水稻杂种与亲本间差异表达cDNA片段S600的分离克隆

采用cDNA-AFLP技术分离克隆了水稻杂种与亲本间差异表达基因片段S600。Northern杂交结果表明:在分蘖期和始穗期,S600在杂种和父本中表达丰度均较高,而在母本中表达丰度相对较低。S600在分蘖期和始穗期表达量不同,暗示了该基因的表达还受到发育时期的调节。同源搜索结果表明S600片段是水稻SBPase的部分编码序列。为了获得完整编码序列,以S600序列检索粳稻日本晴cDNA数据库,获得了两个高度同源(99%)且功能未知的全长cDNA克隆(AK062089和AK065773)。序列分析表明它们均包含一个相同的1179bp的开放阅读框,编码392个氨基酸组成的水稻SBPase前体,其中包含有与底物结合、氧化还原调节有关的保守氨基酸残基。检索发现该基因在水稻日本晴基因组中只有单个座位。     

水稻葡萄糖-6-磷酸脱氢酶cDNA的电子克隆

电子克隆是基因克隆的新策略,以小麦胞质葡萄糖－6－磷酸脱氢酶cDNA(Tagpdl克隆）序列为信息探针,在GenBank水稻nr数据库中找到高度同源的水稻基因组序列,通过人工序列拼接及RT-PCR确认得到了水稻该基因的全长cDNA序列,命名为OsG6PDH,OsG6PDH与小麦Tagpdl克隆的DNA一致率为88％,推导的氨基酸序列与小麦,番茄,烟草的胞质葡萄糖－6－磷酸脱氢酶基因的一致率分别为89％,79％,80％,经RT－PCR表达谱分析,OsG6PDH在水稻幼穗,胚,根,叶中都有表达,在幼穗与根中表达略高,另外,讨论了利用水稻基因组信息的电子克隆方法克隆水稻功能基因的可行性。     

小麦NBS类抗病基因同源cDNA序列的克隆与特征分析

根据已克隆植物抗病(R)基因NBS保守结构域设计简并引物,采用RT-PCR和cDNA末端快速扩增技术(RACE),在小麦抗叶锈病近等基因系材料TcLr19中进行抗病同源基因cDNA全长的扩增。获得了1个通读的NBS类抗病同源基因S11A11cDNA序列,该序列全长2923bp,编码878个氨基酸序列。生物信息学分析结果表明,该片段含有NB-ARC保守结构域和多个LRR结构域。聚类分析表明,S11A11编码的蛋白与小麦抗叶锈病基因Lr1编码的蛋白亲缘关系较近,而与Lr10亲缘关系较远。半定量RT-PCR分析表明,该基因在小麦叶片中为低丰度组成型表达。本研究在TcLr19小麦中成功获得了抗病基因同源序列,为最终克隆小麦抗叶锈病目的基因奠定了基础。     

稻瘟菌侵染诱导水稻凝集素基因的表达

利用mRNA差异显示技术（DDRT-PCR）,从非亲和性稻瘟菌生理小种131侵染的水稻品种爱知旭（Oryza sati-vaL.cv.Aichi-asahi)叶片中分离了8个诱导差异表达的cDNA片段,对这8个差示片段进行了回收,重扩增和克隆,以其中一个长度为321碱基并与甘露糖结合水稻凝集素和水稻盐诱导蛋白基因高度同源的差示片段为探针。筛选水稻非亲和性cDNA文库,获得12个阳性克隆。序列测定和数据库查询表明该基因的cDNA与水稻凝集素基因的cDNA及盐诱导蛋白基因的cDNA核苷酸同源笥高达96%。推定的氨基酸序列与甘露糖结合水稻凝集素的氨基酸序列一致。与水稻盐诱导蛋白仅相差2个氨基酸。Southern杂交显示该基因在水稻基因组中有两个同源拷贝数。Northern杂交表明非亲和性稻瘟菌侵染可强烈诱导该基因表达。因此推则该基因参与了水稻对稻瘟菌侵染的防御反应。     

水稻OsMPK15的cDNA克隆和转录水平分析

MAPK基因参与水稻的生物与非生物胁迫应答及生长发育过程,通过克隆水稻OsMPK15并初步研究其表达特性,为后续功能研究奠定基础。采用RT-PCR技术从日本晴水稻的根组织中克隆OsMPK15的cDNA编码区,并采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析OsMPK15在不同组织中以及不同非生物胁迫下的表达特性。结果表明,从日本晴水稻根组织中克隆的OsMPK15的cDNA编码区序列与生物信息学预测的结果一致,OsMPK15的第13-304位为丝氨酸/苏氨酸激酶结构域,属于水稻MAPK家族E组。qRT-PCR结果表明,该基因在水稻幼穗期各组织表达存在差异,主要在叶和叶鞘中表达。干旱和盐胁迫均可诱导OsMPK15在水稻幼苗根中表达量的上调,但表达模式具有不同的规律。同时,OsMPK15对3种胁迫相关激素ABA、JA和SA处理均产生应答,其中以ABA诱导OsMPK15表达上调幅度最大。     

