小麦春化发育的分子调控机理研究进展

春化发育特性是小麦品种的重要性状,直接影响着小麦品种的种植范围和利用效率.本文就小麦春化相关基因的发现,以及对春化相关基因VRN1、VRN2和VRN3的克隆、表达特性以及春化发育分子调控机理方面的研究进展进行了综述.     

高羊茅春化基因FeVRN2的克隆及其在非生物胁迫下的表达

VRN2基因是受春化作用负调控的开花抑制子。为揭示非生物胁迫下高羊茅(Festuca elata)春化基因VRN2的分子调控机制,本研究以高羊茅为实验材料,采用c DNA末端快速扩增技术,克隆得到VRN2基因全长c DNA序列,命名为Fe VRN2。Fe VRN2基因c DNA全长为1 219 bp,具有一个完整的长度为657 bp的开放阅读框,编码蛋白质产物长度为218个氨基酸,并包含一个CCT保守结构域。同源性分析表明Fe VRN2与禾本科植物圆锥小麦(Triticum turgidum)、节节麦(Aegilops tauschii)、山羊草(Aegilops speltoides)、二穗短柄草(Brachypodium distachyon)、大麦(Hordeum vulgare subsp.vulgare)的亲缘关系非常近。荧光定量PCR结果显示:Fe VRN2基因在高羊茅叶片中的表达受高温、干旱与高盐胁迫特异诱导,说明该基因参与了高羊茅对高温、干旱与高盐胁迫的适应性调控。     

三个小麦春化基因的时空表达特性分析(英文)

为明确小麦春化基因的时空表达特性,以中国春和洛旱2号小麦品种为试验材料,利用半定量RT-PCR技术,分析了3个春化基因VERNALIZATION1(VRN1)、VRN2和VRN3的时空表达特性。结果表明,VRN1在中国春的三叶期叶片和根、灌浆期的茎秆和旗叶、花药、胚珠和发育的种子中均有不同程度的表达。在开花前,表达水平呈上升趋势,而花后呈降低的趋势,在干种子和萌发种子的胚芽中没有检测到表达;在洛旱2号中,除了在三叶期的叶片和根中没有检测到表达外,VRN1的表达特性与中国春有相同的趋势。VRN2只在三叶期的叶片和萌发种子的胚芽中表达,在其他检测的组织中没有表达;VRN3的表达与VRN1的时空表达特性相似,但在根中未检测到表达。这一结果为进一步分析普通小麦品种春化发育的分子调控机理提供了重要信息。     

番茄LeDREB1转录因子基因RNAi载体的构建和鉴定

利用rd29A基因启动子的DRE元件从番茄(丽春)cDNA文库中通过酵母单杂交技术筛选得到转录因子基因LeDREB1。核苷酸序列测定结果表明,该基因片段全长1 782 bp,具有900 bp的cDNA开放阅读框序列,编码300个氨基酸。该基因属于AP2/EREBP家族[1],可能调控许多逆境应答基因的表达。运用RNA干扰的思路,设计特异性引物,扩增正向和反向基因片段。将LeDREB1正向+反向基因片段插入到pCAMBIA2300-OCS的35s启动子下游,构建干扰载体pCAM-RNAi-LeDREB1,通过酶切和测序鉴定证明目的片段与载体片段连接正确。这一载体的成功构建为进一步研究LeDREB1的功能和调控作用机制提供有效的材料与技术支撑。     

长春花钙调素基因克隆及其假基因的识别

以长春花[Catharanthus roseus(L.)G.Don]叶片cDNA和基因组DNA为模板,利用PCR技术扩增得到了长春花钙调素基因447 bp的全长编码cDNA序列和2个大小不同的DNA片段.序列分析表明,DNA长片段全长1 551 bp,由2个外显子和1个内含子构成,为长春花钙调素基因编码区DNA片段;DNA小片段全长447 bp,与447 bp的长春花钙调素基因cDNA核苷酸一致性高达87%,有56个碱基的差异,其中位于226 bp处的碱基A突变为T,即由AAG突变为终止密码子TAG使翻译提前终止.推测此447 bp的DNA小片段可能为长春花钙调素基因的假基因,命名为CCaMP1.     

