大豆油酸脱氢酶基因启动子的克隆及其表达活性分析

大豆油酸脱氢酶(FAD2-1B)基因是种子特异表达基因,利用PCR方法从大豆基因组DNA中分离FAD2-1B基因的启动子片段,命名为FP.PLACE在线启动子预测工具分析表明:序列中含有多种典型的种子特异性表达元件,如Skn-1 motif、AACACA、SEF4 motif、E-box、ACGT等.将克隆得到的FP片段替换pCAMBIA1301中的CaMV35S启动子,构建表达载体pCAM-FP.通过农杆菌介导法在大豆各组织中进行瞬时表达,GUS组织化学染色显示FP驱动GUS基因在大豆根、茎、叶中基本不表达,在种子中有较高的表达活性,推测FP启动子具有种子特异表达活性.     

家蚕BmChd64基因的克隆与表达定位分析

Chd64是含有钙结合蛋白同源（Calponin homology,CH）结构域的蛋白,在果蝇蜕皮激素与保幼激素信号通路中发挥重要作用。本研究以家蚕Bombyx mori为研究对象,利用PCR克隆了与果蝇Drosophila melanogaster DmChd64同源的BmChd64基因,与表达载体pET-28a连接后,成功获得体外原核表达的BmChd64蛋白,并对其进行了亚细胞定位分析。家蚕BmChd64基因开放阅读框（ORF）的序列为567 bp,编码188个氨基酸,预测分子量大小为20.9 kDa,理论等电点为8.41,编码的蛋白在第27~130个氨基酸处存在CH结构域。同源性比对与进化分析显示,BmChd64与赤拟谷盗Tribolium castaneum和果蝇的Chd亲缘关系较近。qRT-PCR结果显示,BmChd64在家蚕5龄游走期的不同组织中均有表达,且在翅原基中的表达趋势与家蚕体内蜕皮激素（20-hydroxyecdysone,20E）滴度变化规律一致。亚细胞定位结果显示,BmChd64在细胞核与细胞质中均有分布,细胞核内荧光信号较强,且在细胞核外围较弱,推测细胞质中BmChd64也可入核,最终定位在细胞核中。研究结果表明BmChd64可能主要通过20E信号通路调控翅原基等的变态发育,这为进一步完善20E调控昆虫变态发育的分子机制提供了实验基础。     

粉葛PtCHI基因的克隆、原核表达和亚细胞定位

为探究葛根品种间异黄酮类物质代谢关键酶基因PtCHI的分子机制差异，并揭示其品种间异黄酮物质含量差异的原因，该研究以野葛品种‘桂葛8号’和粉葛品种‘桂葛1号’为材料，经乙醇提取并通过高效液相色谱仪对野葛和粉葛中葛根素和总黄酮的含量进行测定，基于已报道的野葛CHI基因，通过同源克隆方法分离粉葛中PtCHI基因，并在体外进行蛋白表达，同时在拟南芥原生质体中研究PtCHI基因的定位。结果表明：(1)野葛中的葛根素含量显著高于粉葛的，野葛的总黄酮含量也高于粉葛但未达到显著水平。(2)成功分离到粉葛PtCHI基因，长度为742 bp且包含672 bp完整的ORF框，编码223个氨基酸，与野葛的CHI基因具有99%的同源性。(3)CHI基因在粉葛中的表达量为茎>根>叶子，在野葛中则为根>茎>叶子，除叶子外野葛中CHI基因的表达量均显著高于粉葛。(4)经预测，粉葛PtCHI蛋白为稳定的亲水性蛋白且大小为27.8 kD,二、三级结构以α-螺旋为主，具有25个磷酸化位点，与野葛、大豆和乌拉尔甘草的亲缘关系较近，与F3H2、F3H、4CL4、DFR2及CHS发生互作的可能性较大。(...     

