cDNA文库与RACE方法结合克隆一个马铃薯病程相关蛋白基因cDNA

为克隆马铃薯晚疫病抗性相关基因,深入研究马铃薯晚疫病抗性机制,应用SMART LD—PCR技术,以晚疫病菌混合小种诱导48h的水平抗性马铃薯(Solanum tuberosum L．)(R—gene—free)叶片为材料,构建了一个富集晚疫病抗性相关基因的cDNA文库。为提高克隆全长cDNA的效率,将cDNA文库与RACE技术结合,依据本实验室得到的病原诱导表达片段测序结果,在其内部设计两个特异引物,与文库载体臂上的通用引物配对,以文库噬菌体DNA为模板,用高保真PCR分别扩增出cDNA5′端与3′端,从而简便、快捷地得到全长cDNA序列。采用此方法,在马铃薯中克隆了一个受晚疫病菌诱导表达的cDNA,该cDNA长904bp,5′端有29bp的非翻译区,3′端具有完整的polyA尾,包含一个678bp的完整开放阅读框架,编码226个氨基酸(GenBank登录号：AY 185207)。BLAST检索发现其氨基酸序列与烟草一个新的病程相关蛋白基因NtPRp27具有90％的同源性,在马铃薯中尚未发现与之同源的已知基因。Northern杂交结果表明,水杨酸(SA)、茉莉酸(JA)、茉莉酸甲酯(MeJA)、机械伤害和渗透胁迫都能诱导该基因表达。该基因可能是马铃薯一个新的病程相关蛋白基因。     

抑制差减杂交法分离玉米幼苗淹水诱导表达基因

以淹水处理（submergence-treated,ST)的玉米（Zea maysL.)幼苗根部cDNA为目标群体,未处理（untreated,UT)的玉米幼苗cDNA为对照群体,进行抑制差减杂交。用经过UT差减的STcDNA构建了一个含有大约2000个独立克隆的差减文库。对随机挑取的408个克隆进行差异筛选。获得了184个在ST中特异表达或表达增强的候选克隆。对其中155个cDNA克隆测序并去除重复克隆后,共得到95个差异表达的cDNA片段。GenBank中BLAST查询结果表明;6个克隆为已知的玉米核苷酸序列;68个克隆与已知基因或EST序列部分区域的同源性为60%-90%;21个克隆在GenBank中无法查到对应的同源序列。可能代表了新基因。或者由于序列位于变异丰富的3′端而无法查到与其他物种基因的同源性。     

抑制差减杂交法分离玉米幼苗淹水诱导表达基因

以淹水处理(submergence-treated, ST)的玉米(Zea mays L.)幼苗根部cDNA为目标群体,未处理(untreated, UT)的玉米幼苗根部cDNA为对照群体,进行抑制差减杂交.用经过UT差减的ST cDNA构建了一个含有大约2 000个独立克隆的差减文库.对随机挑取的408个克隆进行差异筛选,获得了184个在ST中特异表达或表达增强的候选克隆.对其中155个cDNA克隆测序并去除重复克隆后,共得到95个差异表达的cDNA片段.GenBank中BLAST查询结果表明:6个克隆为已知的玉米核苷酸序列;68个克隆与已知基因或EST序列部分区域的同源性为60%～90%;21个克隆在GenBank中无法查到对应的同源序列,可能代表了新基因,或者由于序列位于变异丰富的3′端而无法查到与其他物种基因的同源性.     

小麦幼苗期水分胁迫所诱导基因表达谱的初步分析

利用抑制差减杂交(Suppression Subtractive Hybridization,SSH)和高密度点阵膜技术研究小麦2叶幼苗期水分胁迫诱导表达基因。通过筛选具有1530个克隆的SSH文库,获得181个阳性克隆。序列同源性比较和功能查询结果发现,83．2％的水分胁迫诱导表达基因分别与不同逆境胁迫条件下表达的基因具有较高的同源性,这些基因在生物体内的功能都是直接或间接对细胞遭受逆境胁迫起保护作用。其中17个EST未找到同源性较高的匹配序列,已经在GenBank注册。用反向Northern、RT-PCR和Northern进一步检验所获得的功能已知EST,初步建立了小麦幼苗期水分胁迫诱导的基因表达谱。     

