禾本科植物内生真菌研究13:禾本科植物内生真菌的分离鉴定及基因组DNA的快速提取

调查我国7省12个不同地区的禾本科植物内生真菌,经分离、培养后鉴定得到2种Epichlo属和4种Neotyphodium属内生真菌。采用改良的QS(improved quick and safe,IQS)法进行禾本科植物内生真菌基因组DNA的提取,并通过PCR进行验证。以生长在平板上的菌丝为起始材料,仪器要求简单、操作简便,快速安全、省时省力,整个提取过程大约40 min。该方法和常规SDS法相比,时间缩短到2周,为原来的1/4。以IQS法提取的DNA为模板,检测禾本科植物内生真菌中的NRPS基因,并在NCBI上进行比对分析,发现与已有的NRPS基因高度相似。这种快速提取法所获得的基因组DNA质量高,可用于后续PCR、基因克隆及其他高通量测试,特别适合获取大量真菌菌株基因组DNA时使用。     

家蚕膜蛋白基因(BmTmC27)的序列分析及组织特异性和原核表达

从家蚕蛹cDNA文库中筛选获得一条家蚕膜蛋白基因序列,通过编码氨基酸序列的同源性比对表明其可能是家蚕的未知功能序列,命名为BmTmC27(GenBank登录号:DY231073.1)。生物信息学分析结果表明该基因全长833 bp,由558 bp的开放阅读框、102 bp的5'端非翻译区和173 bp的3'端非翻译区组成,编码蛋白由185个氨基酸组成且含有4个跨膜区,预测蛋白分子质量为20.94 kD,等电点为7.38。将该基因片段与BmNPV的polh基因连接后克隆到原核表达载体pGEX-4T-1中,构建原核融合表达载体pGEX-4T-1-polh-BmTmC27,经IPTG诱导、SDS-PAGE分析表明目的蛋白以包涵体形式在E.coli BL21(DE3)中表达。利用多角体蛋白可溶于碱性环境的性质,采用调节pH值的方法纯化融合表达的重组蛋白GST-Polh-BmT-mC27,然后经TEV酶消化获得BmTmC27蛋白。荧光定量PCR分析BmTmC27在家蚕5龄幼虫不同组织中的表达存在明显差异,其中在脂肪体、中肠和气管中的转录水平较高。利用GST沉降技术研究了BmTmC27的互作蛋白,与对照组相比,发现了4条特异性互作蛋白条带。研究结果有助于进一步探究BmTmC27的生物学功能,也为膜蛋白的表达和纯化提供了一种新方法。     

家蚕脂蛋白基因BmLp-c21的表达分析及蛋白质亚细胞定位

家蚕30 kD脂蛋白家族在家蚕的生长发育过程中具有重要的生理功能。从家蚕蛹cDNA文库中克隆到一条编码30kD蛋白质的基因cDNA序列,该序列全长2 803 bp,ORF为792 bp,编码含263个氨基酸残基的脂蛋白(low molecular 30K lipo-protein pBmHPC-21;GenBank登录号:Q00801),命名为BmLp-c21。将BmLp-c21克隆至原核表达载体pET-28a(+),转化E.coli Rosetta(DE3),IPTG诱导表达后通过亲和层析得到纯化的融合蛋白,并免疫新西兰大白兔制备多克隆抗体。亚细胞定位显示BmLp-c21主要存在于细胞质中,呈点状或者片状分布。通过实时荧光定量PCR和Western blotting方法,分别检测到家蚕不同发育时期和5龄幼虫不同组织中BmLp-c21 mRNA的转录水平与蛋白质的表达水平存在较大差异,在蛹期及5龄幼虫血淋巴中的mRNA转录水平和蛋白质表达水平最高。初步推测BmLp-c21在家蚕蛹的变态发育过程以及蚕体脂质的运输方面具有重要的功能。     