水稻冷胁迫诱导的甲基化差异片段CIDM7的分离和分析

文章采用基于AFLP的甲基化敏感扩增多态性的方法对5℃冷处理48小时的水稻9311叶片DNA胞嘧啶甲基化模式进行了初步研究,发现冷处理48小时后9311基因组中一些CCGG位点发生了重新甲基化或去甲基化,并获得一些与水稻cDNA高度同源的甲基化差异片段,其中CIDM7 (cold-inducing differential methylation)片段在冷胁迫后去甲基化。Northern杂交证明CIDM7在冷胁迫后增强表达。通过在日本晴全长cDNA数据库中的同源搜索获得其全长cDNA序列,该cDNA序列全长1422 bp,编码425个氨基酸,经氨基酸序列分析为一个具有F-box结构的假定蛋白。CIDM7为单拷贝,定位于日本晴10号染色体12.56 ~12.57 Mb。     

稻瘟菌侵染诱导水稻凝集素基因的表达

利用mRNA差异显示技术(DDRT-PCR),从非亲和性稻瘟菌生理小种131侵染的水稻品种爱知旭(Oryza sati-va L. cv.Aichi-asahi)叶片中分离了8个诱导差异表达的cDNA片段.对这8个差示片段进行了回收、重扩增和克隆,以其中一个长度为321碱基并与甘露糖结合水稻凝集素和水稻盐诱导蛋白基因高度同源的差示片段为探针,筛选水稻非亲和性cDNA文库,获得12个阳性克隆.序列测定和数据库查询表明该基因的cDNA与水稻凝集素基因的cDNA及盐诱导蛋白基因的cDNA核苷酸同源性高达96%,推定的氨基酸序列与甘露糖结合水稻凝集素的氨基酸序列一致,与水稻盐诱导蛋白仅相差2个氨基酸.Southern杂交显示该基因在水稻基因组中有两个同源拷贝数,Northern杂交表明非亲和性稻瘟菌侵染可强烈诱导该基因表达.因此推测该基因参与了水稻对稻瘟菌侵染的防御反应.     

10828条籼稻全长cDNA的分离和注释

全长cDNA对基因组学和蛋白质组学研究有着非常重要的价值. 以分离籼稻基因组全长cDNA为目标, 从优良的籼稻恢复系明恢63中分离到10828条非冗余的全长cDNA, 其中780条是新的水稻表达序列. 所得到的全长cDNA至少满足以下两个条件之一: (ⅰ) 5′端序列包含粳稻日本晴的全长cDNA所预测的完整的ORF (9078条); (ⅱ) 包含同源蛋白质对应的完整N末端编码序列(6543条). 在分离到的全长cDNA中, 53％的序列比报道的粳稻全长cDNA有更长的5′端非翻译区(5′UTR); 90.28％ (9776条)的序列能定位到粳稻基因组序列上, 92.78％ (10046条)的序列可以定位到籼稻基因组序列上; 8216条序列能与日本晴的全长cDNA序列定位到粳稻基因组序列的同一位置上, 籼粳间cDNA序列的平均相似性为99.2％; 90％以上的全长cDNA能进行GO (gene ontology)分类. 在780条新的cDNA中, 60％以上的找不到任何同源蛋白序列.     

利用简并引物克隆黑莓、树莓肌动蛋白基因片段及表达分析

采用同源克隆法,利用设计的一对肌动蛋白(actin)基因简并引物,从黑莓、树莓和悬钩子杂种3个悬钩子植物品种均得到一条743 bp的actin cDNA片段,推测编码247个氨基酸.序列比对发现,克隆的actin基因推导的氨基酸序列和其他植物的肌动蛋白氨基酸序列具有高度保守性,经数据库搜索后将来自黑莓和树莓品种的actin cDNA片段在GenBank中登录,登录号分别为HQ439558和HQ439559.不同来源的植物actin蛋白系统进化树的聚类结果表明,树莓和悬钩子杂种亲缘关系较为密切.actin基因在3个悬钩子植物品种不同组织中的RT-PCR分析结果表明,其在检测的不同组织中均有一定程度的表达量,可能都属于组成型表达的肌动蛋白基因.研究结果为利用actin基因作为内参进一步研究黑莓和树莓其他基因的丰度奠定基础.     

