高冰草中一种新型高分子量麦谷蛋白亚基编码序列的研究

高冰草(Agropyron elongatun)是普通小麦(Triticum aestivum)的近缘禾草,SDS-PAGE显示其所编码的麦谷蛋白亚基的类型较普通小麦更加丰富,是普通小麦品质改良的重要亲本之一。利用基因组PCR的方法从高冰草中克隆到一个新的高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)基因(AgeloG2)全编码序列,同源性分析表明：与普通小麦的1Dy12基因比较在少数位点发生了碱基替换和一处6碱基序列的缺失,同源性为99％;与普通小麦的1Dy10基因比较,该基因亦只有少数碱基的替换和两处18碱基序列的增加及一处6碱基序列的缺失,同源性为98％。从推导的编码序列分析,AgeloG2编码y型HMW—GS。综上分析,AgeloG2是一个新的高分子量麦谷蛋白y-型亚基基因。聚类分析结果显示,无论在基因序列还是推导的氨基酸序列上,小麦1Dy亚基与AgeloG2的同源性都高于与粗山羊来源的y型亚基的同源性。     

东亚三角涡虫Rab蛋白cDNA序列的克隆与生物信息学分析

通过构建东亚三角涡虫(Dujesia japonica)cDNA文库,随机挑选重组阳性克隆进行测序,对部分序列进行引物步移法测序,获得1个三角涡虫新基因——Rab蛋白基因(DjR),涡虫Rab蛋白cDNA全长2 141 bp,开放性阅读框(ORF)621bp,编码206个氨基酸,相对分子量为23.1 kD,等电点6.59,属亲水性蛋白,主要定位于细胞质中,在氨基酸第20和21位之间有信号肽剪切位点。有8个磷酸化位点。含有小G蛋白家族5个保守的鸟苷酸结合区域。同源性比较分析结果表明,其碱基序列与已经报道的其他23个物种的相似性为53%-90%,且符合种属之间的进化关系。     

基于rbcL序列探讨荨麻科植物的系统发育关系

对苎麻属4个种的rbcL序列进行了PCR扩增和T/A克隆产物的序列测定.扩增出长度为1370bp的rbcL序列.从GenBank中选取荨麻科8个属的rbcL序列,将所有物种的rbcL序列排序后,总长度约为1 428bp.其中保守位点1 263个,变异住点165个,信息位点71个.利用MEGA3.1软件构建荨庥科植物的MP和NJ系统树,并根据rbcL区碱基序列的差异计算种间的遗传距离,从而进一步探讨荨麻科植物之间的亲缘关系.其中,赤车属、锥头麻属、藤麻属、楼梯草属和冷水花属聚为一支,具有较近的亲缘关系;墙草属、单蕊麻属和苎麻属聚为另一组;而荨麻属植物在一级分支中就与荨麻科其他属植物分开,说明该属与其他属的亲缘关系较远.     

三种锦鸡儿属植物过氧化氢酶基因的克隆及表达特性分析

为研究过氧化氢酶基因在锦鸡儿属植物抵御干旱胁迫中发挥的作用,采用兼并PCR (degenerate polymerase chain reaction, Deg-PCR)和末端克隆(rapid amplify cDNA ends, RACE)技术分离了柠条锦鸡儿(Caragana korshinskiikom)、小叶锦鸡儿(C. microphylla)和中间锦鸡儿(C. davazamcii)的过氧化氢酶(Catalase, CAT)基因cDNA序列,并对它们在干旱胁迫条件下的表达特性进行了比较分析。这3种锦鸡儿属植物CAT cDNA均为1 755 bp,含有1个1 479 bp的开放阅读框(open reading frame, ORF)、85个碱基的5'非编码区和201个碱基的3'非编码区,编码492个氨基酸的蛋白质。序列比较分析发现,该3条序列仅在322 bp处有一个碱基的差异(CkCAT为T碱基, CmCAT和CdCAT为C碱基),但它们编码相同的氨基酸。生物信息学分析显示,CkCAT、CmCAT和CiCAT的与其他植物的CAT蛋白具有较高的同源性,在进化上与豇豆和大豆的CAT亲缘关系较近。实时荧光定量PCR分析结果显示,在干旱胁迫条件下CkCAT、CmCAT和CdCAT的表达量明显升高,显示CAT在锦鸡儿属植物抵御干旱逆境中发挥重要作用。     