魔芋AaHSFB1基因及其启动子的克隆与功能分析

为了初步探究魔芋热激转录因子HSFB1基因及其启动子的功能,以白魔芋Amorphophallus albus为试材,利用同源克隆方法获得长度为1 365 bp的AaHSFB1基因序列。qRT-PCR结果表明：AaHSFB1基因对热胁迫较敏感,在根中的表达量表现出先升后降的趋势,并在热处理1 h时表达丰度最高;在热处理12 h时,叶片中的表达量也达到最高,在整个热处理时段内球茎中的表达量变化不大;亚细胞定位结果显示AaHSFB1定位于细胞核内。再利用FPNI-PCR法通过三轮步移扩增得到1 509 bp的AaHSFB1启动子序列。生物信息学分析表明：AaHSFB1含有热胁迫响应元件HSE及多种与植物发育及逆境应答相关的顺式作用元件。为进一步分析AaHSFB1启动子的功能,构建融合表达载体prAaHSFB1::GUS,利用农杆菌介导法转入拟南芥,热处理后对转基因拟南芥进行GUS组织化学染色鉴定,结果显示其表达部位主要在叶中。因此推测AaHSFB1可能在白魔芋抗外界逆境特别是热胁迫中起重要作用。     

小鼠一个新基因mLPTS的克隆、表达及亚细胞定位

利用EST拼接技术,RT－PCR及DNA序列测定,首次成功克隆了小鼠新基因mLPTS。获得的mLPTS基因片段长1244bp,编剧了一个由332个氨基酸组成的蛋白质。该蛋白质与人的LPTS蛋白有78％的同源性,LPTS基因是本实验室通过定位候选克隆策略获得的一个新的肝癌相关基因。它在肝癌组织中不表达或低表达,并参与细胞生长的负调控。小鼠mLPTS基因在小鼠的各个组织中都有表达,与人LPTS基因的表达组织分布相同。分析比较了LPTS蛋白在不同物种间的序列同源性,发现LPTS在进化上是高度保守的,是一个具有重要功能的基因。将mLPTS基因与绿色荧光蛋白EGFP融合构建真核表达载体,在中国仓鼠卵CHO细胞中表达,发现mLPTS基因表达产物位于细胞核仁中,为进一步研究该基因的功能及作用途径提供了重要信息。     

黄色短杆菌GDK-9谷氨酸脱氢酶基因的克隆、序列分析及表达

利用PCR技术从黄色短杆菌GDK-9的基因组DNA中扩增出谷氨酸脱氢酶基因(gdh)片段(EC.1.4.1.4), 连到pUCm-T载体上测序。核酸序列分析结果表明, 该片段全长1927 bp, 包含一个ORF, 推测此ORF区编码一条448个氨基酸的多肽, 分子量约为48 kD。与已报道的gdh序列相似性为99.55%, 其中1190位碱基(C→A)突变导致了编码氨基酸的变化(Thr→Asn), 其它的碱基变化不影响编码的氨基酸。将gdh基因克隆入穿梭质粒pXMJ19中, 并转化E. coli XL-Blue和Brevibacterium flavum GDK-9, 经IPTG诱导后, SDS-PAGE电泳结果显示, 在预计位置出现明显的诱导蛋白条带, 分子量约为48.7 kD。谷氨酸发酵实验表明, 尽管谷氨酸脱氢酶GDH能明显提高胞内的谷氨酸含量, 但其不影响谷氨酸的分泌。     

小麦铝胁迫基因TaAIP的克隆表达分析及亚细胞定位

以小麦抗逆相关蛋白TaMAPK2作为诱饵,利用酵母双杂交系统进行筛库,获得互作蛋白TaAIP。氨基酸序列分析发现TaAIP具有wali保守区,并且与一些物种的铝诱导蛋白相似。实时荧光定量PCR分析显示,TaAIP基因受到铝、干旱以及高盐胁迫上调表达。半定量RT-PCR结果表明,TaAIP在小麦茎中表达,在根部、叶片以及花中没有表达。亚细胞定位实验发现,TaAIP定位在细胞膜上。这些结果为深入分析TaAIP的抗逆性作用机理打下基础。     

