绿僵菌微循环产孢基因Pyk的克隆及RNA干扰分析

微循环产孢是真菌遭遇逆境时发生的一种产孢机制,具有繁殖快速及抗逆性强等诸多优点。研究绿僵菌的微循环产孢机制并加以利用,对增强该菌在生物防治中的应用效果具有重要的意义。采用绿僵菌基因组数据库与NCBI数据库中同源蛋白比对获得Pyk基因DNA序列;分析Pyk基因结构并设计引物,通过RT-PCR扩增克隆Pyk全长cDNA序列。序列分析显示该基因cDNA全长1 934 bp,开放阅读框长为1 752 bp(GenBank登录号:HQ153828),编码产物为583个氨基酸的丙酮酸激酶,该酶与子囊菌门中其他真菌具有较高的相似性(57%-77%)。构建Pyk基因的RNAi载体,基因枪转化野生型绿僵菌获得3个突变菌株,RT-PCR证实3个干扰突变菌株中Pyk基因的干扰效率分别为:51%、56%、33%。对突变菌株的微循环产孢模式做了进一步分析,结果显示:与野生菌株相比,突变菌株产生更多的孢子形态类型,菌落周边的白色菌丝也相对较少。     

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.     

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。     

对水稻4号染色体一个编码S位点相关的受体样蛋白激酶基因簇的分析

通过对水稻 (OryzasativaL .) 4号染色体一段 32 3kb的序列测定和分析 ,在其中 10 8kb的区域内发现了一个由 14个编码S位点相关的受体样蛋白激酶 (SRK)基因组成的基因簇。RT_PCR实验证明了这 14个基因中有 9个基因表达 ,并且这 9个基因有不同的表达模式 :其中 2个基因主要在生殖器官中表达 ,而另外 7个基因在水稻的营养和生殖器官中均有表达。对这些基因的预测的氨基酸序列进行分析表明他们的细胞外受体部分均和甘蓝的SLG蛋白高度同源 ,而细胞内的激酶区都包含有丝氨酸 /苏氨酸激酶中特异的氨基酸。     

对水稻4号染色体一个编码S位点相关的受体样蛋白激酶基因簇的分析

通过对水稻(Oryza sativa L.) 4号染色体一段323 kb 的序列测定和分析,在其中108 kb的区域内发现了一个由14个编码S位点相关的受体样蛋白激酶(SRK)基因组成的基因簇.RT-PCR实验证明了这14个基因中有9个基因表达,并且这9个基因有不同的表达模式: 其中2个基因主要在生殖器官中表达, 而另外7个基因在水稻的营养和生殖器官中均有表达.对这些基因的预测的氨基酸序列进行分析表明他们的细胞外受体部分均和甘蓝的SLG蛋白高度同源,而细胞内的激酶区都包含有丝氨酸/苏氨酸激酶中特异的氨基酸.     

酵母tRNA结合蛋白(43kD蛋白)羧端cDNA的克隆及其序列测定

为了研究酵母分子量为 4 3kD的tRNA结合蛋白的基因来源 ,通过溴化氰部分化学裂解此蛋白 ,产生的 18kD肽段经过蛋白质氨端序列测定 ,测得 18kD肽段氨端部分序列为AFTFKK .针对序列AFTFKK设计简并引物 ,利用简并PCR方法和cDNA的 3′末端的快速扩增方法 (3′RACE) ,成功克隆 4 3kD蛋白mRNA的 3′端序列 .DNA序列测定结果表明 ,该序列位于 3 磷酸甘油酸激酶 (PGK1)基因 10 0 3位— 170 0位 ,长度为 6 98bp ,编码 3 磷酸甘油酸激酶羧基端的 180氨基酸残基以及 3′端非翻译区 .结果证实 ,4 3kD蛋白的基因就是PGK1酶的基因     

巴西橡胶Pto类抗病同源序列的克隆与系统发育重建

番茄Pto基因是一类可以编码丝氨酸/苏氨酸激酶(STK)序列的广谱抗性候选基因,其序列克隆与鉴定为深入了解番茄的抗病机制奠定了基础.在该研究中,一对依据Pto基因的保守序列设计的简并引物被用来扩增巴西橡胶中Pto基因抗病同源序列,扩增得到了一个约550 bp的基因片段,其随后被克隆并测序.序列分析发现,其中的7个抗病同源序列与Pto基因高度同源(BLASTX E value <3e-53),所以其被认为是Pto基因抗病同源序列(Pto-RGCs).通过巴西橡胶的Pto-RGCs多序列比对表明,这些序列包含了多个STKs保守的次级结构域.此外,系统发育分析也表明,巴西橡胶的Pto-RGCs属于Pto基因同源的R基因.该研究结果中Pto-RGCs可为巴西橡胶抗病的发展提供一个有效的基因资源.     

