毛尖紫萼藓抗旱相关基因Gp-LEA的克隆与表达分析

以毛尖紫萼藓干旱cDNA文库中获得的一段与LEA基因同源性较高的EST序列为基础,采用RACE技术分离该基因cDNA全长序列,命名为Gp-LEA。Gp-LEA基因的cDNA全长814bp,开放阅读框456bp,编码含151个氨基酸蛋白质。生物信息学分析结果显示,Gp-LEA蛋白为稳定蛋白,分子质量为16.612kD,理论等电点（pI）为5.06,含有LEA₂功能结构域,不属于跨膜蛋白且不存在信号肽。系统发生分析表明,Gp-LEA基因编码蛋白与花旗松LEA蛋白亲缘关系最近。荧光定量PCR分析显示,Gp-LEA基因在复水和快速干旱模式下均能表达。推测Gp-LEA基因在毛尖紫萼藓的复水和干旱过程中起着重要作用。     

毛尖紫萼藓泛素延伸蛋白基因克隆及序列分析

目的:该文首次从毛尖紫萼藓中克隆到泛素延伸蛋白基因的全长,为深入研究其功能打下基础。方法:提取植物的总RNA,经反转录得到cDNA,根据实验室得到的毛尖紫萼藓泛素延伸蛋白基因的EST序列设计引物,基于3’RACE(Rapid Ampli-fication of cDNA End)技术克隆得到全长序列,使用分子生物学软件进行序列分析。结果:获得了cDNA全序列,GenBank登录号为JQ659260,序列全长为673bp,开放阅读框为471 bp,编码156个氨基酸残基。结论:通过Blast P对其编码的氨基酸序列进行比对结果显示:毛尖紫萼藓泛素延伸蛋白与小立碗藓、北美云杉、葡萄、蓖麻、毛果杨、紫茎泽兰的泛素延伸蛋白的同源性均在96%以上。     

毛尖紫萼藓超氧化物歧化酶基因GpSOD的克隆及表达分析

超氧化物歧化酶(SOD)在植物中普遍存在,具有清除自由基、维持活性氧代谢平衡的功能,在植物抗逆中发挥着重要的作用。本研究以耐旱能力极强的毛尖紫萼藓(Grimmia pilifera)为试材,采用RACE技术克隆获得1个超氧化物歧化酶基因SOD的cDNA序列,命名为GpSOD(GenBank登录号:GU989312)。该基因全长726 bp,编码区为465 bp,编码154个氨基酸。序列分析表明:该基因编码蛋白是非分泌性疏水蛋白,具有2个铜锌超氧化物歧化酶位点,属于Sod Cu基因家族,与其他植物超氧化物歧化酶的同源性为68.8%~86.8%。实时定量PCR检测结果显示,虽然GpSOD在干旱及复水条件下均有表达,但GpSOD受干旱诱导表达明显,且复水处理抑制其表达,表明GpSOD蛋白与毛尖紫萼藓响应干旱胁迫的过程密切相关,该结果为进一步寻找高效抗氧化胁迫基因提供前提条件。     

毛尖紫萼藓干旱胁迫cDNA文库的构建

干旱胁迫是影响植物生长发育的主要环境因素,严重影响农作物的产量。解决这个问题的有效途径是培育和利用优良的抗旱品种。应用比较功能基因组学方法筛选抗旱相关基因,并通过基因工程培育抗旱品种已成为植物遗传资源与品种改良研究的重要内容。毛尖紫萼藓（Grimmia pilifera）是典型旱生藓类,生长在向阳的裸岩上,具有很强的抗旱能力,是很好的抗旱基因资源。本研究采用SMART技术构建毛尖紫萼藓干旱cDNA文库,文库滴度为2.8×10⁵ pfu·mL^-1,重组率为91.7%,插入片段大小为500~2 000 bp,平均为800 bp。通过测序我们获得了1 045条ESTs,其中高质量的996条,通过拼接获得875个Unigenes,为进一步筛选抗旱相关基因奠定了基础。     

