋(28.99%)。系统进化分析表明枸杞LbCO蛋白与其它物种的CO蛋白具有较高的同源性,其中与辣椒属CO蛋白亲缘关系最近。本研究为后续进一步探讨该基因编码的蛋白在调控枸杞花期研究方面提供理论参考。     

杉木蔗糖转运蛋白SUT基因的克隆和功能分析

蔗糖转运蛋白又称蔗糖-质子共转运蛋白,简称SUT(sucrose transporter)或者SUC(sucrose carriers),主要担负植物光合产物——蔗糖的跨膜运输与分配调控,在植物体内完成使蔗糖从“源”到“库”的运输。采用CTAB法提取杉木总RNA,通过RT-PCR得到cDNA,设计基因特异性引物,从1年生无性系杉木幼苗嫩叶中克隆SUT基因,并利用生物信息学方法分析SUT的基本结构、进化关系、理化性质。结果表明,在电泳图上总RNA的结构完整,28 S的亮度约为18 S的2倍;A260/A280为2.20,A260/A230为2.31;杉木SUT基因编码区全长为1 782 bp,共编码593个氨基酸,是具有SUT基因家族的典型12个跨膜区;通过系统进化树的分析发现,杉木SUT与无油樟SUT的亲缘性较高,SUT蛋白属于疏水性蛋白。     

木薯钾离子通道蛋白MeAKT1的基因克隆及转基因拟南芥构建

钾元素参与植物体多种重要的生理功能。AKT1作为钾离子(K+)通道中的重要组分,介导拟南芥根对钾离子的吸收,然而木薯中的AKT1基因尚未被克隆。为探究木薯AKT1基因的功能,本研究通过qRT-PCR检测低钾处理后木薯中AKT1基因的表达量,发现木薯中AKT1基因的表达量在低钾处理后升高,可知木薯AKT1基因在木薯响应低钾胁迫中发挥作用。通过PCR扩增获得木薯AKT1基因的目的片段,将该片段连接到过表达载体pEGAD中,转化到拟南芥,获得转基因植株,并对木薯AKT1基因的启动子区域进行分析。这将为进一步研究木薯中AKT1基因的生理功能及其在木薯抗低钾胁迫中的作用机制提供帮助。     

Cloning and expression analysis of HXK1 gene from Jatropha curcas L.

HXK (Hexokinase) gene family and the role of JcHXK1 in Jatropha curcas L. were explored. Totally 4 HXK genes JcHXK1, JcHXK2, JcHXK3 and JcHKL1 were identified and complete ORF of JcHXK1 was cloned. Functional domain, phylogenetic evolution and low-temperature expression characteristics were analyzed. Results showed that full-length JcHXK1 cDNA was 1497 bp, encoding 498 amino acids with molecular weight of 53.81 ​kDa and pI of 5.03. Further phylogenetic evolutionary analysis demonstrated HXK1 protein was clustered into 6 small branches and 2 large branches. Sequence alignment showed that HXK1 contained several conserved glycine residues and hydrophobic channels. Prokaryotic expression vector of JcHXK1 was constructed and 12% SDS-PAGE detection showed that it was highly expressed in E. coli. These research was expected to lay a foundation for further gene functional verification and cold signal transduction mechanism for HXK1 in Jatropha curcas L.     

白菜型冬油菜NCED3基因、启动子的克隆及其表达分析

从2个不同抗寒性的冬油菜品种中克隆了NCED3基因及其启动子序列,并分析其在叶片和根中的表达,研究NCED3基因在冬油菜中的作用机理。结果表明,陇油6号的NCED3基因开放阅读框(ORF)长度为1 794 bp,编码597个氨基酸,分子量65.74 kD,理论等电点为5.81;天油2号的ORF与其长度相同,分子量为65.78 kD,理论等电点为5.94。2个蛋白都是亲水蛋白,具有疏水峰。根据预测,启动子具有生物过程中常见的顺式作用元件如CAAT-box等、分生组织表达CAT-box相关的顺式作用元件、-30 TATA box附近的核心启动子元件等,还有ABRE、TGA-element、CGTCA-motif、TGACG-element等激素响应元件,此外,还鉴定出低温响应元件（LTR）。2个品种启动子序列的相似度为99.38%,只有1个不同的顺式作用元件,即circadian,推测其与昼夜节律相关。低温、PEG及ABA处理后NCED3在叶片和根中的表达均高于对照,增加范围为0.07~6.48,且均于8 h达到峰值。与根系的表达特性相比,胁迫处理后叶片的基因表达均在2 h显著升高,天油2号的升高幅度（1.54~6.00）均大于陇油6号（0.04~1.95）。     

慢生型大豆根瘤菌菌株GX201的脯氨酸脱氢酶基因(putA)的分子克隆

根据已报道的脯氨酸脱氢酶基因（ｐｕｔＡ）序列,通过ＰＣＲ方法,从慢生型大豆根瘤菌菌株ＧＸ２０１的总ＤＮＡ中扩增到—ＰＣＲ产物。序列分析表明,该ＰＣＲ产物的长度为４１８ｂｐ,与已报道的ｐｕｔＡ基因具有９３．５％的同源性。以广谱寄主范围质粒ｐＬＡＦＲ３为载体,在大肠杆菌ＤＨ５α中构建了ＧＸ２０１的基因文库,并以该ＰＣＲ产物为探针,从基因文库中筛选到一重组质粒ｐＧＸＮ３００。     

猪生殖和呼吸综合征中国分离株ORF5 基因的克隆及序列分析

本研究利用对应于PRRSV ATCC VR-2332株及LV株ORF