茶树GGPS基因家族的克隆、生物信息学和表达分析

牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合酶(Geranylgeranyl diphosphate synthase,GGPS)是萜类合成途径的结构酶,对植物生长发育具有重要意义。本研究通过RACE和RT-PCR方法克隆得到5条潜在的茶树GGPS序列,分别命名为CsGGPS1-4和CsGGPS9,其中CsGGPS9存在3条等位基因,分别是CsGGPS9-1、CsGGPS9-2和CsGGPS9-3,在系统进化树上与其他基因分成两支。蛋白质序列分析表明,茶树GGPS家族成员都具有polyprenyl_synt结构域,不存在信号肽序列。亚细胞定位预测结果显示,CsGGPS1、CsGGPS2和CsGGPS4定位在叶绿体上,CsGGPS3和CsGGPS9定位在线粒体上。通过Swiss Model进行三维建模,结合"three-floor"模型对茶树GGPS家族成员的功能进行预测,预测结果显示,CsGGPS1、CsGGPS2和CsGGPS4是GGPS;CsGGPS3是异源二聚体形式的牻牛儿基焦磷酸合酶的小亚基;CsGGPS9的催化主产物是碳链数大于30的异戊烯基焦磷酸。q RT-PCR分析表明,CsGGPS1整体表达丰度较低,仅在一芽二叶中表达量稍高;CsGGPS2在茶树各个组织中均有表达,在花中表达量最高,且花发育过程中表达量先上升后下降;CsGGPS3在叶和幼根中的表达量高于花,花发育过程中表达平稳;CsGGPS4在茶树各个组织中表达量数值相近,在花发育过程中表达量变化趋势与CsGGPS2相同;CsGGPS9的表达量在成熟叶中显著低于幼嫩叶片。     

黄萎病菌侵染下陆地棉Dirigent-like蛋白基因表达差异分析

目的发掘陆地棉Dirigent-like蛋白基因家族,明确不同黄萎病抗性品种间该基因家族成员的多态性及表达差异。方法利用Illumina Hiseq 2000测序平台,通过RNA-Seq测序技术,获得黄萎病菌侵染陆地棉抗病品种和感病品种的Dirigent-like蛋白基因家族成员Unigene序列;采用生物信息学软件对其进行核苷酸序列及编码蛋白的多重比对和系统进化分析;针对该家族成员设计特异的quantitative real-time PCR引物,在Applied Biosystems 7500 Real Time PCR System上使用SYBR green PCR试剂盒标记反应产物,棉花Gh ACTIN为内标,采用2-ΔΔCt法分析抗病品种冀79、感病品种TM-1中该基因家族成员在0 h及受侵染1、8、24、48、72和96 h后的表达差异。结果获得12个陆地棉Dirigent-like蛋白基因家族成员;该家族成员分属3个进化群,基因间存在4个保守结构域。其同源基因在D5基因组染色体上,主要集中于第2、3、6、7、9、10、13染色体。陆地棉受黄萎病侵染后,Dirigent-like蛋白基因抗病、感病品种间差异表达,抗病品种冀79受黄萎病菌侵染1 h时上调2倍以上的有Gh DIR4、Gh DIR6、Gh DIR7、Gh DIR9、Gh DIR10和Gh DIR11,其中,Gh DIR9上调6.5倍;侵染8 h时Gh DIR1、Gh DIR4、Gh DIR7和Gh DIR11上调,有2个上调2倍以上;侵染24 h时仅Gh DIR4上调2倍以上;侵染48 h时Gh DIR1、Gh DIR4、Gh DIR7和Gh DIR11上调达到2倍以上;侵染72 h时仅Gh DIR9上调2倍以上,达到6.4倍;侵染96 h时仅Gh DIR4上调2倍以上。感病品种TM-1受侵染1 h时仅Gh DIR7上调2倍以上;受侵染8 h时Gh DIR7上调325倍,Gh DIR10上调2倍以上;侵染24和48 h时Gh DIR4、Gh DIR5、Gh DIR6、Gh DIR7、Gh DIR9、Gh DIR10急剧上调,Gh DIR7、Gh DIR9、Gh DIR10上调10倍以上;受侵染72 h时Gh DIR4和Gh DIR7还保持较高的表达量;侵染96 h时Gh DIR5、Gh DIR6、Gh DIR7、Gh DIR9、Gh DIR10和Gh DIR11保持较高的表达量。由此看出,受黄萎病侵染时抗病种质冀79 Dirigent-like蛋白基因家族成员上调表达要早于感病品种,但是,该基因家族成员在感病品种受侵染8 h后上调倍数远远高于抗病品种,而且到96 h时其表达量还较高;抗病品种上调的Dirigent-like蛋白家族成员Gh DIR4、Gh DIR7、Gh DIR9和Gh DIR11值得关注;Gh DIR6、Gh DIR7、Gh DIR9和Gh DIR10在感病品种TM-1中上调显著。此外,抗病、感病品种间Gh DIR1、Gh DIR3、Gh DIR5、Gh DIR8、Gh DIR10和Gh DIR12存在核苷酸多态性。结论 Dirigent-like蛋白与黄萎病菌侵入后棉花植株的抗性反应相关。     

