水稻液泡ATPase B 亚基基因的克隆及其在低磷胁迫下的表达特征分析

利用抑制性扣除杂交(SSH)技术构建水稻(Oryza sativa L.)根系磷饥饿诱导cDNA文库,获得编码液泡ATPase (V-ATPase) B亚基的克隆,通过反转录PCR方法获得该基因的完整序列.该基因编码487个氨基酸,含有一个保守的ATP结合位点,其蛋白分子量为54.06 kD,等电点为4.99.Southern印迹表明,V-ATPase B亚基基因在水稻基因组中以单拷贝形式存在.氨基酸同源性分析发现,V-ATPase B亚基是一个较为保守的蛋白亚基,其序列变化伴随生物的进化过程同步进行.Northern印迹表明,V-ATPase B亚基在水稻根系中受到磷饥饿诱导表达,磷饥饿6～12 h出现表达高峰,而在叶片中表达高峰有所滞后(24～48 h).在缺磷环境条件下,ATPase B亚基可能通过提高其表达量,进而提高质子转运活性,形成跨膜的电化学梯度,为体内储备磷跨液泡膜运输提供能量,从而提高植物体内磷的利用效率及其耐低磷的能力.     

水稻液泡ATPaseB亚基基因的克隆及其在低磷胁迫下的表达特征分析(英)

利用抑制性扣除杂交 (SSH)技术构建水稻 (OryzasativaL .)根系磷饥饿诱导cDNA文库 ,获得编码液泡ATPase (V_ATPase)B亚基的克隆 ,通过反转录PCR方法获得该基因的完整序列。该基因编码 4 87个氨基酸 ,含有一个保守的ATP结合位点 ,其蛋白分子量为 5 4 .0 6kD ,等电点为 4 .99。Southern印迹表明 ,V_ATPaseB亚基基因在水稻基因组中以单拷贝形式存在。氨基酸同源性分析发现 ,V_ATPaseB亚基是一个较为保守的蛋白亚基 ,其序列变化伴随生物的进化过程同步进行。Northern印迹表明 ,V_ATPaseB亚基在水稻根系中受到磷饥饿诱导表达 ,磷饥饿 6～ 12h出现表达高峰 ,而在叶片中表达高峰有所滞后 (2 4～ 4 8h)。在缺磷环境条件下 ,ATPaseB亚基可能通过提高其表达量 ,进而提高质子转运活性 ,形成跨膜的电化学梯度 ,为体内储备磷跨液泡膜运输提供能量 ,从而提高植物体内磷的利用效率及其耐低磷的能力。     

盐地碱蓬叶片液泡膜H^＋—ATPase B亚基的克隆及盐胁迫下表达分析

植物液泡膜H^ -ATPase在建立跨液泡膜质子梯度、促进液泡Na^ 区域化、提高植物耐盐性方面发挥着重要作用。本实验从盐生植物盐地碱蓬(Suaeda salsa L.)cDNA文库分离到碱蓬叶片液泡膜H^ -ATPase B亚基cDNA克隆。测序表明该基因长达1974bp,开放阅读框有1470bp编码489个氨基酸,含有一个保守的ATP结合位点,其蛋白分子量约为54．29kD。Northern及Western印迹表明盐地碱蓬液泡膜H^ -ATPase B亚基表达明显受NaCl胁迫诱导,并且在NaCl胁迫下,B亚基在转录及翻译水平上与液泡膜H^ -ATPase c亚基存在协同作用。盐胁迫下,盐地碱蓬液泡H^ -ATPase B亚基与c亚基的协同表达增加了液泡H^ -ATPase的数量,从而提高了液泡H^ -ATPase活性,为碱蓬叶片液泡Na^ 区域化提供了动力,最终提高了碱蓬植株的耐盐性。     

盐地碱蓬叶片液泡膜H+-ATPase B亚基的克隆及盐胁迫下表达分析

植物液泡膜H -ATPase在建立跨液泡膜质子梯度、促进液泡Na 区域化、提高植物耐盐性方面发挥着重要作用.本实验从盐生植物盐地碱蓬(Suaeda salsa L.)cDNA文库分离到碱蓬叶片液泡膜H -ATPase B亚基cDNA克隆.测序表明该基因长达1 974 bp,开放阅读框有1 470 bp编码489个氨基酸,含有一个保守的ATP结合位点,其蛋白分子量约为54.29 kD.Northem及Western印迹表明盐地碱蓬液泡膜H -ATPase B亚基表达明显受NaCl胁迫诱导,并且在NaCl胁迫下,B亚基在转录及翻译水平上与液泡膜H -ATPase c亚基存在协同作用.盐胁迫下,盐地碱蓬液泡H -ATPase B亚基与c亚基的协同表达增加了液泡H -ATPase的数量,从而提高了液泡H -ATPase活性,为碱蓬叶片液泡Na 区域化提供了动力,最终提高了碱蓬植株的耐盐性.     

