野生稻NBS类抗病基因同源序列的分离与序列分析

为了挖掘野生稻中的抗病资源,根据已克隆的植物抗病基因核苷酸结合位点序列中的保守结构域设计3对简并引物,从疣粒、药用、高秆、宽叶和斑点野生稻基因组DNA中分离出13条NBS类抗病基因类似物,其中11条具有连续的ORF,具有NBS类R基因的保守基元P-loop、kinas-2、kinas-3a和GLPL。在NCBI上进行同源性搜索发现,其中12条RGAs的核苷酸序列与水稻已知的NBS类R基因具有66%～94%的同源性,与其他植物已知R基因具有67%～84%的同源性;其对应的氨基酸序列与水稻已知的NBS类R基因具有43%～93%的同源性,与其他植物已知R基因具有37%～79%的同源性。另外1条的核苷酸序列与水稻假定的NBS类R基因具有76%的同源性,其氨基酸序列与水稻假定的NBS类R基因具有74%的同源性。根据序列分析结果设计6对不同基因特异性引物,并利用RT-PCR技术进行表达分析,结果表明,RN1BD5、RN1BD10、RN1GG2和RN1YY6均能表达,说明这些片段可能是功能性抗病基因的部分序列;而RN1KY9和RN1GG5没有表达,可能是假基因。     

马铃薯Y病毒pl基因的克隆与序列分析

利用依据马铃薯Y病毒(PVY)pl基因序列设计合成的一对引物YP1,YP2,以带毒烟草总RNA为模板,通过RT-PCR方法扩增得到了0.83kb的目的条带,测序结果表明为PVY pl基因。通过对PVY P1蛋白氨基酸序列分析发现PVY不同分离物间P1蛋白氨基酸序列存在明显差异,氨基酸序列同源性在64％～94％间。依据P1蛋白氨基酸序列建立了PVY系统关系树并对PVY进行了类型分析。     

甜瓜STK类R基因同源序列的克隆与分析

以植物丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶类( serine-threonine kinase,STK)抗病基因产物催化结构域I和Ⅸ的保守氨基酸序列( FGK/V/L/SVYK/RG,DY/IYSF/YGV/I/M)设计简并引物,对甜瓜(Cucumis melo L.)基因组DNA进行PCR扩增,得到大约500 bp的目的条带,通过重组质粒克隆并经PCR检测后得到12条不同的DNA序列,命名为tg1～tg12,其中tg2、tg5、tg9和tg12(Genbank登录号为JN646853 ～JN646856)可以编码完整的氨基酸序列.Blast分析结果显示:4条序列均具有ATP结合部位、底物结合部位和激酶结构域的活化环(A-loop)等,属于典型的蛋白激酶基因家族,可能是STK类R基因的同源序列片段;4条序列与蓖麻(Ricinus communisL.)的STK同源性均较高.氨基酸序列比对结果显示tg2、tg5、tg9和tg12均具有R基因的9个保守结构域,为STK类候选抗病基因类序列.分子系统树显示tg2、tg5、tg9和tg12与已知的R基因(Pto、Lr10和Lectin)在氨基酸水平上的相似性仅为33.5％ ～53.4％,且4个甜瓜同源序列的氨基酸相似性也较低,表明甜瓜RGAs标记可能具有较高的特异性.     

