小黑杨PsnAP1-1及PsnAP1-2基因的克隆及原核表达分析

植物由营养生长向生殖生长的过程中,APETALA1(AP1)基因在其中起重要作用。我们采用RT-PCR方法克隆了2个杨树AP1同源基因全长cDNA,暂时命名为PsnAP1-1(GenBank No.KC866354)和PsnAP1-2(GenBank No.KC866355)。PsnAP1-1编码241个氨基酸,开放阅读框长度为726 bp,蛋白质分子量为28.1 kD,等电点为8.19;PsnAP1-2编码249个氨基酸,开放阅读框长度为750 bp,蛋白质分子量为28.7 kD,等电点为9.07。同源性分析表明,PsnAP1-1的核苷酸序列与拟南芥AP1同源基因的一致性为71%,而PsnAP1-2的同源性为67%。半定量RT-PCR分析表明,杨树PsnAP1-1和PsnAP1-2基因在根、茎、叶中均不表达,仅仅在花芽组织中表达。分别构建了原核表达质粒pET-PsnAP1-1和pET-PsnAP1-2,并转化大肠杆菌BL21,以IPTG诱导该融合蛋白体外表达,结合SDS-PAGE分析,证实这2个基因均表达了约35 kD的蛋白,该结果为深入研究AP1与其他MADS-box蛋白的互作机制及花分生组织的分子调控奠定了基础。     

新疆黄精凝集素基因的克隆、序列分析和表达

用百合科黄精属植物凝集素基因的保守序列为引物,从新疆黄精的叶中克隆出黄精凝集素的全长cDNA。序列分析表明, 克隆获得的新疆黄精凝集素(Polygonatum roseum agglutinin, PRA)基因完整的ORF片段大小为550 bp, 编码1 条长159个氨基酸肽链, 没有内含子, 其中N 端的28个氨基酸是信号肽。对新疆黄精凝集素cDNA 序列同源性的分析比较发现, 黄精属植物凝集素基因之间有很高的同源性(92%)。氨基酸序列比对和SWISS-MODEL同源模建分析表明, PRA由12个b-折叠片组成的b-桶结构, 具有与单子叶植物甘露糖结合凝集素相似的空间结构。重组质粒pGEX-4T-1-PRA 和pMAL-p2x-PRA, 分别转化E. coli BL21进行原核表达, 新疆黄精凝集素能够以可溶性融合蛋白形式表达, 分子量约为14 kD。构建真核表达载体pcDNA3-PRA, 免疫小鼠后获得了抗血清。免疫印迹结果显示为单一的条带, 证明该抗血清具有针对PRA抗原的专一性。新疆黄精凝集素基因的克隆、原核和真核的表达以及抗血清的制备, 为进一步研究凝集素蛋白的性质和功能, 并为植物抗病虫基因工程研究提供有用的实验材料。     

烟实夜蛾信息素结合蛋白3 cDNA的克隆、序列分析与原核表达

利用RT-PCR技术从烟实夜蛾Helicoverpa assulta (Hass) 雄虫触角中扩增得到了信息素结合蛋白3(Hass PBP3)。克隆和测序结果表明,该基因核苷酸序列全长495 bp,编码164个氨基酸残基,预测分子量18.5 kD。并预测N-末端疏水区包含由22个氨基酸组成的信号肽。因此,成熟蛋白应包括142个氨基酸,预测分子量为16.1 kD,等电点为5.44。经氨基酸序列同源性分析发现,此序列与已知昆虫PBP3有较高的同源性,而且具有气味结合蛋白的典型特征。将该基因重组到表达载体pGEX-4T-2中进行原核表达。经IPTG诱导、SDS-PAGE分析和Western印迹检测,结果表明烟实夜蛾PBP3基因能在大肠杆菌BL21中表达,电泳检测到一条大约42 kD的外源蛋白,与预测的融合蛋白分子量相符。     

