小麦逆境胁迫相关基因TaC2DP1的克隆及表达分析

【目的】克隆与逆境胁迫相关的基因,并对其序列特征、进化关系和表达特性进行分析,探讨该基因在小麦抗逆调控过程中的生物学功能,为进一步解析植物的抗逆机制提供候选基因和理论依据。【方法】以cDNA芯片数据获得的水分胁迫诱导上调表达基因EST序列为探针,对小麦EST数据库进行搜索,筛选与探针同源性在97％以上的EST序列,通过电子克隆结合RT-PCR获得该基因cDNA全长,采用生物信息学软件分析比较克隆基因的保守结构域及序列特征;采用MEGA6.0软件构建该基因的系统进化树;将测序正确的该基因片段通过EcoRⅠ和HindⅢ限制性内切酶酶切连接至原核表达载体pMAL-c2X,重组质粒转化大肠杆菌BL21,经终浓度为0.3 mmol·L^-1 IPTG诱导1-5 h后,用SDS-PAGE分析融合蛋白的表达;采用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）分析该基因在小麦不同组织间的表达差异及其在低温、干旱、高温和ABA处理下的表达模式。【结果】成功获得小麦cDNA全长序列,命名为TaC2DP1。该基因序列全长为1 356 bp,包含一个1 209 bp的开放阅读框（ORF）,5′端非编码区50 bp,3′端非编码区97 bp,编码402个氨基酸,推导编码蛋白质的预测分子量为43.41 kD,等电点为4.30,属于酸性蛋白,BLAST分析表明,该蛋白含有一个与钙离子结合的结构域,称为C2结构域（C2-domain）。多序列比对及进化树分析表明,TaC2DP1与乌拉尔图小麦TuC2亲缘关系最近,二者具有高度的同源性,其编码的氨基酸一致性达到91%;蛋白质结构预测分析显示TaC2DP1无跨膜螺旋和双硫键,亚细胞定位于细胞质中;成功构建了该基因的原核表达载体pMAL-c2X-TaC2DP1,在IPTG诱导下得到90 kD左右的蛋白,与理论值一致。通过实时荧光定量PCR进行TaC2DP1表达分析,显示该基因在小麦的根、茎、叶、幼穗、未成熟籽粒、胚及胚乳中均有表达,其中在幼穗中表达量最高,在花后5 d籽粒中表达量最低。TaC2DP1可被植物激素ABA诱导而上调表达;干旱胁迫过程中,TaC2DP1受胁迫诱导呈稳定上调表达趋势;高温和低温胁迫过程中,TaC2DP1均在胁迫后的0.5 h迅速诱导上调表达,分别为对照的21和17倍。推测该基因可能参与小麦ABA 信号通路中对逆境胁迫的抗性反应。【结论】获得小麦TaC2DP1的全长序列,其编码蛋白含有与钙离子结合的C2结构域;在低温、干旱、高温和ABA逆境胁迫下,TaC2DP1属于依赖于ABA胁迫响应基因调控网络,可能在干旱、低温和热胁迫中发挥重要作用。     

水稻细胞程序死亡基因OsLSD1的功能研究

拟南芥ISD1基因编码一个含有三个锌指结构域(zinc finger dcmnin)的负调控因子，推测LSD1蛋白通过转录调控，抑制拟南芥的prodeath pathway或激活antideath pathway，从而调控拟南芥类似HR的细胞死亡。ISD1突变体的假病斑表型在长光照条件下才表现出来，是隐性突变。该突变体对细菌和真菌表现为非特异性抗性。研究表明，     

家蚕热激蛋白HSP90的鉴定、进化与表达模式

热激蛋白90是一类广泛分布与各类生物体中、高度保守的分子伴侣。HSP90s具有帮助受损蛋白的转运、折叠,防止聚集并恢复其正常构象等功能。昆虫HSP90s与生长发育、滞育和杀虫剂抗性等均相关。本研究在全基因组水平对家蚕HSP90s进行了鉴定,共分析获得3个基因(BGIBMGA004612、BGIBMGA012753和BGIBMGA001241)。根据系统发生分析,对家蚕HSP90s分别命名为Bm HSP90A1、Bm HSP90B1和Bm Trap1,它们分属于3个亚家族。家蚕与黑腹果蝇HSP90s直系同源基因的蛋白序列一致性均在60%以上。与其他物种HSP90s一样,家蚕HSP90s含有N-端ATPase结构域,4个特征性序列。基于组织和发育时期芯片及表达序列标签,发现家蚕HSP90s基因均有表达。基于芯片数据,Bm HSP90A1在雌雄间具有非常相似的表达模式,而Bm Trap1在5龄幼虫精巢中的信号值高达16 082.5,暗示着该基因可能与精巢发育相关。HSP90s作为一类功能广泛的分子伴侣,本研究将为其功能研究奠定基础。     

