水稻EPSP合酶cDNA克隆、序列分析及其拷贝数测定

根据本室分离的水稻EPSP合酶基因的基因组序列设计一对引物 ,利用RT_PCR方法首次从水稻 (Oryzasati vaL .subsp .indica)叶片的RNA中扩增获得了水稻编码EPSP合酶的全长为 15 85bp的cDNA片段 ,它含有一个完整的开放读码框 ,编码 5 11个氨基酸 ,包括 44 4个氨基酸组成的成熟肽序列以及N端的 6 7个氨基酸组成的叶绿体转运肽序列。成熟肽氨基酸序列对比表明 ,除真菌来源的EPSP合酶变异较大外 ,其他来源的EPSP合酶同源性较高 ,均在 5 1%以上。而叶绿体转运肽氨基酸序列同源性较低。Southern杂交表明水稻EPSP合酶基因在水稻基因组中以单拷贝形式存在。RT_PCR分析表明 ,水稻EPSP合酶基因在根、未成熟种子和叶片中均有转录表达 ,在叶片中表达量最高     

水稻EPSP合酶基因的克隆、结构分析和定位

5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸(EPSP)合酶是芳香族氨基酸合成途径中的一个关键酶, 该基因在植物抗除草剂基因工程中具有重要的应用价值. 根据水稻EPSP合酶基因的EST序列设计探针, 在水稻TAC基因组文库中筛选到16个阳性克隆. 对阳性克隆E11进行亚克隆, 由此获得了由3661核苷酸组成的水稻EPSP合酶基因全序列. 序列分析和同源性比较揭示, 该基因由8个外显子和7个内含子组成. 以窄叶青8号/京系17组合构建的DH群体和分子图谱将水稻EPSP合酶基因定位于水稻第6条染色体的上端.     

甜菜ATP合酶β亚基基因atpB的克隆、序列分析及进化

atpB基因编码ATP合酶β亚基,是光合作用中的重要基因。ATP合酶是生物体内能量代谢的关键酶,参与氧化磷酸化和光合磷酸化反应。利用植物叶绿体基因组在进化过程中高度保守的特点,根据已知植物烟草、水稻和菠菜等的叶绿体基因组全序列,设计并合成了一对引物,以甜菜叶绿体DNA为模板,PCR扩增得到包含atpB完整基因(GenBank登录号为DQ067451)在内的一段序列,测序与序列分析表明:该克隆片段全长2 293 bp,其中包括有1 497 bp的编码区序列,推测编码498个氨基酸。同源性比较,该克隆基因与烟草、菠菜、油菜、水稻atpB基因的核苷酸序列同源性分别为90.92%、95.79%、87.71%和86.37%,推测的氨基酸序列同源性分别为94.58%、97.19%、92.17%和91.97%。同时,建立了几种植物的氨基酸序列系统进化树。     

甜菜ATP合酶β亚基基因atpB的克隆、序列分析及进化

atpB基因编码ATP合酶β亚基,是光合作用中的重要基因。ATP合酶是生物体内能量代谢的关键酶,参与氧化磷酸化和光合磷酸化反应。利用植物叶绿体基因组在进化过程中高度保守的特点,根据已知植物烟草、水稻和菠菜等的叶绿体基因组全序列,设计并合成了一对引物,以甜菜叶绿体DNA为模板,PCR扩增得到包含atpB 完整基因（GenBank登录号为 DQ067451）在内的一段序列,测序与序列分析表明：该克隆片段全长2 293 bp,其中包括有1 497 bp的编码区序列,推测编码498个氨基酸。同源性比较,该克隆基因与烟草、菠菜、油菜、水稻atpB基因的核苷酸序列同源性分别为90.92%、95.79%、87.71%和86.37%,推测的氨基酸序列同源性分别为94.58%、97.19%、92.17%和91.97%。同时,建立了几种植物的氨基酸序列系统进化树。     

