悦目金蛛丝腺SMART RACE cDNA文库的构建与鉴定

运用SMART 技术构建了悦目金蛛丝腺SMART RACE cDNA文库.经检测,文库所含全长cDNA的长度主要集中在500 bp～2000 bp 之间;把双链cDNA通过T/A克隆、随机挑选阳性克隆并测序后,得到1条752 bp的全长cDNA序列.以该文库为模板,用依据这条全长cDNA序列设计的基因特异性引物与接头引物进行RACE, 3'RACE 和5'RACE的产物拼接后的全长序列与上述全长cDNA序列一致.结果表明,该文库适于用RACE方法从中分离在悦目金蛛丝腺中表达基因的全长cDNA.本文还对SMART 技术的特点和局限性进行了讨论.     

野生大豆种子cDNA文库的构建与分析

为了分离与鉴定野生大豆优良基因,以双高型优质野生大豆的近成熟种子为材料,采用裂解法提取了总RNA;以Oligo（dT）为引物,经SA—PMPS法分离出mRNA,反转录酶催化合成cDNA,并以cDNA第一链为模板在DNA聚合酶Ⅰ的作用下合成cDNA第二链,双链cDNA经加接头等步骤,成功构建了野生大豆cDNA文库。文库的重组率约为93．7％,PCR检测重组克隆的插入片段平均大于1000bp,测序片断大于500bp,表明构建的近成熟种子cDNA文库质量较高,为进一步进行EST测序和全长克隆打下了基础。     

几种全长cDNA文库构建方法比较

全长cDNA文库是高效、大规模获得基因全序列信息的一条有效途径,尤其是对基因组庞大,近期内尚不能进行全基因组测序的生物来说,是一条开展功能基因组研究的重要途径。本文对几种全长cDNA文库的构建方法进行了概述,针对各种方法的原理及优缺点做了分析、比较,并结合本实验室的结果,重点介绍了Cap-trapper法在小麦全长cDNA文库中的应用及文库中全长基因比例判定方法。     

Gateway技术构建菊芋块茎全长cDNA文库及EST测序分析

为丰富菊芋功能基因组学研究基础平台,以成熟期菊芋块茎为材料,将菊芋全长cDNA与Gateway供体载体pDONR222重组,构建了菊芋非剪切型全长cDNA文库。文库质量分析表明:未经扩增的原始文库库容量为5.76×10~6 CFU,插入片段大小主要为1～3000 bp,重组率为100%(24/24),达到了高质量文库的标准。利用该文库进行表达序列标签(expressed sequence tag, EST)测序,得到2639条高质量的EST序列,拼接后获得1895条非重复的唯一表达序列(unigene)。与NCBI的NR数据库同源比对分析表明,共有1533条unigene(80.9%)与已知基因有显著的同源性。GO分类结果显示:菊芋块茎表达基因在分子功能类群中,结合和催化活性所占比例最高。此cDNA文库将可用于菊芋功能基因组研究、新基因筛选、高通量EST测序以及菊芋cDNA芯片的制备等。     

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.     

盐胁迫下盐地碱蓬叶片液泡膜H+-ATPase H 亚基的克隆与表达分析

利用EST随机挑取克隆测序的方法从盐地碱蓬叶片cDNA文库中分离得到了盐地碱蓬V-H -ATPase H亚基cDNA序列,并进行了H、c亚基基因表达及V-H -ATPase活性分析.结果表明,H亚基基因全长1 969 bp,包括100 bp的5′-非编码区和471 bp的3′-非编码区.开放阅读框为1 398 bp,编码465个氨基酸残基,分子量约52.8 kD.N orthern杂交分析表明盐胁迫明显诱导了H亚基表达,而且盐胁迫下H、c亚基及V-H -ATPase活性存在协同作用.这些结果表明盐胁迫下H和c亚基基因上调及V-H -ATPase活性的增加为N a 区隔化到液泡中提供了质子驱动力.     

水杨酸诱导湖北海棠全长cDNA文库的构建及应用

以'湖北海棠'为材料,经水杨酸处理后,用改良CTAB法提取总RNA,纯化后构建全长cDNA文库,并进行PGIP基因的克隆.结果表明:(1)提取的总RNA无降解,无污染;mRNA弥散带主要集中在500～2 000 bp左右,没有rRNA 残留.(2)ds cDNA弥散带主要分布于300～2 000 bp之间,PCR验证后片段大小分布于200～2 000 bp之间,说明合成ds cDNA质量较好,成功地构建了全长cDNA文库.(3)通过PCR从该cDNA文库中克隆了PGIP基因,命名为MhPGIP,GenBank登录号为FJ449708;其核苷酸序列及推导氨基酸序列与苹果的一致性分别为98%和97%,该序列含有两个串联的亮氨酸重复序列.综上所述,构建的全长cDNA文库质量很好,该文库的建成可以用于今后抗病新基因的挖掘、克隆和利用,为苹果抗病机理的研究奠定基础.     