牡丹CTR1基因家族基因片段及其cDNA 3′-末端的克隆与序列分析

以牡丹品种‘洛阳红’(Paeonia suffruticosa‘Luo Yang Hong’)花瓣为材料,用CTAB法提取总RNA,根据已报道的CTR1(Constitutive Triple Response 1)蛋白的保守氨基酸序列设计简并引物,通过RT-PCR扩增得到3条牡丹CTR1基因同源片段。利用其已知中间序列,通过3′快速扩增cDNA末端技术(3′RACE)及序列拼接,最终得到了这3个基因片段除5′末端外的全部cDNA序列,分别命名为PsCTR1、PsCTR2和PsCTR3。分析结果表明,由PsCTR1、PsCTR2和PsCTR3基因翻译的氨基酸片段与拟南芥和番茄的CTR1蛋白氨基酸序列的同源性均较高,分别为88%和85%;61%和61%以及70%和69%。     

与草菇子实体形成和开伞相关的vv‐exp基因的克隆及表达分析

利用本地Blast,将灰盖鬼伞的高速泳动族蛋白(high-mobility-group box,HMGB)编码基因exp与草菇PYd21基因组进行比对,找到一个exp的同源基因vv-exp。克隆测序PYd21与PYd15两单孢菌株中vv-exp基因并进行比对,结果表明2个菌株的vv-exp基因序列一致。结合本实验室草菇转录组数据对vv-exp基因结构进行分析,结果显示此基因全长为1 937bp,共含3个内含子;开放阅读框长度为1 773bp,编码590个氨基酸。预测的氨基酸序列生物信息学分析结果表明,此基因编码的蛋白含有两个HMG-box结构域。通过实时荧光定量PCR(quantitative Real-time PCR,q RT-PCR)方法分析了vv-exp基因在草菇不同生长阶段以及不同部位的表达量,结果显示该基因在原基表达量较高,表明此基因可能与草菇子实体的形成有关;另外,在成熟期菌盖中vv-exp表达量比原基上调达到3倍以上,且显著高于伸长期菌盖,由此推断该基因参与调控草菇子实体开伞。     

地黄核苷二磷酸激酶基因的克隆及生物信息学分析

核苷二磷酸激酶(NDPK)是一种高度保守的多功能蛋白,具有催化底物磷酸化的作用,能够参与植物的生长发育、非生物胁迫、感病应激、光合作用和能量代谢等过程。为了解地黄核苷二磷酸激酶基因(RgNDPKⅠ)的结构、功能和性质,该研究利用地黄转录组学数据,通过电子克隆的方法获得了RgNDPKⅠ基因的全长cDNA序列,长度为765 bp。生物信息学分析结果表明,RgNDPKⅠ基因的开放阅读框长度为447 bp,编码148个氨基酸,具有典型的核苷二磷酸激酶活性结构域和其他磷酸化活性位点。RgNDPKⅠ基因编码的蛋白质定位于细胞质,是无跨膜区域的亲水性蛋白,该蛋白质与芝麻、紫花风铃的核苷二磷酸激酶相似性较高,分别为97%和96%。在多种生物中已经克隆得到了核苷二磷酸激酶基因,且不同植物核苷二磷酸激酶氨基酸序列中存在多个相似的保守结构域,推测RgNDPKⅠ基因所编码的蛋白质为核苷二磷酸激酶超家族成员。该研究结果为进一步探明RgNDPKⅠ的性质、结构、功能及表达机制提供了重要的理论依据。     

抗冷冻蛋白基因遗传转化草菇的研究

采用RT PCR技术从瑞典的北极云杉卷叶蛾幼虫中扩增出抗冷冻蛋白基因 ,利用基因枪法遗传转化草菇。PCR检测和Southern杂交结果证明 ,抗冷冻蛋白基因已整合进草菇基因组。低温胁迫试验结果表明 ,转基因草菇具有较强的耐低温能力。转基因草菇生物学特性观测结果显示 ,大多数草菇转化子的生长速率明显地慢于对照的宿主菌株 ,多数转化子的菌丝也明显地比宿主菌丝细弱。转化子筛选结果表明 ,采用三轮的转化子筛选程序 ,即第一轮在固体培养基上筛选、第二轮和第三轮在液体培养基中筛选 ,有利于获得真实转化子和淘汰假转化子。转基因草菇一代低温胁迫结果证明 ,转基因草菇后代仍然具有较强的低温耐受能力 ,这说明转基因草菇的耐低温性能在世代之间是稳定的     

用分子生物学技术对草菇进行菌株鉴别

利用AP-PCR和RAPD技术对三个草菇菌株进行鉴别,其结果与用草菇菌株V34基因文库中的中等重复序列为探针进行限制性内切酶长度多态性分析(RFLP),及对编码核糖体5.8SrRNA的DNA(rDNA)进行PCR扩增后的产物进行限制性内切酶长度多态性分析(PCR-RFLP)的结果相一致。这一结果显示出用这四种方法对草菇菌株进行鉴别具有相似的效果。同时用这四种方法构建的分子生物学标记显示出这三个菌株中的两个菌株在遗传上有着较大程度的相似性。     

Genome-Wide Identification and Analysis of Expression Profiles of Maize Mitogen-Activated Protein Kinase Kinase Kinase