甜菜ATP合酶β亚基基因αtpB的克隆、序列分析及进化

αtpB基因编码ATP合酶β亚基,是光合作用中的重要基因。ATP合酶是生物体内能量代谢的关键酶,参与氧化磷酸化和光舍磷酸化反应。利用植物叶绿体基因组在进化过程中高度保守的特点,根据已知植物烟草、水稻和菠菜等的叶绿体基因组全序列,设计并合成了一对引物,以甜菜叶绿体DNA为模板,PCR扩增得到包含αtpB完整基因（GenBank登录号为DQ067451）在内的一段序列,测序与序列分析表明：该克隆片段全长2293bp,其中包括有1497bp的编码区序列,推测编码498个氨基酸。同源性比较,该克隆基因与烟草、菠菜、油菜、水稻αtpB基因的核苷酸序列同源性分别为90.92％、95．79％、87．71％和86．37％,推测的氨基酸序列同源性分别为94．58％、97．19％、92．17％和91．97％。同时,建立了几种植物的氨基酸序列系统进化树。     

甘薯叶绿体rbcL基因的克隆与序列分析

根据烟草、水稻和菠菜叶绿体的全基因组序列设计引物,以甘薯的叶绿体基因组DNA为模板,PCR扩增包舍甘暑叶绿体rbcL完整基因(GenBank登录号为AY942199)在内的一段序列.序列分析表明:此片段的全长为1 627 bp,包括1 443bp的编码区序列在内.推测编码480个氨基酸,同时构建了此片段的限制性酶切图谱.相似性比较显示,此基因编码区序列与烟草、菠菜、小麦、水稻、玉米、矮牵牛、紫花苜蓿、拟南芥、莨菪、葡萄以及甜菜的rbcL基因核苷酸的同源性为85%～98%,氨基酸的同源性为92%～95%.     

甘蓝型油菜羧基转移酶α亚基全长cDNA的克隆及在大肠杆菌中表达

通过分析拟南芥与大豆的羧基转移酶α亚基的cDNA序列,运用RT-PCR、RACE和基因组步行(Genome walking)三种技术进行组合克隆,首次从油菜开花后20～29天的幼胚中,克隆到质体定位的羧基转移酶α亚基的全长cDNA.同源性分析表明,其开放阅读框(ORF)编码的氨基酸序列与拟南芥、大豆的羧基转移酶α亚基的同源性分别为85%、59%.将此cDNA去除叶绿体转运肽编码序列的成熟肽编码序列,克隆到表达载体pHBM625上,蛋白质印迹分析,它在大肠杆菌中成功表达.     

银杏叶绿体petD基因的克隆与表达

根据黑松、云杉、菠菜与玉米叶绿体petD基因序列设计引物,以银杏叶绿体基因组DNA为模板,PCR扩增克隆了银杏叶绿体petD基因（GenBank登录号为DQ923066,命名为GbpetD）的序列。序列分析显示,GbpetD基因组DNA序列编码区长1243bp,含1个内含子和2个外显子,其外显子序列编码177个氨基酸。相似性比对显示,该基因编码区序列与云杉、台东苏铁、黑松、莴苣、木薯、北美落叶松的petD基因核苷酸同源性为84％-99％,氨基酸序列同源性为85％-93％。系统进化树分析结果表明GbpetD蛋白质与黑松、北美落叶松、云杉、苏铁等裸子植物的petD蛋白质聚类关系最近。半定量RT—PCR分析表明,GbpetD基因在银杏叶和茎中表达,在叶中表达量最大。     