SMART技术构建栀子cDNA文库

目的:构建栀子叶片cDNA文库。方法:提取栀子叶片总RNA。利用SMART技术合成双链cDNA。双链cDNA经限制酶Sfil酶切后与pDNR-LIB质粒连接。利用电刺激转化法将重组质粒导入E.coli DH5α而获得文库。利用PCR法检测文库的重组率。结果:原始文库滴度为2.63×105cfu/ml。随机检测文库中的15个克隆,表明重组率约为86.7%。选择14个插入片段的长度在400bp以上的克隆进行测序和生物信息学分析,结果预测的全长基因占所检测序列的64.3%。结论:成功构建了栀子叶片的cDNA文库,为栀子基因的结构和功能的研究提供了基础。     

盐生植物海马齿盐胁迫全长cDNA文库的构建与分析

为了研究盐生植物耐盐基因表达调控,本实验以海水浇灌的海马齿植株为供试材料,构建了盐胁迫下的全长cDNA文库。构建方法如下:采用改良的CTAB法提取总RNA,SMART法反转录合成cDNA,LD-PCR方法合成双链cDNA。LD-PCR产物经蛋白酶K消化和SfiⅠ酶切后,经CHROMA SPIN+TE-1000分离柱子除去小片段DNA后,回收0.5kb以上的片段,按照适当的比例连接λTripIEX2载体。连接产物利用MaxPlaxTMLambda Packaging Extracts进行体外包装,得到海马齿初级cDNA文库。初始文库的独立克隆数为2.4×106pfu,初级文库滴度大于4.80×106pfu/mL,重组率为93.75%,插入片段为0.5～5kb,扩增文库的滴度为1.21×109pfu/mL,所得文库质量较高。本研究表明该cDNA文库适合于盐生植物海马齿相关基因的克隆和分析。     

人呼吸道合胞病毒兰州株基因组全长cDNA克隆的构建及鉴定

目的构建用于呼吸道合胞病毒(respiratory syncytial virus,RSV)体外拯救的RSV基因组全长cDNA克隆,并进行鉴定。方法根据RSV Long株基因组序列设计并合成引物,利用RT-PCR技术分6段扩增RSV LZ01/09基因组序列并构建克隆载体;测序后,利用重叠PCR与酶切连接技术,根据基因组序列选择特异性酶切位点,引入Kpn I、Xma I和Sal I酶切位点,构建成4个亚克隆载体;将亚克隆载体的插入片段连接至经过改造且包含T7启动子、锤头状核酶、多克隆位点、丁肝核酶、T7终止子的p RSV1载体中,构建RSV基因组全长cDNA克隆;对克隆全长cDNA序列进行测定,与亲本RSV LZ01/09基因组进行同源性比对分析,并与RSV实验参比株进行系统进化树分析。结果测序结果显示,RSV LZ 01/09的基因组全长为15 204 bp,与GenBank公布的RSV基因组序列长度相当,将完整的序列提交GenBank,登录号为KY782635;酶切及测序结果显示,用于RSV全长cDNA克隆构建的基本载体p BSKS-MCS(简称p RSV1)与预期相符,RSV全长基因组cDNA克隆质粒(简称转录载体p RSV1-4F)酶切片段大小与预期一致;同源性比对结果显示,全长cDNA序列与亲本RSV LZ01/09基因组序列同源性高达99.83%;系统进化树分析结果显示,其与RSV-A亚型序列同属于一个分支。结论测序及酶切分析结果表明已成功构建RSVLZ01/09基因组全长cDNA克隆,为建立拯救RSV重组病毒的反向遗传学系统平台奠定了基础。     

基于PC/Linux的核酸序列分析系统的构建及其应用

基于PC机和Linux操作系统, 利用Phred/Phrap/Consed软件和Blast软件, 构建了核酸序列大规模自动分析系统. 该套系统可自动完成从测序峰图向核酸序列的转化、载体序列去除、序列自动拼接、重复序列鉴定以及序列的相似性分析, 可加速对大规模测序数据的分析和利用.     

基于PC/Linux的核酸序列电子延伸系统的构建及其应用

新基因全长cDNA序列的获得常常是分子生物学工作者面临的难题。人类基因组计划及其相关计划的实施导致了大量表达序列标签(EST)的产生。利用一定的生物信息学算法,这些EST序列往往可用来对新基因片段进行延伸。采用Linux操作系统,利用Blast软件和Phrap软件以及EST数据库在微机上构建了EST序列的电子延伸系统,并对来自于人胎肝的11386条EST序列和511条插入片段全长cDNA序列进行了电子延伸,结果显示8373条EST序列和389条插入片段全长cDNA序列得到了程度不等的延伸,部分结果通过RACE实验得到证实。该套系统可高效地、规模化进行EST序列的延伸,可为通过实验获得新基因全长cDNA序列提供重要线索。 Abstract:Normally it is difficult to obtain full-length cDNA sequence of novel genes.More and more expressed sequence tags(ESTs) have been obtained since the start-up of human genome project.Powerful system is badly needed for data mining on these EST sequences.Based on a personal computer coupled with Linux operating system and EST database,the Blast software and Phrap software were used to construct a platform for in silico elongation of ESTs in our lab.The performance was tested using 11386 EST sequences and 511 partial-length cDNA sequences.Results demonstrated that 8373 EST and 389 cDNA sequence were elongated using this system.Thus the platform seems to be a fast way for full-length cDNA sequence cloning of new genes.     