高温胁迫对毛尖紫萼藓生理生化特性的影响

本实验对毛尖紫萼藓进行60℃高温处理,研究高温胁迫对毛尖紫萼藓生理生化指标的影响。试验结果显示,毛尖紫萼藓的脯氨酸、可溶性蛋白和丙二醛含量,随着胁迫时间的延长,呈先升后降趋势;其可溶性糖和叶绿素含量呈下降趋势。在一定的时间下解除胁迫后,毛尖紫萼藓能够出现生长可恢复的现象。因此,本试验结果能够证明毛尖紫萼藓对60℃高温有抗性,短期高温对其伤害是可逆的。     

不同微生境中水光温变化对毛尖紫萼藓叶绿素荧光特性的影响

毛尖紫萼藓（Grimmia pilifera）多生长在裸岩表面且具有多种微生境,其生长过程受到水分、光照和温度等环境因素的交互影响,但其光合生理特征如何响应这种变化的环境条件尚不清楚。开展原位（荫蔽和向阳裸岩2种微生境）和室内模拟实验,分析了不同水分（模拟降水量和降水频次）、光照、温度及其复合梯度处理对毛尖紫萼藓叶绿素荧光特性的影响。原位实验结果显示荫蔽生境原位生长毛尖紫萼藓光化学效率显著高于向阳生境。在室内相同培养条件下,脱水过程中来自荫蔽生境植株有效光合效率保持时间比向阳生境明显缩短,表现出较低的脱水耐受性。水-光-温复合模拟实验显示,降水频次和光-温变化对毛尖紫萼藓光化学效率均有极显著影响且存在一定的交互作用,而降水量的影响相对较弱;弱光低温及1次/（2 d）的降水频率条件下毛尖紫萼藓具有最高的光合活性。总体来看,荫蔽生境、弱光低温条件及中等频次降水有利于毛尖紫萼藓生长,但向阳生境毛尖紫萼藓则具有更强的环境耐受性。     

砂藓生长素受体基因RcTIR1的克隆及表达分析

本研究我们试图利用PCR技术从砂藓中克隆TIR1基因的cD NA全长序列,对其进行了生物信息学分析,采用实时荧光定量PCR分析该基因在复水和干旱过程的表达情况。我们将砂藓转录组测序获得的生长素受体蛋白基因序列命名为Rc TIR1,基因cD NA全长为1 110 bp,开放阅读框(ORF)长度为615 bp,共编码204个氨基酸。生物信息学分析显示,该基因所编码蛋白理论等电点为5.70,不稳定指数为32.85,总平均亲水性为-0.027,无跨膜区和信号肽,亚细胞定位在细胞核。利用实时荧光定量PCR方法检测对该基因在砂藓复水和快速干旱过程中的表达模式显示在砂藓的复水过程和干旱处理中该基因均有差异性表达。通过研究砂藓生长素受体蛋白基因Rc TIR1与砂藓干旱胁迫的关系,为植物逆境胁迫机制的研究以及该基因的实际应用奠定基础。     

砂藓MYB转录因子基因RcMYB的克隆及表达分析

以砂藓(Racomitrium canescens)转录组测序获得的一条与抗旱相关的MYB转录因子基因为基础,采用RT-PCR技术克隆得到该基因的cDNA全长序列,命名为RcMYB。该序列全长为862bp,开放阅读框为726bp,共编码氨基酸241个。该基因的蛋白相对分子质量为28.8 kD,等电点为7.77,不稳定系数为70.03,是不稳定性蛋白,平均亲水数为-0.548,预测分析该蛋白具有强亲水性。蛋白结构域分析表明,RcMYB蛋白含有Myb-DNA结合结构域和MYB-CC结构域。实时荧光定量PCR研究表明,在复水过程和干旱处理的条件下RcMYB基因均有所表达。上述研究结果为基因RcMYB的功能研究奠定基础。     