家蚕BmE(spl)-like基因的克隆与表达谱分析

从本实验室构建的家蚕蛹cDNA文库中筛选到一条新的cDNA序列,生物信息学分析发现其编码的蛋白质序列与果蝇Enhancer of split基因[E(spl)]编码的DNA结合转录调控因子bHLH(helix-loop-helix)有较高的同源性,将该基因命名为BmE(spl)-like(Bombyx mori Enhancer of split like)。该基因的ORF长606 bp,编码201个氨基酸残基,预测蛋白质分子质量22.3 kD,等电点9.7。构建重组表达质粒pET-28a-BmE(spl)-like并在E.coli BL21(DE3)菌株中表达BmE(spl)-like蛋白,经亲和层析和FPLC反向柱纯化融合蛋白His-BmE(spl)-like并制备了抗体效价1∶25 600以上的多克隆抗体。用qRT-PCR方法检测BmE(spl)-like在家蚕成虫发育期的转录水平最高,结合果蝇同源基因的功能,推测该基因与蚕蛾的翅发育相关;该基因在家蚕5龄幼虫各组织中的转录水平以表皮最高,马氏管中最低。Western blotting检测BmE(spl)-like在家蚕5龄幼虫性腺中的表达水平最高,其次是丝腺、表皮、脂肪体、肠组织,在头部、马氏管和气管中的表达水平极低,与qRT-PCR检测的BmE(spl)-like在各组织中的转录水平有些差异。     

家蚕丝氨酸蛋白酶BmHP14基因的克隆与表达模式分析

家蚕受到外源微生物侵染或损伤时,前酚氧化酶原级联反应中的起始丝氨酸蛋白酶会激活下游信号通路,最终产生黑色素。采用RACE技术,获得了家蚕前酚氧化酶原级联反应起始丝氨酸蛋白酶——血淋巴蛋白酶编码基因的全长cDNA序列,命名为BmHP14(GenBank登录号:JQ954757)。BmHP14 cDNA全长2 508 bp,开放阅读框为2 013 bp,编码670个氨基酸,预测蛋白质分子质量71 kD,等电点5.09,N端17个氨基酸预测为信号肽序列。多重序列比对显示BmHP14与烟草天蛾HP14的相似度很高,达到57%;分子进化树中二者也聚为一支。RT-PCR分析表明,BmHP14在家蚕5龄第3天幼虫脂肪体、马氏管、精巢、卵巢、表皮、血细胞、头部均有表达,其中以脂肪体中的表达水平最高。以黑胸败血芽孢杆菌、大肠杆菌、球孢白僵菌注射侵染家蚕5龄第3天幼虫,Real-time PCR检测显示在受到病菌侵染后,幼虫脂肪体中的BmHP14表达上调。Westernblotting检测结果显示,BmHP14在家蚕体液中以前体和成熟体的形式共同存在。研究结果提示,BmHP14是家蚕前酚氧化酶原级联反应信号通路中的关键酶。     

香蕉果皮2个HSP70基因片段的克隆及其在热激和冷藏过程中的表达

温度逆境胁迫可以诱导热激蛋白的表达,而热激处理能够减轻果实冷害。为了探讨温度逆境对香蕉热激蛋白基因表达的调控、辨析香蕉热激蛋白基因的表达与果实冷害的关系,采用同源序列法分离了香蕉果皮HSP70基因序列-根据已经报道的HSP70基因的氨基酸保守序列设计引物、以香蕉果皮总RNA为模板,用RT-PCR方法克隆香蕉的HSP70 cDNA,Northern杂交分析该基因在不同贮藏温度下的表达特征。结果得到2个序列不同的HSP70基因片段,分别命名为Ma-HSP70-1和Ma-HSP70-2,Ma-HSP70-1和Ma-HSP70-2之间的碱基同源性为86.9%,氨基酸同源性为97.1%。Northern杂交的结果表明,38℃短期热激处理诱导了Ma-HSP70-2基因的表达,低温冷藏能使2个基因的表达增强。并初步认为Ma-HSP70可能与香蕉果实耐冷性有关。     