光叶楮肌动蛋白基因片段的克隆及其序列分析

目的:克隆构树Actin基因,为在分子生物学中研究外源基因在构树中的表达提供内参,为克隆和分析桑科其它植物的actin基因提供参考。方法:根据GenBank中一桑科植物桑树Actin基因的EST序列,设计引物,提取构树叶片总RNA,通过RT-PCR克隆目标片段。结果:获得一段大小为238bp的基因片段,经测序、同源性比较,这条片段的EST序列与桑树Actin基因、巴旦杏Actin基因的核苷酸同源性分别为96%、92%;氨基酸序列的同源性则分别为100%、98.73%。结论:通过实验结果分析表明获得了构树actin基因EST序列。     

马铃薯POTHR-1 cDNA的克隆及晚疫病菌和其他非生物因子诱导表达分析

利用RACE和重叠延伸相结合的方法,从经晚疫病菌接种诱导的马铃薯水平抗性材料叶片中克隆了一个POTHR-I基因(potato Phytophthora infestans-induced hypersensitive response related protein gene)的全长cDNA。序列分析表明,该基因编码225个氨基酸,与烟草harpin诱导蛋白基因hinI有很高的同源性(编码区核苷酸和氨基酸序列分别为83％和81％)。Southern杂交结果显示在马铃薯基因组中有2、3个拷贝。对其诱导表达模式研究表明：晚疫病病原菌接种36h后,该基因表达迅速增加;机械伤害及茉莉酸(JA)处理能够诱导表达;渗透胁迫(NaCI浸泡)能够诱导其微弱表达;但水杨酸(SA)不能诱导表达。该基因可能和病原与寄主互作时寄主产生过敏反应及细胞生理性死亡有关。     

柑橘钙结合蛋白基因的克隆及其在果皮褐变中的表达分析

从柑橘果皮褐变相关基因的差减cDNA文库中,筛选了一个与钙结合蛋白基因家族同源的EST片段,通过RACE技术克隆了其全长cDNA序列(CsCAB,GenBank登录号EF010854).CsCAB基因全长984 bp,含有一个621 bp的开放阅读框,编码207个氨基酸,预测蛋白质分子量为22.95 kD,理论等电点为4.5;序列分析结果显示CsCAB与钙结合蛋白具有很高的同源性,且具有钙结合蛋白的保守结构域EF-hand.Northern blot结果显示CsCAB在褐变果皮中上调表达,说明该基因与柑橘果实的果皮褐变有密切关系.     

应用差减杂交筛选雪莲低温特异表达基因

目的:获得雪莲低温特异表达基因cDNA全长片段。方法:以低温诱导雪莲为目的材料,常温诱导为对照,采用抑制差减杂交(SSH)方法,构建了雪莲的差减cDNA文库,筛选文库并得到38个cDNA片段。结果:利用GenBank数据库Blastx进行同源性搜索发现有22个非冗余克隆,其中18个已知基因4个未知基因。结论:同源分析表明冷诱导基因和磷脂酰乙醇胺结合蛋白(PEBP)也在其中。所取得的结果为日后进一步对新疆雪莲抗寒机理的研究和更好地分离低温特异表达基因奠定了基础。     

稻瘟菌侵染诱导水稻凝集素基因的表达

利用mRNA差异显示技术(DDRT-PCR),从非亲和性稻瘟菌生理小种131侵染的水稻品种爱知旭(Oryza sati-va L. cv.Aichi-asahi)叶片中分离了8个诱导差异表达的cDNA片段.对这8个差示片段进行了回收、重扩增和克隆,以其中一个长度为321碱基并与甘露糖结合水稻凝集素和水稻盐诱导蛋白基因高度同源的差示片段为探针,筛选水稻非亲和性cDNA文库,获得12个阳性克隆.序列测定和数据库查询表明该基因的cDNA与水稻凝集素基因的cDNA及盐诱导蛋白基因的cDNA核苷酸同源性高达96%,推定的氨基酸序列与甘露糖结合水稻凝集素的氨基酸序列一致,与水稻盐诱导蛋白仅相差2个氨基酸.Southern杂交显示该基因在水稻基因组中有两个同源拷贝数,Northern杂交表明非亲和性稻瘟菌侵染可强烈诱导该基因表达.因此推测该基因参与了水稻对稻瘟菌侵染的防御反应.     