小鼠Rdh13基因的组织表达谱及其亚细胞定位的初步观察

目的：研究视黄醇脱氢酶13（Rdh13）基因在小鼠组织中的表达谱及其亚细胞定位,为其功能研究提供线索。方法：利用生物信息学方法模拟Rdh13的三维结构,采用半定量RT-PCR和Western blot的方法检测小鼠14种组织中Rdh13的表达水平;采用Western blot的方法检测其亚细胞分布;进一步应用免疫荧光共定位的方法观察Rdh13的亚细胞定位。结果：Rdh13具有SDR家族保守的辅酶结合位点（TGX3GXG）和催化活性位点（YX3K）;RT-PCR和Western blot实验证实Rdh13在小鼠多种组织中广泛表达,但其表达水平存在一定差异;不同于其它RDHs家族成员,Western blot和免疫荧光共定位提示Rdh13蛋白在细胞中定位于线粒体。结论：Rdh13是一个与Rdh12结构相似的SDR家族成员,在小鼠多个组织中广泛表达;Rdh13蛋白定位于线粒体,有可能作为保护线粒体不受视黄醛毒性作用的屏障。     

家蚕BmBrat基因的克隆与鉴定

NHL家族蛋白具有调控细胞增殖与分化的功能,在哺育动物中被广泛研究。本文克隆得到家蚕NHL蛋白家族成员BmBrat基因,通过RACE技术获得该基因cDNA全长序列为3 614 bp,其ORF为2 580 bp,编码859个氨基酸,预测其蛋白分子量为94.3 kDa,等电点为6.65。利用RT-PCR技术检测其在五龄3 d家蚕各组织表达情况,结果表明其在幼虫各组织均有表达,包括丝腺、中肠、脂肪体、马氏管等,且卵巢和头部表达量最高;胚胎时期表达谱分析显示其在胚胎发育第4天和第5天有高量表达。经原核表达、蛋白纯化及免疫小鼠后获得家蚕BmBrat多克隆抗体,且Western blotting及免疫荧光检测显示该抗体可以特异检测家蚕BmBrat蛋白;免疫荧光结果表明BmBrat蛋白定位于家蚕血细胞胞质中,为进一步研究BmBrat基因的生物学功能奠定了基础。     

油茶脂酰辅酶A脱氢酶基因的克隆与表达分析

以国审油茶(Camellia oleifera)良种‘华硕’种子为材料,在已构建的转录组和表达谱数据库基础之上,采用RACE技术,克隆获得油茶脂酰辅酶A脱氢酶基因的全长c DNA序列,命名为Co ACAD(基因登录号KJ910338)。该基因c DNA全长为2702 bp,含有2487 bp的开放读码框,编码828个氨基酸,分子量为92.4113 k D,理论等电点p I为8.47,具有2个比较明显的跨膜区和酪氨酸蛋白激酶活性位点LVHGDFRIDNLVF,存在5个亚结构域;在Co ACAD基因c DNA全长序列的基础上构建表达载体,其中原核表达载体在宿主细胞BL21(DE3)中成功诱导表达,获得表观分子量约为93 k D的目的蛋白;实时荧光定量PCR分析表明,Co ACAD基因在果实膨大期和成熟期上调表达,预示着Co ACAD基因可能在种子发育过程中参与能量供应过程的调控。     

檀香心材总RNA提取方法的比较研究

为筛选檀香心材总RNA提取方法,对5种提取方法进行比较研究,包括Trizol法、改良CTAB法、SDS酸酚法、异硫氰酸胍-CTAB法、异硫氰酸胍-SDS法。结果表明,Trizol法和异硫氰酸胍-CTAB法不能提取出檀香心材总RNA,而SDS酸酚法、改良CTAB法和异硫氰酸胍-SDS法均能提取檀香心材总RNA。SDS酸酚法的A260 nm/A230 nm小于2.0,且RNA产率低,仅为(27.94±1.06)μg g–1,不能满足后续实验要求。而改良CTAB法和异硫氰酸胍-SDS法提取的总RNA带型清晰,完整性好,A260 nm/A280 nm为1.8~2.0,A260 nm/A230 nm大于2.0,RNA产率分别为(79.06±4.22)和(107.00±1.36)μg g–1。分别以改良CTAB法和异硫氰酸胍-SDS法提取的总RNA为模板,通过RT-PCR反应,扩增檀香Actin基因片段,结果二者扩增产物大小相同且条带单一,说明改良CTAB法与异硫氰酸胍-SDS法为檀香心材总RNA提取的较好方法。     