西藏牦牛12SrRNA基因全序列测定及系统进化关系

以西藏11个地区的牦牛类群共计110头为研究对象,采用PCR方法,首次从耳组织总DNA中扩增出了线粒体12SrRNA基因,并进行了序列测定及分析。结果表明,该基因的长962～965bp;序列分析表明12SrRNA基因有较高的进化速率,11个地区的牦牛品种同源性相对较高;对11种类群的牦牛及亚洲水牛、非洲水牛、欧洲野牛和家牛四种牛亚科的12SrRNA基因序列建立NJ和ME分子进化树,结果显示帕里牦牛、斯布牦牛、巴青牦牛、丁青牦牛、江达牦牛、工布江达牦牛、康布牦牛与桑日牦牛的亲缘关系最近。     

家蚕乳糖酶-根皮苷水解酶基因BmLPH014192的表达和序列选择性剪接分析

乳糖酶-根皮苷水解酶(lactase-phlorizin hydrolase,LPH)是肠组织上皮细胞微绒膜上的一种糖蛋白,对乳糖和根皮苷有水解活性。鉴定了家蚕基因组中的一个LPH基因,命名为BmLPH014192。该基因CDS长1 305 bp,编码434个氨基酸,预测蛋白质分子质量为50.8 kD,等电点(pI)为5.35。将该基因的cDNA与家蚕基因组序列比对,显示其具有7个外显子,外显子/内含子边界处均符合GT-AG规则。将BmLPH014192与哺乳动物人、褐鼠、家兔和昆虫黑腹果蝇、冈比亚按蚊、二化螟、佛罗里达弓背蚁、大红斑蝶等的LPH进行氨基酸序列比对,相似度都在60%左右;聚类分析中BmLPH014192与昆虫类LPH聚在一起。芯片数据分析结果表明BmLPH014192在家蚕5龄第3天幼虫的9个组织中,只在中肠中有表达,并且表达量很高。在绿茧品种大造和白茧品种19-710幼虫的中肠中扩增到的特异性条带其长度分别为1 000 bp和750 bp,存在序列选择性剪接;在其它白茧品种的中肠中没有扩增出特异性条带。推测BmLPH014192的特殊表达方式可能与其在不同家蚕品种中肠组织中的特异性功能有关。     

水曲柳结构域重新甲基化酶DRM基因片段的克隆及同源性分析

[目的]克隆并分析水曲柳结构域重新甲基化酶（DRM）基因片段.[方法]根据GenBank上已发表的DRM氨基酸序列,采取CODEHOP方法设计合成1对简并引物,采用RT-PCR技术对水曲柳DRM基因进行扩增,将PCR产物与pMD 18-T连接后转化至E.coli JM109感受态细胞,检测阳性克隆,测序并进行序列分析.[结果]克隆得到的DRM基因cDNA序列长802 bp,由267个氨基酸残基组成,命名为FmadrmA.序列比对表明FmadrmA与参考的12个物种的DRM在氨基酸水平上表现出较高的同源性,其与山葡萄、番茄、黄瓜、野草莓、大豆、苜蓿、玉米、烟草、拟南芥、毛果杨、水稻和乌拉尔图小麦的DRM同源性分别为61％、54％、51％、50％、60％、48％、43％、44％、37％、42％、42％和39％.系统进化树分析表明同源的DRM蛋白可大致聚为3类,而水曲柳与其他植物的亲缘关系较远.[结论]该试验成功获得了水曲柳FmadrmA基因片段,并对其进行了同源性分析,为进一步研究结构域重新甲基化酶基因及分析其表达特性奠定了基础.     

3种食用菌漆酶活性比较及其基因的克隆与序列分析

[目的]研究食用菌漆酶基因的差异以及漆酶的活性。[方法]利用编码杏鲍菇漆酶基因序列（GenbankNo．AY686700）设计特异性引物,采用PCR方法获得3种典型木腐食用菌（杏鲍菇、平菇、白灵菇）漆酶的基因序列。[结果]扩增得到的片段长度均为2606bp,通过对基因序列的内含子／外显子分析,获得漆酶编码区的cDNA,该基因的开放阅读框由1596个核苷酸组成,编码一个由531个氨基酸组成的多肽。3种食用茵漆酶基因的核苷酸序列、氨基酸序列同源性均为99．81％,说明漆酶的一级结构序列具有很高的保守性。[结论]序列的差异性、氨基酸跨膜区的不同及蛋白质的构象不同可能导致漆酶活性的高低。