小桐子非特异性脂质转移蛋白A的基因克隆及其表达和功能分析

基于我们最近获得的小桐子低温驯化转录组和数字基因表达谱数据,本工作研究了低温驯化条件下差异表达变化较大的非特异性脂质转移蛋白A基因JcnsLTPA。克隆到该基因的cDNA序列全长833 bp,开放阅读框长度513 bp,编码170个氨基酸,存在ATT_LTSS典型保守功能基序。其启动子区域中鉴定到了TATA框、CAAT框、CATA框、W框等顺式作用元件以及CRT/DRE低温响应元件。半定量RT-PCR分析表明,该基因在茎、根、叶中都有表达,以茎中表达量最高、且受低温诱导最显著。同时,酵母表达JcnsLTPA也提高了重组酵母菌的抗低温能力。这些结果充分说明了小桐子JcnsLTPA是与抗冷性密切相关的基因,可以用于小桐子的抗冷性遗传改良。     

玉米21kD富硫种子贮存蛋白的cDNA克隆及其序列分析

利用逆转录－聚合酶链式反应（ＲＴ－ＰＣＲ）方法从玉米掖单－２０开花后１０ｄ的叶片中分离到２１ｋＤ玉米种子贮存蛋白ｃＤＮＡ（Ｎ２１ＫＺＹ）,并进行了序列分析．其编码蛋白包含２１１个氨基酸,极其富含甲硫氨酸,高达２７％;其Ｎ端有一个２１个氨基酸的信号肽．Ｎ２１ＫＺＹ及其编码蛋白和Ｃｈｕｉ等人分离的该基因的基因组克隆及其编码蛋白的同源性分别为９５．１％和９０．５％;两者的编码蛋白与玉米１０ｋＤ醇溶蛋白极其相似,其中间多出一个５４氨基酸的肽段和一个６氨基酸的肽段,这表明它们可能是来源于同一个祖先基因,后来通过基因重排、缺失或不均等交换等过程而形成的不同的蛋白质．     

生物能源植物小桐子功能基因及基因组研究进展

为缓解能源需求与原油价格不断上涨以及有限的化石燃料储备之间的矛盾,人们得寻找更加生态、可持续再生的替代能源。利用能源植物生产生物柴油与生物酒精类燃料已成为发展的方向。其中,大戟科的小桐子以其强抗逆性、高含油量等特点而受到了广泛的关注。本文综述了能源植物小桐子油脂含量与质量、生物代谢以及抗逆性等方面的相关功能基因、细胞学染色体核型、核基因组以及叶绿体基因组的研究进展,以期为能源植物小桐子的遗传改良提供参考。     

土壤假单胞菌亚磷酸盐脱氢酶的基因克隆和原核表达及其酶活分析

亚磷酸盐脱氢酶(PTDH)以NAD+为辅助因子催化亚磷酸盐氧化生成正磷酸盐和NADH,在辅酶再生和基于亚磷酸盐的磷利用等方面有着潜在重大的应用价值。以土壤宏基因组DNA为模板,采用两轮PCR扩增得到全长亚磷酸盐脱氢酶基因PsPtx。通过酶切将它克隆到质粒pET32a(+)中,构建了原核表达载体pET(PsPtx)。序列分析表明,PsPtx基因的完整编码区大小为1 011 bp,其推导蛋白由336个氨基酸组成,理论分子量大小为36.5 kD。保守结构域预测分析表明PsPtx编码蛋白属于亚磷酸盐脱氢酶,含有保守的NAD+结合基序和催化功能残基。系统进化树分析显示PsPtx基因来源于一无法确定种名的土壤假单胞菌。另外,PsPtx基因经IPTG诱导能在大肠杆菌BL21(DE3)中获得高效表达,重组PsPtx蛋白用组氨酸标签亲合层析纯化,其以亚磷酸钠盐为底物的酶比活性为3.75 U/mg。该PsPtx功能基因的获得为其后续应用研究打下了必要的基础。     

