胡麻脂氧合酶基因LuLOX1的克隆与表达分析

胡麻的籽粒富含多不饱和脂肪酸-亚麻酸,易被脂氧合酶(LOX)氧化,导致油脂的酸败。因此,油脂的稳定性和风味是影响胡麻油质量的重要因素。脂氧合酶是一类非血红素双加氧酶,其催化不饱和脂肪酸如亚油酸和亚麻酸的氢过氧化反应。本研究旨在阐明在胡麻种子发育时期脂氧合酶基因(LuLOX1)的表达、酶活性与品质的关系。本试验利用基于亚麻全基因组DNA测序数据,对LuLOX1基因进行克隆,利用RT-PCR方法进行LuLOX1基因表达分析,采用分光光度计法进行LOX酶活性测定。结果显示,LuLOX1基因的cDNA全长为2 607 bp,编码868个氨基酸,LuLOX1蛋白分子质量和等电点分别为98.87 kD、6.36。LuLOX1在种子发育早期高表达,之后呈下降的趋势,成熟期几乎检测不到该基因的表达。LuLOX1的酶活性变化与LuLOX1基因表达模式一致。该研究结果表明,LuLOX1可能参与了种子发育过程中脂肪酸氧化的调控。本研究为进一步研究其功能,通过脂氧合酶调控改进胡麻油脂品质奠定了基础。     

金鱼草AmHMGS基因的克隆及表达特征分析

植物萜烯类化合物合成主要通过MVA和MEP途径,这些萜烯类化合物在植物生长、发育过程发挥着重要作用,萜烯类化合物在植物花香挥发成分中占有大比率.3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A合成酶基因(HMGS)是MVA途径中的关键酶基因,该酶作用主要是催化底物乙酰辅酶A和乙酰乙酰辅酶A生成3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A(HMG-CoA),是合成萜烯类化合物的前体限速酶.本研究以'马里兰'金鱼草(Antirrhinum majus'Maryland')为材料,克隆AmHMGS,基因全长1 383 bp,编码460个氨基酸,时空和组织特异性RT-qPCR表达分析表明,AmHMGS基因在花中表达量显著高于根茎叶;初开期的表达量最高;在盛花期的不同花器官中,AmHMGS基因在雄蕊和上瓣中表达量最高,与其它花器官中的表达量差异显著.用茉莉酸抑制剂不同浓度的菲尼酮处理盛开期金鱼草花瓣,RT-qPCR分析HMGS基因表达量结果表明,菲尼酮处理后能抑制该基因的表达.本研究的结果为明确AmHMGS基因在金鱼草中的表达模式,为今后研究该基因的功能及其在金鱼草花香释放中的信号作用奠定基础.     

桃脂氧合酶基因的原核表达分析

利用RT-PCR技术从桃(Prunus persica L.)基因组中克隆到脂氧合酶(lipoxygenase,LOX)基因3(PpLOX-3)的ORF全长.ORF全长与原核表达载体pET-32a(+)相连接,构建重组原核表达载体pET-LOX-3,并转化大肠杆菌BL21(DE3)感受态细胞,在IPTG诱导下,通过SDS-PAGE电泳,得到一条约125 kD的融合蛋白条带,除去pET-32a(+)自身诱导的约20 kD大小的蛋白后,结果与PpLOX-3编码的约105 kD蛋白的大小一致.     

番茄脂氧合酶基因的表达和酶活性分析

将番茄脂氧合酶基因Tom loxD克隆至酵母表达载体pPIC9K中,转化毕赤酵母GS115菌株,构建组成型表达Tom loxD的酵母工程菌株。SDS-PAGE和W estern blot分析表明,经甲醇诱导,Tom loxD蛋白在酵母中得到表达,表达的融合蛋白分子量约为103.56 kD,与预测的分子量一致。酶活性分析表明,酵母中表达的Tom loxD蛋白具有脂氧合酶活性。半定量RT-PCR分析表明,Tom loxD基因在番茄中表达受机械损伤的诱导,损伤处理的番茄叶片中脂氧合酶的活性明显增高。说明Tom loxD基因在番茄防御信号中发挥作用。     

