垫状卷柏海藻糖-6-磷酸合成酶基因的克隆及功能分析

海藻糖-6-磷酸合成酶(Trehalose-6-phosphate synthse, TPS)是植物海藻糖合成途径的关键酶, 在旱生卷柏等复苏植物对逆境胁迫应答中起重要作用。文章以我国特有旱生植物垫状卷柏(Selaginella pulvinata)为材料, 采用同源扩增与RACE技术相结合的方法克隆了海藻糖-6-磷酸合成酶基因SpTPS1, cDNA全长3 223 bp, 包括一个2 790 bp的开放阅读框, 推导的氨基酸序列与模式物种的海藻糖-6-磷酸合成酶具有较高的序列相似性, 催化活性中心保守位点基本一致。酵母功能互补实验证明, 用SpTPS1基因开放阅读框转化的海藻糖合成酶基因突变(tps1△)酵母菌株, 可恢复在以葡萄糖作为唯一碳源培养基上的生长, 说明垫状卷柏海藻糖-6-磷酸合成酶基因SpTPS1的编码蛋白具有生物活性, 可应用于植物抗逆性的转基因改良。     

谷氨酸棒杆菌海藻糖合成酶基因的克隆及功能鉴定

利用生物信息学手段,在GenBank数据库进行氨基酸的同源性检索分析,发现来自谷氨酸棒杆茵(Corynebacterium glutamicum)一功能未确定的ORF序列被注释为假设的海藻糖酶(putative trehalose sesynthase),它与已报道的海藻糖合成酶的氨基酸序列有60％以上的同源性。本研究把这段ORF克隆到大肠杆茵进行表达及进行功能鉴定。实验表明这段ORF序列为一新的海藻糖合成酶基因,其表达产物能将麦芽糖分子转化成海藻糖分子。重组酶性质的初步研究表明重组酶在pH7．0～7．5,30℃转化麦芽糖效率最高。     

条斑紫菜6-磷酸海藻糖合成酶基因全长cDNA的电子克隆

利用日本DDBJ数据库电子克隆了条斑紫菜的6-磷酸海藻糖合成酶基因（pytps）,得到全长cDNA序列2727bp;经过ORF finder分析,获得了相应蛋白质的全长序列908Aa,分子量约为101．8kD。将条斑紫菜的6-磷酸海藻糖合成酶与多种模式生物大肠杆菌、裂殖酵母、拟南芥、水稻、秀丽隐杆线虫、黑腹果蝇的同源蛋白进行序列比对得到了聚类分析图表明它们之间具有一定的进化相关性功能结构域预测分析显示PyTPS拥有两个功能结构域Glyco．transf 20 domain和Trehalose．PPase domain,这对于进一步分析蛋白质结构与功能的关系将有很大的启示。     

酿酒酵母海藻糖-6-磷酸合成酶基因克隆及植物表达载体的构建

从耐热性极强的酿酒酵母菌株AS21416中分离纯化出总RNA和mRNA,以AMV逆转录酶合成cDNA,采用保守引物,从该cDNA中扩增克隆出tps1基因,对该基因的全序列分析表明,该基因含有1507个核苷酸,与国外报道相关基因的同源性达99.6%。利用BamHⅠ和SacⅠ切点将tps1基因插入植物表达载体pBin438多克隆位点上,得到tps1基因植物表达载体重组质粒。     

甜瓜海藻糖-6-磷酸合成酶基因鉴定及表达

为了明确甜瓜海藻糖-6-磷酸合成酶基因(CmTPS)家族信息及对逆境信号的响应,该研究采用生物信息学方法,通过拟南芥TPS家族基因与甜瓜基因组数据库比对,从甜瓜基因组中共鉴定出7个海藻糖-6-磷酸合成酶基因,按照其在染色体上的位置分别命名为CmTPS1~7。系统进化分析结果显示,CmTPS4和CmTPS7为第1类,二者均含有16个内含子,推测其编码产物均具有海藻糖-6-磷酸合成酶(TPS)活性;其余5个CmTPS基因归为第2类,分别含有2~4个内含子;在这7个甜瓜TPS中,除CmTPS3只有TPS结构域外,其余CmTPS都含有TPS、TPP及UDP-forming结构域;蛋白序列比对结果显示,甜瓜TPS家族各成员间相似性较低(15.90%~57.31%);亚细胞定位预测表明,CmTPS1、CmTPS2和CmTPS6定位在细胞核内,其余4个CmTPS定位在细胞质内。qRTPCR表达分析表明,低温胁迫下甜瓜叶片可能以CmTPS4为主要的TPS编码基因;CmTPS基因家族对盐胁迫较为敏感,同时在ABA信号传递中起调控作用。这为进一步研究甜瓜TPS基因家族奠定了基础。     

