小麦-簇毛麦6VS/6AL易位系可转化人工染色体(TAC)文库的构建

可转化人工染色体(Transformation\|competent Artificial Chromosome,TAC)是具有克隆和转移大片段基因能力的新型载体,是植物基因克隆和转化的有效工具。为了克隆小麦抗白粉病基因和其它基因,本研究用TAC载体pYLTAC17构建了带有抗白粉病基因Pm21的小麦簇毛麦6VS/6AL易位系的基因组DNA文库。该文库包含210万个克隆,平均插入片段35kb,库容相当于普通小麦基因组的49倍。本文库以约1000个克隆组成1个混合池的方式保存在22块96孔平板,可用PCR方法进行文库的筛选。     

用克隆池PCR法筛选小麦 簇毛麦易位系6VS/6AL基因组TAC文库获得抗病基因候选克隆

用根据抗病基因保守区设计的一对简并性引物,从小麦簇毛麦易位系6VS/6AL cDNA中PCR扩增获得一个具有抗病基因核苷酸结合位点（Nucleotide binding site, NBS）结构特点的DNA片段克隆N7。从小麦簇毛麦易位系6VS/6AL基因组TAC（Transformationcompetent artificial chromosome, TAC）文库的22块96孔板提取所有2112个克隆池（每个池含约1000个克隆）的质粒,再根据N7的核苷酸序列设计一对特异引物,用克隆池PCR（pooled PCR）法经分级筛选从文库中获得一个阳性克隆。以N7为探针,通过Southern 杂交证实了该TAC克隆为真正含有抗病候选基因的克隆。研究结果表明克隆池PCR法对克隆数目巨大的基因组文库的筛选很有效。     

用克隆池PCR法筛选小麦-簇毛麦易位系6VS/6AL基因组TAC文库获得抗病基因候选克隆

用根据抗病基因保守区设计的一对简并性引物,从小麦－簇毛麦易位系6VS／6AL cDNA中PCR扩增获得一个具有抗病基因核苷酸结合位点（Nucleotide binding site,NBS）结构特点的DNA片段克隆N7。从小麦－簇毛麦易位系6VS／6AL基因组TAC（Transformation-competent artificial chromosome,TAC）文库的22块96孔板提取所有2112个克隆池（每个池含约1000个克隆）的质粒,再根据N7的核苷酸序列设计一对特异引物,用克隆池PCR（pooled PCR)法经分级筛选从文库中获得一个阳性克隆。以N7为探针,通过Southern杂交证实了该TAC克隆为真正含有抗病候选基因的克隆。研究结果表明克隆池PCR法对克隆数目巨大的基因组文库的筛选很有效。     

以可转化人工染色体(TAC)载体为基础的百脉根基因组文库的构建及筛选

可转化人工染色体(transformation-competentartificial chromosome,TAC)载体是具有克隆和转移大片段DNA特征的新型载体,是植物基因克隆和转化的有效工具.该研究把它用于豆科植物百脉根(Lotus japonicus)基因组文库的构建.此文库由1.8×105个克隆组成,平均插入片段大小为15kb左右,约覆盖百脉根基因组6倍.文库保存在12块96孔板中,每个孔中约含150个不同的重组克隆.用与花发育相关的同源基因Ljcen1片段为探针,筛选得到6个阳性克隆,酶切后验证这些阳性克隆,结果表明这些克隆含有同一个基因片段.此基因组文库可直接用于植物转化,为百脉根功能基因组的研究打下基础.     

多枝赖草谷胱甘肽还原酶cDNA片段的克隆与分析

从盐胁迫处理的多枝赖草(Leymus multicaulis)新鲜叶片中提取分离出RNA,然后根据报道的多种植物谷胱甘肽还原酶氨基酸序列上两个保守区设计简并引物。RT-PCR获得了1条大小约400bp的条带,回收该条带并进行TA克隆,蓝白斑筛选,得到阳性克隆。经过质粒大小比较和PCR验址．进行序列测定和分析,发现该序列属于GR基因片段,其Genbank注册号为AY781786．编码的氨基酸序列与Oryza sativa、Zea mays、Arabidopsis thaliana和Nicotiana tabacum的GR相应区段的氨基酸序列一致性分别为91％、89％、86％和83％。蛋白质序列分析发现该序列含有一个吡啶二硫酸核苷酸氧化还原酶(pyridine nucleotide-disulphide oxideoreductase)保守结构域。进化树分析表明,该多枝赖草cDNA片段编码的氨基酸序列在进化上与水稻和玉米较近。     

