普通烟草K^＋通道基因NKT4的克隆、序列和表达分析

通过比对拟南芥、胡萝卜、番茄和马铃薯的K+通道氨基酸序列得到了保守序列,设计1对简并引物,利用RT-PCR获得3条490bp的普通烟草K+通道基因中间片段.以其中一条中间片段设计特异性引物,应用RACE方法得到5′末端和3′末端cDNA序列.通过拼接并结合全长克隆及测序验证,获得一个未报道的普通烟草K+通道基因,并将其命名为NKT4(GenBank登录号为FJ233071).NKT4的cDNA全长为2937bp,其中5′非编码区45bp、编码区2679bp、3′非编码区213bp;编码区编码892个AA.构建了一个烟草、拟南芥及相关植物K+通道蛋白的系统进化树.基因表达分析表明,NKT4主要在烟草主根和侧根中表达,在烟草叶中也有少量表达.     

羊草OEE1基因的克隆及盐胁迫下的表达

从羊草(Leymus chinensis )叶片cDNA文库中克隆得到可能编码33 kD的光系统Ⅱ(PSⅡ)外周蛋白(oxygen-evolving enhancer protein1,OEE1)全长cDNA(GenBank登录号为EF583851),命名为LcOEE1.序列分析结果表明,该cDNA全长1 107 bp,5′非编码区为32 bp,3′非编码区为71 bp,编码区长987 bp,编码328个氨基酸.BALSTp比对发现,该基因氨基酸序列与已报道的小麦和水稻中的OEE1序列具有95%和94%的相似性.聚类分析表明,该基因与小麦和水稻的亲缘关系较近,与拟南芥和菠菜OEE1基因的亲缘关系较远.Northern杂交结果表明,在200 mmol/L的NaCl处理7 d的幼叶中,OEE1 mRNA的表达量明显高于未处理的对照,说明羊草中OEEl基因受盐诱导.     

辣椒多聚半乳糖醛酸酶基因CaPG的克隆与序列分析

以耐贮辣椒品系P98为材料,采用RACE方法,首次获得辣椒果实多聚半乳糖醛酶(PG)基因的全长cDNA,命名为CaPG,登录号为FJ596175.序列分析结果表明,该基因cDNA长1 668 bp,5′非编码区为119 bp,3′非编码区为442 bp,CDS长1 107 bp,编码368个氨基酸.Blast比对发现,该基因核苷酸序列与已报道的番茄和番木瓜PG基因具有84%和85%的相似性.聚类分析表明,该基因与番茄和番木瓜的亲缘关系较近,与拟南芥PG基因的亲缘关系较远.     

黄颡鱼HSC70基因及其组织表达分析

热休克蛋白70（HSP70）与生物体的抗胁迫能力密切相关。本文采用RACE (Rapid amplification of cDNA ends) 技术,从黄颡鱼Pelteobagrus fulvidraco克隆到一种组成型热休克蛋白（HSC70）基因及其cDNA。该cDNA全长2245bp,包括5′非编码区82bp,3′非编码区225bp,开放阅读框(ORF) 1938bp,编码645个氨基酸组成的蛋白质。黄颡鱼HSC70基因含有8个内含子,与人、鼠、虹鳟和花斑溪鳉的HSC70基因内含子数目相同,位置相似。其中,最长内含子（873bp）位于5′端非编码区,其余内含子（长度在80－251bp之间不等）均在编码区以内。黄颡鱼HSC70基因编码的氨基酸序列与南方鲶的相似度最高,达96.13%,与欧洲银鲫和团头鲂的相似度分别为94.45%和94.14%。RT-PCR检测显示,正常情况下黄颡鱼HSC70在血细胞、心脏、肝、头肾、脾、鳃、肌肉和脑中均有表达,但表达量在鳃中最高,肌肉中最低;统计结果显示,热激后HSC70在血细胞、肝、头肾和脑中的表达量显著上升(p<0.05),而在其余组织中热激前后的表达差异不显著(p>0.05)。     