新疆黄精凝集素基因的克隆、序列分析和表达

用百合科黄精属植物凝集素基因的保守序列为引物,从新疆黄精的叶中克隆出黄精凝集素的全长cDNA。序列分析表明, 克隆获得的新疆黄精凝集素(Polygonatum roseum agglutinin, PRA)基因完整的ORF片段大小为550 bp, 编码1 条长159个氨基酸肽链, 没有内含子, 其中N 端的28个氨基酸是信号肽。对新疆黄精凝集素cDNA 序列同源性的分析比较发现, 黄精属植物凝集素基因之间有很高的同源性(92%)。氨基酸序列比对和SWISS-MODEL同源模建分析表明, PRA由12个b-折叠片组成的b-桶结构, 具有与单子叶植物甘露糖结合凝集素相似的空间结构。重组质粒pGEX-4T-1-PRA 和pMAL-p2x-PRA, 分别转化E. coli BL21进行原核表达, 新疆黄精凝集素能够以可溶性融合蛋白形式表达, 分子量约为14 kD。构建真核表达载体pcDNA3-PRA, 免疫小鼠后获得了抗血清。免疫印迹结果显示为单一的条带, 证明该抗血清具有针对PRA抗原的专一性。新疆黄精凝集素基因的克隆、原核和真核的表达以及抗血清的制备, 为进一步研究凝集素蛋白的性质和功能, 并为植物抗病虫基因工程研究提供有用的实验材料。     

蛇白蔹白藜芦醇合酶基因CNRS2的克隆与原核表达

白藜芦醇合酶(resveratrol synthetic enzyme,RS)是植物白藜芦醇合成途径中的关键酶,利用已知的葡萄RS基因(AF274281)序列设计并合成了一对引物,以蛇白蔹基因组DNA为模板,PCR扩增得到包含RS完整基因在内的一段序列,测序与序列分析表明:该克隆片段全长1 536bp,其中包含一个内含子及两个外显子。采用悬挂延伸PCR法克隆了目的基因,命名为CNRS2。序列分析表明该基因的开放读码框1 170 bp,编码389个氨基酸残基。同源性比较发现,CNRS2与已知葡萄RS基因序列的同源性达93%～98%。CNRS2与pET-30a(+)构建原核表达载体,经IPTG诱导后可表达获得相对分子量约为46 kD的外源融合蛋白。以上结果证实CNRS2属葡萄RS基因家族成员,为今后进一步对该基因的研究利用打下基础。     

海岛棉GbCBF6基因克隆及其在逆境胁迫下的表达分析

该研究根据棉花生物信息数据库,采用PCR方法从棉花(Gossypium barbadense L.)中克隆了1个CBF/DREB转录因子基因,命名为GbCBF6(GenBank登录号为KR233255)。GbCBF6基因开放阅读框为753bp,编码251个氨基酸,预测分子量为27.82kD,等电点为7.68。氨基酸多重序列比对结果表明,GbCBF6基因编码的蛋白与其他植物冷胁迫相关的CBF蛋白具有高度的同源性,含有1个AP2功能结构域和2个特征序列基序;与棉花已经克隆的4个GhCBF基因的氨基酸序列差异较大,是1个新的棉花CBF基因。系统进化树分析表明,GbCBF6基因属于DREB亚家族中的A-1亚组。RT-PCR分析表明,GbCBF6基因表达受干旱胁迫下调,而受4℃低温上调,在高盐(200mmol/L NaCl)处理下其表达量先下降,后增加。推测GbCBF6基因在棉花非生物胁迫的调控中起重要作用。     

石蒜儿茶酚氧位甲基转移酶基因克隆与原核表达

采用同源克隆与RACE相结合的方法,首次从石蒜叶片中克隆到可能与加兰他敏生物合成相关的儿茶酚氧位甲基转移酶基因,命名为LrCOMT。核酸序列分析显示,该cDNA全长1 246bp,开放阅读框1 101bp,编码366氨基酸。氨基酸序列分析与比对发现,LrCOMT编码的氨基酸序列具有COMT蛋白的特征区域,且与鸢尾、玉米、烟草等植物COMT的同源性大于60%。将LrCOMT基因连接到原核表达载体pET-29a上,转化大肠杆菌BL21(DE3)的原核表达结果显示,重组蛋白受IPTG诱导表达,分子量大小约为40kD,与已报道的其他植物COMT大小基本一致。     