檀香与不同豆科植物寄生关系的研究

为了解檀香(Santalum album L.)与不同豆科植物的寄生关系,选取11种具有重要经济价值的豆科植物和檀香一起种植,对檀香叶片的光合特征和株高、地径以及寄主植物根系的吸器大小进行了测定。结果表明,檀香的吸器大小、数量在不同寄主之间存在很大差异,不同寄主对檀香的株高、地径也有显著差异。檀香的优良寄主有美洲合欢(Calliandra haematocephala)、苏木(Caesalpinia sappan)、台湾相思(Acacia confusa)、龙牙花(Erythrina corallodendron);一般的寄主植物有马占相思(Acacia mangium)、降香黄檀(Dalbergia odorifera)、黄槐(Cassia surattensis);不适宜的寄主植物有凤凰木(Delonix regia)、海南红豆(Ormosia pinnata)、银合欢(Leucaena leucocephala)、洋紫荆(Bauhinia blakeana)。同时,檀香的株高、地径及光合特征和吸器数量密切相关。因此,檀香种植时应选择适宜的优良寄主植物。     

檀香吸器维管组织的个体发育

为了解檀香吸器维管组织的发育过程,采用激光共聚焦显微镜、光学显微镜和透射电镜观察檀香吸器维管组织的个体发育。结果表明,檀香维管组织的分化分为两个时期:入侵前和入侵后。吸器维管组织发育始于盘状吸器时期,起源于吸器基部具有分生能力的细胞,后分为两束。侵入前无向顶的分化,处于吸器基部。侵入后随吸管深入寄主根与寄主根维管束连通,形成具有吸收功能的维管组织。成熟吸器维管组织呈倒烧瓶结构,仅处于吸器烧瓶核心两边,由木质部组成而无韧皮部。檀香的吸器维管组织发育有两个因素诱导,一个是遗传因素,另一个为寄主。这些为檀香半寄生性特性研究提供了形态解剖学基础。     

檀香小G蛋白Rac1基因的克隆与功能分析

植物Rac蛋白属于小分子G蛋白ROP家族,广泛参与活性氧(ROS)产生、激素信号转导和组织形态建成.檀香(Santalum album Linn.)是著名的珍贵树种,为半寄生植物,其正常生长需要根部特化的吸器从其他寄主植物摄取营养物质.该研究基于全长转录组数据,采用RT-PCR方法克隆得到了1个檀香Rac基因,命名为S...     

檀香SaRbohA基因的克隆与吸器诱导因子响应分析

植物Rboh基因家族编码产生活性氧(ROS)的NADPH氧化酶。了解半寄生植物檀香(Santalum album Linn.)基因Rboh相关信息和表达特性,可为研究檀香SaRbohA基因通过活性氧信号(ROS)调控吸器发育的响应提供理论依据。该研究以全长转录组测序为基础,通过序列拼接设计合成基因特异引物,从根中克隆获得了1个檀香respiratory burst oxidase homolog(Rboh)基因cDNA全长,命名为SaRbohA。序列分析表明,该基因cDNA全长2 790 bp,编码929个氨基酸,分子量105.37 kD,理论等电点9.13,预测亚细胞定位于细胞膜。结构预测表明,SaRbohA具有6个跨膜结构域,在膜内侧的C端包含典型的NADPH结合结构域和FAD结合结构域, N端含有两个EF手性结构。序列比对分析表明,檀香SaRbohA与苹果MdRboh同源进化关系较近,相似度为63.65%。组织特异性表达分析表明,SaRbohA基因在茎中表达量最低,幼叶和茎尖中表达量较高,而在根中表达量最高。采用2, 6-二甲氧基对苯醌(寄生植物吸器诱导因子)处理,可以强烈诱导檀香SaRbohA基因的响应并伴随大量活性氧信号。研究推测,SaRbohA基因的在ROS信号介导的檀香吸器发育过程中起重要作用,且受化学诱导因子调控表达。     

