砂藓(Racomitrium canescens)抗旱相关基因RcAOS2的克隆及表达分析

丙二烯氧化物合酶(allene oxide synthase, AOS)是茉莉酸合成途径中关键酶,在茉莉酸合成中具有重要的作用。本研究在砂藓(Racomitrium canescens)干旱胁迫转录组数据中发现一个干旱胁迫下表达量上调的AOS基因,将其命名为RcAOS2,我们对RcAOS2的开放阅读框进行了克隆及相关的生物信息学预测分析,并对RcAOS2在砂藓快速脱水和复水过程中的表达量变化进行了检测。结果显示,该基因cDNA全长1 474 bp,开放阅读框长516 bp。RcAOS2编码蛋白质的相对分子质量为4.36 kD,等电点为5.11,不稳定系数为55.02,为不稳定蛋白质;脂肪系数为19.19;RcAOS2蛋白质疏水性较强,属于疏水性蛋白质,存在信号肽,不属于跨膜蛋白质。系统进化分析表明,RcAOS2蛋白质与其他物种AOS蛋白质亲缘关系较远,是具有AOS序列特征的新类型。实时荧光定量PCR分析结果表明RcAOS2基因在砂藓干旱和复水过程中呈现差异性表达,推测RcAOS2可能参与砂藓的干旱胁迫响应和复水回复过程。本研究成果为进一步研究砂藓抗旱基因功能提供理论基础和备选基因资源。     

玉米ZmNRT关键基因挖掘以及氮响应基因共表达网络构建

以玉米自交系B73（V4版本）作为参考基因组,利用生物信息学方法鉴定玉米ZmNRT基因家族成员,从系统发育关系、GO（Gene Ontology）富集、基因结构和玉米不同时期及组织下的表达谱等方面全面解析玉米ZmNRT基因家族。基于qPCR实验和共表达网络分析,对玉米ZmNRT家族基因在氮响应中的作用进行系统的研究。结果表明,在玉米全基因组水平上共鉴定到 162 个 ZmNRT 基因,主要分为 ZmNRT1（62 个）和 ZmNRT2（100 个） 两大类群。GO富集发现,仅46个基因参与硝态氮转运过程,这些基因被不均等分成7个亚家族,每个家族1～15个基因。基因表达模式分析结果显示,不同生育期和组织下ZmNRT基因表达是差异的。在氮诱导下,qPCR鉴定结果显示,12个ZmNRT基因是氮响应基因,9个基因表达上调,3个基因表达下调。共表达网络结果发现,其中10个ZmNRT基因与已知的氮代谢基因存在显著共表达关系（|r|>0.8 p-value<0.05）,推测这10个基因可能是调控玉米氮代谢的关键基因。     

PBP1基因在大肠杆菌中的表达及其表达产物的纯化

将获得的拟南芥黑芥子酶结合蛋白PBP1基因表达载体pTYB2-PBP1导入大肠杆菌ER2566细胞,经IPTG诱导,SDS-PAGE电泳显示,PBP1-CBD融合蛋白获得了较好的表达。进一步对PBP1蛋白进行分离纯化,SDS-PAGE电泳结果显示分离纯化效果较好,所获得的纯化的PBP1蛋白可进一步用于研究PBP1与MBP6的酵母双杂交技术。     

丹参海藻糖-6-磷酸合成酶基因（SmTPS）的克隆及其表达分析

对丹参EST序列进行Blast分析,得到一条海藻糖-6-磷酸合成酶（TPS）基因,将其命名为SmTPS,GenBank注册号为JF937196。该基因cDNA全长2836 bp,包含一个长为2574 bp的ORF,编码857个氨基酸。生物信息学分析表明,分子量为97.04 kD,等电点为5.76,含α-螺旋、β转角、延伸连和无规则卷曲。该蛋白同时具有海藻糖-6-磷酸合成酶（TPS）和海藻糖-6-磷酸磷酸酯酶（TPP）的功能结构域。系统进化树分析表明丹参TPS功能域和拟南芥AtTPS6属于一类,而TPP功能域与低等生物酵母ScTPS2属于一类。实时定量PCR结果分析表明,SmTPS基因在丹参不同组织器官中差异表达,其茎中表达量最高。在干旱和低温处理下,其表达量与对照相比均可上调约2倍,表明SmTPS基因在丹参抵抗干旱和低温胁迫中发挥一定的作用。     

Serum amyloid A (SAA) mRNA expression in chicken and quails in response to bacterial stress

Monitoring of acute phase proteins such as serum amyloid A at gene expression level may provide quick information about immune status of the host and its susceptibility towards common infections. Present study was carried out to evaluate and compare the mRNA expression of SAA gene in Rhode Island Red chicken (RIR) and Japanese quails using real time PCR analysis in response to inactivated Salmonella gallinarum culture. The results showed that expression of SAA gene was approximately 17–33 folds higher in case of birds administered with bacterial culture when compared to un-inoculated controls and expression was higher and quicker in case of quails than RIR chicken. The SAA genes from chicken and quail were cloned and upon sequence analysis it was observed that deduced amino acid sequence of SAA from chicken and quails were having approximately seven percent variation which might have significance in function of this protein in these species.     