川草2号老芒麦（Elymus sibiricus L.）UV-B辐射敏感基因rbcL的克隆及其调控表达研究

rbcL是编码光合关键酶1,5-二磷酸核酮糖羧化酶（Rubisco）大亚基的基因。本文运用mRNA差异显示技术（DDRT-PCR）并通过5ˊRACE (Rapid Amplification of cDNA Ends) 从高原植物川草2号老芒麦（Elymus sibiricus L. cv. 'chuancao No.2'）中获得了受增强UV-B辐射抑制的rbcL基因,该基因全长cDNA为1.51kb,开放阅读框（ORF）长1.434kb,编码477个氨基酸。氨基酸序列与Elymus trachycaulus中的Rubisco大亚基具有97％的同源性、与Triticum aestivum和Hordeum comosum的Rubisco大亚基同源性均为 98％。Northern杂交分析表明,增强UV-B辐射后6h,rbcL基因表达受到强烈抑制,处理后60h,其表达几乎完全被抑制,表明即使是长期生长在高原地区、强UV-B辐射条件下的高原物种,在受到较强的UV-B辐射后,其rbcL基因的转录也会受到抑制。     

星星草铁蛋白基因PtFer的克隆及表达分析

目的:从星星草中克隆一个铁蛋白相关基因,分析其序列特征及基因表达模式。方法与结果:构建星星草RACE cDNA文库,根据GenBank中报道的铁蛋白基因EST序列设计引物,利用RACE方法克隆得到星星草铁蛋白基因PtFer的全长cDNA序列(GenBank登录号为HM125047);序列分析表明,PtFer的核苷酸序列长度为751 bp,开放读框为336 bp,编码111个氨基酸残基,预测蛋白质相对分子质量为12.8×103。其蛋白质序列具有铁蛋白的特征性保守区域,与水稻属同一进化分支,与其他禾本科植物铁蛋白的序列相似性达80%以上。Northern杂交分析表明,PtFer的表达量随Na2CO3的浓度和时间的增加而升高,并在12～24 h内持续保持较高的表达水平。结论:用分子生物学及生物信息学技术克隆并分析了星星草铁蛋白基因PtFer的全长cDNA序列及编码蛋白的结构,并初步探索了盐碱胁迫下其表达模式,为研究植物耐盐碱机理奠定了基础。     

蒟蒻薯属 (薯蓣科) 植物DNA条形码研究

蒟蒻薯属（Tacca）植物种间在形态上差别不大,导致分类上存在一定的困难。DNA条形码是一种利用短的DNA标准片段来鉴别和发现物种的方法。本研究利用核基因ITS片段和叶绿体基因trnH psbA, rbcL, matK片段对蒟蒻薯属6个种的DNA条形码进行研究,对4个DNA片段可用性,种内种间变异,barcode gap进行了分析,采用Tree based和BBA两种方法比较不同序列的鉴定能力。结果显示：单片段ITS正确鉴定率最高,片段组合rbcL+matK正确鉴定率最高。支持CBOL植物工作组推荐的条码组合rbcL+matK可作为蒟蒻薯属物种鉴定的标准条码,建议ITS片段作为候选条码。丝须蒟蒻薯Tacca integrifolia采自西藏的居群与马来西亚居群形成了2个不同的遗传分支,且两者在形态上也存在一定的差异,很可能是一个新种。     

长穗偃麦草DREB类基因EeAP2.2 的克隆与序列分析

由于一些基因的特殊碱基序列限制,使得应用一种技术获得基因的全长cDNA序列比较困难。本研究结合RACE和Genome Walking技术从十倍体长穗偃麦草（Elytrigia elongata,2n=70）中克隆了AP2家族的一个全长cDNA序列,命名为EeAP2.2。序列分析表明,该基因具有一个837bp的开放阅读框,编码279个氨基酸残基,含有一个保守的AP2结构域,是AP2大家族的一个新成员。该基因编码的氨基酸序列与GenBank已有的普通小麦AP2家族两个同源基因编码蛋白TaDREB1和TaDREBW50（登录号分别为：AAL01124.1和AAY44605.1）具有98%的氨基酸序列一致性, 与大麦AP2蛋白HvDREB1-a（登录号AAY25517.1）,高羊茅AP2蛋白FaDREB2A （登录号CAG30547.1） 及水稻OsDREB2.2（登录号AY064403）的氨基酸序列一致性分别为 93%、86%、69%。说明该基因与小麦AP2家族基因的同源性最高。本研究除获得了长穗偃麦草一个重要抗逆转录因子基因EeAP2.2的全长cDNA序列外,也提供了一种快速、有效克隆功能基因的方法。     