棉花4-香豆酸辅酶A连接酶基因克隆及原核表达

本研究从棉花中克隆了一个4CL基因,命名为Gh4CL2(GenBank登录号为FJ848870)。研究结果表明:Gh4CL2基因cDNA全长2332bp,具有一个1725bp的开放阅读框,5′非编码区为64bp,3′非编码区为543bp,编码574个氨基酸,预测分子量约为62.106kD,等电点为5.94。氨基酸同源性分析发现,Gh4CL2与来自白杨、大豆和紫草的4CL一致性较高。进一步研究Gh4CL2基因的功能,构建了该基因的原核表达载体pET-28a-4CL2,经酶切鉴定后转化到大肠杆菌BL21(DE3)中。SDS-PAGE分析表明,最佳诱导表达条件为0.5mmol/LIPTG在37℃下诱导4h,重组蛋白主要以包涵体形式出现。     

龙眼生长素应答因子基因克隆及其在体胚中的表达分析

以龙眼胚性愈伤组织为材料,采用RT-PCR结合RACE法克隆生长素应答因子基因(auxin response fac-tor,即DL-ARF1),运用生物信息学方法对序列进行分析,并通过实时荧光定量PCR法研究其在龙眼体细胞胚胎发生过程中的表达。结果表明:DL-ARF1基因的mRNA全长序列为2 695bp(GenBank登录号GQ923778),包含2 046bp开放阅读框,163bp 5′非编码区(5′UTR),486bp 3′非编码区(3′UTR);推定的氨基酸序列含681个氨基酸,与其它植物ARF基因相似性达40%～81%。DL-ARF1基因可能属于转录抑制因子,在龙眼体胚的各阶段均有表达,整个变化趋势呈双峰形,在胚性愈伤Ⅱ(Stage 2)中的表达量最高。     

白桦肌动蛋白(Actin)基因全长cDNA克隆与序列分析

以白桦(Betula platyphylla Suk.)次生木质部为材料,用改良CTAB方法提取总RNA。根据植物肌动蛋白(Actin)基因编码区的保守序列设计引物后进行RT-PCR,并采用RACE技术扩增出Actin基因全长序列。该基因cDNA全长1 785 bp,序列分析表明,该基因编码区1 134 bp,编码377个氨基酸,5′非编码区157 bp,3′非编码区495 bp。所得序列与GenBank中注册的其它植物肌动蛋白核苷酸序列的相似性均在80%以上,氨基酸序列的相似性高达96%以上。此基因已在GenBank注册（EU588981）。根据高等植物肌动蛋白相似性构建了进化树,表明白桦肌动蛋白与蓖麻肌动蛋白之间的亲缘关系最为密切,在进化中分化时间最为接近。     

西伯利亚蓼铜伴侣蛋白基因在盐胁迫条件下的表达分析

铜伴侣蛋白是细胞质中负责传递铜离子的一种小分子转运蛋白,在逆境胁迫过程中铜伴侣蛋白的ATX1家族具有消除活性氧的作用．本研究应用RACE技术从西伯利亚蓼中克隆了具有完整编码区的铜伴侣蛋白全长cDNA序列,命名为PsATX-1．PsATX-1基因全长516 bp,其中开放读码框为228 bp,编码75个氨基酸,5′非编码区为83 bp,3′非编码区为204 bp．GenBank中登录号为EU620702．经比对发现,该基因所编码蛋白拥有重金属结合位点MXCXXC,缺少多数高等植物铜伴侣蛋白(CCH)所特有的C末端结构域（CTD）．实时荧光定量PCR分析显示,PsATX-1基因在西伯利亚蓼的地下茎、茎、叶中皆有表达,其中叶中表达量最高;PsATX-1基因受3% NaHCO3胁迫诱导,在不同部位表达模式有差异．     