钩吻脂氧合酶基因GeLOX1的鉴定及低温胁迫表达分析

近年来,钩吻（Gelsemium elegans）的药用和饲用价值日益凸显,但钩吻在生长过程中不耐低温,挖掘其低温响应基因,为钩吻的抗寒育种研究奠定基础。植物中,脂氧合酶（lipoxygenase, LOX）在种子老化、抗逆境胁迫等方面的生理生化过程中有重要影响。基于课题组构建的钩吻转录组数据库,挖掘响应低温胁迫的钩吻LOX基因,运用RT-PCR技术,从中克隆到一条GeLOX1的cNDA全长序列,对其进行生物信息学、亚细胞定位、基因表达、原核表达及平板胁迫等分析。结果显示,GeLOX1所编码蛋白的氨基酸长度为761 aa,蛋白相对分子质量为87.00 kD,预测为不稳定的亲水性蛋白,含有28个丝氨酸磷酸化位点,22个苏氨酸磷酸化位点和9个酪氨酸磷酸化位点。进化树分析结果表明,GeLOX1属于9-LOX家族的成员。亚细胞定位检测结果显示,GeLOX1蛋白定位于细胞质中。实时荧光定量PCR分析发现,GeLOX1在钩吻的根中高表达,且其在4℃低温胁迫下的表达量呈现下调的趋势。经原核表达诱导后,GeLOX1的重组蛋白在约111 kD处出现目标条带,且重组蛋白的积累量在诱导8 h时达到峰值。此外...     

小白杏脂氧合酶基因PaLOX的克隆与序列分析

[目的]克隆小白杏(Prunus armeniaca)PaLOX基因全长并对其进行序列分析。[方法]根据已有的ESTs序列,设计3'和5'端RACE引物,利用RT-PCR和RACE技术克隆小白杏PaLOX基因c DNA全长。[结果]PaLOX c DNA全长序列为2 723 bp,含有一个1 002 bp的ORF开放阅读框,编码334个氨基酸,含有PLAT高度保守的特异结构域,预测蛋白质的相对分子质量为26.558 1 k Da,推测理化等电点为8.77,分子式为C1689H2635N459O490S13;该蛋白主要表现为亲水性,α-螺旋和延伸链则散布于整个蛋白质中,空间结构不稳定,无信号肽和跨膜结构,可能存在于线粒体中。进化分析表明,PaLOX氨基酸序列与梅、碧桃、苹果、梨、草莓等蔷薇科聚为一类,相似性依次为98%、99%、78%、77%、63%。[结论]获得了编码小白杏脂氧合酶的基因PaLOX全长序列,登录号为KM067451。     

苹果脂氧合酶基因MdLOX1a的同源克隆与功能验证

脂氧合酶是脂肪酸代谢途径中的关键酶,在植物生长发育、响应环境胁迫、合成香气物质等方面起着重要作用。本试验以紫红3号叶片诱导的红色愈伤组织为试材,对MdLOX1a基因及其部分启动子序列进行扩增。测序发现MdLOX1a的开放阅读框为2592 bp,编码863个氨基酸,预测其蛋白分子量为97.69 kD,等电点为5.14。MdLOX1a定位于苹果基因组的第9号染色体,由8个外显子与7个内含子构成。氨基酸序列进化树分析表明,MdLOX1a与Pb9S-LOX5在同一进化枝。此外,克隆获得MdLOX1a启动子序列1058 bp,启动子元件预测表明该启动子包括响应多种胁迫的顺式作用元件。亚细胞定位发现,MdLOX1a在细胞膜与细胞核上均有定位。组织差异分析表明,MdLOX1a基因在果皮中的表达量最高,在花和果肉中次之;同时随着果实成熟MdLOX1a基因的表达量上调并且短时间光照能够诱导MdLOX1a基因表达,低温(16℃)以及不同浓度的外源ABA处理后,MdLOX1a基因的表达量均明显降低。过表达MdLOX1a验证发现较于对照组,实验组香气各成分有不同程度增加,说明MdLOX1a与香气物质的合成有关。     