通过新基因计算机识别与实验确认对NCBI人类基因数据库一些模式参考序列错误的分析与纠正

采用生物信息学分析与实验确认相结合的技术路线,通过所识别的基因在非冗余数据库比对发现了网上公布的计算机注释人类基因组编码序列存在各种类型的多处错误,包括cDNA水平的一个或一段碱基插入、缺失或突变,或是这些错误的不同排列组合,其中以错误插入为多,往往导致编码氨基酸的移码突变。最先举证了NCBIGENOME Annotation Project预测人类新基因的下列错误类型：(1)开放读码框架(0RF)中错误插入一个碱基造成编码氨基酸移码;(2)错误拼接;(3)开放读框中错误插入一个或一段碱基造成该读框提前终止。只编码N-端氨基酸的cDNA序列而不完整;(4)只有编码c一端氨基酸序列的cDNA而不完整;(5)只是正确基因0RF中间的一段编码蛋白cDNA序列而不完整,缺N-端与C-端氨基酸序列,并且将不完整蛋白氨基酸序列的第一个非起始码氨基酸错误地预测为起始码氨基酸,如将L错误地预测为M;(6)开放读框中错误插入一个或一段碱基造成前面出现不该有的终止码,因而编码蛋白缺开头部分氨基酸;(7)可能将污染基因组序列当作完整基因cDNA序列对待而预测出所谓单一外显子基因。即便真是基因,也只是较长单一外显子mRNA中有一小0RF,而0RF起始码上游同一相位确实存在终止码,无其他特点符合基因条件;(8)所预测基因只有0RF,而0RF两端没有任何EST证据,可据此0RF拼接出受EST和人类基因组双重支持的完整基因cDNA(开放读框上游同一相位有终止码),预示所预测0RF参考序列可能不正确;(9)有EST实验证据支持存在基因的人类基因组序列范围内又被预测出一条相似但更小的蛋白编码基因,因而新预测基因有可能是错误的。     

杜氏盐藻泛素基因cDNA的克隆及系统进化分析

根据玉米,水稻等物种泛素序列设计一对简并引物.提取杜氏盐藻细胞的总RNA,利用RT-PCR方法扩增盐藻泛素基因的cDNA片断,回收两个长度不同的片断ubi-1和ubi-2,将其克隆到pMDl8-T载体上,测序后进行序列分析,为克隆杜氏盐藻泛素基因的cDNA序列并进行进化分析.结果 ubi-1经测序后得到一个完整拷贝(228 bp)和一个不完整的泛素cDNA序列(191 bp).Ubi-2经测序后得到两个拷贝(556 bp)和一个不完整的泛素cDNA序列(191 bp).盐藻3个不同拷贝泛素cDNA序列之间存在差异,但所编码氨基酸序列相同.盐藻泛素cDNA序列与其他物种的泛素cDNA序列具有高的同源(70%～85%),所推导的氨基酸序列与其他物种仅存在1～2个氨基酸的差异.进化分析显示,所分离的盐藻泛素基因与两个模式生物果蝇和衣藻的泛素基因共处一个进化支,彼此亲缘关系最近.盐藻泛素基因与其他物种的泛素基因可能来自共同的"祖先"基因.在进化中高度保守.     

二色补血草硫氧还蛋白(Trx)的克隆和表达分析

从二色补血草cDNA文库中分离出1个硫氧还蛋白基因全长cDNA序列。基因全长1138bp,其中,5’非翻译（UTR）区128bp,3＇非翻译区212bp,开放阅读框（ORF）全长798bp,编码265个氨基酸,编码蛋白的分子量为28．58kDa,理论等电点（pI）为9．68。BlastP分析表明二色补血草Trx与拟南芥Trx序列同源性为52％,与葡萄7h序列同源性为76％,从11个物种的氨基酸多序列比对可以看出Trx氨基酸序列保守性较高。实时定量RT-PCR方法检测低温、NaCl和PEG胁迫不同时间后的基因在二色补血草中表达模式的结果表明,NaCl能诱导Trx基因在二色补血草叶中表达,胁迫24h后达到高峰,而聚乙二醇和低温处理则抑制Trx在二色补血草根和叶的表达。     