昆虫海藻糖酶的基因特性及功能研究进展

海藻糖酶(Treh)是昆虫能量代谢必不可少的一类酶, 亦是昆虫体内几丁质合成通路的第一个酶。其基因表达和酶活性直接与正常发育、 蜕皮、 变态以及繁殖等昆虫重要生理过程密切相关。目前已有多种昆虫的海藻糖酶基因被成功克隆, 从而发现昆虫海藻糖酶基因家族由多个成员组成。海藻糖酶基因所编码的蛋白大多数具有一个信号肽前导区, 部分蛋白拥有1~2个跨膜结构域, 根据是否具有跨膜结构, 可将其分为可溶性海藻糖酶(Treh1)和膜结合型海藻糖酶(Treh2)两类, 膜结合型海藻糖酶具有2个特有的标签序列, 即“PGGRFREFYYWDSY”和“QWDYPNAWPP”。海藻糖酶的主要功能是将胞外和胞内的海藻糖降解成葡萄糖, 为昆虫的生命活动提供能量。具体表现为两个方面, 一是参与昆虫几丁质合成途径, 从而调控表皮、 中肠等处的几丁质合成; 二是通过与激素的协同作用, 调控昆虫体内海藻糖和葡萄糖等糖类物质的浓度变化, 从而有效保护体内细胞的适应并渡过相应的逆境环境, 并提高其抗逆能力。鉴于海藻糖酶的重要功能, 其已成为害虫控制的潜在新靶标。不同类型海藻糖酶的功能研究及酶抑制剂的研发与应用将进一步推动害虫生物防治的发展。     

啤酒酵母AS2.1416海藻糖合成酶基因tps1的cDNA克隆及序列分析

海藻糖 (Ｔｒｅｈａｌｏｓｅ,α ｇｌｕｃｏｐｙｒａｎｏｓｙｌ α 1,1 Ｄ ｇｌｕｃｏｐｙｒａ ｎｏｓｅ)是一种非还原性二糖 ,广泛存在于藻类、细菌、昆虫、无脊椎动物及酵母等许多生物体内。海藻糖除了作为一种储存性碳源外 ,业已被证明在许多逆境 ,诸如高温、高盐、干旱、重金属离子污染、冷冻、辐射等情况下 ,可以有效地保护生物的细胞膜、蛋白质及核酸[1～ 6] 。海藻糖合成酶为一多酶体系。在酵母细胞中 ,其合成分为两步进行。第一步 ,在 6 磷酸海藻糖合成酶 (Ｔｐｓ1)的作用下 ,由ＵＤＰ 葡萄糖和葡萄糖 6 磷酸合成海藻糖 6 磷酸 …     

酿酒酵母海藻糖—６—磷酸合成酶基因克隆及植物表达载体的构建

从耐热性极强的酿酒酵母菌株ＡＳ２．１４１６中分离纯化出总ＲＮＡ和mRNA,以ＡＭＶ逆录酶合成cDNA,采用保守引物,从该cDNA中扩增克隆出tps1基因,对该基因的全序列分析表明,该基因含有１５０７个核苷酸,与国外报道相关基因的同源性达９９．６５。利用ＢamＨⅠSacⅠ切点将tps1基因插入植物表达载体pBin438多克隆位点上,得到tps1基因植物表达载体重组质粒。     

海藻糖的生物合成和相关酶的特性

海藻糖［‘］（tlehalose）是一种由两个葡萄糖分子通过a,a—l,l糖昔键连接成的非还原性二糖。海藻糖广泛分布于微生物、植物、动物体内,其含量随生物所处生活环境而变化,是一种典型的代谢应激物。海藻糖不仅可以作为碳源和能源,而且还具有保存生物活力的特殊功能,使生物在许多不利情况（高温、脱水、冷冻等）下,维持细胞膜和蛋白质的稳定,由此可以使食品保鲜,可防止由白蛋白导致的疫苗血源污染,若取代白蛋白,应用于各类疫苗、诊断用品、各种酶、蛋白质、细胞因子、干扰素等,于室温保存数年不失效,并且其价格低廉,故具有应用…     