齿肋赤藓乙醛脱氢酶基因ALDH21的克隆与表达分析

本文采用RT-PCR方法,从齿肋赤藓(Syntrichia caninervis)总RNA中获得ALDH21基因cDNA序列,连接到pMD19-T载体上并转化E.coli DH5α,阳性克隆经PCR鉴定后测序,将测序结果与GenBank中山墙藓(Tortula ruralis)和小立碗藓(Physcomitrella patens)相关基因序列进行同源性比对。结果表明,实验成功克隆了S.caninervis的ALDH21基因的cDNA序列(GenBank登录号:GQ245973),为一个完整的ORF,其长度为1452bp。该序列与T.ruralis和P.patens的cDNA序列同源性分别为98%和78%,推导的氨基酸同源性分别为97%和87%。生物信息学分析表明该蛋白质分子量为52.98kD,等电点pI为5.96,编码483个氨基酸,具备ALDH21蛋白家族特征;半定量RT-PCR结果表明:ALDH21在干旱胁迫状态时的表达量显著高于水合状态,说明ALDH21基因可能参与干旱胁迫应答。本文为进一步研究齿肋赤藓ALDH21基因的抗旱机理提供理论依据。     

微生境对耐旱石生毛尖紫萼藓水分保持与散失特性的影响

毛尖紫萼藓(Grimmia pilifera)是典型石生耐旱藓类,水分是其生存繁衍的关键影响因素。为探究微生境对毛尖紫萼藓水分生理的影响,在安徽省大龙山国家森林公园低山丘陵区选择3种典型微生境(竹林遮蔽S-1,向阳裸岩E,薜荔灌丛遮蔽S-2),对比研究毛尖紫萼藓个体大小、饱和含水量及脱水过程中的含水量指标在不同微生境间的差异性,综合判断微生境对苔藓水分胁迫耐受性的影响及其权衡特征。结果表明:3种微生境毛尖紫萼藓个体大小及饱和含水量差异显著,其中竹林遮蔽生境毛尖紫萼藓具有较小的个体但拥有较高的内、外含水量。向阳裸岩和薜荔灌丛遮蔽生境植株大小及外吸水量接近,但前者内含水量更高。两荫蔽生境苔藓外吸水量是内吸水量的7倍,显著高于向阳裸岩生境的5.8倍。脱水过程中相同时间点向阳裸岩生境苔藓各含水量指标均高于两遮蔽生境,且达到相同含水量的时间差也随脱水进程持续而逐渐增大,这为向阳裸岩生境苔藓的有效光合作用(即相对含水量不低于35%时)及脱水后期的生理和结构调整赢得更多时间。综合而言,向阳裸岩生境毛尖紫萼藓比荫蔽生境具有更强的脱水耐受性,但后者可以通过增加外部吸水量来弥补失水过快的缺陷,这可能是不同微生境毛尖紫萼藓对水分吸收和保持的权衡策略。     

Cloning and Expression Analysis of GpUCH Gene in Grimmia pilifera

A drought resistance gene was cloned from drought cDNA library of Grimmia pilifera, the gene relatived to ubiquitin carboxy terminal hydrolytic enzymes (UCH), named GpUCH. The cDNA fragment of GpUCH was cloned from Grimmia pilifera through rapid amplification of cDNA ends (RACE). To further study the function of GpUCH gene, it was necessary to describe the sequence characteristics, evolutionary relationship and gene expression. The full length cDNA was 951bp with an pen reading frame of 711bp which encoded 237 amino acid with a molecular weight of 257kD, and the isoelectric point is 467. The result of bioinformatics showed that this protein was unstable transmembrane protein and had no signal peptide. The phylogenetic tree showed that GpUCH and Physcomitrella patens UCH protein had a close relationship. QRT PCR analysis showed that the expression of GpUCH gene was induced in both rehydration and dehydration.Under different conditions the expression of GpUCH were obviously varius. The results suggested that GpUCH gene might play an important role in drought stress.     

