粳稻和籼稻D1蛋白光抑制敏感性的差异与其编码基因序列结构特征的相关性分析(英文)

粳稻 (OryzasativaL .ssp .japonica)和籼稻 (O .sativassp .indica)对光抑制的敏感程度存在差异 ,它们的叶绿体光反应中心Ⅱ核心蛋白D1的稳定性不同。以菌落原位杂交法克隆了粳稻“95 16”和籼稻“籼优 6 3”叶绿体D1蛋白的编码基因psbA。核苷酸序列同源比较显示 :两者在启动子区和 5′_UTR完全相同 ;编码区存在着个别碱基的差异 ,但均位于三联体密码的第三位 ,不影响氨基酸编码特性 ,在蛋白质氨基酸序列上没有差异 ;在 3′_UTR内存在寡聚U长度的差异。因此 ,粳稻和籼稻D1蛋白对光抑制作用敏感性的差异与其蛋白质的氨基酸序列结构无关 ,可能与调控psbA基因表达的上游因子或光保护机制的差异有关。     

水稻Rac家族新成员osRACB基因的克隆及结构分析

Rac基因是植物中惟一的一类分布广泛的信号GTP结合蛋白, 它在整个植物生长发育过程中起着极为重要的作用. 应用本实验室已有的水稻光周期育性转换相关基因osRACD为探针, 在低严谨杂交条件下, 筛选农垦58N-LD雌雄蕊形成期(第Ⅳ期)幼穗cDNA文库, 获得一水稻Rac家族新基因. 经同源性比较和序列分析显示, 该基因与玉米Rac家族成员RACB基因具有93%的核苷酸同源性, 且两者氨基酸序列长度相等, 仅存在一个氨基酸残基差异, 故命名新基因为osRACD. 进一步应用PCR技术, 以农垦58N基因组DNA为模板扩增得到长度为2930 bp的osRACB基因转录区核苷酸序列, 其结构包含7个外显子和6个内含子, 同时, 通过基因组文库筛选获得osRACB基因的启动区序列. Southern杂交分析表明osRACB基因同其他Rac基因相似, 是低拷贝基因. RT-PCR检测显示osRACB基因在水稻根、茎、叶中均有一定的表达, 但在茎中表达量最高. 此外, 还以人Rac1蛋白为模板, 利用InsightII软件包下的Homology, Discover等模块对osRACB蛋白进行了三级结构预测.     

DNA序列分析新进展

自从生物学家发现DNA是生命的遗传物质之后,便迫切地想知道它是如何携带信息及控制遗传的.这取决于对DNA分子中的碱基序列的分析.序列分析对于发现旧的基因,促进基因工程的发展有着重大意义.本世纪七十年代,世界上许多生物实验室相继进行这方面的研究.1977年,英国的Sanger序列测定的末端终止法,随后,Maxam和Gilbert等人提出     

应用体外系统分析水稻高粱psbA 3’UTR调控效应

通过对水稻、高粱psbA基因3’UTR结构与基因表达活性之间的关系及其3’IR-RNA特异转录本稳定性的分析,首次报道了这两种3’UTR对基因表达的调控效应.结果表明:(1)在启动区相同情况下,具有水稻3’UTR的嵌合基因蛋白表达量高,而具高粱3’UTR的蛋白表达量低.(2)无论是水稻还是高粱psbA基因,其3’UTR去除后都会扰乱蛋白量的稳定表达.(3)在水稻、高粱叶绿体蛋白粗提物或大肠杆菌细胞总蛋白粗提物中,水稻psbA 3’UTR对其特异3’IR-RNA的稳定效应都比高粱的强烈.(4)水稻及高粱psbA3’UTR的特异转录本3’IR-RNA在叶绿体蛋白粗提物中比在大肠杆菌细胞总蛋白粗提物中稳定.     