北美鹅掌楸LtAGO1基因的克隆、表达及其启动子分析

为深入探究叶原基分化成叶器官的形态建成机制,该研究以北美鹅掌楸为材料,采用RT-PCR和RACE克隆技术获得LtAGO1的cDNA全长和启动子序列并预测其功能,通过RT-qPCR分析LtAGO1在鹅掌楸属中的组织表达模式。同时,经抗性筛选和DNA鉴定获得ProAGO1 ∷ GUS的转基因拟南芥株系,并进一步对T2代阳性植株进行表型和GUS组织化学染色分析。结果表明:(1) LtAGO1基因包含3 300 bp的开放阅读框,编码1 100个氨基酸,分子量为122.14 kD,理论等电点(pI)为9.36。(2)氨基酸序列分析显示LtAGO1含Gly-rich-AGO1和Piwi两个典型的AGO基因结构域,同源性分析显示LtAGO1蛋白与沉水樟AGO1蛋白(RWR84608.1)亲缘关系最近。(3)组织表达特异性分析显示LtAGO1在北美鹅掌楸不同组织间的相对表达量为雄蕊>花芽>花瓣>花萼>叶片>雌蕊>叶芽>茎,LtAGO1在北美鹅掌楸叶片不同发育阶段的相对表达量为叶芽萌动期>幼叶期>衰老期>成熟期,AGO1在鹅掌楸属叶缘的表达量高于叶片的其他部位且北美鹅掌楸叶凹陷部位的表达量高于叶尖部位。(4)获得叶中-侧轴向和基-顶轴向的极性缺失、叶缘锯齿、重瓣花型的转化株系,GUS组织染色显示ProAGO1启动GUS基因在叶芽顶端稳定表达且在新分化的叶柄上表达较强,在成熟期的茎、叶、花和果的维管束中均特异表达。LtAGO1启动子的GUS活性强度为叶顶芽>花>维管束,这与实时定量PCR结果相一致。综上认为,LtAGO1基因在顶端分生组织特异表达且受到多种途径的调控而参与到叶和花器官的发育进程中。该研究结果为进一步了解北美鹅掌楸LtAGO1基因的基本功能及其调控叶形发育机制提供了理论基础。     

橄榄CaICE1基因的克隆和表达分析

为了解橄榄(Canarium album)抗寒相关转录因子ICE1的调控功能,采用RT-PCR技术克隆了‘福榄1号’的ICE1,命名为CaICE1,并进行生物信息学、qRT-PCR表达模式和相关miRNA预测分析。结果表明,CaICE1 cDNA序列的开放阅读框长度为1 650 bp,可编码549个氨基酸(GenBank登录号MG459422)。Ca ICE1为不稳定亲水性蛋白质,含有跨膜结构、磷酸化位点以及HLH保守结构域,定位于细胞核,与枳的ICE1亲缘关系较近。CaICE1密码子偏好性较弱,AGA、AGG、TGG和CCA可能为其最优密码子群。CaICE1主要在橄榄花、种子和叶中大量表达,-3℃低温胁迫下CaICE1表达水平比常温显著上升。psRNAtarget预测结果表明,CaICE1可能是miR825、miR477、miR5658、miR1436和miR394等多个逆境响应miRNA的靶基因。因此,CaICE1可能在橄榄低温胁迫过程中发挥重要调控作用,且可能受miRNA的调控。     

Epigenetic control of sexual phenotype in a dioecious plant,Melandrium album

Melandrium album (syn.Silene latifolia) is a model dioecious species in which theY chromosome, present only in heterogametic males, plays both a male-determining and a strict female-suppressing role. We showed that treatment with 5-azacytidine (5-azaC) induces a sex change to androhermaphroditism (andromonoecy) in about 21% of male plants, while no apparent phenotypic effect was observed in females. All of these bisexual androhermaphrodites (with the standard male 24,AA +XY karyotype) were mosaics possessing both male and hermaphrodite flowers and, moreover, the hermaphrodite flowers displayed various degrees of gynoecium development and seed setting. Southern hybridization analysis with a repetitive DNA probe showed that the 5-azacytidine-treated plants were significantly hypomethylated in CG doublets, but only to a minor degree in CNG triplets. The bisexual trait was transmitted to two successive generations, but only when androhermaphrodite plants were used as pollen donors. The sex reversal was inherited with incomplete penetrance and varying expressivity. Based on the uniparental inheritance pattern of androhermaphroditism we conclude that it originated either by 5-azaC induced inhibition ofY-linked female-suppressing genes or by a heritable activation of autosomal female-determining/promoting genes which can be reversed, on passage through female meiosis, by a genomic imprinting mechanism. The data presented indicate that female sex suppression inM. album XY males is dependent on methylation of specific DNA sequences and can be heritably modified by hypomethylating drugs.