梨小食心虫化学感受蛋白cDNA的克隆、序列分析及原核表达

为了研究梨小食心虫Grapholita molesta化学感受蛋白（chemosensory proteins, CSPs）在化学感受系统中的作用, 本研究利用RT-PCR和RACE技术克隆到一条梨小食心虫化学感受蛋白的全长cDNA序列, 命名为GmolCSP （GenBank 登录号： JQ821389）。序列分析表明, GmolCSP开放阅读框序列为384 bp, 编码127个氨基酸残基, 预测N末端含有18个氨基酸组成的信号肽序列, 其成熟蛋白的预测分子量为12.80 kD, 等电点为8.33。该基因编码的氨基酸序列与其他鳞翅目昆虫化学感受蛋白的氨基酸序列具有较高同源性。RT-PCR结果显示, GmolCSP在梨小食心虫成虫触角、 去触角的头、 胸、 腹、 足和翅中都有表达。将GmolCSP重组到表达载体pET-32a中, 转入大肠杆菌Escherichia coli BL21（DE3）进行表达。SDS-PAGE和Western 印迹检测结果显示, 梨小食心虫化学感受蛋白基因在大肠杆菌中成功地表达出一个分子量约为29 kD的融合蛋白, 与预测的融合蛋白分子量大小一致。本研究结果为进一步研究该蛋白的分子结构和功能奠定了良好基础。     

棉花抗逆基因GhAREB4的克隆及功能分析

AREBs转录因子家族基因主要参与干旱、高盐、低温等胁迫应答反应,在植物抵御各种逆境胁迫中起着非常重要的作用。该研究经序列电子拼接克隆了陆地棉GhAREB4基因,该基因全长1 784bp,其开放阅读框为1 227bp,编码408个氨基酸,预测分子量为44.3kD,等电点为8.88。蛋白结构预测发现,该蛋白二级结构中含有bZIP基因家族的保守结构域。系统进化树分析表明,GhAREB4与可可的AREB转录因子同源性最高。绿色荧光蛋白亚细胞定位分析表明,GhAREB4蛋白分布在细胞核内。qRT-PCR分析表明,GhAREB4基因在花中的表达量最高;且GhAREB4基因表达受到干旱、高盐、低温、脱落酸(ABA)等处理的诱导,其可能调控棉花对非生物逆境的耐性响应。研究结果为进一步研究该基因对棉花耐逆调控机制奠定了基础。     

疣粒野生稻金属硫蛋白基因的获得及序列分析

对SMARTTM技术构建的疣粒野生稻叶片cDNA文库克隆进行随机测序,获得了疣粒野生稻金属硫蛋白基因的cDNA序列.该序列全长412 bp,开放阅读框长186 bp,编码62个氨基酸,10个半胱氨酸集中分布在肽链的N端和C端,该蛋白的分子量为6.4 kD,理论等电点(pI)为5.14.Blastp同源性分析表明其属于金属硫蛋白基因家族.     

Molecular cloning and expression analysis of a CONSTANS homologue,PnCOL1, from Pharbitis nil

The Arabidopsis CONSTANS (CO) gene is a key regulator of the long day (LD)-dependent flowering pathway and two CO homologous genes COL1 and COL2 are involved in the regulation of the circadian rhythm. In order to understand the role of CO and COL in short-day plants, a CO homologue, PnCOL1, was isolated and characterized from Japanese morning glory (Pharbitis nil). The deduced PnCOL1 protein of 386 amino acid residues contained two putative zinc finger motifs at the N-terminal region and a conserved CCT domain at the C-terminal region. The deduced amino acid sequence of PnCOL1 was 34% identical to that of PnCO, but 32%, 34%, and 34% identical to those of CO, COL1, and COL2, respectively. Expression of PnCOL1 was barely detected in the cotyledons of plants grown under continuous light (CL), but highly expressed in the cotyledons of plants grown under SD. Expression of PnCOL1 showed a pattern of circadian rhythm as well as daily oscillation. The overexpression of PnCOL1 by a 35S promoter did not overcome the late-flowering phenotype of Arabidopsis co mutants. The results provided in this study suggest that PnCOL1 may have a role in the circadian rhythm in Pharbitis nil.     

黄河裸裂尻鱼细胞色素C氧化酶Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ亚基基因的克隆及序列特征分析

采用RT-PCR技术克隆获得了黄河裸裂尻鱼(Schizopygopsis pylzovi)CO Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ基因的编码序列,并对此进行了初步分析.结果表明,黄河裸裂尻鱼CO I基因全长为1 551 bp,开放阅读框(ORF)由基因全长组成,编码516个氨基酸;COⅡ基因全长为691 bp,开放阅读框为690 bp,编码2...     