Mitogen-activated protein kinase (MAPK) cascades are highly conserved signal transduction model in animals, yeast and plants. Plant MAPK cascades have been implicated in development and stress responses. Although MAPKKKs have been investigated in several plant species including Arabidopsis and rice, no systematic analysis has been conducted in maize. In this study, we performed a bioinformatics analysis of the entire maize genome and identified 74 MAPKKK genes. Phylogenetic analyses of MAPKKKs from maize, rice and Arabidopsis have classified them into three subgroups, which included Raf, ZIK and MEKK. Evolutionary relationships within subfamilies were also supported by exon-intron organizations and the conserved protein motifs. Further expression analysis of the MAPKKKs in microarray databases revealed that MAPKKKs were involved in important signaling pathways in maize different organs and developmental stages. Our genomics analysis of maize MAPKKK genes provides important information for evolutionary and functional characterization of this family in maize.     

植物丝裂原活化蛋白激酶级联信号转导通路研究进展

丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)是酵母、动物和植物等真核生物中普遍存在和高度保守的一类信号转导通路,由MAPKKK、MAPKK和MAPK等3部分组成,在应对生物非生物胁迫、激素、细胞分裂调控及植物生长发育等过程中发挥重要作用。该文对近年来国内外有关MAPK级联通路的组成、在植株体内的生物学功能以及MAPK通路的失活进行了概述,旨在为今后MAPK通路介导的信号转导机制的研究提供参考依据。     

猪伪狂犬病毒鲁A株TK基因的序列测定及其结构功能与进化分析

对猪伪狂犬病毒鲁A株(PRV LA株)TK基因进行了克隆和序列测定,并分析比较了该序列与PRV NIA-3株、Ea株、SH以及HSV-1和VZV的同源性,结果表明:在全长1048bp的DNA序列中,包括着一个963bp的开放阅读框(ORF),可编码320个氯基酸组成的多肽;在整个TK基因的ORF内,PRV LA株与PRV NIA-3株、PRV Ea株、PRV SH株、HSV-1、VZV的TK基因比较,核苷酸的同源性分别为98.9%、99.5%、99.3%、36.4%、39.1%,氨基酸的同源性分别为98.4%、99.7%、98.7%、36.6%、37.2%.PRV LA株TK具有疱疹病毒胸苷激酶催化结构域的保守氨基酸共有序列和亚结构域特征序列.将PRV-LA TK、人类和小鼠的胸苷酸激酶、人类脱氧胞苷激酶、人类腺苷酸激酶的对应于这两个亚结构域的氨基酸用DNA Star分析的进化树表明,疱疹病毒的TK与人类和小鼠的胸苷酸激酶的亲缘关系比与人类脱氧胞嘧啶激酶的亲缘关系更近,因此疱疹病毒的TK基因在进化上可能起源于宿主细胞的胸苷酸激酶基因.     

An evolutionarily conserved motif in the TAB1 C-terminal region is necessary for interaction with and activation of TAK1 MAPKKK

TAK1, a member of the MAPKKK family, is involved in the intracellular signaling pathways mediated by transforming growth factor beta, interleukin 1, and Wnt. TAK1 kinase activity is specifically activated by the TAK1-binding protein TAB1. The C-terminal 68-amino acid sequence of TAB1 (TAB1-C68) is sufficient for TAK1 interaction and activation. Analysis of various truncated versions of TAB1-C68 defined a C-terminal 30-amino acid sequence (TAB1-C30) necessary for TAK1 binding and activation. NMR studies revealed that the TAB1-C30 region has a unique alpha-helical structure. We identified a conserved sequence motif, PYVDXA/TXF, in the C-terminal domain of mammalian TAB1, Xenopus TAB1, and its Caenorhabditis elegans homolog TAP-1, suggesting that this motif constitutes a specific TAK1 docking site. Alanine substitution mutagenesis showed that TAB1 Phe-484, located in the conserved motif, is crucial for TAK1 binding and activation. The C. elegans homolog of TAB1, TAP-1, was able to interact with and activate the C. elegans homolog of TAK1, MOM-4. However, the site in TAP-1 corresponding to Phe-484 of TAB1 is an alanine residue (Ala-364), and changing this residue to Phe abrogates the ability of TAP-1 to interact with and activate MOM-4. These results suggest that the Phe or Ala residue within the conserved motif of the TAB1-related proteins is important for interaction with and activation of specific TAK1 MAPKKK family members in vivo.     

利用真菌纤维素结合域(CBD)保守性序列进行草菇木聚糖酶cDNA的克隆

木聚糖是植物细胞壁的主要组分,它是木糖以β1 ,4 木糖苷键形成主链,乙酰基,阿拉伯糖基等为附链组成的复合多聚糖.木聚糖酶可以降解木聚糖主链,在木聚糖的生物降解中起着非常重要的作用[1 ] .根据木聚糖酶催化域(catalyticdomain ,CD)氨基酸序列的相似性,木聚糖酶可分为两个家