大豆食心虫储存蛋白hexamerin基因的克隆与表达分析

【目的】储存蛋白是昆虫发育、变态和生殖过程中氨基酸的主要来源,Hexamerin是储存蛋白家族重要成员,在昆虫的生长发育中起着重要作用。为了研究hexamerin基因(SpbHex)在大豆食心虫Leguminivora glycinivorella Matsumurav生长发育过程中的作用,对大豆食心虫SpbHex基因进行克隆与表达分析。【方法】利用RT-PCR和RACE技术克隆SpbHex的cDNA全长序列,并通过qPCR研究其在不同发育阶段和幼虫不同组织的表达情况。【结果】SpbHex基因cDNA序列全长2 161 bp,其中开放阅读框2 112 bp,编码703个氨基酸。蛋白预测分子量84.15 ku。hexamerin基因在大豆食心虫不同发育阶段和不同组织中均有表达。在不同生长发育阶段中4龄幼虫的表达量较高,1龄和成虫的表达量较低;在不同组织中脂肪体的表达量较高,表皮中的表达量最低。【结论】本研究克隆了大豆食心虫储存蛋白hexamerin基因,并对其在大豆食心虫中表达模式进行分析,为进一步明确hexamerin基因在大豆食心虫生长发育中的作用奠定基础。     

一个麻疯树RING型锌指蛋白基因JcRFP1的克隆及表达

首次从麻疯树胚乳cDNA丈库中克隆得到一个RJNG型锌指蛋白基（GenBank登录号为JF920726）,命名为JcRFP1。该cDNA长度为728bp,包含编码JcRFP1蛋白的完整开放阅读框（516bp）。脚,基因在麻疯树各器官中均检测到表达且表达量依次为：叶〉茎〉花〉果实〉种子〉根。将克隆到的JcRFP1基因的cDNA序列连接到表达载体pET32a（＋）上,导入BL21（DE3）pLysS菌株,成功诱导表达相对分子质量为33．2kDa的可溶性融合蛋白。该融合蛋白免疫新西兰大白兔,得到效价为1：6500的抗血清。研究表明,JcRFP1蛋白具有体外泛素连接酶E3活性,在麻疯树体内可能参与油菜素甾醇信号转导途径。     

红花花青素合成酶基因的克隆及表达分析

根据红花转录物测序结果中得到的中间序列,采用R11-PCR和RACE方法从红花花瓣中克隆到1个4嬲基因的全长cDNA,该基因全长序列1226bp,具有完整的开放阅读框（ORF）,共1050bp,编码349个氨基酸。生物信息学软件分析显示,该基因编码的蛋白理论分子量约为82．27kDa,等电点为5．09,序列里含有典型的加尾信号序列AATAA和Poly（A）。保守结构域预测表明,该基因编码的蛋白具有典型的ANS蛋白功能结构域,其保守结构域中含有铁离子及2．0-酮戊二酸结合位点。结合其他物种的臌因构建系统树表日月,红花ANS蛋基因与其他物种氨基酸具有一定的同源性,其中与芍药的亲缘关系最近。应用实时荧光定量PCR分析表明,ANS基因在红花的初花期和盛花期的表达量最高。     

割手密醛脱氢酶ScALDH基因的克隆与表达分析

该研究从甘蔗细茎野生种(割手密Saccharum spontaneum)中克隆抗旱相关的基因Sc ALDH,并分析其在干旱处理条件下的表达情况和序列特征。利用RT-PCR技术克隆甘蔗的ALDH基因片段,并对其核苷酸和氨基酸序列进行分析。使用NCBI Blastx、ORF finder、Mega、NCBI Conserved Domain Search等程序对其分别进行不同物种氨基酸比较、开放阅读框(ORF)寻找、进化树及保守序列分析,并用Real Time-PCR分析所克隆基因在干旱胁迫前后的表达差异。结果表明:克隆出甘蔗的ALDH基因片段,总长度为1996bp,其中蛋白质编码区(CDS)全长1524bp,编码508个氨基酸;与其它物种ALDH类蛋白氨基酸序列有很高的同源性,有ALDH家族的保守序列,并含有完整的开放阅读框,系统进化树分析显示与玉米的蛋白质亲缘关系最近;Real timePCR数据表明,在干旱胁迫下,随着干旱时间的延长,该基因的表达量呈持续积累的表达模式。总体上来说,该基因对干旱胁迫显著表达。利用RT-PCR技术克隆的甘蔗ALDH基因,属于ALDH蛋白家族的一员,具有其典型的功能域,该基因在干旱胁迫过程中参与抗旱作用。该研究结果为野生种资源开发、优良抗旱亲本选择和培育抗旱性强甘蔗品种提供了参考依据。     