自噬标志分子ATG8同源蛋白的生物信息

自噬是细胞重要的代谢途径,ATG8在自噬体形成过程中起着重要的作用。对ATG8蛋白进行生物信息学分析研究十分必要。本研究以NCBI中人ATG8同源蛋白序列数据为研究材料,分析其与10种模式生物间基因拷贝数、氨基酸序列、蛋白质保守位点相关性。结果表明,人6种ATG8同源蛋白分别定位于5条染色体上,均有泛素样GABARAP结构域。并且,所有模式生物的ATG8同源蛋白中N-端氨基酸序列保守性强于C-端序列。本研究构建的ATG8同源蛋白系统发育树显示,人的ATG8同源蛋白与脊椎动物(斑马鱼,爪蟾,小鼠,大鼠,牛)的ATG8蛋白亲缘关系更近,人的GABARAPs与酵母的ATG8蛋白与的亲缘关系较近。本研究为研究细胞自噬过程及机制提供了丰富的生物进化和生物信息数据支持。     

Molecular cloning and characterization of a cDNA encoding a novel cuticle protein from the Chinese oak Silkmoth, Antheraea pernyi.

In our research to identify gene involved in the cuticle protein, we cloned a novel cuticle protein gene, ApCP13, from the Chinese oak silkmoth, Antheraea pernyi, larvae cDNA library. The ApCP13 gene encodes a 120 amino acid polypeptide with a predicted molecular mass of 13 kDa and a pI of 4.01, and is intron-less gene. The ApCP13 contained a type-specific consensus sequence identifiable in other insect cuticle proteins and the deduced amino acid sequence of the ApCP13 cDNA is most homologous to another wild silkmoth, A. yamamai CP12 (86% protein sequence identity), followed by Bombyx mori LCP18 (35% protein sequence identity). Northern blot analysis revealed that the ApCP13 showed the epidermis-specific expression. This is the first report of cuticle protein gene in the wild silkmoth, A. pernyi.     

大豆开花基因GmCO和GmFT的克隆及表达

为了研究大豆光周期反应是否受开花基因CO(CONSTANS)和FT(FLOWERING LOCUS T)调控,采用同源序列法从大豆中分离了CO和FT的同源物GmCO和GmFT.GmCO和GmFT分别编码151和109个氨基酸,与水稻和拟南芥中相关蛋白的氨基酸序列同源性达到70%以上.通过RT-PCR分析GmCO和GmFT在短日照(short daylength,SD)、自然光照(natural light,NL)和长日照(long daylength,LD)处理大豆不同发育阶段叶片中的表达发现,GmCO在LD处理大豆早期发育的叶片中高丰度表达,GmFT在SD和NL处理大豆开花时期的叶片中高丰度表达.上述结果表明,GmCO和GmFT的表达与大豆开花时间及光照长度密切相关,且GmCO抑制GmFT的表达.     

Cloning and nucleotide sequence of the aspartase gene of Pseudomonas fluorescens

The aspartase gene (aspA) of Pseudomonas fluorescens was cloned and the nucleotide sequence of the 2,066-base-pair DNA fragment containing the aspA gene was determined. The amino acid sequence of the protein deduced from the nucleotide sequence was confirmed by N- and C-terminal sequence analysis of the purified enzyme protein. The deduced amino acid composition also fitted the previous amino acid analysis results well (Takagi et al. (1984) J. Biochem. 96, 545-552). These results indicate that aspartase of P. fluorescens consists of four identical subunits with a molecular weight of 50,859, composed of 472 amino acid residues. The coding sequence of the gene was preceded by a potential Shine-Dalgarno sequence and by a few promoter-like structures. Following the stop codon there was a structure which is reminiscent of the Escherichia coli rho-independent terminator. The G + C content of the coding sequence was found to be 62.3%. Inspection of the codon usage for the aspA gene revealed as high as 80.0% preference for G or C at the third codon position. The deduced amino acid sequence was 56.3% homologous with that of the enzyme of E. coli W (Takagi et al. (1985) Nucl. Acids Res. 13, 2063-2074). Cys-140 and Cys-430 of the E. coli enzyme, which had been assigned as functionally essential (Ida & Tokushige (1985) J. Biochem. 98, 793-797), were substituted by Ala-140 and Ala-431, respectively, in the P. fluorescens enzyme.