糜子抗旱节水相关基因PmMYB的克隆及表达分析

根据在糜子抗旱节水分子基础研究中获得的一个糜子MYB基因的EST序列, 以其序列及水稻MYB18基因的序列为基础设计引物, 扩增得到1 739 bp的全长基因组序列。序列分析表明, 其包含121 bp(347~467 bp)和93 bp(599~691 bp)的两个内含子, 3个外显子; 全长cDNA序列为1 525 bp, 其中3′非翻译区为212 bp, 5′非翻译区为41 bp, 编码区为1 272 bp, 共编码424个氨基酸, C-端存在一个丝氨酸(Ser, S)丰富区。该基因具有两个典型的MYB类转录因子基因的DNA结合区(DNA-binding domain), 分别为13~63、66~114位氨基酸, 属于典型的R2R3-MYB转录因子。对其与水稻、玉米、火炬松、拟南芥、辣椒、陆地棉、大麦及茄子等9种植物的MYB基因的R2、R3重复区的氨基酸序列多重比较, 表明R2R3重复序列在植物中具有较高的保守性; 基于氨基酸序列的编码区系统进化树分析表明, 不同植物的MYB基因遗传分化很大, 序列相似性为32%~84%, 其中糜子MYB基因与水稻的MYB18相似程度最高(84%), 与大麦和玉米的相似性分别为46%和41%。通过半定量RT-PCR对其表达模式分析表明, 该基因在水分胁迫和干旱后复水条件下上调表达, 与糜子抗旱节水紧密相关。该基因的克隆为进一步探讨利用该基因改良其他植物的抗旱节水性奠定了良好的基础。     

金银花黄酮醇合成酶基因全长克隆及其序列分析

根据已知的其它物种黄酮醇合成酶cDNA保守序列设计引物,用RT-PCR技术从金银花叶片中扩增获得黄酮醇合成酶基因部分eDNA序列,再用RACE技术获得其两端序列.序列拼接得到完整的1 248bp的黄酮醇合成酶基因,根据获得的序列,设计引物扩增获得1 001 bp的开放阅读框,编码333个氨基酸.序列分析显示,金银花黄酮醇合成酶与烟草、马铃薯和桔梗的同源性分别为86％、83％和80％,与其它物种的同源性也在80％左右,表明不同物种中黄酮醇合成酶基因具有高度同源性.     

马铃薯Y病毒p1基因的克隆与序列分析

利用依据马铃薯Y病毒(PVY)p1基因序列设计合成的一对引物YP1,YP2,以带毒烟草总RNA为模板,通过RT-PCR方法扩增得到了0．83kb的目的条带,测序结果表明为PVY p1基因。通过对PVY P1蛋白氨基酸序列分析发现PVY不同分离物间P1蛋白氨基酸序列存在明显差异,氨基酸序列同源性在64％～94％间。依据P1蛋白氨基酸序列建立了PVY系统关系树并对PVY进行了类型分析。     

应用RACE法克隆鸽恒定链基因的研究

为比较禽类恒定链的结构和功能, 应用RACE (Rapid Amplification of cDNA Ends) 技术首次克隆并鉴定了鸽恒定链基因。首先用一对含高度保守的DNA片段的简并引物, 从鸽脾细胞RNA扩增部分恒定链片段, 接着测序并设计新引物分别从5′和3′RACE扩增延长该片段。最后根据全基因的序列设计上、下游引物,获得大小为1 050 bp的全长cDNA。比较核苷酸序列, 鸽与鸡的Ii链同源性达到82.8％, 而与人等其它动物的同源性则在52.0％以上; 其中633 bp的开放阅读框编码211个氨基酸残基的前体蛋白。推导和分析氨基酸序列表明, 分子结构与鸡恒定链相似, 其中有些氨基酸残基表现出较高的保守性。     

嗜麦芽寡养单胞菌D2株2套Ⅱ型分泌系统

嗜麦芽寡养单胞菌D2株经前期研究发现有2套Ⅱ型分泌系统（T2SS）,根据嗜麦芽寡养单胞菌K279a、R551—3、JV3、D457的T2SS基因簇序列,以及D2株的部分测序结果设计引物,采用基因移步法逐一扩增2套T2SS基因序列,产物连接至T载体,经酶切鉴定后测序、拼接。发现有22个完整的开放多码框架（ORF）,比对分析后发现T2SSl的基因簇与同种属细菌相应基因簇序列同源性均在80％以上,对应氨基酸序列同源性均能达到97％以上,而T2SS2基因簇与K279a、R551—3对应基因序列和氨基酸序列的同源性均不及T2SS1高。2套T2SS的GspE、F、I基因同源性在50％以上,其他对应基因同源性在35％～68％之间不等,氨基酸序列同源性则为15％～61％。2套他ss与铜绿假单胞菌PA01的同源性高于不同科的小肠结肠炎耶尔森菌。T2SS的序列测定及同源性分析为进一步研究细菌蛋白分泌机制奠定基础。     