龙眼体胚发生过程生长素响应因子DlARF5a的克隆及表达分析

以龙眼松散型胚性愈伤组织为材料,采用RT-PCR和RACE技术克隆获得生长素响应因子ARF5acDNA全长序列,利用实时荧光定量法检测其在龙眼体胚不同发育时期的转录水平,并将其与绿色荧光蛋白(GFP)构建成亚细胞定位载体侵染洋葱表皮细胞。结果表明:龙眼ARF5a(命名为DlARF5a,GenBank登录号为KF739401)的cDNA序列全长为3 322bp,其中开放阅读框为2 829bp,212bp 5′非编码区,258bp 3′非编码区,编码942个氨基酸。生物信息学预测显示,DlARF5a编码蛋白具有B3、Auxin-resp和AUX-IAA保守区与结构功能域,中间区域富含谷甘氨酸、丝氨酸和亮氨酸,是一个定位于细胞质的具有促进转录活性功能的水溶性蛋白。系统进化树分析表明,该基因编码的氨基酸序列与大豆的亲缘关系最近。qRT-PCR检测显示,DlARF5a在龙眼球形胚和鱼雷形胚时期表达显著增强,而在6个发育阶段中子叶形胚的表达量最低,推测DlARF5a参与龙眼体胚中鱼雷胚时期的形态建成。共聚焦显微镜观察结果显示,未添加外源生长素IAA的DlARF5a蛋白定位于细胞质中,而经外源生长素处理的DlARF5a蛋白在细胞膜、细胞质和细胞核中均有表达,推测龙眼生长素响应蛋白DlARF5a能够响应外源生长素IAA而改变其在细胞中的空间位置。     

烟草乙烯受体类似物NTHK2全长基因的克隆及其激酶结构域生化特性

应用5′-ARCE方法克隆到烟草NTHK2的全长cDNA。其全长cDNA共有3216bp,其中5′非编码区为509bp,3′非编码区为427bp,编码区为2280bp,编码产物为760个氨基酸。NTHK2氨基酸序列与植物中的许多杂合型的两组分乙烯受体基因有较高的同源性,具有推测的组氨酸激酶结构域和接受域。但是,在激酶结构域中没有保守的组氨酸,而是被一个天冬氨酸残基所替代。为了研究其生化特性,在酵母中以融合蛋白的形式表达了激酶结构域,体外激酶分析表明,当有Mg^2 存在的情况下NTHK2能够自我磷酸化。进一步的研究应阐明NTHK2在植物体内是否能够作为乙烯受体。参与乙烯的信号传导过程。     

Isolation and identification by sequence homology of a putative cytosine methyltransferase from Arabidopsis thaliana.

A plant cytosine methyltransferase cDNA was isolated using degenerate oligonucleotides, based on homology between prokaryote and mouse methyltransferases, and PCR to amplify a short fragment of a methyltransferase gene. A fragment of the predicted size was amplified from genomic DNA from Arabidopsis thaliana. Overlapping cDNA clones, some with homology to the PCR amplified fragment, were identified and sequenced. The assembled nucleic acid sequence is 4720 bp and encodes a protein of 1534 amino acids which has significant homology to prokaryote and mammalian cytosine methyltransferases. Like mammalian methylases, this enzyme has a C terminal methyltransferase domain linked to a second larger domain. The Arabidopsis methylase has eight of the ten conserved sequence motifs found in prokaryote cytosine-5 methyltransferases and shows 50% homology to the murine enzyme in the methyltransferase domain. The amino terminal domain is only 24% homologous to the murine enzyme and lacks the zinc binding region that has been found in methyltransferases from both mouse and man. In contrast to mouse where a single methyltransferase gene has been identified, a small multigene family with homology to the region amplified in PCR has been identified in Arabidopsis thaliana.     

三角帆蚌GPX基因cDNA全序列的克隆及其编码蛋白的结构分析

根据本实验室构建的三角帆蚌cDNA文库中已标注的EST序列, 利用cDNA末端快速扩增法(RACE)克隆了三角帆蚌(Hyriopsis cumingii)谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione peroxidase, GPX)基因cDNA全序列。序列分析表明, 该基因cDNA序列全长1286 bp, 包括5′端非翻译区(Untranslated Region) 39 bp、3′端非翻译区659 bp和开放阅读框(Open reading frame, ORF)588bp, 共编码195个氨基酸, 分子量约为22.2 kDa, 理论等电点为8.44, 属于含硒类GPX。该氨基酸序列具有GPX所有亚型中均高度保守的3个环状结构, 对酶的三级结构起稳定作用。在线分析结果表明: GPX的氨基酸序列不存在明显的疏水区, 也不存在信号肽序列。氨基酸相似性对比结果显示, 三角帆蚌GPX氨基酸序列与脊椎动物GPX-2及GPX-1的序列相似度较高, 为73.1%-80.8%, 与其他型GPX相似度较小, 相似度低于60%。构建的系统进化树显示三角帆蚌GPX与其他几种鱼类GPX聚为一类, 与其他已发表的几种软体动物GPX相距较远, 推测本实验克隆的三角帆蚌GPX基因和已发表的软体动物不属于同一种GPX类型。     