棉花3个脂肪酸碳链延长基因的cDNA克隆和表达分析

【目的】克隆棉花脂肪酸合成碳链延长的3个重要基因,分析它们的基因表达及其对逆境胁迫的反应,为棉花高油分育种和抗逆育种提供候选基因。【方法】采用同源克隆的方法,克隆陆地棉脂肪酸合成碳链延长3个重要基因GhKAR、GhHAD和GhENR的cDNA全长;应用生物信息学方法,分析克隆基因编码蛋白的特性;通过RT-PCR,分析目标基因的组织表达特征、时空表达水平和非生物胁迫条件下的表达特性。【结果】GhKAR和GhENR属于NADB Rosemann超基因家族,GhHAD属于hotdog超基因家族;GhKAR、GhHAD和GhENR的cDNA全长分别为1 119、906和1 318 bp,分别编码283、221、394个氨基酸;它们在根、茎、叶及胚珠发育不同时期均有表达。3个基因在高油材料中的基因表达水平都高于低油材料;20DPA（days post anthesis）到30DPA是高低油材料油分积累的主要时期,而30DPA到成熟期是高低油材料油分含量差距产生的关键时期。20DPA低油材料3个基因均有一个表达低值,高油材料基因表达量则持续升高;30DPA时表达量达到最高,其中,对于GhHAD和GhENR的表达量,棉花高油材料为低油材料2倍以上。不同非生物胁迫的诱导表达分析表明,GhKAR、GhHAD和GhENR都不同程度地受低温诱导,GhKAR和GhHAD在ABA诱导时上调表达,但都不受MeJA诱导表达;而GhENR在MeJA诱导2 h时上调表达,之后逐渐下调,受ABA诱导不明显。【结论】获得了GhKAR、GhHAD、GhENR 3个基因cDNA全长,通过基因表达特征分析,3个基因的表达可能对种子油分积累起着重要作用,同时在棉花抗逆方面也起一定的生理作用。     

番鸭细小病毒VP3基因的原核表达及多克隆抗体的制备

为获得针对番鸭细小病毒VP3蛋白的多克隆抗体,根据已发表的该病毒基因序列设计一对引物,利用PCR扩增出VP3基因,将其克隆到原核表达载体p ET-32a,转化感受态细胞BL21(DE3)。经IPTG诱导后,SDS-PAGE检测重组蛋白。将重组蛋白切胶免疫BALB/c小鼠,制备抗番鸭细小病毒部分结构蛋白的多克隆抗体。结果显示成功获得VP3基因,构建的原核表达重组质粒成功表达预期的重组蛋白,免疫小鼠获得的多克隆抗体能与番鸭细小病毒及VP3蛋白反应。表明制备的多克隆抗体可用于MDPV的检测,并为进一步研究MDPV奠定了基础。     