人类新基因C17orf32的电子克隆和编码区序列RT-PCR验证

利用生物信息学与实验验证的技术路线,成功地克隆了人类新基因C17orf32的cDNA(GenBank登记号：AY074907和TPA: BK000260),发现C17orf32的完整开放阅读框架(ORF,31～657 bp）cDNA（627 bp）与人类假定基因LOC124919 ORF(25～807 bp)的25～651位只有一个碱基不同.经RT-PCR验证并cDNA测序、人类表达序列标签(EST)数据库的BLAST检索和基因组成规律分析三方面的结果,均支持C17orf32的序列,而不支持LOC124919的编码序列.C17orf32基因组序列全长4.610 kb,含有6个外显子和5个内含子,cDNA序列全长1 679 bp, ORF横跨全部6个外显子.该基因ORF翻译起始处符合Kozak规则,ORF起始码上游同一相位有终止码,ORF后有2个加尾信号和PolyA尾.C17orf32基因的成功克隆表明,NCBI GENOME Annotation Project在2001年12月预测的人类假定蛋白XP-058865编码基因LOC124919的模式参考序列XM-058865中存在偏差,即在C17orf32基因cDNA的406与407位碱基之间错误插入一个碱基G, 从而导致在插入位点后,ORF编码125位氨基酸以后蛋白质序列的改变,出现260个氨基酸的多肽.因此,应慎重看待计算机注释的人类基因组编码序列.建立的技术路线有助于发现更多新的人类功能基因.     

小麦盐胁迫相关基因TabHLH13的克隆与分析

在对小麦全长cDNA克隆进行大规模测序及转录因子功能研究过程中,筛选到一个与盐胁迫相关的bHLH转录因子基因,将其命名为TabHLH13。TabHLH13的全长cDNA序列为1072 bp,开放阅读框为720 bp,编码一个具有240个氨基酸残基的bHLH转录因子;对TabHLH13的基因组和cDNA序列比较分析表明该基因包括5个外显子和4个内含子;同源序列分析发现,TabHLH13与来自大麦和短柄草中的bHLH蛋白序列相似性最高,分别为96.2%和90.5%;电子定位发现TabHLH13位于小麦第7同源群的7DL上;亚细胞定位结果表明,TabHLH13编码一个定位在细胞核中的蛋白;组织表达特性分析表明该基因在小麦根、茎、叶、颖壳、雌蕊和花药中均有较强的表达;半定量RT-PCR与qRT-PCR结果表明TabHLH13是一个受盐胁迫诱导表达的基因。     

烟草中一条新的S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因的克隆及表达分析

利用差异显示技术从烟草中分离到一个受乙烯利诱导表达的cDNA片段,结合RACE扩增技术获得该基因的全长序列。该全长cDNA共含1350个碱基,编码区有1170 bp,通过GenBank同源性比较发现它与一条已知的烟草S-腺苷甲硫氨酸合成酶(SAMS1,EC2．5．1．6)的基因编码区存在90％的同源性,编码的氨基酸顺序96％同源,而在cDNA的5’及3’非编码区同源性很低,且有一些短片段的缺失。设计合适的引物分别对这两个SAMS基因进行RT-PCR分析表明,SAMS1基因受高温诱导表达增强,但不受甲基紫晶诱导的氧化胁迫及盐胁迫影响,而新分离到的这个基因(SAMS2)的表达同时受高温、甲基紫晶及高盐3种胁迫的诱导。     

DNA条形码在中国金合欢属中的应用

根据形态特征难以准确地辨别金合欢属植物,DNA条形码技术提供了一种准确地鉴定物种的方法。本文利用条形码技术对中国金合欢属物种的序列(psbA trnH、matK、rbcL和ITS)及其不同组合进行比较,通过计算种内和种间变异进行barcoding gap分析,运用Wilcoxon秩和检验比较不同序列的变异性,构建系统树。结果表明：4个片段均存在barcoding gap,ITS序列种间变异率较psbA trnH、rbcL和matK序列有明显优势,单片段ITS正确鉴定率最高,ITS+rbcL片段联合条码的正确鉴定率最高,因此我们认为ITS片段或条形码组合ITS+rbcL是金合欢属的快速鉴别最理想的条码。     

大乳头水螅RACE cDNA文库的构建

目的:为筛选和克隆大乳头水螅发育调控相关基因的全长cDNA,构建大乳头水螅RACE cDNA文库.方法:提取大乳头水螅总RNA后从其中分离mRNA,运用SMART技术构建RACE cDNA文库.为鉴定所构建文库的质量,根据GenBank中大乳头水螅actin基因cDNA序列设计5'RACE和3'RACE的引物及用于扩增actin基因编码区全长序列的引物.结果:琼脂糖凝胶电泳结果表明,RACE cDNA文库中全长cDNA的长度集中在500-2 000bp之间.5'RACE、3'RACE PCR及扩增actin基因编码区全长序列时均以本文构建的大乳头水螅RACE cDNA文库为模板,这3个PCR反应均能扩增出产物,产物大小与目标片段预计大小相似.PCR产物分别经T/A克隆及测序后证明为大乳头水螅actin基因cDNA的相应序列.结论:RACE cDNA文库的成功构建为通过RACE方法获得大乳头水螅功能基因cDNA全长序列奠定了基础.     