褐飞虱V-ATPase d亚基基因的克隆与mRNA表达分析

液泡型H+-ATPase(V-ATPase)在昆虫生长发育过程中具有重要作用。本文通过RT-PCR获得褐飞虱Nilaparvata lugens(Stl)V-ATPase d亚基基因NlVHA-d的cDNA序列,并通过实时荧光定量PCR对NlVHA-d基因的表达进行了分析。结果表明,NlVHA-d基因编码349个氨基酸,不同昆虫V-ATPase d亚基高度保守。NlVHA-d基因在褐飞虱2龄若虫中表达量最高,雌虫表达量显著高于雄虫表达量。LD10和LD30三唑磷处理的羽化3 d短翅雄虫NlVHA-d基因相对表达倍数分别是丙酮处理的2.15和2.46倍。亚致死剂量三唑磷处理褐飞虱短翅雄虫NlVHA-d基因的表达上调可能与褐飞虱再猖獗相关。     

氮磷饥饿诱导的水稻糖转运体基因的cDNA克隆和鉴定

运用快速扣除杂交 (RaSH)方法构建了水稻氮饥饿诱导的cDNA文库。从该文库获得了一个cDNA克隆OsNSI1 (Oryzasativanitrogenstarva tion inducible 1 )。该全长cDNA编码 5 77个氨基酸 ,蛋白分子量为 6 1 .2kD。推测得出的氨基酸序列与其他物种的糖转运体有很高的同源性。水合性分析表明OsNSI1包含有 1 2个跨膜区域和一个中心亲水环。这些数据提示OsNSI1是一个糖转运体蛋白。Southern印迹分析表明OsNSI1是一个单拷贝基因。Northern印迹分析表明OsNSI1主要在叶及根中表达 ,氮、磷饥饿能强烈诱导其表达增强     

一步法RT—PCR克隆水稻线粒体磷转运蛋白基因及其序列特征分析

以水稻广亲和品种Cpslo17幼穗为材料,用一步法RT—PCR（逆转录聚合酶链式反应）克隆了一个长度为1118bp的编码线粒体磷转运蛋白的OsMPT基因。序列分析表明其包含了基因完整的编码序列,编码由368个氨基酸组成的线粒体磷转运蛋白,它与玉米、大豆、Lotus japonicus、Betula pendula、拟南芥的线粒体磷转运蛋白氨基酸序列相似率分别为93．5％,85．6％,83．8％,83．7％,81．1％。氨基酸疏水谱分析显示它有线粒体磷转运蛋白家族高度保守的6个跨膜结构域。水稻线粒体磷转运蛋白N端富含精氨酸（Arginine）、丙氨酸（Alanine）和丝氨酸（Serine）。iPSORT预测其蛋白N端具有定位于线粒体的信号肽序列,进一步分析表明此编码区段有6个外显子和5个内含子。RT—PCR结果表明,OsMPT基因在水稻两个亚种粳稻和籼稻的叶片中均有表达,在Cpslo17营养器官和生殖器官中都有高水平表达。水稻线粒体磷转运蛋白的克隆和表达分析将为研究其结构和生物学功能奠定基础。     

向日葵V-ATPasea3亚基基因的克隆及表达分析

采用RACE技术,从向日葵P50中克隆V-ATPase a3亚基基因c DNA全长,并进行生物信息学分析;利用实时荧光定量PCR分析不同浓度、不同时间的Na Cl、ABA和PEG模拟干旱胁迫条件下V-ATPase a3亚基基因的表达特征,以及相同胁迫条件下该基因在向日葵不同器官的表达特征。序列分析表明,该基因c DNA全长2 873bp,含5'-UTR 109bp、3'-UTR 295bp及编码区2 469bp,编码822个氨基酸,其编码蛋白质的理论分子质量为204.55k Da,等电点为6.29,Gen Bank登录号为KU315054。该基因编码的蛋白质为疏水性的跨膜蛋白,亚细胞定位预测其在质膜上。向日葵V-ATPase a3亚基与已报道的10种植物的V-ATPase a3亚基的同源蛋白有高度相似的保守区域,在进化上与朝鲜蓟的亲缘关系最近。实时荧光定量PCR结果表明,向日葵受到Na Cl、ABA和PEG模拟干旱三种非生物胁迫后,V-ATPase a3亚基基因均上调表达,但表达模式不同,不同器官存在特异性表达差异。研究认为,V-ATPase a3亚基基因响应了向日葵非生物胁迫的应答,为加强对V-ATPase基因的利用奠定基础。     

