大麻THCA合成酶基因的克隆及生物信息学分析

[目的]为了得到不能产生任何有活性的THC基因型大麻株系,本试验对四氢大麻酸(THCA)合成酶基因进行克隆和生物信息学分析,这为深入研究CsTHCA的功能提供理论基础。[方法]以大麻品种"火麻一号"为材料,采用RT-PCR技术克隆THCA合成酶基因(CsTHCA)并对其进行生物信息学分析。[结果]该基因开放阅读框全长1 638bp,编码545个氨基酸。推导的氨基酸序列在309~760bp处与野生种花生和蔓花生序列一致性达74%。理化特性分析发现此蛋白为疏水蛋白且结构稳定。蛋白结构功能域分析预测该蛋白质序列中有跨膜区域,大部分组成为疏水性氨基酸。[结论]本文从大麻中克隆了THCA基因并对其进行了生物信息学分析,可为后续分子机制的研究提供理论依据。     

苹果属无融合生殖SERKs基因家族的克隆和表达分析

本研究利用同源克隆法以苹果属平邑甜茶和杂种后代叶片为试验材料,克隆得到4个SERK基因家族片段,并分析了SERKs家族基因在平邑甜茶和杂种后代不同器官和组织中的表达情况。研究结果表明:分离获得的4个SERK基因家族片段的氨基酸序列与模式植物拟南芥、烟草等植物的同源性均在84%以上,同时与其他物种的氨基酸序列进行Blast比对都具有较高的同源性;RT-PCR定量分析结果表明SERK1、SERK2、SERK3、SERK4基因主要在生殖器官中表达。因此,推测SERKs基因在平邑甜茶和杂种后代生殖发育过程中起着重要的调控作用。本研究结果为进一步揭示无融合生殖的发生机理奠定了基础。     

菊花ClERF1基因的克隆与表达分析

以甘菊叶片为试验材料,采用RT-PCR和Tail-PCR以及生物信息学的方法,研究了甘菊ClERF1及其启动子序列特征、表达模式,以及甘菊ClERF1在低温胁迫下的响应。以期为进一步研究甘菊ClERF1功能提供参考依据。结果表明:ClERF1基因序列全长1 242 bp,最大开放阅读框(ORF)618 bp,可编码206个氨基酸。经理化性质分析,ClERF1分子量23 631.35 Da,理论等电点5.19,不稳定系数53.84,脂肪指数62.04,平均亲水性-0.786,亚细胞定位在细胞核内。系统进化树表明,ClERF1与拟南芥At3g23240亲缘关系最近,属于ERF亚家族。qRT-PCR分析表明ClERF1在叶片中表达最高,其次在茎段中。该研究克隆了ClERF1启动子序列1 534 bp,主要包括低温反应和乙烯响应元件、生长素和茉莉酸甲酯反应元件等。甘菊低温处理幼苗ClERF1表达量显著高于未低温处理的幼苗,其中5℃时ClERF1相对表达量最高。     

星豹蛛细胞色素CYP3001U15基因克隆与生物信息学分析

星豹蛛是农业害虫的重要捕食性天敌。通过转录组测序鉴定出66条星豹蛛细胞色素P450基因,进一步筛选分析出5条基因,预测其与外源物质代谢有关。为进一步研究星豹蛛细胞色素P450功能和代谢机制,选取其中一条基因进行生物信息学研究。试验通过RT-PCR扩增技术,将星豹蛛总RNA反转录cDNA,后以此为模板进行PCR扩增,回收纯化产物完成单克隆并测序,获取该基因序列信息,并对其进行生物信息学分析。结果发现,克隆到CYP3001U15基因ORF序列,该基因开放阅读框为1 074 bp,编码357个氨基酸,分子质量为42 ku,等电点为5.91,原子总数为5 808,分子式为C_(1877)H_(2896)N_(494)O_(531)S_(10);正电荷残基47个,占氨基酸总数的13.2%,负电荷残基52个,占氨基酸总数的14.6%;蛋白的二级结构预测结果显示,α螺旋占47.62%,β折叠占8.96%,β转角占4.76%,无规则卷曲占38.66%;亚细胞定位预测结果显示,其定位在细胞内质网上;蛋白信号肽预测结果显示,该蛋白不存在信号肽;跨膜结构预测分析结果显示,其不存在跨膜结构。研究结果可就星豹蛛细胞色素P450基因对杀虫剂等外源物代谢的研究提供理论基础。     

