柽柳转录因子基因ThbZIP1的原核表达及重组蛋白纯化

柽柳是重要的抗逆植物,提取柽柳总RNA,克隆了柽柳的16.5 k D b ZIP转录因子基因Thb ZIP1,构建原核表达载体p GEX-Thb ZIP1,导入宿主菌获得重组菌株BL21-Thb ZIP1,用异丙基-β-D-硫代半乳糖(IPTG)进行重组蛋白r Thb ZIP1诱导表达。试验结果表明:IPTG浓度为1.0 mmol/L,诱导温度为37℃条件下,诱导4 h,大肠杆菌提取液提取50 min时,所获得重组蛋白r Thb ZIP1表达量最大,占总蛋白的76.42%;经过10%SDS-PAGE电泳检测,发现重组蛋白r Thb ZIP1主要以包涵体的形式存在;并利用电纯化法成功获得纯化的目的蛋白。     

甘薯全基因组WRKY转录因子的基因鉴定与逆境胁迫表达分析

【目的】对甘薯(Ipomoea batatas)全基因组WRKY转录因子进行基因鉴定与逆境胁迫表达分析,为甘薯WRKY基因的应用提供参考。【方法】在甘薯全基因组序列的基础上,应用生物信息学方法对WRKY基因进行挖掘,分析基因潜在复制关系、保守结构域、亚家族系统进化树、保守基序和抗逆表达模式,并对甘薯SPF1基因与IbWRKY基因进行了比较和分析。【结果】甘薯全基因组上共有82个WRKY基因,可分为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ3个类型,其中类型Ⅰ和类型Ⅲ的成员数量分别为18和5,类型Ⅱ可进一步分为Ⅱ-a、Ⅱ-b、Ⅱ-c、Ⅱ-d和Ⅱ-e 5个亚类,其成员数量分别为4,14,20,8和13。甘薯WRKY基因不均匀分布于15条染色体上,其中25对基因存在潜在复制关系。保守结构域分析发现,大部分WRKY的结构域高度保守,但个别基因存在保守结构域缺失现象。拟南芥与甘薯的WRKY转录因子在系统进化树上呈现按物种少量聚集的现象。在甘薯WRKY转录因子家族中共发现10个保守基序,包括含有WRKY七肽结构域的基序1和基序7、含有锌指结构域的基序2和基序3,其中基序3为Ⅰ类型WRKY转录因子N端WRKY结构域所特有。对逆境胁迫下的甘薯转录组数据进行分析发现,甘薯苗期在蔓割病菌(Fusarium oxysporum f. sp.batatas)侵染后共有19个WRKY基因差异表达,甘薯块根贮藏期在低温胁迫下有34个WRKY基因差异表达。蛋白序列比较和分析结果表明,甘薯SPF1的氨基酸序列与IbWRKY32的氨基酸序列一致度最高,为85.4%。【结论】甘薯全基因组中鉴定得到82个WRKY基因,其结构域较为保守,在蔓割病胁迫与低温胁迫条件下均存在差异表达。     

薄壳山核桃全基因组LBD基因家族的生物信息学分析

  目的  研究薄壳山核桃Carya illinoensis LBD基因家族结构特征、进化模式和在胚发育过程中的表达模式。  方法  运用生物信息学手段鉴定薄壳山核桃LBD基因,分析该基因结构特征、系统发生学关系、显花植物中的进化历史和在胚发育过程中3个关键阶段的表达模式。  结果  薄壳山核桃全基因组中一共鉴定到52个候选LBD基因。根据基因结构、系统发生学最大似然树和Motif分析可分为3类:GroupⅠ、GroupⅡ和GroupⅢ。多序列比对分析中,52个LBD基因LOB结构域中鉴定出3个重要的结构:CX₂CX₆CX₃C锌指结构、高度保守的甘氨酸GAS结构和亮氨酸拉链(zipper-like)结构,并且在3类内都分别发生了特异性的的变异或者缺失。根据代表性显花植物LBD基因家族的系统发生学分析,从变异程度看GroupⅠ和GroupⅡ相对较为保守,而GroupⅢ内的所有LBD基因共享1支较长的分支,它们已发生了较大的变异,可能已经分化出新的功能。表达分析结果显示:LBD基因家族参与调控胚发育过程,通常控制子叶的发育和形态建成。薄壳山核桃LBD基因中又有在整个胚发育过程中都高表达的一簇基因,这些基因可能在胚发育过程中发挥了更加重要的作用。  结论  薄壳山核桃全基因组中共获得LBD基因52个,共可分为3个亚家族,不同的亚家族具有不同的基因结构、蛋白质结构、进化模式和表达模式,转录组表达分析显示:不同亚家族之间在胚发育不同阶段具有差异性表达,它们共同参与调控薄壳山核桃胚发育过程。图5表2参47     

Cry1Ia和Cry2Ab杂交分子的构建和表达

同源性较低的Cry杀虫蛋白之间的结构域交换突变体成功案例很少。选择2种氨基酸同源性很低且蛋白其他特点差异也较大的Cry2Ab和Cry1Ia为亲本,将它们的3个结构域(Domain I,II和III)互换,构建6种结构域交换突变体。将这些突变体在Bt菌株中表达,分析其表达稳定性,并比较不同温度条件下的表达情况。结果显示,6种突变体在28.5,32.0℃条件下,均能够稳定表达,且表达量较高。说明构建的6种突变体在Bt菌株中具有较好的表达稳定性,以此为基础可以进一步检测其杀虫活性等特性。     