黑曲霉N-2植酸酶phy4基因的克隆及其重组酵母表达载体的构建

根据已发表的植酸酶phyA基因序列设计并合成1对引物,应用PCR技术,以黑曲霉N-2总DNA为模板,扩增出不包含假定信号肽序列的phyA基因,将其克隆到pMD18-T载体中,测定其核苷酸序列,并推导其氨基酸序列。该基因全长为1350bp,与已发表的黑曲霉NRRL3135的phyA基因的同源性为92．4％(不计内含子),编码1个含449个氨基酸残基的蛋白质,推导的氨基酸序列同源性为95．1％。将该基因与分泌型载体pPIC9K连接,构建了植酸酶基因的重组酵母表达载体pPIC9K／phyA。     

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。     

刺五加鲨烯合酶基因cDNA的克隆与序列分析

采用改良的异硫氰酸胍法提取刺五加总RNA,逆转录为cDNA,根据已报道的人参鲨烯合酶基因(squalene synthase gene,SS) cDNA序列设计引物,利用RT-PCR法克隆刺五加SS基因的cDNA序列.克隆得到长度为1258 bp的刺五加SS基因cDNA序列,开放阅读框全长1248 bp,编码415个氨基酸残基,GenBank登录号为HQ456918,与人参的SS1、SS2和SS3氨基酸序列一致性分别为91.73％、97.59％和96.63％.首次分离并报道了刺五加SS基因cDNA序列,为刺五加苷生物合成中关键酶的表达分析及调控机理研究提供参考.     

反向PCR克隆黑根霉R306△6-脂肪酸脱饱和酶基因

利用简并引物扩增出Δ6-脂肪酸脱饱和酶基因的核心序列,设计与核心序列互补的反向引物,以5′端带磷酸基团的引物进行反转录cDNA,然后在 12 ℃下环化cDNA,并以此作为模板进行反向PCR,引物的延伸方向自核心区向环化分子的未知序列进行,扩增出核心区的上下游序列.应用该方法扩增并测定了黑根霉R306的Δ6-脂肪酸脱饱和酶基因全序列.并对酶的低温适应机制在氨基酸序列上进行了分析.     

三株牛源亚洲1型口蹄疫病毒聊基因的克隆与序列分析

以3株国内分离的亚洲1型口蹄疫病毒（分别命名为F1、F2、F3）为研究目标,根据GenBank中注册的FMDV VP1基因的序列设计1对引物,采用RT-PCR方法成功地扩增出含有VP1全基因的片段,并测定了3个毒株VP1基因的序列。结果表明,3株亚洲1型FMDV毒株VP1基因长度均为633bp,编码211个氨基酸。3株毒株彼此之间的核苷酸序列同源性在82．8％～99．1％之间,雅导氨基酸序列同源性在89．1％～99．1％之间。从系统发生树看,F1株与我国香港2005年牛毒株序列同源性99．5％,属同一遗传谱系,F2株、F3株与2005年引起河北省万全县、北京市延庆县、甘肃静宁县疫情的毒株分属同一个基因群。     

球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)叶绿体psaA基因片段的序列分析

根据GenBank中检索到的南极棕囊藻(Phaeocystis globosa)psaA基因序列设计psaAL和psaAR引物,对球形棕囊藻(Phaeocystis globosa),的psaA基因片段进行PCR扩增并测序,获得了629bp的DNA序列。应用clustal X对球形棕囊藻P1、P2株系和南极棕囊藻的psaA基因片段序列进行比对,结果表明,球形棕囊藻psaA基因片段序列无插入／缺失,核苷酸差异率为3.34％。应用DNAstar分析软件推断球形棕囊藻和南极棕囊藻的psaA基因对应的氨基酸序列和RNA二级结构,发现它们的氨基酸序列差异不大,序列中209个氨基酸只有1个发生了变化,其氨基酸变异率为0．48％;除部分结构域比较相似外,RNA二级结构上体现一定程度的差异,这可能对棕囊藻的分子分类研究有参考价值。因所获得的psaA基因片段序列及氨基酸序列具有种的极端保守性,不适宜用作Phaeocystis属种间的分子分类研究。     