低磷胁迫水稻根部基因表达谱研究

磷是植物体内重要的营养元素．土壤中含磷总量丰富,但能被植物直接吸收利用的可溶性磷含量却很低,这成为制约农作物产量的重要因素．本研究利用水稻寡核苷酸芯片分析了水稻根部在正常营养条件和低磷胁迫6,24,72h3个时间点的全基因组表达谱．和正常营养条件下相比,低磷胁迫水稻根部共发现795个差异表达基因．差异表达基因功能分析发现：（1）磷酸盐转运蛋白、酸性磷酸酶、RNA酶等基因上升表达;（2）糖酵解等与能量代谢相关基因先上升后下降表达;（3）氮吸收和脂代谢相关基因改变其表达;（4）蛋白质降解、细胞衰老相关基因上升表达;（5）部分跨膜转运蛋白基因表达上调．研究结果为进一步揭示植物低磷胁迫反应机制,改善作物对磷吸收利用效率提供了有用的信息．     

人肾液泡型H~＋_－ATPase 58kD亚基基因的表达

在大肠杆菌中表达了人肾液泡型Ｈ￣＋－ＡＴＰａｓｅ５８ｋＤ亚基的基因,利用聚合酶链式反应（ＰＣＲ）得到了５８ｋＤ亚基的编码片段．直接将ＰＣＲ产物连接到ＰＥＴ载体上表达．ＳＤＳ聚丙烯酰胺凝胶电泳和蛋白质印迹分析表明５８ｋＤ亚基的基因得到高效表达．表达产物可达细菌细胞质蛋白的５０％．     

盐桦BhNHX的克隆及其与CaM在胁迫下的协同表达

以盐桦组培苗为材料,通过RACE技术克隆了液泡膜Na /H 反向运输体基因BhNHX,采用DNAman软件和BLASTN对cDNA序列进行分析并与其他植物的NHX基因进行同源性比较,最后对BhNHX和钙调蛋白基因(CaM)在各种胁迫条件下的协同表达进行半定量的RT-PCR分析.结果显示:(1)获得了BhNHX的全长cDNA序列,包含1 623 bp的开放阅读框架,编码一个540个氨基酸的多肽,有11个推测跨膜区,与已报道的液泡膜Na /H 反向运输载体蛋白跨膜区数目一致;(2)BhNHX的核酸序列与其他植物NHX具有较高同源性,与葡萄NHX序列一致性达到76%;(3)BhNHX和钙调蛋白基因CaM可同时被盐、低温、干旱所诱导;但ABA只能较明显诱导BhNHX的表达,而对CaM的诱导表达不明显.研究表明,在盐桦受到盐、低温及干旱胁迫时BhNHX和CaM可能协同表达,而在ABA诱导时两者可能具有不同的表达调控模式.     

一个高亲和力水稻根系磷转运蛋白候选基因片段的克隆

磷是影响作物产量的主要限制因子之一,植物在缺磷条件下主要高亲和力的磷转蛋白对磷进行有效吸收,利用ＲＴ－ＰＣＲ技术,经过缺磷处理水稻京系１７（Oryza sativa L.ssp. japonica cv.Jingxi１７）的根系中的克隆到一个１１７８bp的磷转 蛋白基因片段ＯjPT1,测序后与ＧenBank中的已知序列进行氨基酸水平上的同源性比较,结果表明,该序列与拟南芥、马铃薯、番茄、苜蓿、长春花等植物的同源性分别在７０％左右,并且与酵母、ＶＡ菌和子囊属脉胞菌等的磷转运蛋白也表出出较高的同源性。通过ＲＴ－ＰＣＲ结果证明,该基因片段为诱导表达,该基因已被ＧenBan接收（收录号为ＡＦ２３９６１９）。     