Expressed sequence tags from a NaCl-treated Suaeda salsa cDNA library

Past efforts to improve plant tolerance to osmotic stress have had limited success owing to the genetic complexity of stress responses. The first step towards cataloging and categorizing genetically complex abotic stress responses is the rapid discovery of genes by the large-scale partial sequencing of randomly selected cDNA clones or expressed sequence tags (ESTs). Suaeda salsa, which can survive seawater-level salinity, is a favorite halophytic model for salt tolerant research. We constructed a NaCl-treated cDNA library of Suaeda salsa and sequenced 1048 randomly selected clones, out of which 1016 clones produced readable sequences (773 showed homology to previously identified genes, 227 matched unknown protein coding regions, 16 anomalous sequences or sequences of bacterial origin were excluded from further analysis). By sequence analysis we identified 492 unique clones: 315 showed homology to previously identified genes, 177 matched unknown protein coding regions (101 of which have been found before in other organisms and 76 are completely novel). All our EST data are available on the Internet. We believe that our dbEST and the associated DNA materials will be a useful source to scientists engaging in stress-tolerance study.     

序列同源性分析软件Blast的WEB界面构建及其应用

基于局域网(Intranet)内的PC/Linux服务器, 构建了序列同源性分析软件Blast的WEB界面. 局域网内的所有计算机均可通过WEB方式访问该服务器进行公共数据库和自建数据库的查询,具有保密、高效、免费的优点,能够满足实验室和研究院所的大规模、快速数据分析任务.     

Illumina-Solexa测序数据质量评估系统的构建

目的：针对下一代测序数据量大、序列长度短的特点,研究数据分析和质量评估方法。方法：选择已发布的Illumina-Solexa平台测序数据为研究对象,通过MAQ软件将测序数据与人类全基因组序列进行比对,并以外显子区域为例,在位点水平对测序数据质量进行评估。结果：结合已有软件系统和本文自创线性算法,建立了一套包括比对、拼接在内的测序数据质量评估系统。比对分析后,发现原始测序序列共覆盖了127,113,378个位点,涉及24条染色体上的64868个外显子。其中,每个位点都被测到的外显子为0.50%,位点平均测序深度大于等于1的外显子为3.98%。结论：成功构建了基于Illumina-Solexa测序平台的数据分析和质量评估方法,其可适用于其它第二代测序平台。研究者可在质量评估的基础上完善测序试验设计,并进行SNP和突变筛选及后续功能性研究。     

The determination of the partial 18 S ribosomal DNA sequences of Cordyceps species

Cordyceps species, which are used in Chinese traditional medicines, are fungal parasitesof insects. In this study the partial nucleotide sequences of 18 S ribosomal DNA from four Cordyceps species were determined and compared with the sequences of publishedascomycetes. The sequence data support the concept that Cordyceps species belong to thepyrenomycetes. Based on sequence data the phylogenetic tree was constructed using theneighbor-joining (NJ) method. Diversity in the phylogenetic tree was found for Cordyceps species. A new classification of Cordyceps species can be constructed based on thephylogenetic information obtained from such rDNA sequences.     

Capturing cold-stress-related sequence diversity from a wild relative of common bean (Phaseolus angustissimus)

One restriction to the cultivation of common bean, Phaseolus vulgaris L., is its limited tolerance to low temperatures. In the present study, subtraction suppression hybridization was employed to enrich for stress responsive genes in both a chilling-susceptible common bean and a relatively more chilling-tolerant wild bean species, Phaseolus angustissimus. For each species, approximately 11 000 expressed sequence tags were generated. Comparative sequence analysis of the EST collection with the available annotated genome sequences of the model Fabaceae species Medicago truncatula and Glycine max identified protein homologues for approximately 65% and 80% of the Phaseolus sequences, respectively. This difference reflects the closer phylogenetic relationship between the genera Phaseolus and Glycine compared with Medicago. Annotation of the Phaseolus sequences was facilitated through this comparative analysis and indicated that several heat shock proteins, cytochrome P450s, and DNA binding factors were uniquely found among the sequences from the wild species P. angustissimus. The Phaseolus sequences have been made available on a GBrowse implementation using M. truncatula as the reference genome, providing rapid access to the sequence data and associated comparative genome data.