小麦面粉黄色素相关基因研究

小麦八氢番茄红素合成酶(PSY)基因和脂肪氧化酶(LOx)基因可能影响面粉黄色素含量。根据玉米P5y 基因序列设计引物,扩增出小麦PSY基因的部分片段,序列比较表明小麦和玉米PSY基因外显子DNA序列长度一致,但存在单核苷酸多态性(SNP)位点,序列一致性为90％;蛋白质氨基酸序列比较发现其序列一致性为97％, 说明一些SNP并未导致氨基酸的改变,该基因在玉米和小麦中应具有类似的功能活性。利用非整倍体材料将小麦 PSY基因初步定位到1D染色体。用同样方法,发现小麦的LOX基因与大麦、水稻、玉米的L0X基因具有很高的一致性,并将其初步定位到4BS染色体。     

冰核细菌Erwinia ananas 110冰核基因克隆和序列分析*

从作者自行分离的冰核细菌(Erwinia ananas 110)中克隆到我国第1个细菌冰核基因,并完成其序列测定和分析。所克隆基因编码区全长3921bp,编码1306aa,氨基酸序列明显分为3个区即N-端(161aa)、C-端(41aa)的单一序列区和中部的高度重复序列R区(1104aa),以16氨基酸为重复单元的R区占整个编码序列的84.5％。序列分析表明我们所克隆的基因为一个新冰核基因,将其命名为iceA,该基因已在GenBank上登录,登录号为:AF387802。     

菠菜甜菜碱醛脱氢酶基因的克隆和序列分析

以耐盐的菠菜mRNA为模板,经反转录合成甜菜碱醛脱氢酶(BADH)基因第一链cDNA。在人工合成的两端引物引导下,通过多聚酶链式反应(PCR),扩增获得双链cDNA。把重组有BADH基因的pUC19转化至E.coli DH5α菌株,亚克隆后测定了基因的全序列。所得到的BADH基因全长序列为1491bp,编码497个氨基酸。与文献报道的相比较,核苷酸序列同源性99.8％,氨基酸序列同源性达99.6％。在此基础上,构建了BADH基因的高等植物表达载体。     

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。     

扬子鳄4个Sox基因保守区的克隆及序列分析

参考人SRY基因HMG－box的保守区序列,设计一对简并引物,用PCR扩增了扬子鳄Sox基因的HMG－box,并对PCR产物进行了亚克隆和测序。结果在雌雄个体中均筛选到4个不同的Sox基因,无性别差异。其序列与人相应的SOX基因保守区编码序列的相似性分别为91％、96％、100％、96％,分别命名为AS－Sox1,ASSox2,ASSox11,ASSox22。与其他动物相关的Sox/SOX基因的聚类分析结果表明,扬子鳄Sox基因编码的氨基酸序列与进化位置各异的其他动物的Sox/SOX基因编码的氨基酸序列存在高度的同源性,显示出Sox基因在系统进化上的高度保守性。     

砂梨脂氧合酶cDNA片段克隆与RNAi载体构建

以砂梨‘若光’的成熟果实为材料,根据脂氧合酶氨基酸保守区设计1对简并引物,采用RT-PCR克隆到1段长827 bp的序列,经Blast比对和DNAstar软件聚类分析,结果表明由该序列推导出的氨基酸序列含有脂氧合酶氨基酸保守结构域,与马铃薯脂氧合酶基因的氨基酸序列相似性达到77.5%,判断其为砂梨脂氧合酶基因片段,命名为LOX1,并将序列登录到GenBank,登录号为EF215448。根据RNAi载体的构建原则,选择LOX1一开放阅读框设计携带酶切位点的特异引物,通过PCR扩增正、反向基因片段,再与YYT间隔区串连,插入植物表达载体pYF7713中的相应位置,成功地构建了干扰LOX基因表达的RNAi的植物双元表达载体pYL028,为深入研究该基因在砂梨果实成熟过程中的功能及耐贮藏基因工程育种奠定了基础。