小麦盐胁迫相关基因的克隆与表达分析

采用RT-PCR方法,从小麦中克隆获得1个盐诱导小麦MYB类转录因子基因TaSIM（Triticum aestivum salt-induced MYB）,该基因cDNA全长1 213bp,具有1个831bp的开放阅读框,编码276个氨基酸,预测分子量约为29.903kD,等电点为10.12,推测的氨基酸序列中含有2个高度保守的SANT结构域。系统发生树分析表明,TaSIM与二穗短柄草XP₀03576185亲缘关系最近。半定量RT-PCR检测结果显示,TaSIM基因受盐胁迫诱导表达。亚细胞定位结果显示,TaSIM-hGFP融合蛋白定位于细胞核中。研究结果表明,小麦TaSIM基因编码的蛋白可能在细胞核内参与小麦对盐胁迫的应答反应。     

柠条锦鸡儿CkLEA1基因克隆及表达分析

植物受到逆境胁迫后,大量逆境响应基因会被诱导表达,LEA蛋白编码基因就是与植物抗旱、抗冷等非生物胁迫密切相关的一类基因.从已构建的柠条锦鸡儿干旱胁迫抑制性削减杂交文库中筛选到了一条LEA蛋白编码基因并进行了克隆.序列比对与系统进化分析显示该基因属于LEA3基因家族成员,命名为CkLEA1(GenBank登录号是KC309408).克隆得到该基因gDNA长469bp,包含两个外显子和一个内含子;cDNA长357bp,包含300bp的开放阅读框,推导编码99个氨基酸的蛋白质.利用荧光定量PCR技术对CkLEA1基因在各种逆境胁迫条件的表达情况进行初步研究表明,CkLEA1受干旱、ABA、冷、热、盐和碱等处理不同程度地诱导,推测其与柠条锦鸡儿响应逆境胁迫的机制有关.     

西伯利亚蓼钙调蛋白基因的克隆及其在盐胁迫下的表达

已从西伯利亚蓼叶中cDNA文库中获得的钙调蛋白EST序列,采用cDNA末端快速扩增（RACE）技术克隆了具有完整编码区的钙调蛋白基因的cDNA序列（GenBank登录号GQ988382）,命名为PsCaM。该基因全长615bp,编码区为450bp,编码149个氨基酸,5＇非翻译区为63bp,3＇非翻译区为102bp。同源性分析表明,该蛋白与其他植物钙调蛋白高度保守,氨基酸同源性高达98%。用实时荧光定量PCR研究3%NaHCO3胁迫下西伯利亚蓼基因表达的结果显示,自然条件下,该基因在叶中表达量最高,地下茎次之,茎中最低;盐胁迫下CaM在西伯利亚蓼的地下茎、茎和叶中均有表达,表达模式不同。     

两个小麦14-3-3基因的特征、亚细胞定位及其对非生物胁迫的响应(英文)

为了探讨14-3-3基因在小麦逆境胁迫应答中的调控作用,利用RACE技术克隆了两个包含完整编码框的14-3-3基因(命名为Ta14R1和Ta14R2),其中Ta14R1 cDNA长999 bp,编码262个氨基酸,而Ta14R2 cDNA长897 bp,编码261个氨基酸。Ta14R1/Ta14R2-GFP融合载体瞬时表达结果显示,Ta14R1和Ta14R2蛋白均定位于细胞质和细胞膜,但不在叶绿体中。荧光定量PCR分析表明,Ta14R1和Ta14R2均在萌发1 d的胚芽鞘中表达量最高;在高温、低温、模拟干旱和ABA处理下,两个基因在小麦的根和叶中都受胁迫诱导而且显著上调表达,推测这两个14-3-3基因通过依赖ABA的非生物胁迫响应途径发挥作用,可能参与了小麦中高温、低温和干旱胁迫的耐受调节过程。     

甘蔗小分子量热激蛋白(sHSP)基因克隆及水分胁迫下的表达分析

为甘蔗抗逆胁迫机制研究提供依据,以甘蔗叶片总RNA为模板,通过RT-PCR扩甘蔗小分子量热激蛋白(sHSP)基因的cDNA,采用生物信息学软件分析所克隆基因的编码蛋白特性,并用荧光定量PCR分析该基因的表达情况。结果表明,克隆得到的c DNA片段长度为659 bp,包括1个459 bp的开放阅读框,编码132个氨基酸。同源性分析表明,sHSP基因在14个不同植物中的一致性为69%-96%。甘蔗sHSP具有典型的HSP结构域,并且非常保守。实时荧光定量分析结果表明,随着甘蔗干旱胁迫时间的延长,sHSP基因表达量缓慢下降后明显增加,干旱胁迫加硅处理的甘蔗叶片sHSP基因表达量峰值出现比干旱处理推迟48 h。说明sHSP受到了干旱胁迫的诱导表达,同时硅能提高甘蔗抗旱性。     