Auxin response factor family in rice

We isolated 11 rice genes homologous to the genes encoding auxin response factors (ARFs) in Arabidopsis. All of the genes encoded a well-conserved amino acid sequence in the N-terminal region, which is considered to be a DNA-binding domain (DBD). Phylogenetic analysis based on comparison of the DBDs indicated that rice has one or two closely related orthologs corresponding to a given respective ARF gene in Arabidopsis. We also analyzed the amino acid sequences of another conserved domain in the C-terminal conserved domain (CTD), which was shared by almost all the rice ARFs, with the exception of OsETTIN1 and OsETTIN2. These results agreed well with the evolutionary relationship deduced from the DBD comparison. In contrast to many ARFs, OsETTIN1 and OsETTIN2 do not contain the conserved C-terminal domain, but do share another consensus motif that is also found in Arabidopsis ETTIN. All of the above observations indicate that rice has functionally diversified ARF genes whose structures and functions correspond to those of various Arabidopsis ARFs, with one or two rice ARFs corresponding to a given Arabidopsis ARF. Thus, auxin signal transduction mechanisms may be well conserved between monocot and dicot plants.     

马铃薯NOA基因的克隆及序列分析(英文)

以马铃薯(Solanum tuberosum)为实验材料,利用电子克隆和RACE技术,从马铃薯中克隆出NOA(nitric oxide associated factor)基因,命名为StNOA1,测序结果表明,其cDNA序列长度为1 929 bp,此片段包含一个长为1 632 bp的完整编码框.氨基酸序列比对分析表明,StNOA1与烟草(Nicotiana benthamiana),葡萄(Vitis vinifera),蓖麻(Ricinus communis),水稻(Oryza sativa),玉米(Zea mays)以及拟南芥(Arabidopsis thaliana)均有很高的同源性 (89.44%～63.56%).同AtNOA1一样,StNOA1也具有保守的GTP结合区.从结构分析结果推测,StNOA1和AtNOA1在功能上有一定的相关性,其也可能通过调节内源NO的释放参与到植物生长、发育、抗逆等过程中.     

西伯利亚蓼rd22基因的克隆与序列分析

以3% NaHCO₃溶液胁迫处理48 h的西伯利亚蓼为试材,利用RACE技术,从其茎部组织克隆了脱水应答蛋白RD22的全长cDNA序列。测序后的结果分析表明,该cDNA序列全长为1 302 bp,5′非翻译区为59 bp,3′非翻译区为25 bp,开放读码框为1 218 bp,编码405个氨基酸。在氨基酸序列的C端含有一个比较保守的BURP结构域,N端含有5个重复序列THV-VGKGGV-V。信号肽检测证明该蛋白为分泌性蛋白,前21个氨基酸区域为信号肽结构。其推演的氨基酸序列与葡萄的同源性最高,达到60%。该基因已在GenBank上注册,基因序列登录号为DQ836050。     