猪种布鲁氏菌TIR结构域蛋白的生物信息学分析、重组表达及蛋白互作研究

【目的】本研究以猪种布鲁氏菌Toll/白介素-1受体(TIR)结构域蛋白(Brucella suis TIR domain containing protein, Bs-TDCP)为研究对象,进行基因克隆、生物信息学分析及蛋白互作研究,为后续开发适合动物或人类使用的有效布鲁氏菌疫苗奠定基础。【方法】利用GenBank数据库查找黑腹果蝇髓样分化因子88(Dm-MyD88)和人MyD88(Hs-MyD88)基因序列,设计特异性引物进行基因序列扩增。根据猪种布鲁氏菌测序结果,获得Bs-TDCP基因序列。通过ExPASy、SWISS-MODEL、TMHMM、SMART等在线工具分析Bs-TDCP蛋白理化性质、二级和三级结构、跨膜及功能结构域,并进一步研究Bs-TDCP蛋白与Toll样受体(TLRs)信号通路的关键胞内配体MyD88分子之间的蛋白串扰。【结果】猪种布鲁氏菌TIR结构域蛋白Bs-TDCP基因的开放阅读框(ORF)大小为828 bp,编码275个氨基酸,其中丙氨酸占12.7%,分子式为C₁₃₄₅H₂₁₉₆N₃₉₀O     

新城疫病毒基质蛋白第23位苯丙氨酸对病毒复制与细胞致病性的作用

副黏病毒科的副流感病毒5型(Parainfluenza virus5,SV5)和腮腺炎病毒(Mumps virus,MuV)的基质蛋白(Matrix protein,M)都编码FPIV-like晚期结构域(Late-domain,L-domain),L-domain中的苯丙氨酸(Phenylalanine,F)对病毒出芽与复制有很重要的作用。新城疫病毒(Newcastle disease virus,NDV)M蛋白也包含潜在的L-domain23FPIV26,但23F对NDV的出芽及复制的作用尚不明确。本试验应用反向遗传学技术,以NDV ZJ1株为母本病毒,拯救一株M蛋白F23A突变的重组病毒ZJ1F23A,并在DF1细胞上对ZJ1F23A的复制性能和细胞致病性进行评价。结果显示,ZJ1F23A在DF1上的复制水平显著低于母本病毒ZJ1,ZJ1F23A对DF1的致病性比ZJ1弱。试验结果说明NDV M蛋白23F对病毒复制及病毒的细胞致病性具有重要作用。     

猪瘟兔化弱毒株E2蛋白ABCD抗原结构域在大肠杆菌BL21(DE3)和Rosseta(DE3)中的表达及鉴定

为获得大量的猪瘟病毒重组蛋白抗原,本文构建了猪瘟兔化弱毒株E2蛋白ABCD抗原结构域原核重组表达质粒pET-32a(+)-ABCD,对该重组表达质粒在大肠杆菌BL21(DE3)和Rosseta(DE3)中的表达产量进行了比较分析,并采用胶体金免疫层析和蛋白质免疫印迹鉴定重组蛋白的反应原性。结果表明重组质粒pET-32a(+)-ABCD在大肠杆菌BL21(DE3)和Rosseta(DE3)中均可以获得可溶性表达,目的蛋白表达量分别占总蛋白量的比例为11.4%和19.7%,大肠杆菌Rosseta(DE3)作为表达宿主菌更高效,且重组蛋白具有反应原性。该研究为猪瘟病毒重组蛋白抗原的制备提供了参考。     

Phosphotyrosine Interaction Domain Containing 1 Gene: Regulation on Meat Quality

磷酸酪氨酸互作结构域1(phosphotyrosine interaction domain containing 1,PID1)基因是最近发现的与脂肪代谢相关的新基因.在不同动物的不同组织中均能检测到PID1基因的表达.PID1基因表达过量能促进前体脂肪细胞的增殖,影响肉质性状相关候选基因[如过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子1α(PGC-1α)和解偶联蛋白(UCP)基因]的表达.因此,深入探讨PID1基因在畜禽肉品质上的调控作用及其影响机制,将为改善畜禽肉品质提供新的思路.本文概述了PID1基因的发现和表达规律、PID1蛋白的结构、PID1基因与肉质性状候选基因的关系及其在畜禽肉质调控中的可能作用.     

