红光熊蜂卵黄原蛋白基因的cDNA全长序列克隆和表达分析

红光熊蜂Bombus ignitus Smith是许多经济作物和野生植物的重要授粉昆虫之一。卵黄原蛋白基因(vitellogenin,Vg)在昆虫的生殖调控中和行为方面起到重要的作用,本试验对Vg基因全长cDNA的克隆和测序及在蜂王、工蜂和雄性蜂三型蜂中的表达分析得出:Vg基因的全长cDNA为5 481 bp,GenBank中的登录号为FJ913883,有一个完整的开放阅读框(ORF),编码1 772个氨基酸,N-末端的前16个氨基酸为一个信号肽。接近C-末端区域存在保守的GL/ICG基元,其后含有9个半胱氨酸,而且DGXR位于GL/ICG基元上游18个氨基酸残基处。其氨基酸序列与韩国的熊蜂B.ignitus和B.hypocrita相似性高达95%,与西方蜜蜂Apis mellifera的相似性达到51%。Vg的mRNA首先在蜂王蛹期的白眼蛹(Pw)时期出现,其表达量在蜂王整个蛹期发育过程中呈上升趋势,且在黑眼蛹(Pbd)时期达到最高,在成年蜂的脂肪体中的表达量仍在升高,甚至更高。Vg也在工蜂蛹期的白眼蛹(Pw)时期被检测到,然后在整个蛹期发育过程中呈现上升趋势,在刚羽化出房时达到高峰,Vg的mRNA水平随着成年蜂日龄的增加而增加,到15日龄时达到最高,然后呈现下降趋势。对于雄性蜂,Vg的mRNA虽然卵黄原蛋白基因的mRNA水平几乎在整个蛹期发育阶段都表达,但是表达水平非常低,只有在刚羽化出房时期表达水平较高。     

苜蓿盲蝽气味结合蛋白基因Alin-OBP1的克隆及表达谱分析

有证据表明昆虫气味结合蛋白(odorant binding proteins, OBPs)与其嗅觉识别密切相关,起着运输外界脂溶性气味分子通过嗅觉感器淋巴液到达嗅觉受体的关键作用.为了更好地了解OBPs在苜蓿盲蝽Adelphocoris lineolatus (Goeze)嗅觉识别中的作用,本研究首次克隆了苜蓿盲蝽气味结合蛋白基因Alin-OBP1 (GenBank序列号GQ477022). 测序和序列分析结果表明,该基因开放阅读框长438 bp, 编码145个氨基酸,预测分子量为15.69 kDa,等电点为5.01,N-末端疏水区包含由18个氨基酸组成的信号肽.蛋白特征分析表明,该基因翻译后的蛋白质具有昆虫气味结合蛋白的典型特征,即氨基酸序列中有6个保守的半胱氨酸残基.利用RT-PCR和Real-time PCR技术对Alin OBP1在苜蓿盲蝽成虫不同组织和各个发育阶段的表达水平进行了测定,结果显示Alin-OBP1几乎全部在触角中表达.不同发育阶段Alin-OBP1表达量不同,在5龄若虫和成虫阶段表达水平最高.结果提示Alin-OBP1可能在苜蓿盲蝽感受包括性信息素在内的外界化合物的过程中发挥着重要作用.     

大鳞副泥鳅和泥鳅GNB2L1基因的克隆、表达及系统进化分析

由G蛋白β2亚基类似物1基因(GNB2L1)编码的蛋白激酶C受体(RACK1)是一个高度保守的锚定蛋白,属于WD40结构域蛋白家族成员,在细胞信号转导等生命过程中发挥着重要作用。本文采用RACE技术和基因克隆技术分别对大鳞副泥鳅(Paramisgurnus dabryanus)和泥鳅(Misgurnus anguillicaudatus)精巢组织的GNB2L1基因c DNA序列进行了克隆。序列分析表明,大鳞副泥鳅GNB2L1基因c DNA序列全长1 115 bp,开放阅读框(ORF)长965 bp,编码317个氨基酸;泥鳅GNB2L1基因c DNA序列的开放阅读框长965 bp,编码317个氨基酸;两种泥鳅GNB2L1基因编码的蛋白与其他鱼类的RACK1蛋白的同源性为94%~97%,且不同进化地位物种的GNB2L1基因均由8个外显子和7个内含子组成。以GNB2L1基因为标记基因,构建的鱼类系统发育树显示,大鳞副泥鳅和泥鳅在进化上的亲缘关系最近。RT-PCR结果显示,GNB2L1基因在大鳞副泥鳅成体各组织中均有表达,且在脑组织的表达量高于其他组织。以上结果表明,GNB2L1基因为一个进化保守基因,可能在大鳞副泥鳅的细胞活动中发挥着重要作用。     

