棉花咖啡酰辅酶A-O-甲基转移酶基因的克隆及表达

根据棉花纤维特异表达cDNA文库分析得到的咖啡酰辅酶A-O-甲基转移酶(CCoAOMT)基因EST序列设计引物,采用RT-PCR技术首次从棉花中克隆了一个CCoAOMT基因,命名为GhCCoAOMT1(GenBank登录号为FJ848871).研究结果表明:GhCCoAOMT1基因cDNA全长960 bp,具有一个753 bp的开放阅读框,5'非编码区为9 bp,3'非编码区为198 bp,编码250个氨基酸,预测分子量约为28.306 kDa,等电点为5.39.利用PCR方法克隆了GhCCoAOMT1基因的基因组序列,长度为1 311 bp,包含5个外显子和4个内含子.氨基酸同源性分析发现,GhCCoAOMT1与来自毛白杨、烟草和苎麻的CCoAOMT同源性较高.半定量RT-PCR检测表明,GhCCoAOMT1基因在棉花各个组织中都有表达,其中茎部的表达量最高,其次表达量依次为根>花瓣>子叶>10 d纤维>雄蕊>胚珠>叶.     

棉花咖啡酰辅酶A-O-甲基转移酶基因的克隆及特征分析

根据棉花纤维特异表达cDNA文库得到的咖啡酰辅酶 A-O-甲基转移酶基因EST序列设计引物,采用RT-PCR技术从棉花中克隆了一个CCoAOMT基因,命名为GhCCoAOMT2.GhCCoAOMT2基因cDNA(GenBank登录号为FJ376606)具有一个747 bp的开放阅读框,5′非编码区为12 bp,3′非编码区为243 bp,编码248个氨基酸,预测分子量约为28.023 kD,等电点为5.39.GhCCoAOMT2基因组序列长度为1 442 bp,包含4个外显子和3个内含子.氨基酸同源分析发现,GhCCoAOMT2与来自毛白杨、烟草和苎麻的CCoAOMT同源性较高.半定量RT-PCR检测表明,GhCCoAOMT2基因在棉花各个组织中都有表达,其中茎部的表达量最高.原核表达分析表明,最佳诱导表达条件为0.2 mmol/L IPTG在37℃下诱导6 h.     

马哈利樱桃PGIP cDNA克隆序列分析

以马哈利樱桃（Prunus mahaleb L.）为材料,通过RT－PCR获得了1045bp的目的段,经克隆测序,证实该片段包含1个完整的开放阅读框架,该阅读框架由990碱基组成,编码330个氨基酸。该序列与杏、梨、苹果的PGIP cDNA序列同源性分别达97.2%、83.4%和83.6%,可能编码的氨基酸与杏、梨、苹果的PGIP cDNA所编码的氨基酸的同源性分别达到96.7%、85.2%和85.2%。与已经克隆的PGIP DNA序列的对比分析表明,PGIP DNA序列中包含2个外显子和1个内含子,内含子全长147 ,符合TG－AG规律,2个外显子长度分别为581bp、464bp。     

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。     

冠突散囊菌转录因子stf1基因的克隆及其表达分析

利用RACE技术获得了冠突散囊菌stf1基因的全长DNA序列。该序列全长3 029bp,开放阅读框长度为2 664bp,从114–2 908bp,在253bp处含有一个131bp的内含子,预测编码887个氨基酸。同源分析结果表明该基因与Snd1/p100转录因子同源。应用相对定量SYBR Green I荧光定量PCR技术对stf1基因在不同发育时期的表达量的差异进行了检测。结果表明,这个基因在子囊孢子时期的表达量最高,在分生孢子时期的表达量最低,相比子囊孢子时期下降了1倍。为深入研究冠突散囊菌的产孢调控机制奠定了一定的基础。     