抗黄矮病小麦-中间偃麦草易位系基因组可转化人工染色体文库的构建及初步筛选

利用抗黄矮病小麦 -中间偃麦草易位系HW6 4 2的细胞核DNA构建了一个可转化人工染色体 (transformation competentartificialchromosome,TAC)文库 ,文库由 2 .3× 10 6 克隆构成 ,重组率为 90 .4 8% ,平均插入片段大小为 2 2kb左右 ,约覆盖普通小麦单倍体基因组 2 .5倍 ,在该文库中分离得到单拷贝DNA序列的几率约是 95 .77%。文库保存在 2 4块 96孔板中 ,每个孔中约含有 10 0 0个不同的重组克隆 ,可以采用PooledPCR的方法对文库进行筛选。用来源于小麦的简单重复序列 (simplesequencerepeat,SSR)引物wms37扩增中间偃麦草、抗病易位系及感病材料 ,得到一条与抗性共分离的特异条带 ,约 4 5 0bp。将此特异标记条带转化为SCAR(sequencecharacterizedamplifiedregion)标记 ,用于筛选HW6 4 2基因组TAC文库 ,得到 12个阳性克隆。对阳性克隆进行了PCR Southern验证 ,以中间偃麦草基因组总DNA为探针与限制酶HindⅢ消化后的阳性克隆杂交 ,其中 10个阳性克隆分别有 1～ 6条杂交带 ,结果表明 ,这 10个阳性克隆可作为抗黄矮病相关基因筛选的候选克隆     

从小麦-簇毛麦易位系TAC文库中筛选Hv-SITPK基因

本实验室已经通过基因芯片技术筛选到一个白粉菌诱导后上调表达的抗病相关基因Hv-S／TPK,并获得了它的全长cDNA序列。利用Hv-S／TPK的特异引物筛选小麦．簇毛麦6VS／6AL易位系基因组可转化人工染色体（Transformation-competent artificial chromsome,TAC）文库,获得了阳性TAC单克隆,并进一步获得了含有Hv-S／TPK cDNA序列的5160bp（GenBank Accession No．EU153366）的亚克隆。对亚克隆的序列分析结果表明,Hv-S/TPK基因在起始密码子和终止密码子之间有3个内含子和4个外显子,4个外显子序列与簇毛麦上已得到的Hv-S／TPK的cDNA序列100％同源。对起始密码子上游序列分析结果表明,该基因的调控序列中,含有W-Box、OCS-element等与抗病相关的元件。以TAC克隆为探针与小麦．簇毛麦6VS／6AL易位系有丝分裂中期染色体进行荧光原位杂交（Fluorescence in situ hybridization,FISH）,结果表明含有Hv-S／TPK基因的TAC克隆来自于簇毛麦。     

大乳头水螅RACE cDNA文库的构建

目的:为筛选和克隆大乳头水螅发育调控相关基因的全长cDNA,构建大乳头水螅RACE cDNA文库.方法:提取大乳头水螅总RNA后从其中分离mRNA,运用SMART技术构建RACE cDNA文库.为鉴定所构建文库的质量,根据GenBank中大乳头水螅actin基因cDNA序列设计5'RACE和3'RACE的引物及用于扩增actin基因编码区全长序列的引物.结果:琼脂糖凝胶电泳结果表明,RACE cDNA文库中全长cDNA的长度集中在500-2 000bp之间.5'RACE、3'RACE PCR及扩增actin基因编码区全长序列时均以本文构建的大乳头水螅RACE cDNA文库为模板,这3个PCR反应均能扩增出产物,产物大小与目标片段预计大小相似.PCR产物分别经T/A克隆及测序后证明为大乳头水螅actin基因cDNA的相应序列.结论:RACE cDNA文库的成功构建为通过RACE方法获得大乳头水螅功能基因cDNA全长序列奠定了基础.     

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.     

高覆盖率水稻ＢＡＣ库的构建及抗病基因相关克隆的筛选

利用含Ｘa4、xa5和xa13 3个水稻白叶枯病抗性基因的累加系ＩＲＢＢ５６构建了一个水稻细菌人工染色体文库,该文库包含５５２９６个克隆,平均插入升段为１３２kb。按水稻基因组为４５０Ｍb计,该文库覆盖１４倍基因组,筛选出任一水稻基因或序列的概率为９９．９９％。用均匀分布的３个叶绿体基因和４个线粒体基因克隆作探针筛选文库,结果显示该文库中含细菌器基因组ＤＮＡ同源序列的克隆数小于１％、用分布于水稻３条不同染色体、分别与Ｘa4、xa5和xa13连锁的ＤＮＡ标记筛选文库,分别检测出１１－１０６个阳性克隆,为克隆这些基因打下了基础。该文库对水稻基因组的高度覆盖率和较大的插入片段,非常适合于物理作图和基因的分离和克隆。     