小米psbA基因5'末端非编码区的结构特征

以小米(Setaria italica)为材料,克隆了含有叶绿体psbA基因的2.2kb EcoRⅠ片段,测定了该基因5＇末端非编码区的核苷酸序列。序列分析显示psbA基因5＇末端非编码区存在着与原核类似的启动子结构,其“-10”区的序列为TATACT,与原核生物“-10”共有基序(Consensus motif)仅相差一个核苷酸;其“-35”区的序列为TTGACA,与原核生物“-35”共有基序完全相同。另外,在“-10”区和“-35”区之间还存在着一个类似真核启动子结构的“TATATA”保守序列。这些结果表明小米psbA基因的启动子既具有原核的特征又具有真核的特征。小米psbA基因的mRNA前导序列长87bp,与高粱完全一致,而比水稻多出了“CTATTTT”7个核苷酸,比小麦、大麦和黑麦多出了“TTTT”4个核苷酸。因此推测在禾本科的C_3和C_4植物之间,psbA基因mRNA前导序列区的差异可能具有普遍性。计算机分析结果显示,以上6种植物的psbA基因mRNA前导序列区内均能形成小的茎环结构,而且这段“CTATTTT”额外序列恰好位于茎环结构中,造成了6种植物间茎环大小的差异。这一小的二级结构可能对psb…     

小米psbA基因5'末端非编码区的结构特征

以小米(Setaria italica)为材料,克隆了含有叶绿体psbA基因的2.2kb EcoRⅠ片段,测定了该基因5＇末端非编码区的核苷酸序列。序列分析显示psbA基因5＇末端非编码区存在着与原核类似的启动子结构,其“-10”区的序列为TATACT,与原核生物“-10”共有基序(Consensus motif)仅相差一个核苷酸;其“-35”区的序列为TTGACA,与原核生物“-35”共有基序完全相同。另外,在“-10”区和“-35”区之间还存在着一个类似真核启动子结构的“TATATA”保守序列。这些结果表明小米psbA基因的启动子既具有原核的特征又具有真核的特征。小米psbA基因的mRNA前导序列长87bp,与高粱完全一致,而比水稻多出了“CTATTTT”7个核苷酸,比小麦、大麦和黑麦多出了“TTTT”4个核苷酸。因此推测在禾本科的C_3和C_4植物之间,psbA基因mRNA前导序列区的差异可能具有普遍性。计算机分析结果显示,以上6种植物的psbA基因mRNA前导序列区内均能形成小的茎环结构,而且这段“CTATTTT”额外序列恰好位于茎环结构中,造成了6种植物间茎环大小的差异。这一小的二级结构可能对psbA基因的表达调控有一定的影响。     

遗传工程术语解释

急性转染 用DNA短期感染细胞 琥珀突变 由于某一密码子改变成为链终信号密码子UAG,结果导致多肽链在成熟前便终止     

在细菌中表达真核基因的方法

本文叙述使无性繁殖的真核基因在大肠杆菌(E.coli)中获得有效表达的方法。这些方法要求在所讨论的基因的编码序列中,扦入了若干序列(例如一个互补的DNA无性繁殖系)之后形成的一种不间断的形式,在功能上仍然是有效的。合成的基因产物没有同其它的氨基酸序列融合。这种遗传操作是比较简单的,但需要本文所描述的一类质粒和商品化的有用的酶。     

植物基因工程的克隆载体

一、引言 长期以来,遗传学家和植物育种学家就一直努力应用常规的遗传育种手段,培育更加符合人类需要的优良的农作物新品种。特别是本世纪五十年代开始的所谓“绿色革命”。     

Structural feature of sorghum chloroplast psbA gene and regulation effects of its 5'-noncoding region*

Comparative analysis reveals remarkable homology between the sequences of both psbA gene nucleotides and the inferred amino acids of sorghum, a C_4 plant, and those of rice, a C_3 plant. The 5'-noncoding region of sorghum psbA gene contains the conservative promoter elements, "-35" element and "-10" element, like the prokaryote and the promoter element, TATA box, like the eukaryote. As compared with that of the rice, an extra sequence of 7 bp is found in the leader sequence of the mRNA in the former. Using an in vitro system, it has been demonstrated that protein factor exists in sorghum chloroplast protein extract which specifically binds to the 5'-noncoding region of psbA gene. Measurement of the expression of luciferase shows a 2—5 time greater reaction of the expression plasmids pALqs which contain leader region of sorghum psbA gene than that of the expression plasmids pALqr which contain leader region of rice psbA gene in E. coli.