抚仙金线鲃kisspeptin基因的克隆及组织表达特性

抚仙金线鲃Sinocyclocheilus tingi是云南抚仙湖的特有种,虽已突破其人工繁殖技术,但在塘养环境下不能自然繁衍。kiss1基因编码的神经多肽kisspeptin被认为是下丘脑-垂体-性腺轴的重要调节因子,通过调控促性腺激素释放激素、促性腺激素等激素的分泌参与到生殖调控中。本研究采用反转录PCR和c DNA末端快速扩增(RACE)技术在抚仙金线鲃中克隆出编码kisspeptin的2个基因kiss1和kiss2的c DNA,其中kiss1的开放阅读框长度为351 bp,编码116个氨基酸;kiss2的开放阅读框长度为369 bp,编码122个氨基酸。反转录PCR结果显示,kiss1在抚仙金线鲃雌雄个体中均是肠道的表达量最高;kiss2表达量最高的组织在雄性和雌性中不同,雄性为肠道,雌性则是下丘脑和全脑。为进一步探究kiss1和kiss2在中枢神经系统及垂体中的分布,本研究中将抚仙金线鲃的脑部分为8个部分进行反转录PCR,结果显示,雄性脊髓和垂体中的kiss1表达量较高,雌性垂体中的kiss1表达量最高,其次是视顶盖;kiss2在雌性和雄性中均在下丘脑的表达量最高。本研究的结果为抚仙金线鲃人工繁殖提供了更多探索的方向。     

葫芦藓LEAFY基因和启动子的克隆及表达分析

本研究以孢子植葫芦藓为试验材料,采用Tail-PCR与RT-PCR相结合的方法克隆得到葫芦藓LFY基因(FhLFY)的完整片段,该基因DNA全长为2 527bp,包含4个外显子和3个内含子序列,有1个1 050 bp的完整开放阅读框,编码349个氨基酸.通过Tail-PCR技术克隆得到905 bp的FhLFY基因启动子序列,利用PlantCARE启动子在线预测工具分析表明该序列含有CAT-box、CATT-box等启动子的特定结构,还包含低温响应元件、光响应元件等.通过采用荧光定量PCR方法对葫芦藓不同发育时期与不同组织的LFY基因的表达进行检测,发现LFY基因表达量在葫芦藓孢子体世代的孢子体中最高,推测LFY基因可能与孢子发育有关.在脱水胁迫条件处理下,葫芦藓LFY基因随处理时间的增加其表达量也随之增加,在3.5 h时表达量达到最高,且表达量差异最显著,推测LFY基因的表达受干旱因子的调控.本研究为LFY基因在苔藓植物中的表达模式分析以及苔藓植物在系统演化等方面的研究提供了基础资料,同时也为探索内含子的起源与进化提供了有价值的研究线索.     

尾叶桉GLU4无性系F5H基因的克隆表达及序列分析

[目的]克隆尾叶桉(Eucalyptus urophylla)GLU4中F5H基因全长,并对其进行序列和表达模式分析。[方法]根据NCBI公布的F5H基因保守序列设计引物,以尾叶桉GLU4茎部组织为试验材料克隆其g DNA和c DNA片段,利用荧光定量PCR分析其在植株不同组织中的表达模式。[结果]该基因g DNA长2 358 bp,c DNA长1 610 bp,含有2个外显子、1个内含子。开放阅读框编码529个氨基酸,Eu F5H编码的蛋白为一个带负电荷、存在跨膜结构、定位在内质网起始分泌途径中的蛋白质,二级结构包含典型的的α-螺旋和β-折叠,根据三级结构推测其可能具有羟化酶活性。Eu F5H蛋白与蓝桉亲缘关系较近,Eu F5H在不同组织中表达水平差异显著,其中半木质化茎中表达水平相对最高。[结论]成功获得了尾叶桉GLU4木质素合成酶基因F5H的全长序列。     

芒果SEPALAATA基因的克隆与表达分析

以芒果品种‘吕宋’(Mangifera indica L.Carabao)为试材,利用同源克隆和RACE技术从花序中获得了1个芒果SEPALAATA(SEP)基因cDNA全长,命名为MSEP1(GenBank中登录号为KP702299)。MSEP1基因的cDNA全长为921bp,包含一个长度为726bp开放阅读框,编码241个氨基酸,蛋白质相对分子质量为27.7kD,理论等电点为5.79。序列比对和系统进化树分析表明,MSEP1具有保守的MADS-box及半保守的K区,属于MADS-box家族的SEP亚家族。器官特异性表达分析表明,MSEP1基因在芒果根、茎中表达量较低,在叶片、花芽中表达量较高,而在花序中表达量最高。研究推测,MSEP1基因可能在芒果生殖生长中发挥重要作用。     