巴西橡胶树的脂酰辅酶A还原酶cDNA克隆及其序列分析

从巴西橡胶树差减cDNA文库中筛选到一个与脂酰辅酶A还原酶同源性较高的基因片段,根据该基因片段序列信息,设计特异引物,采用RACE进行差异片段的5’和3’端的扩增,获得长度为1365bp的cDNA克隆R28（GenBank登陆号：AY461413）。序列分析表明,该基因包含1149bp的开放阅读框,5＇-UTR为96bp,3＇-UTR为128bp,编码382个氨基酸,推测其蛋白质的分子量为43．5kDa,等电点为8．97,有一个跨膜螺旋N（187至215位氨基酸）和1个由17个氨基酸组成的信号肽（1至17位氨基酸）。R28含有脂酰辅酶A还原酶的保守（NADP结合蛋白保守区）,推测该基因是一个脂酰辅酶A还原酶基因。     

一种新的人端粒相关锌指蛋白cDNA的克隆及鉴定

为了从早期胚胎寻找与发育分化有关的新基因,本文构建了3周龄人胚cDNA文库,并应用EST技术对该文库中随机挑选的47个低丰度克隆进行测序,结果发现了一个与人亚端粒DNA和锌指基因同源的cDNA克隆(L30),该基因长约3.8kb,5＇端序列有明显的阅读框架(ORF),3＇端序列有加尾信号(AAUAGA)和有39个A组成的Poly(A)尾巴;通过Northern杂交确认在早期人胚胎中有表达,应用地高辛染色体原位杂交技术将其定位于人第12号染色体长臂端部.     

川西北高寒沙区切断根茎对赖草和沙生苔草克隆生长的影响

为了研究高原亚寒带沙化生境中切断根茎对克隆植物基株扩展能力和分株定居能力的影响,在川西北若尔盖高原沙化区内,对根茎禾草赖草和沙生苔草进行了以切断根茎为处理的野外实验。结果表明,赖草和沙生苔草基株的幼小部分(观测单元)地上枝总长度增量、主根茎长度增量和根茎总长度增量显著减少,而对根茎数增量、主根茎节增量和根茎节总数增量影响不显著;赖草观测单元地上枝数增量显著减少,而对沙生苔草地上枝数增量无影响;赖草地上枝与根茎的相关性质发生逆转。这表明．在高原亚寒带半湿润沙化生境中．克隆整合效应显著促进基株幼小部分地上枝和根茎的伸长生长,但对新生根茎的产生和根茎节分化没有影响;切断根茎处理导致赖草、沙生苔草生殖生长与营养生长间竞争加剧,同时使赖草地上部分与地下部分间竞争加剧;观测单元在缺少与基株(或上级株系)的克隆整合作用时,赖草受到的影响大于沙生苔草。     

以绵羊MHC区段BAC克隆酶切片段为探针杂交筛选绵羊混合组织cDNA文库

在已知中国美利奴羊MHC(Major histocompatibility complex)区段BAC(Bacterial artificial chromosome)克隆序列信息和预测的基因注释前提下,用位于中国美利奴羊基因组BAC文库MHC区段的6个BAC克隆酶切片段为探针,以噬菌斑原位杂交筛选法筛选中国美利奴羊混合组织cDNA文库(库库杂交),对分离到的cDNA阳性克隆进行全序列测定,并与相应的已知序列信息和基因注释的BAC克隆比对以及在NCBI Blastn数据库中序列相似性检索,旨在验证基因注释结果的准确性和对基因(序列)功能的初步分析。实验中,经过两轮杂交共筛选出27个cDNA阳性克隆(序列),并发现这些序列均可定位到相应的BAC克隆上,且25条序列处在注释基因的外显子部分;在NCBI数据库中经Blastn序列相似性检索发现,23条序列与牛基因的序列相似性最高,且与免疫功能密切相关。     

从小麦-簇毛麦易位系TAC文库中筛选Hv-S/TPK基因

本实验室已经通过基因芯片技术筛选到一个白粉菌诱导后上调表达的抗病相关基因Hv-S/TPK, 并获得了它的全长cDNA序列。利用Hv-S/TPK的特异引物筛选小麦-簇毛麦6VS/6AL易位系基因组可转化人工染色体(Transformation-competent artificial chromsome, TAC)文库, 获得了阳性TAC单克隆, 并进一步获得了含有Hv-S/TPK cDNA序列的5160 bp(GenBank Accession No. EU153366)的亚克隆。对亚克隆的序列分析结果表明, Hv-S/TPK基因在起始密码子和终止密码子之间有3个内含子和4个外显子, 4个外显子序列与簇毛麦上已得到的Hv-S/TPK的cDNA序列100%同源。对起始密码子上游序列分析结果表明, 该基因的调控序列中, 含有W-Box、OCS-element等与抗病相关的元件。以TAC克隆为探针与小麦-簇毛麦6VS/6AL易位系有丝分裂中期染色体进行荧光原位杂交(Fluorescence in situ hybridization, FISH), 结果表明含有Hv-S/TPK基因的TAC克隆来自于簇毛麦。     