小白杏脂氧合酶基因PaLOX的克隆与序列分析北大核心

[目的]克隆小白杏(Prunus armeniaca)PaLOX基因全长并对其进行序列分析。[方法]根据已有的ESTs序列,设计3'和5'端RACE引物,利用RT-PCR和RACE技术克隆小白杏PaLOX基因c DNA全长。[结果]PaLOX c DNA全长序列为2 723 bp,含有一个1 002 bp的ORF开放阅读框,编码334个氨基酸,含有PLAT高度保守的特异结构域,预测蛋白质的相对分子质量为26.558 1 k Da,推测理化等电点为8.77,分子式为C1689H2635N459O490S13;该蛋白主要表现为亲水性,α-螺旋和延伸链则散布于整个蛋白质中,空间结构不稳定,无信号肽和跨膜结构,可能存在于线粒体中。进化分析表明,PaLOX氨基酸序列与梅、碧桃、苹果、梨、草莓等蔷薇科聚为一类,相似性依次为98%、99%、78%、77%、63%。[结论]获得了编码小白杏脂氧合酶的基因PaLOX全长序列,登录号为KM067451。     

油葵HaGPAT1基因的克隆及表达分析

该研究利用RT-PCR技术,从油葵(Helianthus annuus L.)种子中克隆了甘油-3-磷酸酰基转移酶(GPAT)基因(HaGPAT1),对其进行生物信息学分析,并通过实时荧光定量PCR技术(qRT-PCR)检测该基因在不同组织、种子不同发育时期以及不同胁迫条件下的表达特征。结果表明:HaGPAT1基因全长为1 656bp,编码551个氨基酸,相对分子量为62.132kD,等电点为8.84。系统进化树分析表明,HaGPAT1蛋白与高等植物莴苣的GPAT1亲缘关系最近。qRT-PCR分析表明,HaGPAT1基因在油葵花蕊中的表达水平最高,开花后17d的种子中次之;在干旱和盐胁迫条件下,HaGPAT1基因的表达水平均显著上调。研究推测,HaGAT1基因可能在油葵花器官发育中发挥重要作用,并且参与了油葵对干旱和高盐的抗性调节。     

基因的克隆及表达分析

DNA重组激活基因（Recombination activating genes RAG）是脊椎动物特异性免疫反应的关键基因,也是脊椎动物进化分析的标记基因之一。鲫鱼具有很强的适应性和抗病能力,是我国广泛养殖的重要经济淡水鱼;由于具有不同的倍性和丰富的遗传多样性,又是研究鱼类基因组进化的独特材料。本研究用PCR方法扩增、克隆了鲫鱼的Rag基因。鲫鱼Rag1基因从起始密码到终止密码总长4188bp,由三个外显子和两个内含子组成,其中开放阅读框长3192bp,编码1063个氨基酸。Rag2基因从起始密码到终止密码总长1593bp,没有内含子,只有单一的编码区,编码530个氨基酸。Rag1和Rag2基因的ORF和氨基酸序列在不同鱼类中的对比结果表明其在进化过程中非常保守。不同鱼类Rag1基因的第二内含子也是高度保守的,转录因子结合位点分析表明在第二内含子的保守区域中有许多转录因子的可能结合位点。其中有一段在所有已知鱼类中都存在的保守区域是与性腺发育相关的转录因子SRY和SOX5的可能结合位点,提示Rag1基因的表达可能与性腺发育具有相关性。用RT-PCR方法进行的组织特异性表达分析表明Rag1基因在鲫鱼成体的头肾和精巢都能检测到表达,提示Rag基因不仅主导了免疫组织中的DNA重组,也可能参与了生殖细胞的DNA重组。RT-PCR检测证明Rag1基因在鲫鱼胚胎发育至第5天开始表达,在第7天鲫鱼胚胎的胸腺原基中可检测到Rag1基因mRNA的杂交信号,在第9天鲫鱼胚胎的胸腺原基中可以检测到很强的Rag1 mRNA原位杂交信号,说明该时期可能是鲫鱼免疫基因重组的活跃时期。     