大熊猫和亚洲黑熊TNNC1 基因的克隆、表达与序列分析

慢肌肌钙蛋白C (Troponin C type 1,TNNC1)具有高度保守性,调控骨骼肌慢肌和心肌的收缩,影响肌蛋白的生成,从而可能导致动物肌肉的生长、进化和功能的差异。本研究以大熊猫和亚洲黑熊骨骼肌为材料,提取总RNA 和基因组DNA,运用RT-PCR 和Touch-down PCR 分别扩增出TNNC1 基因的cDNA 序列和结构基因序列,并且构建了含有TNNC1 cDNA 的重组表达载体,转化进入E. coli BL21 进行超表达研究。结果表明大熊猫TNNC1 基因的cDNA 片段长602 bp,包含一个编码161 个氨基酸的开放阅读框,其结构基因全长2 831 bp,包含6 个外显子和5 个内含子。亚洲黑熊TNNC1 基因的cDNA 片段长486 bp,亦包含一个编码161 个氨基酸的开放阅读框,其结构基因全长2 758 bp,同样包含6 个外显子和5 个内含子。该两个物种的TNNC1 基因与已报道的13种动物的TNNC1 基因具有很高的相似性。拓扑预测表明,大熊猫和亚洲黑熊TNNC1 蛋白有1 个蛋白激酶C 磷酸化位点,5 个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点,1 个N-豆蔻酰化位点,3 个EF 手性钙结合域及1 个N - 糖基化位点。将TNNC1 基因在大肠杆菌中表达发现TNNC1 蛋白与氮端多聚组氨酸标签蛋白(His6) 融合成大小为23. 5kD 左右的多肽,这与预期结果相一致。本研究结果为进一步深入探讨大熊猫和亚洲黑熊TNNC1 基因及蛋白的结构、功能和进化关系提供资料。     

巨桉AGO基因家族的生物信息学分析

为了解巨桉(Eucalyptus grandis)中Argonaute (AGO)的功能, 经全基因组序列分析, 巨桉中存在14 个AGO基因家族成员, 基因长度为2676~3225 bp, 编码的蛋白质具有保守的Piwi、PAZ、DUF1785 结构域。巨桉EgrAGOs 基因可分为3 组, 内含子和外显子结构具有明显的组织特异性。组内成员核苷酸序列和氨基酸序列保守性较高, 同源性分别达到88.14% 和82.97%。EgrAGO基因分布于第2、4、7、8、10、11 条染色体上, 在进化过程中存在着串联复制和大片段基因复制机制。预测巨桉的大部分AGO 蛋白定位于细胞核和胞质中, 表现出偏碱性和亲水性, 具有较高的脂溶指数。基因表达分析表明, 桉树EgrAGO成员在不同组织中的表达有明显差异, 与木材形成相关的组织/ 器官中有较高的表达。这些为深入研究EgrAGO基因的功能奠定了基础。     

油茶DELLA基因的克隆和表达分析

为了解油茶(Camellia oleifera)中DELLA基因功能及其表达特性,采用PCR技术从‘长林4号’油茶中克隆了5个DELLA基因,命名为CoDELLA1~CoDELLA5,对其编码的5个CoDELLA蛋白进行生物信息学分析,并对5个DELLA基因的表达模式以及激素响应活性进行了分析。结果表明,5个CoDELLA基因的编码区长度分别为1 791、1 875、1 848、1 593和1 581 bp,分别编码597、625、616、531和527个氨基酸。5个CoDELLA蛋白的氨基酸序列相似度较高,丝氨酸残基为主要的潜在磷酸化位点,CoDELLA蛋白N端均含有典型的DELLA结构域。不同物种中DELLA蛋白的系统发育存在差异,CoDELLA与茶树的CsDELLA同源性最高。CoDELLA基因在油茶不同组织中的表达也存在差异,且赤霉素和独脚金内酯等多种激素和非生物胁迫对其表达具有调控作用。CoDELLA基因可能在油茶的生长发育和非生物胁迫响应中发挥重要作用。     

