鹰嘴豆α-淀粉酶抑制剂基因CL-AI的原核表达、纯化及生物学特性

为研究鹰嘴豆种子中新贮藏蛋白类型α-淀粉酶抑制剂CL-AI的抑制活性、生物活性以及三级结构,本研究利用前期克隆的α-淀粉酶抑制剂基因CL-AI及其2个亚基CL-AI-α、CL-AI-β分别构建原核表达载体p E-SUMO3,经诱导表达获得了CL-AI、CL-AI-α的可溶性融合蛋白和CL-AI-β包涵体融合蛋白,其中CL-AI-β通过构建含不同标签的表达载体,最终实现了可溶性表达。人唾液淀粉酶(HSA)抑制活性试验结果表明,CL-AI,CL-AI-α,CL-AI-β3个蛋白对HAS都有一定的抑制作用。发芽试验表明,CL-AI蛋白对小麦、玉米、水稻种子发芽过程中的发芽势、根长和芽长影响显著,与加入无菌水的处理相比,种子的简化活力指数显著下降。本研究结果为CL-AI蛋白的后续研究与应用奠定了基础。     

毛竹液泡膜Na+/H+逆向运输蛋白基因克隆及表达分析

植物Na+/H+逆向转运蛋白具有稳定细胞质内Na+浓度和调节pH值的功能,对植物的耐盐性具有重要的作用。利用RT-PCR和RACE技术分离出毛竹(Phyllostachys pubescens)Na+/H+逆向转运蛋白编码基因PpNHX1的cDNA序列,全长2290bp(GenBank登录号为GU295174)。该基因的编码蛋白PpNHX1包含545个氨基酸残基,进行BLASTp比对,发现其与芦苇(Phragmites communis)PcNHX1、水稻(Oryza sativa)OsNHX1的序列同源性分别为89%和88%。系统发育分析表明,PpNHX1蛋白与禾本科植物液泡膜Na+/H+逆向转运蛋白的亲缘关系较近,与质膜型Na+/H+逆向转运蛋白亲缘关系较远。以半定量RT-PCR检测PpNHX1基因的表达情况,发现PpNHX1受到200mmol/L NaCl胁迫的诱导,在4h内的表达量随NaCl处理时间延长持续增强,其中根部的表达增强幅度明显高于茎和叶;但4h后,PpNHX1在根与叶中的表达量均有所下降。推断PpNHX1基因在盐胁迫下的表达调控与毛竹耐盐能力密切相关。     

拟南芥AtHOS10基因的克隆及其表达载体的构建

AtHOS10基因对植物冷调节起到重要作用,可以通过控制ABA合成来改变植物的脱水胁迫耐性。本文利用PCR方法从Columbia生态型的拟南芥基因组中扩增出冷调节基因AtHOS10,并插入克隆载体。序列分析表明,克隆片段长3453bp,与目前发表的序列完全一致。将pUC-AtHOS10和pBI-HEM进行酶切重组构建表达载体pBI-AtHOS10,然后将表达载体转化导入农杆菌中,为侵染烟草作准备。     

小油桐外植体的KN1基因遗传转化及其超量表达的转基因植株

本研究采用农杆菌介导法将KN1基因遗传转化小油桐,并获得了转基因植株。在研究中分析了农杆菌菌液菌液的浓度、侵染时间和外植体的大小对遗传转化效率的影响以及KN1基因超量表达对转基因植株再生的影响。研究结果表明：以苗龄15d左右的小油桐无菌苗子叶为外植体,农杆菌菌液浓度OD600为0.6～0.8时,侵染8min,外植体大小为（0.8×0.8）～（1.0×1.0）mm时,遗传转化效果最好;对抗性芽及再生植株进行GUS及PCR检测结果表明,KN1基因已经整合到小油桐植物基因组中。KN1基因的超量表达可提高小油桐再生芽分化,影响转化芽及植株的外观形态及叶片的表型,包括芽及植株矮小,茎杆粗壮;叶片缩小,边缘分裂,对称性丧失,无子叶柄等。     

人工合成抗菌肽D2A21基因的克隆和表达

为了获得高效表达的抗菌肽D2A21,本研究根据抗菌肽D2A21的氨基酸序列及大肠杆菌偏爱的密码子,设计并人工合成D2A21基因,并将该合成基因克隆至pProEXHTb载体中,构建成含有含6个组氨酸标签的重组质粒。重组质粒转化至大肠杆菌中,经摇瓶发酵,IPTG诱导后,发酵液用聚丙烯酰胺凝胶电泳分析。结果表明,成功合成D2A21基因,并构建了抗菌肽D2A21表达载体。通过镍柱亲和层析纯化,聚丙烯酰胺凝胶电泳分析,抗菌肽D2A21能够在大肠杆菌中稳定表达。本研究将为大规模表达纯化D2A21及其进一步的研究和利用提供一定基础。     

植物EST-SSR标记开发及其应用

随着生物科技的进步,大量的植物表达序列标签（expressed sequence tags,ESTs）已经成为开发SSR标记的重要资源。EST-SSR作为一种新型分子标记,其多态性可能与基因功能直接相关,而且在相近植物间具有良好通用性,使得EST-SSR标记在实际应用中更具价值。采用计算机方法大规模发掘EST-SSR多态性位点极大地提高了SSR标记开发效率。尤其随着新一代测序技术的成熟以及测序成本的急剧下降,利用新一代测序技术产生大量的转录组数据进行EST-SSR多态性标记的计算机大规模发掘将对SSR标记的开发带来深远影响。本文简要介绍了植物EST-SSR分布特点,并对EST-SSR标记开发现状以及相关应用作了综合评述,此外,还对EST-SSR标记的计算机开发新策略进行了展望。     