通过小麦Ms2近等基因系的抑制缩减杂交分析揭示小穗和花药中差异表达基因

以Ms2近等基因系处于减数分裂期的可育小穗cDNA作为驱动因子(driver),以同一时期的不育小穗cDNA作为测验因子(tester)进行缩减杂交(SSH),将扩增后的缩减杂交产物进行克隆,构建了一个包含882个重组克隆的SSH文库.分别以可育小穗和不育小穗的cDNA为探针与SSH文库克隆进行反式Northern杂交,结果显示接近90%的克隆在不育小穗中呈上调表达.对文库中21个克隆插入片段的序列相似性分析表明其中有18个与来源于穗部或减数分裂期的花药cDNA同源.13个克隆的编码产物与已知功能的蛋白质同源,其中5个参与碳代谢活动,4个参与胞内分子的运输,2个蛋白产物参与染色体的构成及染色体的结构变化,1个是生长素抑制蛋白,1个是转录因子.用中国春缺体四体材料对9个克隆进行了染色体定位,其中一个克隆定位于第四染色体同源群,与Ms2所在的染色体同属一个同源群.通过搜索水稻的同源BAC(bacterial artificialchromosome)和PAC(P1 artificial chromosome)克隆,推测另外11个克隆的染色体位置,其中4个克隆可能位于第四染色体同源群.用RNA点杂交对11个克隆进行表达谱分析,其中8个克隆在不育株的小穗和花药中呈上调表达.     

Identification and mapping of expressed genes, simple sequence repeats and transposable elements in centromeric regions of rice chromosomes.

The genomic sequences derived from rice centromeric regions were analyzed to facilitate the comprehensive understanding of the rice genome. A rice centromere-specific satellite sequence, RCS2/TrsD/CentO, was used to screen P1-derived artificial chromosome (PAC) and bacterial artificial chromosome (BAC) genomic libraries derived from Oryza sativa L. ssp. japonica cultivar Nipponbare. Physical maps of the centromeric regions were constructed by DNA fingerprinting methods and the aligned clones were analyzed by end sequencing. BLAST analysis revealed the composition of genes, centromeric satellites and other repetitive elements, such as RIRE7/CRR, RIRE8, Squiq, Anaconda, CACTA and miniature inverted-repeat transposable elements. Fiber-fluorescent in situ hybridization analysis also indicated the presence of distinct clusters of RCS2/TrsD/CentO satellite interspersed with other elements, instead of a long homogeneous region. Several expressed genes, sequences representative of ancestral organellar insertions, relatively long simple sequence repeats (SSRs), and sequences corresponding to 5S and 45S ribosomal RNA genes were also identified. Thirty-one gene sequences showed high-similarity to rice full-length cDNA sequences that had not been matched to the published rice genome sequence in silico. These results suggest the presence of expressed genes within and around the clusters of RCS2/TrsD/CentO satellites in unsequenced centromeric regions of the rice chromosomes.     

Characterization of human adenylate kinase 3 (AK3) cDNA and mapping of the AK3 pseudogene to an intron of the NF1 gene.

We have isolated cDNA clones for human adenylate kinase isozyme 3 (AK3) with a genomic probe from the neurofibromatosis type 1 (NF1) region. Three overlapping clones isolated from a human frontal-cortex cDNA library gave rise to a consensus sequence of 1.7 kb. The open reading frame identified in this sequence predicted a peptide of 223 residues. A database search revealed striking homology, about 58% amino acid sequence identity, between this predicted protein and bovine AK3. Human AK3 protein also showed significant homology to other members of the adenylate kinase family isolated from various species. Genomic Southern analysis suggested that multiple AK3 loci exist in the human genome, including one located in an intron of NF1 on chromosome 17. The chromosome-17 locus appears to be a processed pseudogene, since it is intronless and contains a polyadenylate tract; it nevertheless retains coding potential because the open reading frame is not impaired by any observed base substitutions.     

超级杂交稻乙烯反应元件结合蛋白cDNA的生物信息学分析与克隆

目的：从超级杂交稻中克隆乙烯反应元件结合蛋白（EREBP）的cDNA。方法：利用模式植物拟南芥中编码乙烯反应元件结合蛋白的cDNA,对现有的水稻基因组数据库进行搜索,获得一条高同源的未知序列。对这条未知序列的核酸序列蛋白质序列及其结构、性质、功能等进行生物信息学分析后,以超级杂交稻为材料,用未知序列设计一对简并引物,用RTPCR技术扩增后进行T-A克隆。结果：生物信息学分析结果表明,这个未知序列应为水稻中编码EREBP的cDNA;克隆后经测序获得一条915bp的cDNA,BLAST表明这条cDNA序列与未知序列的部分核酸序列的同源性达到了99％;提NCBI的GenBank后被接受,登录号为EF507537。结论：以生物信息学分析为基础,结合RT-PCR和T-A克隆技术,成功地从超级杂交稻中克隆了EREBP cDNA。