球孢白僵菌tps2基因的克隆和生物信息学分析

运用SMART RACE RT-PCR技术与DNA步移技术,首次从球孢白僵菌中克隆出完整的海藻糖-6-磷酸磷酸酯酶TPS2的基因编码区序列及上游序列。该基因cDNA全长3219 bp,其中开放阅读框（ORF）2619 bp,编码872个氨基酸。成熟蛋白理论分子量为97.8 kD,理论等电点为6.32。编码框结构基因的全长为2821 bp,有两个长度分别为140 bp和62 bp的内含子。分析表明,上游序列中含有TATA-box、CAAT-box和GC-box,并且也存在GATA元件等启动子顺式调控元件。本文结果将为进一步研究海藻糖在虫生真菌中的生理合成以及抗逆调控机制奠定坚实的基础。     

盐地碱蓬亲环素CYP1基因的克隆、表达及耐盐性分析

为探索盐地碱蓬亲环素与其耐盐性的关系,使用RT-PCR和RACE完成盐地碱蓬亲环素基因的全长克隆与测序,并命名为SsCYP-1.SsCYP-1基因全长为875 bp,编码区为531 bp,编码176个氨基酸.多重序列BLAST结果表明,SsCYP-1基因可归于亲环素家族,并具有特定的肽酰脯氨酸顺反异构酶活性结构域特征.为验证盐地碱蓬亲环素的耐盐特性,构建了SsCYP-1表达载体并在大肠杆菌（E.coli） BL21 （Rosetta）中通过IPTG诱导表达,通过PAGE检测目的蛋白为19 KD,与Editseq软件预测的目的蛋白大小基本一致.对重组菌PET-Ss-CYP1进行耐盐分析表明其在高盐浓度培养下生长速度远高于对照菌pETDuet-1.据此,推测该基因在盐地碱蓬生长中可能具有相关的耐盐性作用.     

水稻低温响应基因OsCR1的克隆与表达分析

低温、高温、干旱等非生物胁迫是影响水稻产量与品质的重要非生物逆境因子.为了探索水稻耐逆的分子机理并挖掘新的水稻耐逆基因,采用Affymetrix 60K水稻基因表达芯片分析了培矮64S全基因组在上述逆境下的表达谱变化,筛选出一个受低温诱导表达水平显著升高的基因OsCR1( Oryza sativaL.cold resp...     

费尔干猪毛菜病程相关蛋白基因（SfPR-1）的克隆及在盐胁迫下的表达分析

利用抑制消减杂交法从藜科猪毛菜属盐生植物费尔干猪毛菜（Salsola ferganica）中分离得到了一个盐胁迫响应的cDNA片段,结合SMARTTMRACE技术获得了费尔干猪毛菜病程相关蛋白基因的cDNA,命名该基因为SfPR-1（GenBank登录号：JQ670917）。序列分析表明,SfPR-1长817 bp,含有501 bp的阅读框、65 bp的5＇-UTR和251 bp的3＇-UTR,编码166个氨基酸,分子质量为18.01 kD,理论等电点为9.37。通过BLAST同源序列比对分析,结果显示该基因编码的蛋白与已知甜菜、拟南芥、烟草及玉米的病程相关蛋白PR-1同源性分别为73.6%、57.8%、55.5%和53.9%,且具有PR-1家族特有的6个半胱氨酸保守结构域。半定量RT-PCR和实时荧光定量RT-qPCR分析表明,该基因在盐胁迫后表达呈明显上调,初步推测病程相关蛋白基因SfPR-1可能与费尔干猪毛菜的耐盐性相关。