不同地域卵黄萤荧光素酶基因的克隆与序列分析

为了比较不同地域萤火虫荧光素酶基因的进化关系,通过GenBank中已知的荧光素酶基因保守区段设计引物,利用5′ RACE（rapid amplification of cDNA ends）和3′ RACE技术克隆了来自云南省文山州和西双版纳州的同种卵黄萤荧光素酶基因cDNA和全基因序列.来自不同地域的2种卵黄萤荧光素酶在基因序列上存在3个不同碱基位点,但是它们编码的荧光素酶只存在1个不同的氨基酸.卵黄萤荧光素酶基因全长（从起始密码子到终止密码子）1998 bp,包含7个外显子,6个内含子,其cDNA序列共1976 bp,包含102 bp 5′ UTR (untranslated region)、1635 bp的荧光素酶基因开放阅读框和239 bp的3′ UTR序列.卵黄萤荧光素酶基因的开放阅读框编码1个544个氨基酸的蛋白质,比同属的其它几种荧光素酶少4个氨基酸. 来自2个不同地域的卵黄萤荧光素酶在进化上是比较保守的,它们与北美萤火虫Photinus pyralis荧光素酶在碱基序列上分别有629%和63%相似性.     

猪核糖体蛋白基因RPLP0的cDNA全长、染色体定位和多态性分析

RPLPO基因编码酸性核糖体磷蛋白大亚基P0,是核糖体60S亚基的组成成分之一。从本室构建的猪胚胎骨骼肌cDNA文库中分离得到猪RPLPO基因的全长cDNA,并提交GenBank数据库。比较猪RPLPO基因和人及小鼠同源基因的cDNA序列和蛋白质序列,结果表明该基因在3个物种中具有高的相似性。用PCR．RFLP方法在猪RPLPO基因cDNA545处检测到C—A的单碱基突变,为Csp6Ⅰ的酶切位点。统计分析结果表明3种基因型（AA,AC,CC）在外来品种杜洛克,大约克,长白和中国地方品种通城猪,小梅山,玉山猪中的分布各不相同。同时使用体细胞杂种板（SCHP）和辐射杂种板（IMpRH）对RPLPO基因进行染色体定位,该基因被定位于SSC14q22．q24并且和SW1321微卫星标志紧密连锁（25cR,LOD=14．54）。     

缘管浒苔Rubisco酶大亚基基因编码序列rbcL克隆及分析

主要对缘管浒苔光合作用第一关键酶Rubisco大亚基基因(rbcL)进行了克隆分离.首先通过PCR特异性扩增叶绿体基因编码的缘管浒苔大亚基编码序列rbcL部分基因序列(1035 bp).依据基因步移原理,首次克隆得到缘管浒苔rbcL5'上游非翻译区序列(224 bp).据推测,rbcL 5'上游非翻译区序列存在类似原核生物的启动子元件-10区(TAAAAT)和-35区(TTGAAA).此外,依据3'-RACE(cDNA末端快速扩增技术)原理,克隆得到缘管浒苔rbcL3'末端cDNA序列(579 bp).     

小麦胁迫相关基因W1的克隆及表达模式分析

应用噬菌体原位杂交技术从干旱胁迫诱导的小麦cDNA文库中克隆到一个胁迫诱导的基因片段别。删全长cDNA为901bp,其中,编码区长498bp,编码166个氨基酸。Southern杂交表明,W1是一个低拷贝基因。RT—PCR结果表明,W1受干旱、低温的诱导,但不受高盐的诱导。氨基酸序列分析发现W1有一个USP保守区（pfam00582）。同源性分析发现W1与一个水稻胁迫诱导蛋白（NM_001061239）的同源性为83％,但该类蛋白的功能尚无报道。肼是小麦第1个被克隆的胁迫相关蛋白基因,该基因的克隆有助于阐明小麦的抗逆机制,并为今后培育抗逆性小麦品种提供候选基因。