巴西橡胶树两个蔗糖合成酶基因的克隆和表达分析

为了解蔗糖合成酶在巴西橡胶树(Hevea brasiliensis)生长和发育过程中的功能,利用RACE技术从巴西橡胶树中克隆了蔗糖合成酶基因,并对基因的表达特征进行了分析。结果表明,从巴西橡胶树中克隆了两个蔗糖合成酶基因(HbSS1和HbSS2),HbSS1全长2864 bp,编码806个氨基酸;HbSS2全长2815 bp,编码811个氨基酸。两个基因编码的蛋白具有典型的植物蔗糖合成酶结构特征,包含1个磷酸化位点和两个保守的功能域。半定量RT-PCR分析表明,HbSS1和HbSS2在各组织器官中均有表达,其中HbSS1在叶中的表达量最高,HbSS2在树皮中的表达量最高,这说明HbSS1和HbSS2可能参与了各组织的生长和代谢过程,且功能有所分化。     

蔓花生PEPC基因家族的生物信息学分析

为了解花生中磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(phosphoenolpyruvate carboxylase,PEPC)的功能,对二倍体祖先种野生蔓花生(Arachis duranensis)基因组数据库进行分析,发现存在9个Ad PEPC基因家族成员,这些基因的序列长度为3 584~12 956 bp,开放阅读框(ORF)长度为702~3 168 bp,分布在3、5、7、8、9、10号染色体上。蔓花生Ad PEPC家族蛋白的氨基酸序列中均含有HCO3-结合位点和PEP结合位点等保守结构域,根据序列特征可分为植物型、细菌型和序列较短的PEPC等3类,同类蛋白序列的同源性较高,基因结构中的内含子与外显子的数目也较相似。基因表达分析表明,多数成员在花或茎中的表达量较高,Ad PEPC1;2和Ad PEPC4;2在茎中的表达量最高,其他家族成员尤其是Ad PEPC2、Ad PEPC1;5和Ad PEPC1;3在花中的表达量明显高于其他组织,Ad PEPC1;5基因在叶中不表达。Ad PEPC3在根、茎、叶和花中均不表达,推测该基因为假基因。这为深入研究Ad PEPC家族基因的功能奠定了基础。     

鹅掌楸DHHC型锌指蛋白家族基因的克隆及表达分析

棕榈酰化修饰是一种最普遍且唯一可逆的翻译后脂质修饰方式,赋予蛋白质多样化的生理功能。DHHC( Asp-His-His-Cys)蛋白家族是一类与棕榈酰化修饰相关的蛋白,多数DHHC蛋白家族成员具有蛋白质酰基转移酶( protein S-acyltransferase,PAT)活性。该研究以鹅掌楸叶芽为材料,采用RT-PCR和RACE技术,克隆获得了3个鹅掌楸DHHC蛋白家族基因cDNA全长,命名为LcPAT7、LcPAT22、LcPAT23。序列分析结果表明：LcPAT7、LcPAT22、LcPAT23基因全长分别为1933、2592、2217 bp,各包含1332、1839、1662 bp的开放阅读框( Open Reading Frame,ORF),编码433、612、533个氨基酸,预测蛋白分子量分别为40.04、67.3、60.57 kDa,理论等电点为9.15、9.03、7.29。3个基因编码的蛋白均有4个跨膜区,并且都在跨膜域( transmembrane domain, TM) TM2和 TM3之间存在一个 DHHC 蛋白家族典型的 DHHC-CRD 结构域。同源性分析表明：鹅掌楸LcPAT7、LcPAT22、LcPAT23编码的氨基酸序列与其他植物中预测的PAT具有较高的相似性。利用荧光定量PCR技术检测3个基因在鹅掌楸不同组织中的表达特性,发现3个基因在不同组织中均有表达,但表达量具有明显区别。同一家族基因表达模式的变化表明其功能非冗余。该研究结果将为鹅掌楸生长发育与形态建成,以及逆境响应信号传导等相关基因的调控研究提供了参考。     