小麦盐应答基因TaSR1的生物信息学鉴定及表达验证

为发掘小麦盐应答相关基因,利用Genevestigator在线生物信息学程序,分析了25个试验中118个样品的盐胁迫试验的转录组数据,筛选到2个盐应答候选基因。以中国春小麦为试验材料,将其三叶一心期幼苗根系置于200mmol·L~(-1)的NaCl溶液中,分别处理0、0.5、1、2、4和8h,分析候选基因的表达模式。结果表明,其中1个候选基因的表达模式与生物信息学分析结果相近,受盐胁迫诱导明显上调表达,命名为TaSR1。该基因编码区含有948个核苷酸,编码315个氨基酸。TaSR1蛋白含有KRTAP和PHA01732两个保守结构域,富含脯氨酸残基。     

非洲马瘟病毒VP7基因的克隆与表达

为获得非洲马瘟病毒VP7蛋白,以用于制备AHS血清学诊断试剂并为AHS新型疫苗的构建奠定基础,笔者采用原核表达系统表达VP7蛋白。在GeneBank中查找非洲马瘟病毒VP7基因序列,人工合成VP7基因,将VP7基因片段克隆插入pBAD/Thio-TOPO表达载体,将重组质粒转入大肠杆菌TOP10。经测序鉴定,筛选获得VP7基因正向插入、有正确读码框的阳性克隆,经L-Arabinose诱导表达VP7融合蛋白抗原。SDS-PAGE分析表明以终浓度为0.2%的L-阿拉伯糖进行诱导,4h后表达可达到高峰,融合蛋白质量约54.72 kDa。Western blotting检测和间接ELISA表明诱导表达的融合蛋白能与非洲马瘟病毒VP7单克隆抗体发生特异性反应,说明蛋白有特异的免疫学活性。     

甜杨低温响应microRNAs的克隆与分析

MicroRNAs（miRNAs）作为一类21碱基左右的非编码小RNAs,参与植物生长发育的调控,并在植物对生物与非生物胁迫的应答过程中发挥重要作用。本研究依据miRNA高度保守特点,利用已公布的毛果杨（Populus trichocarpa）基因组序列设计引物,从甜杨（Populus suaveolens）基因组中克隆获得了12个miRNA基因座序列。序列比对结果表明,这些miRNA基因均为毛果杨低温响应miRNA基因的同源序列。同时,以低温（0℃）处理0～48h的甜杨幼苗为试材,通过半定量RT-PCR法对miRNA基因的成熟体序列在不同处理时间下的表达谱进行分析,结果显示,大多数miRNA成熟体序列在甜杨低温胁迫下的表达模式与其在毛果杨中的表达极为相似,由此可推测这些保守性miRNAs可能在甜杨和毛果杨两物种对低温胁迫的应答反应中发挥相似的功能,而miR168a、miR168b和miR475a在两物种间表达现象的差异,表明它们可能通过调控多种靶基因而发挥不同作用。本文结果将为进一步研究甜杨基因功能提供基础。     

含硫氨基酸基因植物表达载体的构建及对百脉根的转化

在本研究中,用限制性内切酶Nco Ⅰ和Bgl Ⅱ从中间载体pMD18zeolin和pMD18zein 上切下zeolin基因(约1 600bp)和γ-zein基因(约720 bp),将其定向连接在经相同酶切的质粒载体pCAMBIA1302上,构建成植物表达载体pCBzeolin和pCBzein.采用冻融法将pCBzeolin和pCBzein导入根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)菌株LBA4404,利用该菌株转化百脉根(Lotus corniculatus L.).经过共培养、筛选分化、再生,得到抗件植株.对抗性植株进行了PCR、RT-PCR检测表明,γ-zein和zeolin基因已经整合到百脉根基因组中,在核酸水平得到了表达.含硫氨基酸数据分析表明,转zeolin基因植株含硫氨基酸含量极显著高于转γ-zein基因植株和对照植株的含量(P＜0.01),但转γ-zein基因植株与对照植株间差异不显著.     

大麦 PHT1基因家族的鉴定及表达特性分析

植物磷转运蛋白1(phosphase transporter protein 1,PHT1)家族在植物磷吸收和转运中发挥着重要作用。为研究大麦 PHT1基因家族成员的特性,利用生物信息学方法在全基因组范围内对大麦 PHT1家族成员进行鉴定,结果共鉴定到14个大麦 PHT1（ HvPT1～ HvPT14）基因,分布在2H、4H、5H和7H染色体上。根据系统发育关系、基因结构和保守蛋白基序,可将14个大麦 PHT1基因分为3个亚群。基于RNA seq数据对大麦品种GN121(磷高效基因型)根和叶片中12个 PHT1基因的表达模式进行分析,发现在低磷胁迫处理下,根中 HvPT1、 HvPT7、 HvPT10和 HvPT12基因以及叶片中 HvPT13基因均上调表达。进一步利用荧光定量PCR技术对大麦品种GN121和GN42（磷低效基因型）根中10个 PHT1基因的表达模式进行分析,发现两个品种根中 HvPT7、 HvPT8、 HvPT10、 HvPT12和 HvPT14基因在磷恢复后第3 d的表达量均显著低于低磷处理第22 d的表达量,推测这5个基因在低磷胁迫下参与磷的吸收和转运;此外 HvPT5基因在磷恢复后第3 d的GN42根中表达量显著下降,而在GN121根中的表达量显著上升,说明 HvPT5基因的表达与品种类型有关。