高含硫蛋白基因及其在植物品质改良中的应用

目前对植物高含硫蛋白基因的初步认识和它们在植物生长发育过程中所起的作用,以及在植物品质改良中的应用。     

小桐子低温诱导查耳酮合酶基因的克隆及其表达分析

为了解查耳酮合酶在小桐子(Jatropha curcas)抗冷性形成中的作用, 基于小桐子低温锻炼转录组和数字基因表达谱数据, 克隆了低温新诱导表达的小桐子查耳酮合酶基因(JcCHS), 并分析了该基因的表达特性和功能。结果表明, JcCHS 基因的cDNA全长为1386 bp, 包含完整开放阅读框(ORF) 1170 bp, 编码389个氨基酸, JcCHS的理论分子量为42.2 kDa、等电点为6.53, 与蓖麻CHS 蛋白序列的相似性高达93.6%, 具有III 型聚酮合酶家族保守的查耳酮合酶/ 对苯乙烯合酶结构域。半定量RTPCR分析表明, JcCHS 在小桐子各组织中都有表达, 其中根的表达量较高。JcCHS 基因的表达能在一定程度上提高重组酵母菌的低温抵抗能力, 这说明JcCHS 基因可能参与了小桐子的抗低温响应。     

一种基于亚磷酸盐及其脱氢酶的植物磷利用和杂草控制系统的建立

磷是植物生长发育所必需的大量营养元素之一。土壤中存在大量的正磷酸盐 (Pi),但由于土壤化学和微生物转化使得土壤可利用磷的浓度并不高。土壤缺磷以及杂草的抗除草剂能力已成为当前农业可持续发展的重要限制因素,所以提高植物对土壤磷的吸收利用能力或寻求可替代正磷酸盐的磷肥以及开发新型杂草控制系统已成为亟待解决的问题。自然界中亚磷酸盐 (Phi) 是含量仅次于正磷酸盐的磷源,但仅在某些细菌中能被专一性的亚磷酸盐脱氢酶 (PTDH) 氧化利用,对植物的生长发育则具有抑制作用。利用这一特性,将从土壤宏基因组中直接扩增到的假单胞菌PTDH基因PsPtx通过农杆菌侵染法转入烟草中,并通过RT-PCR、垂直板幼苗生长、显性标记和生长竞争实验分析PsPtx转基因烟草的基因表达以及在Phi胁迫条件下的特性。结果显示,PsPtx在其转基因植株的根茎叶组织中都有几乎相同水平的表达;PsPtx转基因烟草不但能解除Phi对植物的毒害作用,并将它氧化成可用的Pi作为生长发育所需的磷源,而且在Phi胁迫条件下较野生型烟草有相当明显的生长竞争优势;另外PsPtx还具备成为植物遗传转化显性选择标记的优良特质。因此,PsPtx基因编码的亚磷酸盐脱氢酶可用于开发一种基于亚磷酸盐为磷肥和除草剂的植物磷利用和杂草控制系统,为当前农作物转基因研究存在的一些重大问题提供一个有效解决方案。     

SUMO基因的内在原核启动子活性及其在大肠杆菌蛋白表达系统中的应用

SUMO融合系统已成为目前大肠杆菌重组蛋白生产的重要手段,但在载体构建效率和蛋白可溶性等方面仍有待改进。本研究在PCR克隆酿酒酵母SUMO基因Smt3(Sm) 时意外发现Sm具有组成型原核启动子活性;而且经软莓BPROM程序预测发现大多数物种SUMO基因编码区都具有依赖s70的原核启动子。进一步通过整合Sm启动子和Sm 3￠末端StuⅠ位点特性以及引入His标签和超酸增溶标签,构建了基于Sm’-LacZα融合基因的一系列通用克隆表达载体,并通过蓝白斑筛选和SDS-PAGE分析进行了多个靶蛋白基因的克隆和表