胀果甘草查尔酮异构酶基因的克隆及序列分析

目的:对胀果甘草甘草苷生物合成途径的关键酶查尔酮异构酶(CHI)进行基因克隆及序列分析。方法:根据乌拉尔甘草CHI基因c DNA序列设计引物,以胀果甘草主根总RNA为模板RT-PCR扩增CHI基因c DNA序列,并对其进行分析。结果:克隆得到20条胀果甘草CHI基因c DNA序列,开放读框全长690 bp,编码229个氨基酸残基。20条胀果甘草CHI基因的c DNA序列存在22个变异位点,一致性为99.54%,可分为6种单倍型;其编码的氨基酸序列存在14个变异位点,一致性为98.98%。胀果甘草CHI基因编码蛋白为稳定性亲水蛋白,相对分子质量为24.5×103,等电点为5.3~6.2,不含信号肽,无跨膜区,二级结构以α螺旋和无规则卷曲为主,保守结构域包含一个查耳酮超家族结构域。同源性分析显示,不同物种间的CHI基因同源性较低。结论:克隆了胀果甘草CHI基因c DNA序列,为进一步研究不同基原甘草中甘草苷生物合成的分子调控机制奠定了基础,并为优质甘草的分子选育提供了理论依据。     

棉花粉蚧化学感受蛋白基因PsCSP10的克隆及表达谱分析

本研究克隆出了棉花粉蚧Phenacoccus solenopsis Tinsley化学感受蛋白(CSPs)基因Ps CSP10的全长c DNA(Gen Bank登录号:KT958555),其核苷酸序列长640 bp,编码128个氨基酸,预测其成熟蛋白分子量14.99 k D,等电点6.61,且含有4个保守的半胱氨酸,符合昆虫CSPs的典型特征。该基因编码的氨基酸序列和其他昆虫化学感受蛋白基因编码的氨基酸序列相似性为50%-56%。应用Real-time PCR测定的结果表明棉花粉蚧各发育阶段中Ps CSP10均有表达,但在雄成虫中的相对表达量显著高于其他发育阶段。在分别用扶桑Hibiscus rosa-sinensis L.、棉花Gossypium hirsutum L.、马缨丹Lantana camara L.饲养获得的雄成虫中Ps CSP10相对表达量不存在差异。研究结果为进一步明确棉花粉蚧中Ps CSP10的功能奠定了基础。     

绿盲蝽丝氨酸蛋白酶基因AlSP4的克隆及取食不同寄主植物后的表达谱分析

胰蛋白酶类和胰凝乳蛋白酶类丝氨酸蛋白酶是盲蝽科昆虫消化系统内重要的消化酶。为了更好地了解丝氨酸类蛋白酶在绿盲蝽Apolygus lucorum消化系统中的作用, 本研究首次克隆了绿盲蝽丝氨酸蛋白酶基因AlSP4 (GenBank登录号为JQ609682)。序列分析结果表明, 该基因开放阅读框长999 bp, 编码332个氨基酸, 预测分子量为36.84 kDa, 理论等电点为5.35, N末端疏水区包含有16个氨基酸组成的信号肽。蛋白特征分析表明, 该基因翻译后的蛋白质具有丝氨酸蛋白酶的典型特征, 即氨基酸序列中具有组氨酸(His)、 天门冬氨酸(Asp)以及丝氨酸(Ser)残基组成的酶活性催化中心三元件; 该基因翻译后还具有明显的胰蛋白酶前体的特征, 即此基因具有信号肽、 激活肽以及胰蛋白酶N末端保守的起始氨基酸序列(IVGG)。利用荧光定量PCR技术对绿盲蝽雌、 雄成虫取食不同寄主植物后AlSP4的表达谱进行分析, 结果表明: 相对于其他寄主植物, 雌成虫取食Bt棉后AlSP4的表达量最高, 并显著高于取食常规棉后的表达量(P＜0.01)。雄成虫取食茼蒿后AlSP4的表达量最高; 雄成虫取食Bt棉后, AlSP4的表达水平仅次于取食茼蒿后的表达量, 也显著高于取食常规棉后的表达量(P＜0.01)。由此可见, AlSP4是绿盲蝽取食Bt棉后的重要消化酶基因, 对绿盲蝽适应Bt棉取食具有重要作用。     