西瓜CBL家族基因的鉴定与特征分析

CBL基因在植物逆境应答过程中具有重要作用,但在西瓜作物的抗逆育种研究中鲜有相关报道。该研究利用生物信息学的分析方法从已发表的西瓜全基因组中鉴定出7个CBL基因(ClaCBL1~ClaCBL7),并分析了它们在全基因组范围内的分布情况、分子结构特征、顺式元件以及系统进化等基本特征,为进一步研究西瓜CBL基因的功能提供参考。结果表明:西瓜CBL基因在全基因组中的分布是不均匀的,其中仅ClaCBL4基因有9个外显子,其余基因均为8个外显子,编码区序列大小在639~738bp。在进化上西瓜CBL基因分为3个不同的类群;它们编码区域内的氨基酸序列均含有能与CIPK互作的FSPF高保守性位点及能与钙离子结合的3个EF-hand结构;除了ClaCBL1预测定位在胞外基质中,其余的ClaCBL定位在细胞内的不同部位;在西瓜CBL基因启动子上游的序列中存在多个应答不同逆境和植物激素的顺式元件,而且CBL家族不同成员基因含有的顺式元件的种类和数目各不相同。上述分析显示,西瓜CBL可能参与多种生物学过程,而且不同成员存在功能上的分化。     

白菜、甘蓝和甘蓝型油菜PAP1/2同源基因的鉴定及分析

PAP1/2转录因子是参与形成MBW复合体从而调控花青素合成的主要MYB转录因子。以拟南芥PAP1/2转录因子核酸和蛋白序列比对及Pfam验证,研究白菜、甘蓝和甘蓝型油菜等芸薹属植物中PAP1/2转录因子调控花青素代谢的确切同源拷贝数、进化关系及表达情况：在白菜、甘蓝及甘蓝型油菜中鉴定到的PAP1/2转录因子同源拷贝数分别为3、4和9个;通过进化分析和PAP1/2转录因子同源拷贝所在区段微共线性分析进一步明确了其不同拷贝间的进化关系,厘清了A7和C6染色体上PAP1/2转录因子不同拷贝的相互关系;结合白菜、甘蓝和甘蓝型油菜不同组织转录组测序数据进行表达情况分析,阐明了PAP1/2转录因子同源拷贝在不同组织中的表达情况。     

DDR1对奶牛乳腺上皮细胞增殖与凋亡的调控作用

旨在通过干扰或过表达盘状蛋白结构域受体1（DDR1）基因,探讨其对奶牛乳腺上皮细胞增殖、凋亡及周期的影响。本研究将DDR1基因小干扰RNA片段和过表达载体pcDNA3.1-DDR1转染奶牛乳腺上皮细胞,采用qRT-PCR和Western blot检测细胞中DDR1的干扰和过表达效果;利用CCK-8法检测细胞增殖能力;流式细胞术检测细胞周期和细胞凋亡（早凋、晚凋）的变化;利用qRT-PCR检测增殖与凋亡相关基因的表达情况。结果,在奶牛乳腺上皮细胞中干扰DDR1基因后,其mRNA和蛋白表达分别下调94%和30%,而过表达DDR1基因后,其mRNA和蛋白表达分别上调68.24和1.38倍;干扰DDR1极显著抑制细胞的增殖（P<0.01）,细胞早凋与晚凋比例极显著上升（P<0.01）;干扰组G1期细胞比例极显著上升（P<0.01）,S期细胞比例极显著下降（P<0.01）,G2期细胞比例显著下降（P<0.05）,提示细胞阻滞在G0/G1期。相反,过表达DDR1能显著促进细胞增殖（P<0.05）,显著抑制细胞晚期凋亡（P<0.05）,G1期细胞比例极显著下降（P<0.01）,S期细胞比例极显著上升（P<0.01）,促进细胞由G1期向S期的转换。qRT-PCR检测结果显示,干扰DDR1后显著上调BAX、Caspase9基因的表达（P<0.05）,极显著上调P53、FAS基因的表达（P<0.01）,且显著下调PCNA、CyclinB1基因的表达（P<0.05）;过表达DDR1后,分别显著和极显著下调Cytc与BAX基因的表达（P<0.05,P<0.01）,并极显著上调CyclinB1基因的表达（P<0.01）。综上可见,DDR1能够调控奶牛乳腺上皮细胞的增殖、凋亡和周期,可为阐明DDR1参与奶牛乳腺上皮细胞生长发育的分子机制提供参考。