甘蓝型油菜Fad2与Fae1基因双干扰RNAi载体的构建

将来源于甘蓝型油菜XY15的Fad2与Fae1基因编码区,长度分别为349bp和426bp的两个保守序列片段连接成807bp的大片段。然后分别以正反向插入到pFGC5941干扰载体查耳酮合成酶内含子的两端,构建成RNAi载体。以期在菜籽中转录后能有效抑制Fad2与Fae1两个基因的表达。所构建的RNAi载体最终序列全长3kb,经限制性内切酶消化、PCR扩增验证和序列测定,证明目标序列与GenBank数据库中的碱基序列一致,并且为正反向插入到pFGC5941载体上。通过农杆菌介导的油菜转化,已获得油菜抗性再生植株144个。     

编码Ag85A基因突变体的设计与合成

自行设计和合成可转录mRNA不能翻译功能性蛋白分子的全长Ag85A编码基因突变体(Ag85A-M),克隆至真核表达载体pIRES2-EGFP,用于后续制备Ag85A-M疫苗,研究双股Ag85 DAN疫苗是否能通过RNA传感器提呈抗原信息,诱导固有和适应性免疫应答。设计Ag85A-M基因,将编码Ag85A基因(891 bp)中的第114位和230位的碱基C突变为G,使之含有TAG和TGA双重翻译终止子。合成Ag85A(M)全基因片段,利用普通PCR方法按照设计将Ag85A(M)全基因序列分别拆分成332 bp(A)、332 bp(B)、264 bp(C)三个小片段和488 bp(D)、423 bp(E)两个小片段进行扩增合成。构建pIRES2-EGFP-Ag85A(M)载体,将Ag85A(M)全长基因片段通过pIRES2-EGFP载体多克隆位点(multiple clone site, MCS)中双酶切位点EcoR I/BamH I插入载体,再经双酶切和基因测序鉴定,DC2.4中基因表达确认。结果显示,采用普通PCR法分段扩增合成获得与预先设计的长度一致的A、B、C、D和E小片段,合成的Ag85A-M的全部序列(891 bp)、突变位置和碱基正确。三片段拆分(A、B和C小片段)阳性克隆率平均值为87.67%,基因保真度为90.33%。二片段拆分(D和E小片段)阳性克隆率平均值为81.5%,基因保真度为23%。结果表明,本研究获得了可用于后续研究的含有114和230位点突变的全长Ag85A-M DNA片段,三片段基因拆分方法获得的332 bp及以下片段PCR法合成保真度显著高于二片段拆分方法获得的423 bp及以上片段。     

杧果LEAFY同源基因的分离及序列分析

分析在植物开花过程中起重要作用的LEAFY(LFY)基因的保守区序列,设计1对长度均为23bp的PCR引物,以杧果基因组DNA为模板,采用PCR方法扩增出长为822bp的DNA片段,克隆入pGEM-T Easy载体。测序和序列分析表明,获得了杧果LFY同源基因(miLFY)3’端的1个片段,该片段有1个415bp的内含子,编码区共编码135个氨基酸,其序列已经在GenBank中登记(登录号AY189684)。在GenBank中进行同源性检索,发现其氨基酸序列与其它植物LFY同源基因的氨基酸序列同源性高达74%~97%,推测它们具有相似的功能。     