马氏珠母贝STA RDL3基因的克隆与表达性分析

采用RACE技术克隆获得马氏珠母贝STARDL3基因c DNA全长序列(Pm-STARDL3);利用荧光定量技术检测Pm-STARDL3基因在各个组织中的表达量。结果表明,Pm-STARDL3基因c DNA序列全长3 655 bp,开放阅读框(ORF)长1 491 bp,编码496个氨基酸,5'非翻译区(5'UTR)长110 bp,3'UTR长2 054 bp。PmSTARDL3氨基酸序列同源比对分析显示与华贵类栉孔扇贝(Mimachlamys nobilis)STARDL3的序列的相似度最高。SMART软件分析得出,Pm-STARDL3有STARD类蛋白特有的结构域。荧光定量PCR检测结果表明Pm-STARDL3在肝胰腺中表达量最高,其后依次是外套膜、鳃与闭壳肌,各组织的表达量差异具统计学意义(p0.05)。     

眼镜王蛇泛素融合蛋白基因和核糖体蛋白L30基因的克隆及分析

从广西产眼镜王蛇（Ophiophagus hannah）毒腺中抽提总RNA,经mRNA纯化后构建眼镜王蛇毒腺cDNA文库。从所构建的cDNA文库中,随机筛选200个克隆测序,得到两个在进化上高度保守的基因：泛素融合蛋白基因（GenBank登录号为AF297036）和核糖体蛋白L30基因（GenBank登录号是AF297033）。前者cDNA的开放阅读框为387bp,后者为348bp。前者编码128个氨基酸残基组成的泛素融合蛋白前体;后者编码115个氨基酸残基组成的核糖体蛋白L30前体。由cDNA序列推导出的氨基酸序列分析表明,泛素融合蛋白前体包括N-末端的泛素结构域（76个氨基酸残基）和C-末端的核糖体蛋白L40结构域（52个氨基酸残基）。该蛋白为一高碱性蛋白,C末端含有一个“锌指”模式结构。与16个物种比较的结果表明,眼镜王蛇与脊椎动物的泛素融合蛋白氨基酸序列相似度较高,具有高度的保守性。     

一个新的东亚钳蝎毒素(BmKT_1)全长cDNA的克隆和分析

首先构建了东亚钳蝎毒腺组织 c DNA文库 ;根据已知的东亚钳蝎哺乳动物毒素氨基酸序列保守区设计引物 ,并用 PCR从 c DNA文库中扩增出一个 c DNA片段作为筛选 c DNA文库的探针 ;从 c DNA文库中筛选到二个编码同一个新的蝎毒素多肽的 c DNA,它们除 3′- UTR外 ,其余序列完全一致 .它们均含有 2 55bp长的开放阅读框 ,编码 85肽的前体毒素 ,包括 1 9个氨基酸残基的信号肽 ,66个残基的成熟毒素 (命名为 Bm KT1) ;Bm KT1氨基酸序列与已知的蝎毒素具有较大的同源性 ,与 Bm KM1,Lqq ,Lqhα IT和 Bm K M10 的同源性分别为 77%、67%、67%和 65% .Bm KT1的 C端不存在末端修饰步骤且具有一个与这些毒素不相同的特征结构 ,即在末端延伸了两个氨基酸残基 - P- S,推测 Bm KT1具有新的活性功能特征 .     

蓖麻蚕卵黄原蛋白cDNA的克隆及序列分析

本文论述了蓖麻蚕卵黄原蛋白cDNA迅速克隆化的方法,SDS－PAGE鉴定的蓖麻蚕卵黄原蛋白由大小二个亚基构成,求出的分子量大亚基为180kDa,小亚基为45kDa,从解析的蓖麻蚕卵黄原蛋白氨基酸序列推算的分子量大亚基为161．06kDa,小亚基为40．53kDa,如果考虑到翻译后的修饰,这与SDS－PAGE求出的分子量是吻合的。蓖麻蚕卵黄原蛋白cDNA是由5788pb构成,一个ORF为5337个碱基,编码了1779个氨基酸。在信号肽的15个氨基酸残基中,有12个是硫水性氨基酸残基。这与其他昆虫卵黄原蛋白信号肽区域的硫水性分析是一致的。蓖麻蚕卵黄原蛋白N-linked glycosylation site的分布与家蚕、柞蚕和天蚕不同,3处N-linked glycosylation site存在于大亚基里,2处地多聚丝氨酸区域上流的小亚基里。另外,我们发现在所解析的柞蚕、天蚕的蓖麻蚕卵黄原蛋白氨基酸序列的C－末端区域里DGQR、GICG功能部位及其后的6个半胱氨酸都完好地保存。     

