茶树肌动蛋白基因（CsActin1）全长cDNA克隆与生物信息学分析

以茶树（Camellia sinensis）萌动芽为材料,根据茶树萌动芽芽抑制消减杂交文库中分离得到的肌动蛋白（actin）基因的5′-片段设计引物,利用3′-RACE技术克隆了其cDNA全长序列,该基因cDNA全长1 470 bp,命名为CsActin1（GenBank登录号HQ235647）。序列分析表明,CsActin1开放阅读框长1 134 bp,编码377个氨基酸,5′非编码区100 bp,3′非编码区236 bp。推测的蛋白质分子量为41.70 kD,等电点约为5.31,具有肌动蛋白家族的特征信号序列（YVGDEAQs.KRG和WIAKaEYDE）和肌动蛋白相关蛋白的特征信号序列（LLTEApLNPkaNR）。CsActin1与GenBank中注册的其它植物肌动蛋白核苷酸序列的相似性在80%以上,氨基酸序列相似性在95%以上。与其它植物肌动蛋白的进化树分析结果表明,茶树肌动蛋白与杨树的两个肌动蛋白间的亲缘关系最为密切。并对推导的蛋白结构进行了分析。     

拒盐型盐生植物小花碱茅肌动蛋白基因片段的克隆及序列分析

本研究根据其它植物Actin基因的保守序列设计一对简并性引物,以拒盐型盐生植物小花碱茅根部总RNA为模板,采用RT-PCR的方法扩增出Actin基因片段并克隆到PUCm-T载体,阳性克隆经PCR检测后进行测序,在GenBank中注册;序列分析结果表明:该片段长约600 bp,编码198个氨基酸;所得序列与GenBank中注册的其它植物Actin基因序列同源性均在84%以上,与其它肌动蛋白的氨基酸序列同源性达94%以上.     

兴安落叶松肌动蛋白基因的分离与序列分析

以兴安落叶松(Larix gmelinii)实生苗为材料,提取总RNA和基因组DNA;利用兼并PCR及RACE技术克隆肌动蛋白基因(Lg-act).序列分析的结果显示,该基因cDNA全长1662 bp,编码377个氨基酸;基因组DNA长度约为2564bp,包含4个内含子,5个外显子.所克隆的Lg-act cDNA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77％以上,氨基酸序列的相似性高达93％以上.根据高等植物肌动蛋白相似性构建的系统树显示,兴安落叶松肌动蛋白与挪威云杉肌动蛋白之间的亲缘关系较为密切,在进化中分化时间最为接近.     

多浆旱生植物霸王Actin基因片段的克隆及序列分析

根据其他植物Actin基因的保守序列设计一对简并性引物,以霸王叶片总RNA为模板,采用RT-PCR的方法扩增出Actin基因片段并克隆到PUCm-T载体.阳性克隆经PCR鉴定后进行测序,序列分析结果表明:该片段长598bp,编码198个氨基酸;所得序列与GenBank中注册的Actin基因序列的同源性均在82%以上,与其他肌动蛋白的氨基酸序列的同源性达91%以上.     

谷子肌动蛋白基因的克隆及序列分析

以谷子（Setaria italica）为材料,提取总RNA。根据植物肌动蛋白基因编码区的两端的保守序列设计了简并引物,用5'RACE方法扩增出了谷子肌动蛋白基因编码区序列。以豌豆肌动蛋白cDNA作探针进行的Southern杂交分析表明扩增出了目的基因。将所获得的片段克隆到T载体后进行测序,序列分析结果表明：谷子肌动蛋白基因的编码区长1131个核苷酸,编码了377个氨基酸;所得序列(命名为MIAc)与GenBank中注册的肌动蛋白基因序列的相似性均在60%以上,与其它肌动蛋白氨基酸序列的相似性达89%以上。根据高等植物肌动蛋白序列相似性重建了进化树,表明谷子肌动蛋白与水稻肌动蛋白异型体RAc2和RAc3之间的亲缘关系 最为密切,在进化过程中分化时间最为接近。     

谷子肌动蛋白基因的克隆及序列分析

以谷子 (Setariaitalica)为材料 ,提取总RNA。根据植物肌动蛋白基因编码区的两端的保守序列设计了简并引物 ,用 5’RACE方法扩增出了谷子肌动蛋白基因编码区序列。以豌豆肌动蛋白cDNA作探针进行的Southern杂交分析表明扩增出了目的基因。将所获得的片段克隆到T载体后进行测序 ,序列分析结果表明 :谷子肌动蛋白基因的编码区长 1 1 3 1个核苷酸 ,编码了 3 77个氨基酸 ;所得序列 (命名为MIAc)与GenBank中注册的肌动蛋白基因序列的相似性均在 6 0 %以上 ,与其它肌动蛋白氨基酸序列的相似性达 89%以上。根据高等植物肌动蛋白序列相似性重建了进化树 ,表明谷子肌动蛋白与水稻肌动蛋白异型体RAc2和RAc3之间的亲缘关系最为密切 ,在进化过程中分化时间最为接近     

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.     

建兰Actin基因cDNA全长的克隆及其表达分析

根据单子叶植物的肌动蛋白基因(Actin)的保守区序列设计引物,采用RT-PCR和RACE技术从建兰(Cymbidium ensifolium)中分离出Actin基因cDNA全长.序列分析结果表明,建兰Actin基因长度为1 434 bp,编码区长度为1 134 bp,编码377个氨基酸,将其命名为CeActin,GenBank登录号为JN613147.CeActin推导的氨基酸序列与其他植物的同源性都较高,具有高度的保守性.采用半定量RT-PCR技术分析CeActin在建兰各组织及花不同发育时期的表达情况,结果表明,表达量没有明显差异,表明CeActin基因可作为内参基因.     