木霉几丁质酶基因克隆及植物转化载体构建

利用PCR技术从绿色木霉LTR-2(Trichoderma virede)基因组DNA中扩增到一段序列,测序结果表明,该编码基因片段大小为 1 508 bp,其中包括一个 1 459 bp的开放阅读框,起始密码子位于 45 bp,终止密码子位于 1 501 bp,共编码氨基酸 424 个.在Genbank中进行序列比对,发现该序列同已发表的Trichoderma viride 42 ku几丁质酶氨基酸序列具有99%的同源性.将该片段同pCAMBIA1300中的35S启动子和35S-polyA终止子连接后,插入载体pCAMBIA1302多克隆位点中,构建成植物转化载体,最后将构建好的载体pCHI1302-42通过转化导入根癌农杆菌LBA4404中,为进一步构建转基因植物奠定了基础.     

重叠延伸PCR法合成栀子两个糖基转移酶基因

[目的]糖基转移酶UGT94E5和UGT75L6催化栀子果实中西红花总苷生物合成途径的末端步骤。该研究利用重叠延伸PCR法,合成编码这两个酶的基因序列。[方法]首先将基因分段,每段两端均加上p UC57载体的多克隆位点作为接头,拼接成800 bp以下的片段,再输入到DNAWorks软件中,获得最优寡核苷酸片段组合;将合成的寡核苷酸片段混合,用作模板,进行两次PCR扩增,获得加了接头的各段序列,亚克隆到自制的p UC57 T载体上。酶切后回收插入片段,混合,用作模板,扩增全长基因,产物克隆到自制的p UC57 T载体上。[结果]成功合成了栀子Gj UGT9(编码UGT94E5)和Gj UGT1(编码UGT75L6)基因,分别长1 496 bp和1 583 bp。[结论]重叠延伸PCR法能够有效地合成栀子两个糖基转移酶基因序列,为遗传操作奠定了基础。     

梅花鹿Fibulin 5 编码区cDNA的克隆及功能研究

为研究梅花鹿扣针蛋白5(Fibulin5, FBLN5)在鹿茸再生过程中的作用,本研究通过RT-PCR获得了梅花鹿FBLN5的cDNA编码区,并对其进行生物信息学分析。同时利用RNA干扰技术（RNA interference, RNAi）下调了梅花鹿角柄骨膜致敏区（Potentiated pedicle periosteum, PPP）细胞中FBLN5基因表达,并研究了基因表达下调后PPP细胞条件培养液对HUVEC细胞增殖的影响。结果显示：(1) 梅花鹿FBLN5 cDNA编码区长1347 bp,编码448个氨基酸;(2) 生物信息学软件分析显示,梅花鹿FBLN5蛋白含有一个跨膜区,一段23个氨基酸的信号肽序列,vWA_Matrilin、cEGF和EGF_CA等重要的功能结构域;(3) 构建了梅花鹿FBLN5基因的RNAi重组质粒并获得了一条能有效下调目的基因效率达88.72%的靶序列pLVTHM-FBLN2,MTT结果显示PPP细胞FBLN5基因表达量下调后,所获细胞条件培养液可显著促HUVEC细胞增殖,推测FBLN5可能参与了鹿茸再生过程中的血管生成及稳态维持等过程。     