烟草BRANCHED1-Like基因的克隆及表达分析

TCP基因家族CYC/TB1簇中成员BRC1在调控植物侧枝发育的过程中发挥重要作用。本研究利用电子克隆的策略结合RT-PCR方法从普通烟草（Nicotiana tabacum）中克隆到4个NtBRC1-Like基因,分别命名为NtBRC1-Like1、2、3和4。4条基因的CDS序列长度分别为1140、1062、987和1041bp,分别编码由379、353、328和346个氨基酸组成的蛋白,这4个蛋白与CYC/TB1簇中其它成员具有较高同源性。蛋白质保守结构域分析表明,4个NtBRC1-Like基因编码蛋白除具有TCP核心结构域外,还具有CYC/TB1簇蛋白特有的R结构域。系统进化树分析表明,NtBRC1-Like蛋白都是TCP家族CYC/TB1簇中的成员,且4个NtBRC1-Like蛋白可以被分成两组,NtBRC1-Like1和4为一组,NtBRC1-Like2和3为另一组。荧光定量PCR分析发现,4条烟草NtBRC1-Like基因的表达呈现明显的组织特异性,且其表达模式可分为两种：NtBRC1-Like1和4的表达模式相似,在腋芽中有极高的表达;NtBRC1-Like2和3的表达模式十分相像,在叶和腋芽中的表达量都显著高于其它组织。推测烟草BRC1基因可能存在类似番茄BRC1基因在功能上保守与进化的情况。     

鲫鱼Dnmt1基因cDNA的克隆及表达分析

研究克隆了编码鲫鱼Dnmt1蛋白的cDNA序列,并对Dnmt1基因的时空表达模式和表达丰度差异进行了分析。该cDNA全长4912bp,编码1503个氨基酸。鲫鱼Dnmt1蛋白与其他物种Dnmt1蛋白的同源性分析表明,N端调节区的保守性较低,但C端的催化区是高度保守的。整胚原位杂交显示,Dnmt1 mRNA在胚胎发育早期是广泛分布的,随着胚胎的发育,Dnmt1 mRNA在眼睛、脑部和已成熟体节的信号较强烈,显示了明显的区域性差异。实时定量PCR结果显示在鲫鱼胚胎发育早期有丰富的母源Dnmt1 mRNA存在,在早期发育过程中其丰度逐渐降低,在胚胎发育至2d后,Dnmt1 mRNA丰度又升到较高水平。RT-PCR检测表明在肝、心、脾、肾、脑、肌肉、视网膜等成体组织中都有Dnmt1的表达,但实时定量PCR结果显示在细胞分裂增殖旺盛的组织中表达水平明显较高。上述结果提示鲫鱼Dnmt1可能参与了胚胎基因组DNA甲基化的重编程,甲基化表观遗传学式样的确立和合子核基因正确时空表达模式形成的调节控制。     

枸杞MADS-box1基因的克隆及组织表达分析

MADS-box转录因子是果实成熟调控网络中的关键因子之一,调控果实发育、成熟与开裂、花器官的形成、光合作用与营养代谢以及激素信号转导等生理活动.本研究以宁夏枸杞果实为材料,利用RACE技术克隆枸杞MADS-box1基因,通过BLASTN进行相似性分析;采用DNAMAN软件构建进化树;采用ExPaSy的SOPMA和Ph...     