RecA蛋白介导的小粒野生稻STK类抗性基因富集文库的构建

利用RecA蛋白的同源重组特性,以生物素标记的STK类抗性基因PCR扩增产物为探针,对小粒野生稻DNA文库进行富集,构建了库容量为1 710个的STK类抗性基因富集文库,通过菌落原位杂交筛选获得21个阳性克隆.其中10个阳性克隆进行了两端测序,生物信息学分析表明:有3个阳性克隆可分别定位于粳稻抗性基因附近和抗性基因内,可能是新的候选抗性基因;有2个阳性克隆可以在粳稻上定位,但周围无抗性基因片段;其它5个阳性克隆由于与栽培稻有多处匹配,不能精确定位。     

温敏核不育水稻5460S细菌人工染色体文库的构建和鉴定

为了构建温敏核不育 (TGMS)基因区域的精细物理图谱并最终分离TGMS基因 ,以温敏核不育水稻 5 46 0S为材料 ,摸索优化了构建植物细菌人工染色体 (BAC)文库的方法 ,构建了一个高质量的BAC文库 .该文库由 1 95 84个克隆构成 ,插入片段平均长度为 1 1 0kb ,相当于水稻单倍体基因组大小的 5倍 ;以分子量分别为 1 40和2 5 0kb的 2个大BAC克隆进行稳定性传代实验 ,经 1 0 0代传代后其插入的DNA片段仍然稳定存在 ;以线粒体和叶绿体基因为探针筛选BAC文库 ,未检验出叶绿体和线粒体DNA的污染 ;以和tms1基因连锁的 3个分子标记作为探针对BAC文库进行了筛选 ,每个探针至少可获得一个阳性克隆 ,利用热不对称性交错PCR(Tail PCR)法成功分离了阳性克隆的左右末端序列 .     

棉花BAC文库快速筛选法

目的:构建棉花细菌人工染色体(Bacterial Artificial Chromosome,BAC)文库的快速筛选法,以期从BAC文库中大量、快速、高效筛选出特定BAC克隆,为从事基因组测序、分离和分析特定基因、构建物理图谱及基因图位克隆等生物学技术研究奠定基础。方法:构建了整板、行、列的三维混合池,以菌液PCR为基础,从BAC文库中筛选出含有特定DNA片段的BAC单克隆。结果:从BAC文库的3 456个克隆中,共筛选出16个阳性单克隆,涉及13条染色体、11个SSR标记。结论:该文构建的棉花BAC文库筛选体系,筛选快速、准确,适合从BAC文库中大量筛选BAC单克隆。结合当前的多种BAC文库筛选方法进行探讨,根据不同的实验目的选择更合适的筛选方法和操作步骤。     

水蕨(Ceratopteris thalictroides)查尔酮合成酶基因的克隆和表达

查尔酮合酶(chalcone synthase, CHS)是植物类黄酮化合物合成的关键酶,有关蕨类植物CHS基因的序列及功能信息尚不完善。本研究采用快速扩增cDNA末端(RACE)技术克隆获得了模式蕨类植物——水蕨(Ceratopteris thalictroides)CtCHS基因(GenBank登录号:JX027616.1),其cDNA序列全长为1616 bp,具有3个外显子和2个内含子,开放阅读框(ORF)为1215 bp,编码404个氨基酸。进化树分析表明,CtCHS与问荆(Equisetum arvense)、松叶蕨(Psilotum nudum)和3种薄囊蕨的查尔酮合成酶基因聚为一枝,说明这些蕨类植物亲缘关系较近且为单系起源。通过构建原核表达体系成功获得CtCHS蛋白的多克隆抗体并用于免疫印迹分析,结果表明CtCHS基因的表达明显受紫外光(UV)诱导。CtCHS基因的克隆与表达分析为进一步研究水蕨类黄酮化合物的合成及其调控机制提供了依据。     

人淋巴细胞CD2基因5‘侧翼序列的克隆和鉴定

本文报告以ＣＤ２ｃＤＮＡ５＇端的片段作探针,从人Ｔ淋巴细胞基因组文库筛选阳性重组克隆,经限制性内切酶降解和Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交分析,证明其中一个阳性克隆的插入片段中含ＣＤ２基因５＇侧翼顺序。经插入片段的亚克隆、限制性内切酶图谱及ＤＮＡ序列分析,鉴定出一含转录起始点及其上游序列的４．ｋｂ片段。将此片段中含转录起始点和两个ＤＮａｓｅＩ高敏感位点的２．５ｋｂ片段定向克隆到以虫萤光素酶为报告基因的表达载体