糜子抗旱节水相关基因PmMYB的克隆及表达分析

根据在糜子抗旱节水分子基础研究中获得的一个糜子MYB基因的EST序列, 以其序列及水稻MYB18基因的序列为基础设计引物, 扩增得到1 739 bp的全长基因组序列。序列分析表明, 其包含121 bp(347~467 bp)和93 bp(599~691 bp)的两个内含子, 3个外显子; 全长cDNA序列为1 525 bp, 其中3′非翻译区为212 bp, 5′非翻译区为41 bp, 编码区为1 272 bp, 共编码424个氨基酸, C-端存在一个丝氨酸(Ser, S)丰富区。该基因具有两个典型的MYB类转录因子基因的DNA结合区(DNA-binding domain), 分别为13~63、66~114位氨基酸, 属于典型的R2R3-MYB转录因子。对其与水稻、玉米、火炬松、拟南芥、辣椒、陆地棉、大麦及茄子等9种植物的MYB基因的R2、R3重复区的氨基酸序列多重比较, 表明R2R3重复序列在植物中具有较高的保守性; 基于氨基酸序列的编码区系统进化树分析表明, 不同植物的MYB基因遗传分化很大, 序列相似性为32%~84%, 其中糜子MYB基因与水稻的MYB18相似程度最高(84%), 与大麦和玉米的相似性分别为46%和41%。通过半定量RT-PCR对其表达模式分析表明, 该基因在水分胁迫和干旱后复水条件下上调表达, 与糜子抗旱节水紧密相关。该基因的克隆为进一步探讨利用该基因改良其他植物的抗旱节水性奠定了良好的基础。     

青花菜雄性不育相关基因BoDHAR的克隆与表达分析

以一个与甘蓝显性核不育相关的差异表达片段的序列为信息探针,通过在NCBI与TAIR网站数据库中进行同源EST序列搜索,经人工拼接、RT-PCR、PCR克隆与序列分析,获得了青花菜脱氢抗坏血酸还原酶DHARdehydroascorbatereductase基因的cDNA与DNA全长序列,命名为BoDHAR。并利用双链接头介导PCR的染色体步行技术(genomewalking)克隆了其上游644bp的5′端序列。所获的BoDHAR基因全长1486bp,存在两个内含子,DNA编码区序列633bp,编码210个氨基酸;序列分析表明BoDHAR与同源基因AT1G19570.1cDNA序列有82.3%的一致性,推导的氨基酸序列有79.6%的一致性;编码的水溶性蛋白存在多个磷酸化位点;5′端上游区存在明显的转录调控序列。半定量RT-PCR结果表明BoDHAR在可育系花蕾中的表达量明显高于不育系花蕾,在花药中的表达明显高于其它部位。     

Molecular cloning and expression analyses of a novel swine gene-ARF4

The mRNA differential display technique was performed to investigate the differences of gene expression in the longissimus muscle tissues from Meishan and Large White pigs. One novel gene that was differentially expressed was identified through semi-quantitative RT-PCR and the cDNA complete sequence was then obtained using the rapid amplification of cDNA ends (RACE) method. The nucleotide sequence of the gene is not homologous to any of the known porcine genes. The sequence prediction analysis revealed that the open reading frame of this gene encodes a protein of 180 amino acids that contains the putative conserved domain of ADP-ribosylation factor (ARF) which has high homology with the ADP-ribosylation factor 4 (ARF4) of six species-bovine (98%), human and orangutan (96%), African clawed frog (96%), mouse and rat (98%)-so that it can be defined as swine ADP-ribosylation factor 4 (ARF4). This novel porcine gene was finally assigned to GeneID:595108. The phylogenetic tree analysis revealed that the swine ARF4 has a closer genetic relationship with the rat and mouse ARF4 than with those of human and African clawed frog. The tissue expression analysis indicated that the swine ARF4 gene is over expressed in muscle, fat, heart, spleen, liver, and ovary and moderately expressed in lung and kidney but weakly expressed in small intestine. Our experiment is the first to establish the primary foundation for further research on the swine ARF4 gene.     

Molecular cloning in Arabidopsis thaliana of a new protein phosphatase 2C (PP2C) with homology to ABI1 and ABI2

We report the cloning of both the cDNA and the corresponding genomic sequence of a new PP2C from Arabidopsis thaliana, named AtP2C-HA (for homology to ABI1/ABI2). The AtP2C-HA cDNA contains an open reading frame of 1536 bp and encodes a putative protein of 511 amino acids with a predicted molecular mass of 55.7 kDa. The AtP2C-HA protein is composed of two domains, a C-terminal PP2C catalytic domain and a N-terminal extension of ca. 180 amino acid residues. The deduced amino acid sequence is 55% and 54% identical to ABI1 and ABI2, respectively. Comparison of the genomic structure of the ABI1, ABI2 and AtP2C-HA genes suggests that they belong to a multigene family. The expression of the AtP2C-HA gene is up-regulated by abscisic acid (ABA) treatment.