α-乙酰乳酸脱羧酶基因在枯草芽孢杆菌中的整合型表达

α-乙酰乳酸脱羧酶在啤酒生产中能加快啤酒成熟,有重要的应用价值。本研究将枯草芽孢杆菌启动子P43克隆到质粒pUC19-ALDC中的α-乙酰乳酸脱羧酶基因之前,得到重组质粒pUC19-P43-ALDC。重组质粒pUC19-P43-ALDC与质粒pMLK83-BN同源重组,筛选得到枯草芽孢杆菌整合质粒pMLK83-ALDC。用此整合质粒转化枯草芽孢杆菌1A751,挑选出新霉素抗性且无淀粉酶活性的重组菌株。此菌株用LB培养基在37℃、220r/min摇瓶培养过夜,测得α-乙酰乳酸脱羧酶活力为15.6U/mL,说明整合的α-乙酰乳酸脱羧酶基因能够在重组菌株中稳定传代和表达。本研究首次在枯草芽孢杆菌中用整合型的方式重组表达了α-乙酰乳酸脱羧酶,提出了一种有潜力的生产α-乙酰乳酸脱羧酶的新方法。     

水稻单C_2H_2型锌指基因ZOS2-01的表达与功能分析

拟南芥超雄基因（SUPERMAN,SUP）是一个单C2H2锌指基因。该基因突变后会造成雌蕊同源转化为雄蕊,正常的心皮发育受阻,因此SUP在控制花第3/4轮边界的建立和胚珠的发育中起重要作用。为了探知水稻中的SUP同源基因是否也存在类似的功能,我们根据拟南芥SUP的功能结构域,从水稻中克隆了一个与SUP类似基因,命名为ZOS2-01,并对其表达和功能进行了分析。结果表明,ZOS2-01与拟南芥的SUP和矮牵牛的PhSUP1在系统进化树上处于同一分支且与SUP的功能结构域完全相同。定量PCR和GUS表达分析表明,除胚乳外,ZOS2-01几乎在所有组织和器官中表达,但在幼穗中的表达量最高,暗示它可能参与了水稻的营养生长和花器官发育的调节。然而,采用RNA干扰和过量表达的方法减少和增加ZOS2-01的表达并没有明显影响水稻的生长发育,转基因水稻的营养生长正常,花器官发育也没有明显异常且结实正常。这些结果表明,尽管水稻ZOS2-01与拟南芥SUP具有相同的功能结构域,但它们的表达和功能可能已出现了分化,或者水稻中存在多个功能冗余的SUP类似基因。     

基于质粒表达的siRNA对猪圆环病毒2型(PCV2)复制的抑制作用

猪圆环病毒2型(PCV2)是猪圆环病毒相关疾病(PCVAD)的必要病原,对养猪生产构成了严重威胁,但当前缺乏有效的防治手段.为了探索治疗PCVAD的新途径,分别针对PCV2的病毒复制相关蛋白基因(rep)与衣壳蛋白基因(cap),构建了PCV2特异的siRNA表达质粒(pGensil-R259、pGensil-C297和pGensilC490)和PCV2非特异的阴性对照质粒(pGensiI-SCR).在脂质体介导下,将构建的siRNA表达质粒与阴性对照质粒转染PK-15细胞,转染质粒20 h后感染PCV2.结果质粒表达的特异siRNA抑制了PCV2 DNA的合成及Rep和Cap蛋白的表达,使病毒滴度(TCID50)显著下降;针对靶基因不同位点的siRNA的抑制效果不同,病毒感染后36 h内,siRNA对PCV2的抑制作用最强,随后有所下降,但直至感染后60 h仍然能够显著抑制PCV2复制.实验结果提示质粒表达的特异siRNA能够显著地抑制PCV2的增殖,但这种抑制功能与作用时间呈负相关.     

刚地弓形虫亲环蛋白基因TgCyP真核表达质粒的构建及其在Hela细胞内的表达

亲环蛋白（cyclophilin,CyP）是一类广泛存在于原核和真核生物体内的胞溶性蛋白,是刚地弓形虫（Toxoplasmngondii）速殖子的主要成分,能够诱导产生IL-12和IFN-γ,在控制弓形虫急性感染过程中起重要作用。本研究根据GenBank发表的TgCyP基因序列,设计并合成一对包含BamHI和EcoRI酶切位点的引物,以cDNA为模板,应用PCR技术扩增TgCyP基因。PCR产物连接到pMD18-T克隆载体。用限制性内切酶BamHI和EcoRI双酶切克隆载体,将TgCyP目的基因克隆到载体pVAXI,构建真核表达质粒pVAXl-TgCyP。将真核表达质粒转染Hela细胞,利用问接免疫荧光检测其在Hela细胞内的表达情况。结果表明扩增的TgCyP基因与GenBank上相应基因序列（U04633．1）的一致性达100％,构建的真核表达质粒pVAX1-TgCyP能在转染的Hela细胞中表达,其表达产物与刚地弓形虫阳性血清具有免疫反应性。本研究表明Tg-CyP有望作为弓形虫疫苗的候选抗原,将为进一步研究该质粒的动物免疫试验奠定基础。