马铃薯腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶的调控

腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶是淀粉合成过程中一个限速酶 ,其表达受到转录、温度、底物等多种因素调控。在 2 5℃其活性最强。 3 磷酸甘油和焦磷酸分别是其最有效的激活剂和抑制剂 ,其它物质如BSA、半胱氨酸、 2 巯基乙醇和谷胱甘肽都能使腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶的活性有所提高 ;NADP +、ADP、AMP等轻微地抑制腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶活性。     

辣椒炭疽病菌效应因子NIS1-PCR-RFLP标记系统的建立

【目的】基于辣椒炭疽病菌种群复杂、田间复合侵染种群组成不清,导致防控相对困难的问题,建立一种快速直观的辣椒炭疽病菌区分标记系统,为其病害田间防控提供科学依据。【方法】利用rDNA-ITS通用引物克隆田间分离的22株辣椒炭疽病菌rDNA-ITS,通过其序列比对分析构建系统发育进化树,初步确定22株供试菌株的种类和分类地位;选用效应因子NIS1基因为靶标,根据辣椒胶孢炭疽菌（Colletotrichum gloeosporioides）和黄瓜炭疽菌（C.orbiculare）NIS1基因比对分析,设计NIS1基因简并引物,克隆22株辣椒炭疽病菌的NIS1基因,利用其序列比对分析构建系统发育进化树,分析比较rDNA-ITS和NIS1基因区分供试菌株的差异,进而对22株不同辣椒炭疽病菌NIS1基因进行分析,选择限制性内切酶,分析NIS1基因的PCR产物限制性片段多态性（RFLP）差异,建立NIS1-PCR-RFLP标记系统。【结果】rDNA-ITS序列系统进化分析表明22株辣椒炭疽病菌属于5种炭疽病菌,即胶孢炭疽菌（C.gloeosporioides）、短孢炭疽菌（C.brevisporum）、尖孢炭疽菌（C.acutatum）、平头炭疽菌（C.truncatum）和黑点炭疽菌（C.capsici）,其序列同源性为85.6%~99.8%,但C.capsici和C.truncatum处于同一混合组群;22株辣椒炭疽病菌的NIS1基因两端序列较保守,中间存在可变区,与已报道的C.orbiculare的NIS1基因同源性在34.6%~78.9%;NIS1基因系统发育进化树能将22株辣椒炭疽病菌分成5个组群,C.capsici和C.truncatum处于不同组群,表明其区分度优于rDNA-ITS;NIS1-PCRRFLP主要差异片段显示C.gloeosporioides和C.brevisporum的最大片段均为210 bp,但片段数目不同,而C.acutatum为292 bp,C.capsici为685 bp,C.truncatum为345 bp,参照菌株C.orbiculare为497 bp,能够直观观察区分。【结论】研究建立的NIS1-PCR-RFLP标记系统可简便、直观地区分不同辣椒炭疽病菌的差异,有望发展成为真菌新的分子标记应用于田间辣椒炭疽病菌种群的快速鉴定。     

云南红皮梨bHLH转录因子的生物信息学分析

具有碱性-螺旋-转角-螺旋结构的一大类基因被称为bHLH家族基因,其成员主要有c-MYC、MADL、MAX、MIXL和删r基因;bHLH转录因子在细胞的增殖、分化和凋亡方面起着重要作用;对植物的生长发育、营养吸收、生物合成和信号转导等方面同样有着重要作用。在果肉、叶片和外果皮中,CsMYC2的表达与CHS、UFGT及ANS表达相关联,因此CsMYC2参与花色苷的生物合成调控,但是该基因在云南红皮梨花色苷合成调控中起着什么样的作用尚不清楚。利用生物信息学方法对云南红皮梨（RedPyruspyrifdia）bHLH基因进行分析,对不同植物间bHLH基因氨基酸序列的同源性比对,并且对该基因编码的蛋白质的理化性质、结构和功能等进行预测和分析。结果表明：该蛋白属于亲水性蛋白,其二级结构中的主要结构元件是仅一螺旋和无规则卷曲,并散布于整个蛋白。这一结果为研究红皮梨bHLH基因的结构、功能以及红皮梨的着色机制奠定了一定的基础。     

牛p53基因真核表达载体构建及其在卵母细胞中表达定位

p53是一种肿瘤抑制基因,在细胞周期阻滞、细胞凋亡、衰老和自噬过程中发挥着调控作用,在机体的各个组织中广泛表达.本研究旨在构建牛p53基因真核表达载体并研究其在牛卵母细胞中的表达和定位.首先从牛(Bos taurus)卵丘细胞中克隆了p53基因并将其连接到pMD 19-T载体上,双酶切鉴定后定向连接到pVenus载体上构建了pVenus-p53真核表达载体,经脂质体2000介导转染Hela细胞,确定重组质粒在Hela细胞中的表达定位,主要定位于细胞核.然后用体外转录试剂盒将p53-Venus转录成cRNA,通过显微注射观察其在卵母细胞中的表达定位情况,主要定位于细胞核,但胞质中也有少量表达.最后,取体外培养不同时期的牛卵母细胞,通过实时定量PCR检测p53在体外培养不同时期的表达量的变化,采用2-ΔΔC法分析p53/β-actin表达水平的变化值,p53的表达从GV期到MⅠ期迅速升高,在MⅠ期其表达量达到最高,随后又逐渐降低.本研究构建了牛p53真核表达载体pVenus-P53,并且体外转录的p53-Venus cRNA能在牛卵母细胞中正确表达定位,检测了p53在牛卵母细胞成熟培养各个时期表达量的变化,为进一步研究p53在牛卵母细胞体外成熟中的作用提供了参考资料.     

植物DREB转录因子的研究进展

DREB转录因子是一类可以调控多个与干旱、高盐及低温耐性有关的功能基因表达的转录因子家族。主要介绍植物DREB转录因子基因的研究进展。