星星草脱氢抗坏血酸还原酶（PtDHAR）cDNA的克隆及表达分析

脱氢抗坏血酸还原酶是抗坏血酸代谢循环中的关键酶,在多种植物中与抗胁迫相关。为了获得抗盐碱植物星星草中该基因序列,利用RACE技术,从星星草中克隆出脱氢抗坏血酸还原酶基因（PtDHAR）的cDNA全长序列,其GenBank登录号为HM125046。PtDHAR cDNA核苷酸序列长度为987bp,开放阅读框为639bp,编码213个氨基酸。该基因编码的氨基酸序列与水稻、小麦等禾本科作物具有很高的同源性。Northern杂交分析表明,该基因在盐碱胁迫下表达量显著升高。     

珙桐中一个与低温相关基因的克隆及其表达研究

低温诱导膜蛋白是由低温诱导表达蛋白基因编码的一类疏水性蛋白,在植物抵御寒冷环境时起着一定的保护作用。从珙桐cDNA文库中获得一个未知基因（DiRCI）,该基因长539bp,其中包括174bp的开放阅读框,92bp的5′末端非编码区和273bp的3′末端非编码区,编码57个氨基酸残基蛋白,在氨基酸水平上同源性较高的是车前草的低温诱导膜蛋白（登入号：ACA66247.1）,其相似性为89.5%。半定量RT-PCR分析发现,25℃以上,该基因在珙桐各器官中基本上均未表达,但经8℃低温处理时,在成熟叶片、叶柄和成熟未萌发的种子中均有表达,但是在根中基本没有表达,进一步研究发现该基因在24h～48h内表达量增多并达到最高值,48h后其表达量逐渐减弱直至消失,说明该基因确实与低温诱导相关,从而初步推测该基因为低温诱导膜蛋白基因。该基因的克隆丰富和保存了珙桐基因资源,并为进一步研究冷胁迫的分子机制奠定了基础。     

梭梭小G蛋白基因HaRAN1克隆与表达分析

采用cDNA-AFLP技术从梭梭中获得了一个干旱诱导的TDF序列,编码RAN基因的cDNA片段,利用5'-RACE和3'-RACE技术克隆到一个1 083 bp的全长基因,含有一个编码221个氨基酸的开放阅读框,具有结合GTP/GDP的4个保守结构域,属于RAN1亚家族,命名为HaRAN1.Blast分析表明,HaRAN1与单、双子叶植物(毛果杨、拟南芥、小麦、水稻)的一致性高达95%~96%以上;与哺乳动物(人类)和真菌(烟曲霉)的一致性高达88%以上;半定量RT-PCR分析显示,干旱、PEG和NaCl胁迫明显诱导HaRAN1基因的表达.结果表明,HaRAN1基因编码蛋白在物种间具有高度保守性,可能在梭梭适应极端干旱的沙漠生境中起重要作用.     

柠条锦鸡儿CkLEA4基因克隆及表达分析

LEA蛋白是一种与植物抗逆相关的胚胎发育晚期丰富蛋白。该研究从已构建的柠条锦鸡儿干旱胁迫抑制削减杂交文库中筛选到1条LEA蛋白编码基因的部分序列,用RACE技术扩增得到该基因cDNA全长并对其进行了克隆。测序表明该基因cDNA长870bp,其中开放阅读框长510bp,编码169个氨基酸,推测蛋白分子量为17.03kD,等电点为9.3,是一种亲水蛋白。序列比对和系统进化分析表明,该基因属于LEA4基因家族成员,命名为CkLEA4。实时荧光定量PCR检测发现,CkLEA4基因在干旱、ABA和NaCl处理下均受到不同程度的诱导,说明CkLEA4基因可能与柠条锦鸡儿响应逆境胁迫有关。     