家蚕V型ATP酶B亚基的克隆及表达特征

V型ATP酶(Vacuolar-type ATPase)是一种定位于细胞膜和细胞器膜上的氢离子转运酶。它利用ATP水解的能量将氢离子转运到液泡、囊泡或者胞外,从而维持细胞内正常的酸碱环境。V型ATP酶B亚基(V-ATPase B)作为ATP的催化位点,也有着非常重要的作用。为了探讨家蚕V-ATPase B(Bm V-ATPase B)的功能,首先从家蚕五龄幼虫的中肠c DNA中克隆了Bm V-ATPase B基因并构建原核表达载体进行原核表达,获得了重组蛋白,经质谱鉴定正确后,通过镍柱亲和层析的方法纯化了该蛋白并制备了多克隆抗体;最后分析了该蛋白在家蚕丝腺中的表达特征并利用免疫荧光对其在丝腺中的表达位置进行了定位。结果显示Bm V-ATPase B基因序列全长1 473 bp,预测蛋白分子量55 k Da,预测等电点5.3。通过Western blotting对家蚕5龄第3天和上蔟第1天幼虫丝腺的不同区段进行Bm V-ATPase B蛋白的表达特征分析,发现在两个时期该蛋白均在前部丝腺高量表达,而在中部丝腺和后部丝腺表达量相对较低。进一步对两个时期丝腺的不同区段进行免疫荧光定位,发现该蛋白在两个时期的前部丝腺、中部丝腺和后部丝腺均定位于细胞层。利用激光共聚焦显微镜对该蛋白进行进一步的定位,发现该蛋白主要在丝腺的细胞膜表达。研究结果明确了该蛋白在丝腺中的表达模式,为深入研究该蛋白在蚕丝纤维形成中的作用奠定了基础。     

刚毛柽柳液泡膜H~+-PPase基因的克隆与胁迫下的表达分析

通过对刚毛柽柳转录组分析,鉴定获得1个液泡膜H~+-PPase基因的cDNA序列,命名为ThVP1。该cDNA序列全长3 022bp,开放阅读框为2 298bp,编码765个氨基酸,编码蛋白相对分子质量80.37kD,理论等电点5.25。ThVP1编码蛋白的疏水性较强,含有13个跨膜区。氨基酸多序列比对结果显示,ThVP1具有典型的液泡膜H~+-PPase家族3个高度保守片段(CS1、CS2和CS3),与大豆VP1氨基酸序列一致性最高,为93%。系统进化分析表明,ThVP1属于I型液泡膜H~+-PPase基因。实时荧光定量RT-PCR分析显示,NaCl和PEG胁迫下,ThVP1在柽柳根和叶中均呈现明显上调表达,表达量最高达到对照的20.9倍,暗示ThVP1可能在刚毛柽柳抗旱耐盐过程中发挥重要作用。     

淡色库蚊ATP合酶B亚基基因克隆和序列分析及其与溴氰菊酯抗性的关系

【目的】克隆淡色库蚊Culex pipiens pallens ATP合酶B亚基基因编码区序列,并进行生物信息学分析,研究其与溴氰菊酯抗性关系。【方法】通过PCR方法扩增ATP合酶B亚基基因编码区序列;利用生物信息学网站在线分析工具,预测ATP合酶B亚基基因编码蛋白的理化性质和功能特征;通过实时定量PCR方法比较ATP合酶B亚基基因在室内筛选的淡色库蚊溴氰菊酯敏感品系和抗性品系中的表达,并在现场种群溴氰菊酯敏感和抗性个体中做进一步验证。【结果】成功克隆淡色库蚊ATP合酶B亚基基因编码区序列(Gen Bank登录号:KY783434),长717 bp,编码238个氨基酸。生物信息学分析表明,其编码蛋白理论相对分子量为26.96 k D,等电点为8.97,在第70-231位氨基酸具有ATP合酶B亚基结构域,未发现信号肽和跨膜区。实时定量PCR结果显示,ATP合酶B亚基基因在室内筛选的淡色库蚊抗溴氰菊酯品系和现场种群溴氰菊酯抗性个体中表达量均上调。【结论】本研究获得了淡色库蚊ATP合酶B亚基基因编码区序列,进行了生物信息学分析,并证实其在溴氰菊酯抗性个体中高表达,为进一步研究该基因在蚊抗药性中的作用奠定了基础。     