巴西橡胶树HbWRKY1基因的克隆及转化烟草的初步研究

利用RACE结合RT-PCR技术,从巴西橡胶树(Hevea brasiliensis)总RNA中扩增得到长度为1234 bp的WRKY基因cDNA全长编码序列。通过氨基酸同源性比对,该序列推导的氨基酸序列与蓖麻、白杨的WRKY同源性分别为79%和73%,表明分离的cDNA序列为橡胶树WRKY基因,命名为HbWRKY1。通过构建pCAMBIA1304-HbWRKY1植物表达载体,经农杆菌GV3101介导,将HbWRKY1基因导入烟草(Nicotiana tabacum)中,对所获得的潮霉素抗性烟草株系进行PCR鉴定。结果表明,HbWRKY1基因已整合到65株转基因植株中。干旱胁迫试验表明,HbWRKY1的过量表达可以明显提高转基因烟草对干旱胁迫的耐受能力。这说明WRKY基因与橡胶树抗旱能力之间存在一定的关系。     

苹果乙烯不敏感基因EIN2片段的克隆及序列分析

分别以苹果果实总DNA和cDNA为模板,采用PCR、RT-PCR方法扩增、克隆乙烯不敏感基因(ethyleneinsensitive 2,EIN2),并利用生物信息学方法分析其核苷酸序列和蛋白质结构。结果表明:(1)以DNA和cDNA为模板的扩增结果完全相同,扩增的EIN2基因片段为4 378bp,尚未发现有内含子,开放阅读框全长3 282bp,编码1 093个氨基酸;苹果EIN2相对分子质量为118.9kD,等电点为5.52,其蛋白可能为脂溶性疏水蛋白。(2)所克隆苹果EIN2基因编码的氨基酸序列与拟南芥(AAD41077.1)、碧桃(ACY78397.1)和葡萄(CAN66374.1)EIN2基因编码的氨基酸序列一致性分别为52%、79%、62%。(3)构建的EIN2基因进化树显示,拟南芥、小盐芥、甜瓜、杨毛果EIN2基因亲缘关系较近,聚为一类;葡萄为一类;蒺藜苜蓿为一类;碧桃、矮牵牛、西红柿聚为一类;苹果单独为一类。而且苹果EIN2基因与碧桃等同源基因的亲缘关系相对较近,与拟南芥、小盐芥同源基因的亲缘关系相对较远。     

赤桉ACT1和ACT2基因的克隆与生物信息学分析

为了解赤桉(Eucalyptus camaldulensis)肌动蛋白(Actin)在生长发育过程中的功能,根据赤桉幼苗转录组数据库中的肌动蛋白基因序列,从赤桉嫩叶中克隆了2条Actin基因片段,并利用RACE技术获得Actin基因的全长cDNA,分别命名为ECACT1和EC-ACT2基因。生物信息学分析表明,这两条基因的全长cDNA分别为1533 bp和1387 bp,均含有1个编码377个氨基酸的开放阅读框。经比对分析,赤桉Actin蛋白的氨基酸序列与其他植物Actin蛋白的具有较高的相似性,并且具有Actin蛋白特有的保守序列和相关特征。因此推测这两条基因对桉树的生长发育具有一定的调控作用。     

马尾松PmPGK1和PmGPIC基因的克隆和表达分析

为了解马尾松（Pinus massoniana）磷酸甘油酸激酶1（PGK1）与胞质溶胶葡萄糖磷酸异构酶（GPIC）的功能，采用RACE技术克隆了PmPGK1和PmGPIC基因，并进行了生物信息学分析与亚细胞定位，采用实时荧光定量PCR技术分析PmPGK1和PmGPIC的表达特性。结果表明，PmPGK1和PmGPIC全长为2 106和1 848 bp，分别编码507和566个氨基酸。PmPGK1和PmGPIC分别定位于叶绿体和胞质溶胶。PmPGK1表达量为新叶 > 老叶 > 新茎 > 根 > 花；而PmGPIC为老叶 > 花 > 新叶 > 新茎 > 根。低温胁迫24 h，PmPGK1和PmGPIC的表达量均随时间延长先降低后升高，且PmGPIC的表达量在处理2 h后即降至较低水平；高浓度CO₂胁迫24 h，PmPGK1的表达量随时间延长呈降低-升高-再降低的变化趋势，PmGPIC的表达下调但变化较不显著。因此，推测PmPGK1主要参与卡尔文循环及叶绿体/质体糖酵解，PmGPIC主要参与细胞质基质糖酵解；PmPGK1、PmGPIC活性在低温胁迫下均受抑制；PmPGK1活性在CO₂胁迫下受到显著抑制，而PmGPIC活性的影响不大。