Structure and Expression In planta of Botrytis cinerea Ubiquitin Genes

To identify genes of the necrotrophic pathogenic fungus Botrytis cinerea that are expressed during infection of tomato leaves, a differential screening of a genomic library with radioactively labelled cDNA was performed. This resulted in the identification of a B. cinerea gene, denominated Bcubi4, which encodes a precursor protein consisting of four identical head-to-tail repeats of a 76aa ubiquitin unit. Subsequently a gene denominated Bcubi1CEP79, encoding a single ubiquitin unit joined to a Carboxyl Extension Protein of 79 amino acids, was isolated. The expression of the two ubiquitin genes was studied during pathogenesis of B. cinerea on tomato. Bcubi1CEP79, but not Bcubi4, mRNA was transiently induced at 16h after inoculation. The increased expression of the Bcubi1CEP79 gene at this stage of pathogenesis might be required for enhanced ribosomal biogenesis.     

DNA甲基化与肿瘤研究进展

对肿瘤研究的不断深入,发现除了基因突变之外,表观遗传改变也与肿瘤的发生发展密切相关。肿瘤表观遗传的改变以DNA的异常甲基化为主。DNA的异常甲基化几乎存在于任何类型的人类肿瘤中,包括皮肤恶性肿瘤。DNA甲基化是指在DNA甲基化酶的作用下,以S-腺苷酸-L-甲硫氨酸为甲基供体,将甲基转移到特定碱基上的过程。基因的正常功能除了依赖于正常结构外,还依赖于正常的甲基化状态。DNA的异常甲基化在肿瘤发生中起重要作用。     

甘薯潜隐病毒莲藕分离物辅助成分-蛋白酶基因原核表达及抗血清制备

根据已报道的甘薯潜隐病毒莲藕分离物sweet potato latent virus-lotus(SPLV-lotus)核苷酸序列设计引物,采用RT-PCR从感病莲藕样品中扩增获得SPLV-lotus辅助成分-蛋白酶基因(HC-Pro),大小为1 375 bp。通过序列测定和分析后,将其克隆到原核表达载体pGEX4T-1,转化大肠杆菌Rosetta(DE3),经IPTG诱导并纯化获得大小为74 kD的融合蛋白pGEX4T-1-HC-ProSPLV-lotus。SDS-PAGE结果显示,融合蛋白获得过量表达。以纯化蛋白为抗原免疫新西兰大白兔制备抗血清,采用ELISA和Western blot对抗血清效价和特异性进行检测,当HC-Pro抗血清稀释比为1∶256 000时,ELISA显色后OD450读数仍高于0.6,表明所制备抗血清合格;Western blot结果显示,在感染SPLV-lotus植株样品中仍能检测到单一目的条带。这些结果表明,制备的抗血清效价合格且可用于SPLV-lotus的特异性检测。     

NA-1株鹅源副黏病毒表面结构蛋白HN的真核表达

应用特异性引物,从鹅源副黏病毒NA-1株中扩增出HN蛋白基因,PCR产物纯化后克隆入pGEM-T载体,得到重组质粒pTHN。用EcoRⅠ和NotⅠ双酶切pTHN,回收目的基因HN片段并将其定向克隆到pPICZαA中,构建重组质粒pPICZαAHN。用SacⅠ酶切pPICZαAHN使其线性化,并电击转化至感受态毕赤酵母细胞GS115。PCR法鉴定阳性重组子,用1%甲醇诱导表达后,进行SDS-PAGE及Western-blot分析。结果在酵母菌培养基上清中检测到相对分子质量为63000的重组蛋白,且该重组蛋白可与NA-1株病毒多克隆抗体发生特异性血清学反应,表明NA-1的HN蛋白片段在Pichiapastoris中获得成功表达。     

人孕酮受体激素结合区基因表达产物的检测与制备

PuPR为含有编码人孕激素受体（hPR）激素结合区（LBD）基因（631-933氨基酸）的pUC19重建质拉,在其宿主Escherichiacoli（BL21）中,经1mmol/L的IPTG诱导,该转化的细菌产生一C端为6×His结尾的蛋白质,分子量45KD。该表达产物可利用Ni-NTAHRP在ng水平用Western印迹检测,并可通过亲和层析的方法,利用His－bindingresin（Ni树脂）从菌体的裂解液中方便地回收到该蛋白质。