类胡萝卜素合成的相关基因及其基因工程

类胡萝卜素具有多种生物功能,尤其在保护人类健康方面起着重要的作用,如它们是合成维生素A的前体,能够增强人体免疫力和具有防癌抗癌的功效。人体自身不能合成类胡萝卜素,必须通过外界摄入;但类胡萝卜素在许多植物中含量较低,并且很难用化学方法合成。随着类胡萝卜素生物合成途径的阐明及其相关基因的克隆,运用基因工程手段调控类胡萝卜素的生物合成已成为可能。本文综述了微生物和高等植物类胡萝卜素生物合成途径中相关基因的克隆,以及运用这些基因通过异源微生物生产类胡萝卜素和提高作物类胡萝卜素含量的基因工程研究进展。     

基因诱捕技术及基因诱捕数据库

基因诱捕（gene trap）是基于小鼠胚胎干细胞、报道载体（诱捕载体）建立的一种基因突变方法。诱捕载体在整合位点利用内源基因调控元件模仿内源基因表达,使其表达终止,从而可以阐明内源基因的功能。由于诱捕载体及其报道基因的特点,基因诱捕技术可用于高通量生产,便于小鼠基因功能的大规模研究．为各类疾病动物模型的建立奠定良好基础。     

基因打靶突变小鼠与基因功能研究

ES细胞是建立基因打靶突变小鼠的必要条件 ,也可用于制备转基因动物 .基因敲除、精细突变和条件性基因打靶技术建立的基因打靶突变小鼠在人类遗传病机理研究、基因治疗和基因功能研究方面都有着重要作用 .     

益生菌的功能基因导入和基因编辑

益生菌已经在临床和食品领域应用多年,其安全性和有效性已经获得人们的认可。随着分子生物学技术的发展,采用益生菌作为载体进行基因导入或基因编辑,这些遗传改造的益生菌一部分已经作为新的药品或疫苗进入到临床应用阶段。携带功能基因的益生菌定殖于肠道进行表达和缓慢释放,这类益生菌作为活体药物获得益生菌和功能基因的双重功效,可用于治疗某些疑难病症。携带蛋白质抗原基因的益生菌定殖于肠道进行表达,可诱导肠道黏膜免疫、细胞免疫和体液免疫,这是一条更安全的口服疫苗途径。成簇的规则间隔短回文重复序列(clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR)及其相关蛋白(CRISPR-associated protein,Cas)以其高效与便捷性推动了益生菌基因编辑的发展。这篇综述介绍了CRISPR-Cas9操作系统在益生菌方面的应用。对传统遗传操作较难的益生菌采用CRISPR-Cas9技术进行基因编辑,使其基因敲除和基因突变,基因敲入和基因调控等更为简单、高效和易操作。这些CRISPR/Cas9、CRISPRa和CRISPRi技术在益生菌的基因表达调控和代谢工程等领域具有巨大的应用潜力,例如医药、食品以及工业等相关重要产品的获得。本文总结了益生菌基因导入和基因编辑在生物制品生产中的相关应用,最后对其未来的研究方向进行展望。     

杆状病毒p74基因具有种属特异性

选用苜蓿丫纹夜蛾核多角体病毒杆粒 (AcMNPVbacmid)为材料 ,通过在大肠杆菌中利用RecA基因介导的同源重组 ,将其p74基因剔除 ,并精确地用斜纹夜蛾核多角体病毒 (SpltMNPV)的p74基因进行了替换。所构建的重组AcMNPV杆粒在修饰后的p74基因位点中未留下任何有可能影响该基因表达及功能的选择标记 ,SpltMNPV的p74基因直接位于AcMNPVp74基因的启动子控制下。RT PCR显示替换后的p74基因得到了表达。生物测定结果显示 ,重组病毒AcMNPV杆粒 polhSL74无法通过口服方式感染银纹夜蛾幼虫 ,表明杆状病毒p74基因具有种属特异性。