葡萄VvBAP1基因的克隆及表达特性分析

以抗性葡萄品种‘F-242’组培苗为材料, 利用同源克隆法克隆了葡萄VvBAP1基因。测序结果显示, VvBAP1扩增片段大小为531 bp, 可编码176个氨基酸序列。利用生物信息学分析VvBAP1基因编码的蛋白序列显示, 该蛋白分子量为19.43 kDa, 含有保守的钙离子依赖性的C2结构域; 等电点pI为9.42; 不稳定系数为37.09, 推测为稳定的亲水性蛋白; 含有多个丝氨酸/苏氨酸磷酸化位点。实时荧光定量PCR表明, 该基因在根茎叶中均有表达, 其中在叶片中表达量较高; 盐胁迫、低温等逆境因子及逆境相关的信号物质, 如水杨酸和一氧化氮均可诱导VvBAP1的表达, 其中低温对其表达量影响更为显著, 推测该基因参与了葡萄抵御逆境胁迫的过程, 尤其是与低温相关的过程。     

黄鳝转铁蛋白受体1基因的克隆及表达分析

旨在研究黄鳝转铁蛋白受体1基因的功能及其组织表达特异性,采用同源克隆结合RACE技术从黄鳝肝脏中分离其转铁蛋白受体1基因,用生物信息学方法对获得的氨基酸序列进行分析,用半定量RT-PCR技术研究各组织中Tf R1表达水平。结果表明,克隆获得黄鳝Tf R1,Gen Bank注册序列号为KF819396。该c DNA全长2 839 bp,5'UTR长134 bp,3'UTR长380 bp,编码一个长774个氨基酸的多肽链。氨基酸多序列比对结果表明,黄鳝Tf R1基因推断的氨基酸序列同其他鱼类的同源性较高,达55.68%-68.41%;而同哺乳动物的Tf R1基因同源性较低。半定量RT-PCR分析表明,黄鳝Tf R1基因转录本在不同组织表达量有明显差异;在血细胞中表达量最高,而在肾脏、脾脏和小肠中表达中等,在肝脏、胃、皮肤、脑、心脏和肌肉中表达量很低。     

重组鱼腥藻脂肪氧合酶基因的克隆表达、分离纯化及活性分析

克隆鱼腥藻PCC7120基因组中脂肪氧合酶(ana-LOX)基因,对该功能基因进行了定点突变研究,确定了ana-LOX的最短功能基因长度,构建原核重组表达载体,对重组ana-LOX进行了分离纯化和性质研究。从GenBank中搜索到鱼腥藻PCC7120基因组中含有LOX基因,通过序列分析和比对,发现LOX功能基因位于双功能酶AOS(单加氧酶)-LOX的C端,通过定点突变研究,证实了ana-LOX活性中心位点为His197、His202、His369、Asn373和Ile455。通过逐步缩短基因长度的策略,获得ana-LOX基因的最短功能基因长度为1 254 bp。构建的表达载体pET-32a/ana-LOX转化入BL21(DE3)宿主内,在低温16℃条件下的诱导表达,重组脂肪氧合酶活力可达6 750 U/mL。表达产物通过Ni-NTA亲和柱进行分离纯化,比活达到11.4×104U/mg蛋白,酶活回收率为60.89%。重组ana-LOX最适反应温度45℃,最适反应pH 6.0,在常温下具有较好的稳定性,金属离子Fe2+、Mg2+、Ca2+对该酶存在明显的激活作用,而Fe3+和Cu2+对该酶有强烈的抑制作用。重组ana-LOX能够改善面团的显微结构。该研究获得了高效表达重组ana-LOX,为实现其在食品加工中的应用提供了参考。     

牙鲆emx1基因的克隆及表达

为阐述空通气孔同源框1(empty spiracles homeobox 1,emx1)基因在牙鲆发育中的作用,通过PCR技术克隆牙鲆emx1基因,运用Bio Edit、MEGA等软件分析其序列结构特征,并采用荧光定量PCR技术分析其在牙鲆早期发育和组织分布中的表达情况。结果成功获得一长度为1 127 bp的牙鲆emx1 c DNA序列,其中包括708 bp的开放阅读框,编码235个氨基酸。同源性比对发现,牙鲆emx1基因的氨基酸序列与雀鲷和花鳉同源性最高,为95%,与其它物种如斑马鱼、墨西哥脂鲤、原鸡、热带爪蟾、小鼠和人的同源性分别为87%、84%、83%、80%、72%和72%。系统进化树分析显示,牙鲆Emx1蛋白与鱼类Emx1紧密聚为一支。荧光定量PCR显示,emx1基因在牙鲆卵巢中的表达量丰富,精巢中次之,而在其他各组织的表达量则较低。emx1在从原肠胚到孵化后10 d的牙鲆早期发育中也发现了相对较高的表达,且在胚孔封闭和心跳期有最高的表达。结果表明emx1基因很可能在牙鲆早期发育和生殖系统中发挥重要作用。     