氮素诱导的甜菜gln2的克隆及序列分析

本文探索了在氮素诱导下,甜菜gln2序列变化情况及氮素对gln2的调控表达情况。根据已知甜菜谷氨酰胺合成酶基因(gln2,登录号为AY026353)设计特异引物,利用RT-PCR方法克隆甜菜质体型谷氨酰胺合成酶的cDNA(GS2 cDNA)片段和甜菜质体型谷氨酰胺合成酶基因组DNA(GS2 DNA)序列,并进行生物信息学分析。获得甜菜GS2 cDNA片段序列,并首次得到甜菜GS2 DNA序列,并将GS2DNA登录到了NCBI网站的GenBank(登录号为EU558132)。生物信息学分析结果表明,GS2 DNA长度为6 144bp,含有13个外显子和12个内含子;氮素诱导的GS2 cDNA序列长度为1 296bp,与gln2序列相似性达99.92%,可编码431个氨基酸残基;其氨基酸序列与其它植物的质体型谷氨酰胺合成酶(GS2)有很高的同源性,与菠菜GS2的同源性最高,属于混合型蛋白,具有Gln-synt保守功能域,N端为beta-Grasp domain,C端为catalytic domain。采用半定量PCR分析该基因在氮素处理下的诱导表达情况,结果表明,NO3-N∶NH4+-N=80∶20和NO3-N∶NH4+-N=50∶50的处理对GS2基因表达的促进效果最好,NO3-N∶NH4+-N=0∶100对GS基因诱导作用最差。研究甜菜GS基因的结构功能及表达调控对甜菜实现高同化氨及增产增糖有重要意义。     

香蕉MYB基因克隆和表达分析

【目的】获得香蕉抗逆相关转录因子。【方法】通过随机克隆测序的方法从香蕉根系c DNA文库中获得MYB基因,命名为Ma MYB1。【结果】对扩增获得的c DNA序列进行生物信息学分析,表明Ma MYB1是香蕉MYB基因编码框全长c DNA,包含一个951 bp的最大开放阅读框,编码一个长316个氨基酸的蛋白质。蛋白质序列同源比对发现其含有完整的2个保守的MYB结构域R2和R3,属于典型的R2R3-MYB基因。系统进化树比对分析表明,Ma MYB1与海枣(XP_008808341.1)和油棕(XP_010914123.1)的亲缘关系较近。组织特异性研究表明该基因在叶、根和花中的表达量较高。实时荧光定量PCR分析表明Ma MYB1响应干旱、低温、盐和枯萎病菌的侵染等胁迫处理。【结论】Ma MYB1基因在香蕉响应逆境中扮演重要的调控角色。     

奶山羊CIDEa基因的克隆、序列分析与组织表达

为获得奶山羊CIDEa基因序列并检测其在乳腺组织中的表达,采用RT-PCR技术从奶山羊乳腺组织扩增CIDEa基因序列,利用生物信息学软件对其进行预测分析,并采用荧光定量PCR检测CIDEa在干奶期和不同泌乳时期乳腺组织中的表达。结果表明:通过克隆测序得到奶山羊CIDEa基因CDS区660 bp,编码219个氨基酸,与GenBank公布的绵羊、牛、人和猪的核苷酸序列同源性分别为99%、96%、85%、85%。奶山羊CIDEa蛋白属于碱性、不稳定亲水蛋白,不存在跨膜结构和信号肽;蛋白主要定位在细胞质、线粒体和细胞核。CIDEa蛋白结构主要由α螺旋、β折叠和不规则卷曲组成。奶山羊CIDEa在泌乳前期、盛期和中期乳腺组织中表达量均显著高于干奶期(P<0.05)。说明CIDEa可能参与奶山羊乳腺的泌乳过程,为进一步研究其在奶山羊乳腺组织中的功能及对乳品质的调控作用奠定基础。