三种锦鸡儿属植物过氧化氢酶基因的克隆及表达特性分析

为研究过氧化氢酶基因在锦鸡儿属植物抵御干旱胁迫中发挥的作用,采用兼并PCR (degenerate polymerase chain reaction, Deg-PCR)和末端克隆(rapid amplify cDNA ends, RACE)技术分离了柠条锦鸡儿(Caragana korshinskiikom)、小叶锦鸡儿(C. microphylla)和中间锦鸡儿(C. davazamcii)的过氧化氢酶(Catalase, CAT)基因cDNA序列,并对它们在干旱胁迫条件下的表达特性进行了比较分析。这3种锦鸡儿属植物CAT cDNA均为1 755 bp,含有1个1 479 bp的开放阅读框(open reading frame, ORF)、85个碱基的5'非编码区和201个碱基的3'非编码区,编码492个氨基酸的蛋白质。序列比较分析发现,该3条序列仅在322 bp处有一个碱基的差异(CkCAT为T碱基, CmCAT和CdCAT为C碱基),但它们编码相同的氨基酸。生物信息学分析显示,CkCAT、CmCAT和CiCAT的与其他植物的CAT蛋白具有较高的同源性,在进化上与豇豆和大豆的CAT亲缘关系较近。实时荧光定量PCR分析结果显示,在干旱胁迫条件下CkCAT、CmCAT和CdCAT的表达量明显升高,显示CAT在锦鸡儿属植物抵御干旱逆境中发挥重要作用。     

Cloning and expression analysis of a water stress-induced gene from Brassica oleracea.

Plant growth and productivity are greatly affected by water stress, such as drought and salinity. Here we report on the cloning and expression analysis of a water stress-induced gene from Brassica oleracea (designated as BoWS, GenBank accession number AY571333) by rapid amplification of cDNA ends (RACE). The full-length cDNA of BoWS consisted of 594 bp and contained a 285 bp open reading frame (ORF) encoding a 95-amino-acid protein. The deduced protein had a calculated molecular mass of 10.53 kDa and an isoelectric point of 6.93. The sequence similarity and comparative analysis showed that BoWS was 84% identical to Arabidopsis thaliana putative water stress-induced protein (GenBank accession number AAM67282). Southern blot analysis indicated that BoWS was a low-copy gene. Northern blot analysis revealed that the expression of BoWS was upregulated by abscisic acid (ABA), mannitol, NaCl, drought, salicylic acid (SA) and hydrogen peroxide (H(2)O(2)). Our results indicate that BoWS is extremely related to the water-deficit stress in B. oleracea.     

小麦及其相关物种rbcL基因序列的比较研究

用4个抗白粉病小麦品系构建了一个混合cDNA文库,从该文库中分离到一个新的小麦rbcL基因全长cDNA克隆。至此,已经有3个不同的小麦rbcL基因序列被报道,新rbcL基因cDNA与以前的2个序列分别有1个和3个碱基的差异。新的cDNA长1519bp(基因库查询号：AY328025)。同源性比较发现,新的小麦rbcL基因的cDNA序列与以前报告的小麦rbcL基因的cDNA序列(gi：344052)有一个碱基的差异,从而导致所编码的多肽在144位由Tyr变为Cys。进一步比较分析了在相关物种中rbcL基因的cDNA序列,结果显示,rbcL基因的编码区在不同属的物种间高度保守,并从分子水平表明小麦与大麦、新麦草、赖草、披碱草属等的亲源关系比与水稻、玉米等的近。     

小麦叶绿体信号识别颗粒54基因的克隆与分析

根据LWSRC336(GenBank登录号为EV254029)的cDNA序列设计引物,从受条锈菌(Puccinia striifor-misf.sp.tritici)诱导的小麦幼叶中提取总RNA,采用RACE与RT-PCR相结合的技术对该基因克隆.测序结果表明,扩增片段长度为1 725 bp,其中包含一个编码481个氨基酸的开放阅读框,与水稻的叶绿体信号识别颗粒54蛋白高度同源.实时荧光定量PCR分析结果显示,该基因在受条锈菌诱导下,在亲和组合中表达趋势明显下调,而在非亲合组合中的表达在24 h之前呈下降趋势,到24 h最低,在72 h又恢复到正常水平,随后又下降.推测条锈菌侵染小麦后,影响了叶绿体蛋白的运输,进而影响了小麦的光合作用.     

小麦尿卟啉原Ⅲ合成酶基因克隆及序列分析

根据水稻已公布的尿卟啉原Ⅲ合成酶(UROS)基因和小麦EST的保守序列,设计特异性引物对小麦尿卟啉原Ⅲ合成酶基因的部分片段进行克隆,得到了364 bp的cDNA(命名为UROS1)。以UROS1作为种子进行电子克隆,得到一段长为1210 bp的cDNA序列,并设计特异性引物克隆到1个1077 bp cDNA序列。对该片段分析结果表明,克隆得到的小麦UROS基因包含了信号肽区和全长的成熟肽区。小麦UROS基因与水稻UROS基因的同源性为86%左右,其推导氨基酸序列与水稻和拟南芥蛋白序列同源性分别约91%和79%。动物、植物以及微生物间核酸序列的保守性较低,氨基酸序列保守性也不高,但都存在UROS保守结构域(Hem D)。进化分析显示,该酶在不同物种间的进化速度差异较大。     

Molecular cloning and characterization of a putative protein kinase gene from the thermophilic fungus Thermomyces lanuginosus.