香菇草酰乙酸水解酶基因LeOAH1克隆及表达分析

草酰乙酸水解酶(Oxaloacetate acetylhydrolase/Oxaloacetate hydrolase)是香菇(Lentinula edodes)中草酸合成的关键性酶,克隆香菇LeOAH1,并分析其在香菇体内与体外的表达情况,旨为研究香菇LeOAH1的功能奠定基础。从香菇L808中克隆LeOAH1,并进行生物信息学分析,采用 RT-PCR 和高效液相技术检测 LeOAH1在不同pH条件下香菇菌丝内的表达情况和草酸含量。此外,构建了重组原核表达载体 pET28a-oah1,在大肠杆菌中进行体外表达。基因克隆结果表明,该基因的gDNA长度为1 906 bp,cDNA长度为 1 356 bp,编码氨基酸数量为451个,蛋白分子质量约为48.9 kD,等电点为 6.80。生物信息学分析表明:该酶为不稳定的疏水性蛋白,具有α-螺旋(40.08%)、无规则卷曲(34.59%)、延伸链(17.52%)、β-折叠(7.10%)4种二级结构;亚细胞定位在细胞质中;序列比对的结果显示该酶有保守结构域;系统发育树分析该蛋白,与日本香菇OAH的相似度最高,同源性为82%;其次是灰光柄菇,同源性为64%。RT-PCR、HPLC的结果显示:在不同pH条件下,随着pH增加,LeOAH1基因表达量增加,香菇草酸分泌量也随之增加。而大肠杆菌中诱导表达的蛋白分子量符合预测结果。初步明确了香菇草酰乙酸水解酶的基因特性以及表达规律,以及与草酸分泌的关系。     

草莓MET1基因启动子克隆及瞬时表达分析

根据草莓MET1类DNA甲基转移酶基因(FaMET1)全长序列设计引物,通过PCR获得了该基因翻译起始位点上游669 bp的序列.生物信息学分析表明,该序列中存在启动子的基本元件TATA-box、CAAT-box和多个胁迫诱导元件.进一步构建了FaMET1基因启动子驱动GUS的植物表达载体FMpro::GUS,通过农杆菌注射法转化草莓果实细胞,结果表明,该序列能够驱动GUS在草莓果实中瞬时表达,为进一步研究FaMET1的表达调控奠定了基础.     

褐飞虱基因BphMIF1克隆及表达分析

【目的】克隆水稻重要害虫褐飞虱Nilaparvatalugens唾液蛋白基因BphMIF1,探析BphMIF1在响应褐飞虱取食过程中的表达谱。【方法】采用RT-PCR法克隆了褐飞虱唾液蛋白基因BphMIF1,测序后对序列进行生物信息学分析,使用实时荧光定量PCR(qPCR)对褐飞虱1-5龄若虫及成虫以及不同成虫虫体部位BphMIF1的表达量进行分析,同时对BphMIF1进行了原核表达分析。【结果】克隆得到BphMIF1基因,编码119个氨基酸。qPCR结果表明BphMIF1基因在若虫4龄期表达会迅速上调,在成虫的头、胸、腹均有表达,以腹部表达量最高。原核表达结果显示褐飞虱BphMIF1基因以0.5mmol?L-1的IPTG作为诱导浓度,诱导时间为4h表达效果较好。【结论】BphMIF1基因在褐飞虱成虫头、胸、腹部均有表达,在若虫不同发育历期其表达量有所差异且在4龄若虫时期表达量有显著上调。该结果可为BphMIF1在褐飞虱取食过程中的功能研究奠定基础。