苦皮藤素V对东方粘虫中肠V-ATP酶AB亚基复合物水解ATP活性的抑制作用

苦皮藤素V是一种对昆虫具有毒杀活性的化合物,从植物苦皮藤（Celastrus angulatus Max）中分离出来。目前,已发现苦皮藤素V可与粘虫中肠液泡型ATP酶（V-ATPase）的H、B和a亚基结合,但是其具体作用机理还尚不清楚。本研究将大肠杆菌(Escherichia coli)中表达得到的东方粘虫中肠V-ATPase A亚基突变体TSCA和V-ATPase B亚基包涵体洗涤、溶解后进行复性,获得可溶性AB亚基复合物后采用亲和层析纯化。将纯化好的AB亚基复合物测定H+K+-ATPase活性,证明其有ATP水解活性。随后,测定苦皮藤素V对复合物ATPase的抑制活性,发现加入苦皮藤素后,复合物ATPase活性降低。因此,其可能是通过抑制了AB亚基复合物的ATPase活性,从而产生了杀虫效果,证明AB亚基复合物为苦皮藤素V的潜在靶点之一。这为了解苦皮藤素与V ATPase相互作用机制打下了基础,也为进一步开发新型杀虫药物奠定了基础。     

磷饥饿下番茄幼苗根系液泡膜H+-ATPase活性的适应性变化

以‘世纪星’番茄为材料。研究了磷饥饿下番茄幼苗的生长状况及其根部液泡膜H^＋-ATPase活性的适应性变化。结果表明：磷饥饿下番茄幼苗的平均高度均低于对照苗,而主根长度均显著长于对照。磷饥饿提高了番茄幼苗根部液泡膜H^＋-ATPase的水解活性,随着磷胁迫时间的延长,该酶的活性逐渐增大,在磷饥饿7d时达到最大,后又略有降低;而对照番茄幼苗根部该酶的活性变化很小。动力学分析表明：磷饥饿使番茄幼苗根部液泡膜H^＋-ATPase的Km值明显降低,但对该酶的Kmax影响不大。这说明磷饥饿提高了该酶对其底物的亲和力。此外,磷饥饿并不改变液泡膜H^＋-ATPase酶的最适pH值（仍为7．5）。     

异色瓢虫HSP67B2基因的克隆及诱导表达分析

小分子热激蛋白是一种重要的分子伴侣,可以在环境胁迫下帮助蛋白质折叠和转运。本研究在转录组获得异色瓢虫 Harmonia axyridis HSP67B2基因部分序列的基础上,通过RACE技术克隆得到了 HSP67B2 基因的 cDNA 全长序列（基因登录号：KJ155728）,全长626 bp,其中编码140个氨基酸,3′非翻译区为 81 bp,5′非翻译区为122 bp,软件分析预测显示该基因编码蛋白的分子量为1597 kD,理论等电点为661。采用荧光定量 PCR 技术对异色瓢虫 HSP67B2基因在不同发育阶段、低温诱导条件和饥饿处理下的表达进行了研究,结果表明：HSP67B2 基因在幼虫期的表达量最高;在低温诱导和饥饿处理下,HSP67B2 基因出现上调表达并且表达效率显著提高,表明HSP67B2 基因可以通过调控小分子热激蛋白的合成使异色瓢虫适应环境变化。      

人肾液泡型H＋－ATPase 58kD亚基基因的表达

在大肠杆菌中表达了人肾液泡型H^＋-ATPase 58kD亚基的基因,利用聚合酶链式反应(PCR)得到了58kD亚基的编码片段.直接将PCR产物连接到PET载体上表达.SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳和蛋白质印迹分析表明58kD亚基的基因得到高效表达.表达产物可达细菌细胞质蛋白的50%.     

过表达ThVHAc1对拟南芥V-ATPase各亚基表达的影响

V-ATPase是多亚基复合蛋白,其c亚基负责V-ATPase的组装及质子通道的形成。本研究拟分析盐胁迫下过表达ThVHAc1基因拟南芥V-ATPase各亚基的表达,探讨过表达外源c亚基对拟南芥V-ATPase全酶响应盐胁迫表达模式的影响。实时荧光定量PCR结果显示,盐胁迫下,过表达外源ThVHAc1拟南芥V-ATPase 28个亚基的表达发生了明显改变,且拟南芥5个c亚基的表达均不同程度的被抑制。表明外源ThVHAc1基因能影响拟南芥V-ATPase各亚基的表达以调节V-ATPase全酶的活性,但各亚基的表达模式与V-ATPase活性非简单对应关系,各亚基互相协调决定V-ATPase活性。