右旋糖苷蔗糖酶基因的克隆及其序列分析

以筛选的肠膜明串珠菌的基因组为模板,通过聚合酶链式反应(PCR)分别扩增得到右旋糖苷蔗糖酶的基因片段dsr1和dsr2,将基因片段克隆到pUC19载体上并对基因片段组装得到完整基因序列dsrx,通过限制性酶切分析和核苷酸序列分析鉴定,dsrx的序列全长为4,566bp,编码1,522个氨基酸,与GenBank中已注册的U81374核苷酸序列同源性达99％,推导的氨基酸序列与其序列同源性达98．49％。     

马铃薯POTHR-1 cDNA的克隆及晚疫病菌和其他非生物因子诱导表达分析

利RACE和重叠延伸相结合的方法,从经晚疫病菌接种诱导的马铃薯水平抗性材料叶片中克隆了一个POTHE 1基因(potato Phytophthora infestans induced hypersensitive response related protein gene)的全长cDNA.序列分析表明,该基因编码225个氨基酸,与烟草harpin诱导蛋白基因hinl有很高的同源性(编码区核苷酸和氨基酸序列分别为83%和81%).Southern杂交结果显示在马铃薯基因组中有2～3个拷贝.对其诱导表达模式研究表明:晚疫病病原菌接种36 h后,该基因表达迅速增加;机械伤害及茉莉酸(JA)处理能够诱导表达;渗透胁迫(NaCl浸泡)能够诱导其微弱表达;但水杨酸(SA)不能诱导表达.该基因可能和病原与寄主互作时寄主产生过敏反应及细胞生理性死亡有关.     

大豆花叶病毒胁迫诱导的消减文库构建及初步分析

大豆花叶病毒病是危害大豆产量和品质的主要病害之一 ,通过分子手段研究大豆花叶病毒病基因的抗病相关基因表达可以辅助抗病育种工作。利用SSH技术 ,对抗大豆花叶病毒病的大豆品种 814 3进行分析 ,构建大豆花叶病毒胁迫诱导表达的cDNA文库 ,并对文库进行初步分析。     

利用马铃薯晚疫病菌粗毒素离体筛选马铃薯抗晚疫病无性系

以3个马铃薯品种叶片外植体的愈伤组织为材料、马铃薯晚疫病病菌培养粗毒素为筛选压力进行马铃薯抗晚疫病细胞变异无性系筛选。结果表明,不同品种的叶片、愈伤组织对毒素有不同的忍耐力。“费乌瑞它”最大忍耐的粗毒素浓度为40％,“东农303”、“早大白”则为50％。马铃薯晚疫病病原菌粗毒素对愈伤组织的诱导、生长、不定芽的分化及再生苗生根有显著的抑制作用,而且浓度越大,抑制作用越强。筛选结果抗性鉴定表明,经过粗毒素筛选的细胞无性系及其再生植株对高浓度粗毒素的抗性能力显著高于对照。     

Cloning, expression, and sequence conservation of pathogenesis-related gene transcripts of potato

Treatment of potato tuber disks with arachidonic acid elicits the accumulation of several mRNAs. cDNA clones corresponding to two of these mRNAs were isolated and characterized. Nucleotide sequence analysis reveals that both clones (pSTH-2 and pSTH-21) contain an open-reading frame coding for a 155-amino acid polypeptide. The polypeptides encoded by the two clones differ by only six amino acids and show a high degree of similarity with PR protein sequences from pea (approximately 42%) and parsley (approximately 37%). mRNAs corresponding to the two potato cDNA clones also accumulate in Solanum chacoense and in tomato following elicitor treatment. Maximum accumulation of the mRNAs corresponding to the two cDNA clones is reached 24 hr after elicitor treatment of the tuber disks. pSTH-2-related mRNAs also accumulate in tubers after wounding or treatment with eicosapentaenoic acid and are detected in potato and tomato leaves treated with a Phytophthora infestans mycelium homogenate. The presence of these conserved genes in species from three plant families and the similarity of their induction pattern suggest an important function during the plant defense response.     

用改良消减杂交结合选择性PCR法构建老年性白内障消减cDNA文库

为构建含较多大片段的高质量的老年性白内障消减cDNA文库 ,利用生物素标记、磁珠分离的改良消减杂交法获得差异cDNA .利用选择性PCR法扩增其中大片段差异cDNA ,将其与T 载体进行T A连接并转化入大肠杆菌 ,成功构建老年性白内障消减cDNA文库 .共获得 4 0 0 0余个克隆 ,随机挑取的 2 2个克隆中 ,≥ 10 0 0bp的片段有 7个 ,占 31 8% ,≥ 75 0bp有 15个 ,占 6 8 2 % .将≥ 75 0bp的 15个克隆进行反向点杂交 ,排除其中假阳性克隆 ,阳性克隆经测序并与GenBank比较 ,得到 6个已知基因、1个新基因 ,6个已知基因中 4个为全长基因 ,说明所得cDNA片段较大 ,文库质量较高 .改良消减杂交法结合选择性PCR法可以快速有效地获得大片段高质量的消减cDNA文库 ,为进一步筛选、鉴定老年性白内障致病相关基因奠定了基础