桃ACC合酶基因的分离及其差异表达

利用5′/3′RACE PCR技术,从桃(Prunus persica (L.) Batsch)果实中克隆了植物乙烯生物合成的关键酶--ACC合酶的全长cDNA pacs,对pacs基因进行全序列测定表明,该基因全长1 848个碱基,编码区为1 449个碱基,5′端有177个碱基的非编码区序列,3′端有219个碱基的非编码区序列(不包括终止密码子TAA).pacs基因编码区共编码483个氨基酸,蛋白质大小为54 kD,等电点为6.43.pacs与番茄(S19677)、梅(AB031026)、番木瓜(U68216)、苹果(AB034993)等其他植物ACC合酶cDNA氨基酸序列同源性分别为65%、70%、75%、90%,并存在与这些ACC合酶氨基酸的活性位点保守序列SLSKDMGFPGFR.RT-PCR结合杂交分析表明,pacs和我们以前克隆的桃ACC合酶cDNA pacs12(AF467782)在叶片和花中基因表达模式基本一致,伤处理和IAA均能诱导叶片pacs 和pacs12基因的表达,但pacs在伤处理叶片的表达水平比pacs12高;pacs 和pacs12基因在果实表达有所不同,pacs在绿熟和成熟果实中均有表达,而pacs12在绿熟果实中基本检测不到,在成熟果实中才有表达,两者在果实中的表达水平比伤处理和IAA处理叶片和花中要低.     

斑马鱼神经介素S直系同源基因的克隆、序列分析及组织表达

旨在更深入和广泛了解脊椎动物NMS前体基因的结构、进化和生理功能,利用生物信息学和分子生物学技术从斑马鱼脑组织中克隆得到了NMS前体基因序列,并对其基因和蛋白结构以及组织表达等方面进行了分析。结果表明,斑马鱼NMS前体基因cDNA序列编码110个氨基酸组成的多肽,其中包含22个氨基酸的信号肽。脊椎动物NMS前体蛋白序列比对结果显示,与哺乳动物不同,硬骨鱼类NMS前体蛋白在C端缺失很大一部分序列,不能形成类似哺乳动物的NMS成熟肽,经蛋白酶切割可能形成同源性较高的34个氨基酸的多肽。进化树和基因组分析显示,斑马鱼和青NMS前体蛋白聚类在一起,位于NMS这一分支上。同时,NMS前体基因在斑马鱼、青和人基因组中具有同线性关系。半定量RT-PCR结果显示,NMS前体基因在所检测的斑马鱼各组织中均有表达,其中以脑中表达量为最高。     

Cloning of genomic DNA of rice 5-enolpyruvylshikimate 3-phosphate synthase gene and chromosomal localization of the gene

The shikimate pathway enzyme 5-enolpyruvylshikimate 3-phosphate synthase (EPSPs) is the target of nonselective herbicide glyphosate. A partial rice epsps cDNA was generated by RT-PCR with primers designed according to EST sequence in GenBank and used as probe for rice genomic library screening. In a screen of approximately 8.0×104 clones from the rice genomic library, sixteen positive clones were obtained, which strongly hybridized to the probe. One clone, E11, was selected for further analysis and the full-length 3661 bp rice epsps genomic sequence was obtained. Sequence analysis and homologous comparison revealed that epsps gene is composed of 8 exons and 7 introns. Analysis by restriction fragment length polymorphism with the probe of rice epsps cDNA fragment confirmed that rice epsps is located on chromosome 6 with an indica-japonica (ZYQ8-JX17) double-haploid (DH) population. This is the first report on the EPSP synthase from monocotyledons.     

甜荞查尔酮合酶基因Chs的克隆及序列分析

利用RT-PCR技术从甜荞中克隆得到查耳酮合酶(CHS)的cDNA开放阅读框(ORF)序列,命名为FeChs,NCBI登录号为GU172166.1.该序列长1 179 bp,编码392个氨基酸,与其它植物CHS基因的同源性为78%～92%,其推导的氨基酸序列含有CHS高度保守的活性位点及CHS的标签序列GFGPG.     

黄秋葵查尔酮合成酶基因AeCHS的克隆与表达分析

采用同源序列克隆和RT-PCR技术,首次克隆得到黄秋葵查尔酮合成酶基因(CHS)cDNA全长序列。序列分析表明,该序列全长1175 bp,包括一个1170 bp的完整ORF,编码389个氨基酸,命名为AeCHS。生物信息学分析表明,本研究所获得的AeCHS氨基酸序列与同科植物黄蜀葵和陆地棉的同源性较高,分别达99.23%和97.44%,AeCHS推断的氨基酸序列含有CHS蛋白的标签序列GFGPG以及4个保守活性位点Cys164、Phe215、His303、Asn336。实时荧光定量PCR分析黄秋葵果实、花、叶片不同发育时期AeCHS基因的表达量,结果表明AeCHS基因在上述植物材料中表现出不同的表达模式:花>果实>叶片,具体到不同植物组织,AeCHS基因在生长6 d的果实、盛开的花朵以及植株顶端第4片叶子中的表达量较高。     