Based on the conserved amino acid sequence (DLKPEN) of serine-threonine protein kinase from several fungi, a degenerate primer was designed and synthesized. Total RNA was isolated from the thermophilic fungus Thermomyces lanuginosus. Using RACE-PCR, full-length cDNA of a putative serine-threonine protein kinase gene was cloned from T. lanuginosus. The full-length cDNA of T. lanuginosus protein kinase was 2551 bp and contained an 1806 bp open reading frame encoding a putative protein kinase precursor of 601 amino acid residues. Sequencing analysis showed that the cloned cDNA of T. lanuginosus had consensus protein kinase sequences. Conservative amino acid subdomains which most serine-threonine kinases contain can be found in the deduced amino acid sequence of T. lanuginosus putative protein kinase. Comparison results showed that the deduced amino acid sequence of T. lanuginosus putative protein kinase was highly homologous to that of Neurospora crassa dis1-suppressing protein kinase Dsk1. The putative protein kinase contained three arginine/serine-rich (SR) regions and two transmembrane domains. These showed that it might be a novel putative serine-threonine protein kinase.     

Identification of candidate SNPs for drug induced toxicity from differentially expressed genes in associated tissues

The full-length cDNA sequence (1158 bp) encoding a ribosomal L5 protein, designated as TaL5, was firstly isolated from common wheat (Triticum aestivum L.) using the rapid amplification of cDNA ends method (RACE). The open reading frame (ORF) of TaL5 gene was 906 bp, and its deduced amino acid sequence (301 residues) shared high similarity to those of other higher plant L5 proteins. TaL5 protein contained a putative 5S binding region (74 amino acids). TaL5 DNA sequence was further cloned, and sequence analysis showed that it contained 7 introns and 8 exons. Predicated using TargetP software, TaL5 protein was putatively located in mitochondria and contains a transit peptide of 12 amino acids. During grain filling period, temporal expression pattern of TaL5 gene was approximately consistent with the rates of starch accumulation in grains. Additionally, TaL5 gene was dramatically induced by salt, drought and freezing stresses, exogenous abscisic acid (ABA) and salicylic acid (SA) in wheat seedlings. These implied that TaL5 gene could function in growth, development and abiotic stresses in wheat plants.     

小麦富含亮氨酸重复（LRR）蛋白基因TaLRI1的克隆及其特征分析

在水分胁迫反应基因表达谱分析的基础上,采用RACR技术,从‘洛旱2号’小麦中克隆了一个编码富含亮氨酸蛋白的cDNA全长,命名为TaLRI1。序列分析显示,TaLRI1的cDNA全长为2657bp（GenBank登录号为GU593320）,其中5＇-非翻译区47bp,3＇-非翻译区1314bp,开放阅读框1296bp,可编码431个氨基酸。进一步分析显示,TaLRI1基因编码的蛋白具有典型的富含亮氨酸N末端保守域和富含亮氨酸的核酸酶抑制因子保守域,该蛋白为弱酸性蛋白,等电点为5.69,无明显的疏水/亲水区域。三维结构预测显示,TaLRI1蛋白以α-螺旋、β-折叠和无规卷曲为骨架,可形成弧状的螺线管结构以及一对侧臂凸起。RT-PCR分析表明,水分胁迫过程中,TaLRI1基因在根系中的表达量呈先升高后降低的趋势,以胁迫处理12h的表达量最高,推测该基因在水分胁迫反应过程中发挥重要功能。     

荠菜LOS2基因的克隆与分析

利用RACE-PCR方法从荠菜(Capsella bursa-pastoris)中克隆到了新的LOS2全长基因(Cblos2)。序列分析表明,该基因的全长cDNA为1694bp,拥有一个由444个氨基酸组成的开放读码框,预测的CbLOS2蛋白包括一个烯醇酶N-端结构域、烯醇酶结构域以及与拟南芥的LOS2高度保守的DNA结合域和基因功能抑制域。生物信息学分析表明,Cblos2与LOS2极为相似。冷胁迫适应实验表明,Cblos2基因在荠菜中组成性表达,且其表达与胁迫适应过程密切相关。该研究表明Cblos2是具双重功能的植物烯醇酶基因家族的新成员。