千里光肌动蛋白基因（Actin）的生物信息学及功能分析

肌动蛋白（Actin）是广泛存在于高等植物中的组成型表达蛋白质,与细胞分裂、细胞运动、细胞信号转导等功能密切相关。为明确肌动蛋白性质与功能的关系,本研究从千里光全长cDNA文库中分离得到Actin基因。序列分析结果表明：该基因长度为1 481 bp,编码360个氨基酸残基的多肽,与甘草Actin基因编码的氨基酸序列（GenBank登录号：ABW71681.1）的同源性最高,达96%;预测蛋白质的分子量为40.02 kDa,理论等电点为5.85;结构分析发现,螺旋结构和无规则卷曲构成Actin二级结构的主要组分;三级结构预测发现,Actin具有4个结构域;蛋白系统发生树发现,与甘草和鹰嘴豆的亲缘关系较近。本研究认为,高等植物Actin可能参与基因的转录调控,其氨基酸突变位点未对功能结构域产生影响。     

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.     

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.     

簸箕柳AP3同源基因SsMADS的克隆与特性分析

用cDNA末端快速扩增(rapid-amplification of cDNA ends,RACE)方法从簸箕柳雄花序中克隆了一个AP3同源基因的cDNA,长826 bp,包括完整的编码区、5′-UTR和3′-UTR,并将其相应的基因命名为SsMADS。该基因由7个外显子和6个内含子组成,编码区长723 bp,编码241个氨基酸,其N-端具有典型的MADS保守结构域。序列分析表明,SsMADS编码的氨基酸序列与毛果杨(Populus trichocarp)AP3同源蛋白有95.7%相似性,与其他几种柳属植物的AP3同源蛋白相似性达96.1%～99.6%。实时定量RT-PCR表明,SsMADS在叶、茎和根中表达量极低,在花序中表达量较高,并且其表达量在花器官的早中期发育阶段逐步提高,说明该基因在簸箕柳花器官的发育中起作用。     

人组织型纤溶酶原激活剂(t-PA)mRNA5′端非翻译区(UTR)对其表达的调控

运用反转录-PCR技术,从黑色素瘤细胞中扩增出t—PA cDNA 5′末端460bp的片段,再经重组获得含完整5′-UTR的t—PA cDNA克隆,在兔网织红细胞裂解物中翻译和COS-7细胞中表达发现,t—PA mRNA 5′—UTR对其表达有明显的抑制作用。将t—PA mRNA 5′—UTR用苜蓿病毒RNA 5′—UTR替换,使t—PA的表达水平提高3-7倍,mRNA翻译起始区二级结构分析结果表明,翻译起始区的二级结构与t-PA的表达水平有关。     

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。     

鲈鱼酰基辅酶A结合蛋白Acbp基因cDNA的克隆和诱导表达

酰基辅酶A结合蛋白(acyl-CoA-binding protein,ACBP)对长链脂酰基辅酶A(long-chainfatty acyl-CoA esters,LCACoA)有很高的亲和力,因而对LCACoA在细胞内的运输和利用过程起重要的作用。本文采用RACE技术从鲈鱼肝脏中克隆了Acbp基因的全长cDNA序列,该基因全长cDNA 679 bp,5'端和3'端的非翻译区分别为83 bp和326 bp,开放阅读框为270 bp。推测编码89个氨基酸,理论等电点为5.44,分子量为10.14 kDa。鲈鱼Acbp与青鳉鱼、银鳕鱼、大西洋鲑和人的同源性分别为87%、84%、78%和68%。用RT-PCR和实时定量PCR检测鲈鱼肌肉、心脏、眼、大脑、消化道、肾脏、脂肪组织、脾脏、鳃和肝脏等10种组织的Acbp基因的表达情况,结果表明,在肾脏和肝脏的表达量高,肌肉、眼睛和大脑中表达低。定量PCR检测表明鲈鱼肝脏Acbp的表达在饥饿时明显下降,胰岛素上调其表达,葡萄糖对其表达则没有影响。     

Activity of the 5′ regulatory regions of the rice polyubiquitin <Emphasis Type="Italic">rubi3</Emphasis> gene in transgenic rice plants as analyzed by both <Emphasis Type="Italic">GUS</Emphasis> and <Emphasis Type="Italic">GFP</Emphasis> reporter genes

Ubiquitin is an abundant protein involved in protein degradation and cell cycle control in plants and rubi3 is a polyubiquitin gene isolated from rice (Oryza sativa L.). Using both GFP and GUS as reporter genes, we analyzed the expression pattern of the rubi3 promoter as well as the effects of the rubi3 5'-UTR (5' untranslated region) intron and the 5' terminal 27 bp of the rubi3 coding sequence on the activity of the promoter in transgenic rice plants. The rubi3 promoter with the 5'-UTR intron was active in all the tissue and cell types examined and supported more constitutive expression of reporter genes than the maize Ubi-1 promoter. The rubi3 5'-UTR intron mediated enhancement on the activity of its promoter in a tissue-specific manner but did not alter its overall expression pattern. The enhancement was particularly intense in roots, pollen grains, inner tissue of ovaries, and embryos and aleurone layers in maturing seeds. The translational fusion of the first 27 bp of the rubi3 coding sequence to GUS gene further enhanced GUS expression directed by the rubi3 promoter in all the tissues examined. The rubi3 promoter should be an important addition to the arsenal of strong and constitutive promoters for monocot transformation and biotechnology.