Cloning and Analysis of a cDNA Encoding psbL and psbJ Gene in Rice Chloroplast Genome

A 505 bp cDNA was cloned from the leaves of rice ( Oryza sativa L.) Shanyou 63 combination. DNA sequence analysis showed that it is a part of rice chloroplast genome. Its homology comparison with those known in GenBank found that it encodes 38 amino acid peptide deduced from psbL gene and 40 amino acid peptide deduced from psbJ gene in rice chloroplast PSⅡ. Northern hybridization showed that the cDNA was differentially displayed in hybrid F1 and its parental lines.     

银杏查尔酮合成酶基因表达的时间进程

查尔酮合成酶是银杏叶黄酮合成途径中的第一个关键酶。利用RACE技术克隆到银杏的一个查尔酮合成酶基因,命名为GbCHS2,其cDNA全长1608bp,包括长1173bp的读码框,编码391个氨基酸。GbCHS2蛋白与已从银杏克隆到的GbCHS1蛋白具有很高的同源性,并包含其所有相同的活性位点。用半定量RT-PCR方法研究了银杏叶生长过程中chs基因的转录水平的变化,并对CHS活性变化和黄酮含量的变化曲线进行了线性回归分析。结果显示,在整个银杏叶生长过程中,CHS活性与黄酮含量呈极显著线性相关,表明CHS是银杏叶黄酮合成途径中的一个关键限速酶;chs基因的转录水平的变化与黄酮的积累是同步的,chs基因的这种表达模式表明chs基因的转录水平可能决定了银杏叶黄酮的积累。     

一类依赖于NAD的玉米胞质型苹果酸脱氢酶基因的克隆及其序列分析

苹果酸脱氢酶普遍存在于各种生物中,它负责催化草酰乙酸和苹果酸之间的相互转换.根据其辅酶的特异性和在细胞内的分布及其生理功能的不同,苹果酸脱氢酶在高等植物中可以区分出不同的类型,依赖于NAD的细胞质型苹果酸脱氢酶是其中研究较少的一类.根据已发表的其他高等植物的依赖于NAD的胞质型苹果酸脱氢酶基因的保守序列,运用SMART RACE RT-PCR技术,从玉米叶片中分离了cyMDH 的1 264 bp全长cDNA序列,通过生物信息学分析发现,该序列含有一个999 bp的完整的开放阅读框,其共编码332个氨基酸(GenBank登陆号 EU625276).序列联配与树状分析结果表明,该玉米cyMDH 序列与多个物种的cyMDH 基因具有高度的同源性.组织特异性表达分析显示MDH基因在玉米叶片中表达量最高,在茎、根中亦有低水平表达.本研究将为更深入的研究玉米cyMDH 基因的分子调控机理奠定基础.     

Characterization of Geranium (Pelargonium graveolens) Chloroplast EF-Tu cDNA

A geranium (Pelargonium graveolens) chloroplast translational elongation factor EF-Tu (tufA) cDNA was isolated. The geranium tufA cDNA is 1,584 bp long with 20 bp of 5 untranslated region (UTR) and 139 bp of 3 UTR. It encodes 474 amino acids including a putative chloroplast transit peptide of 65 amino acids. The deduced polypeptides of the geranium tufA cDNA contains four GTP binding sequences in its N-terminal region and two chloroplast EF-Tu signature regions in the C-terminal region. The predicted molecular weight of the mature geranium chloroplast EF-Tu protein was about 45,000 and its amino acid sequence identity with the chloroplast EF-Tu proteins of tobacco, pea, Arabidopsis, rice, and soybean ranges from 85% to 91%. The geranium tufA appears to exist as a single copy gene like Arabidopsis and rice, whereas other known dicot plants have more than one copy in their nuclear genomes.