大熊猫和亚洲黑熊TNNC1 基因的克隆、表达与序列分析

慢肌肌钙蛋白C (Troponin C type 1,TNNC1)具有高度保守性,调控骨骼肌慢肌和心肌的收缩,影响肌蛋白的生成,从而可能导致动物肌肉的生长、进化和功能的差异。本研究以大熊猫和亚洲黑熊骨骼肌为材料,提取总RNA 和基因组DNA,运用RT-PCR 和Touch-down PCR 分别扩增出TNNC1 基因的cDNA 序列和结构基因序列,并且构建了含有TNNC1 cDNA 的重组表达载体,转化进入E. coli BL21 进行超表达研究。结果表明大熊猫TNNC1 基因的cDNA 片段长602 bp,包含一个编码161 个氨基酸的开放阅读框,其结构基因全长2 831 bp,包含6 个外显子和5 个内含子。亚洲黑熊TNNC1 基因的cDNA 片段长486 bp,亦包含一个编码161 个氨基酸的开放阅读框,其结构基因全长2 758 bp,同样包含6 个外显子和5 个内含子。该两个物种的TNNC1 基因与已报道的13种动物的TNNC1 基因具有很高的相似性。拓扑预测表明,大熊猫和亚洲黑熊TNNC1 蛋白有1 个蛋白激酶C 磷酸化位点,5 个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点,1 个N-豆蔻酰化位点,3 个EF 手性钙结合域及1 个N - 糖基化位点。将TNNC1 基因在大肠杆菌中表达发现TNNC1 蛋白与氮端多聚组氨酸标签蛋白(His6) 融合成大小为23. 5kD 左右的多肽,这与预期结果相一致。本研究结果为进一步深入探讨大熊猫和亚洲黑熊TNNC1 基因及蛋白的结构、功能和进化关系提供资料。     

血小板生成素改构体基因的克隆和序列分析

采用PCR技术,根据文献报道的鼠TPO成熟肽基因序列,设计并合成两对引物,以鼠TPO cDNA为模板,扩增获得mTPO N端153个氨基酸的478bp cDNA片段及鼠TPO全长1032bp cDNA片段,mTPO153片段与合成的碱性成纤维生长因子序列中Lys119-Lys135as的51bp肝素结合位点DNA片段连接,克隆到M13mp18及M13mp19载体中进行双向测序;同时将扩增的鼠TPO全长cDNA片段克隆到M13mp18及M13mp19载体中进行双向测序。证明获得鼠血小板生成素与肝素结合位点基因及鼠TPO全长基因,继之以pMAL-C2X为表达载体构建表达质粒,并经PCR及酶切鉴定。     

花生AhAO1蛋白的原核表达、纯化及抗体制备

采用RT-PCR方法,以花生叶片RNA逆转录得到的cDNA为模板,扩增出AhAO1基因片段,将其插入原核表达载体pPROEXHTa中,构建AhAO1基因片段原核表达载体HTaAhAO1,经PCR和测序确证后,以IPTG诱导其在E.coli BL21中高表达His-AhAO1融合蛋白,采用亲和层析柱与电泳纯化融合蛋白。用纯化的His-AhAO1融合蛋白制备抗体,为分析AhAO1的功能奠定基础。     

福建青梅rDNA ITS区克隆与序列分析

利用PCR法对青梅ITS1、5.8S、ITS2序列扩增后克隆测序,用软件DNAMAN和MEGA3.1分析测序结果,研究18个福建青梅样品的核糖体ITS碱基序列差异。获得青梅18个样品rDNA中的ITS和5.8S完全序列,ITS1、5.8S和ITS2序列长度分别为223~224bp、164bp和241~246bp,5.8S较为保守。根据测序结果,以UPGMA法建立系统发生树,从分子水平说明18个样品间的变异程度,并将福建青梅差异较大的14条rDNA ITS序列登录GenBank,获得登录号:EF523482-EF523493、EF529435和EF529436。     

Analysis of human terminal deoxynucleotidyl transferase cDNA expressible in mammalian cells

Human Molt3 cDNA library was constructed using pcD vector system which permits the expression of cDNA inserts in mammalian cells. Nearly full-length human terminal deoxynucleotidyltransferase (TdT) cDNA was cloned using a fragment of bovine TdT cDNA as a probe. The human TdT cDNA contains an open reading frame of 1,557 bp coding for 519 amino acids, including 31 bp and 341 bp from 5' and 3' untranslated regions, respectively. The TdT cDNA was transfected into COS7 monkey fibroblasts directed the synthesis of enzymatically active protein of Mr 59,495. The cloned TdT cDNA hybridized with poly A+ RNAs of 2,100 b and 3,300 b from stable T-cell leukemia Molt3 and Molt4 cells.