昆虫比较线粒体基因组学研究进展

动物线粒体基因组因其基因组成稳定、基因排列相对保守、普遍为母系遗传、极少发生重组等而被广泛应用于进化与系统发育等研究。目前,昆虫中已有356个线粒体基因组序列被测定,代表了33个目中的28个目。大量比较基因组学研究使得我们对昆虫线粒体基因组的特征与进化方式有了较为清晰的认识。本文对昆虫线粒体基因组的测序进展、基因组的结构特征、碱基组成、控制区的特征、基因重排及其机理、进化速率及其在昆虫系统发育研究中的应用等方面的研究进展进行介绍。     

昆虫冷驯化机制研究进展

昆虫耐寒性强弱决定其种群的发生、扩散和分布,因此低温胁迫下昆虫的抗寒对策成为近期研究的热点领域。冷驯化作为一种非常有效的耐寒策略,可显著增强昆虫的耐寒性。本文论述了冷驯化的2种基本形式:快速冷驯化和长时冷驯化,明确了二者在提升昆虫耐寒性中的作用;并从宏观到微观的角度概述了冷驯化的作用机制,如组织和细胞水平的特异性,低分子量抗冻保护剂的产生,热休克蛋白的表达及功能,以及阻止细胞程序性死亡的潜在机理等;讨论了不同研究方法所引起的结果差异性,并强调了冷驯化作用机制的整体效益和综合效益。最后通过分析2种冷驯化形式的联系与区别,以期较为全面地阐明昆虫冷驯化的潜在机制。     

抗药性昆虫相对适合度的研究进展

杀虫剂抗性基因的突变对昆虫生理生化的影响体现为种群适合度的变化.种群抗性等位基因频率和生物学适合度可用来表征抗性昆虫相对适合度.抗性相关靶标和代谢酶的突变会改变昆虫正常的生理功能,抗性基因过量表达会引起昆虫体内生理能量分配失衡,两者均会造成抗性代价.但是,抗性等位基因置换和修饰基因可以抵消抗性代价.抗性昆虫相对适合度的表现型取决于抗药性形成的遗传背景和抗性水平.此外,其表现型还受到各种生态因素的影响.抗性昆虫相对适合度的研究结果可为预测抗药性发展趋势、开展抗药性治理提供科学依据.     

胭脂虫及胭脂虫红色素的应用研究进展

胭脂虫DactylopiuscoccusCosta属同翅目(Homoptera)洋红蚧科(Dactylopiidae)洋红蚧属(Dactylopius),其饲养和应用历史悠久。从干燥的雌性胭脂虫体内可以提取出一种红色色素——胭脂虫红。胭脂虫红主要由胭脂红酸、胭脂酮酸、虫漆酸D、DCⅣ(2-C-α-葡萄糖呋喃糖苷)、DCⅦ(2-C-β-葡萄糖呋喃糖苷)以及Spiroketalcarminic acid等组成,具有极高的稳定性和安全性,应用范围极为广泛,可用于医药、天然色素添加剂和化妆品等领域,价格非常昂贵。鼓励边远地区的农民饲养胭脂虫曾是云南等省份的扶贫工作之一。胭脂虫红质量的高低受多方面因素影响,如个体内在因素(性别、生长发育阶段等)、环境因素(温度、湿度、光照、害虫等)。目前,可采用核磁共振光谱法NMR、高效液相色谱结合二极管阵列和串联质谱与电喷雾电离HPLC-DAD-ESI MS/MS、三维荧光光谱结合平行因子分析、多变量统计分析等技术检测和鉴定胭脂虫红。本文综述了胭脂虫及胭脂虫红色素的应用,以期得到昆虫学业内更广泛的关注。     

昆虫的水平基因转移研究

水平基因转移是一种能够在物种间进行基因交流的现象,是生物迅速适应环境的主要驱动力之一.近年来,随着测序技术的进步,昆虫中的水平基因转移现象被大量报道,成为昆虫研究的热点之一.本文总结了水平基因转移研究的常用流程和手段,以及昆虫水平转移基因的供体、受体和功能,讨论水平基因转移与昆虫食性的联系以及研究方法的局限,并展望昆虫水平基因转移研究领域未来的方向.     

RNAi技术在昆虫功能基因研究中的应用进展

RNA干扰（RNA interference,RNAi）是指外源或内源的双链RNA（dsRNA）特异性地引起基因表达沉默的现象,它作为一种有效的工具用来产生转录后沉默,从而抑制特定基因的表达,成为基因功能研究的一种新方法,除了在模式昆虫如果蝇Drosophila中广泛应用之外,也在非模式昆虫中得到成功应用。近年来,RNAi技术在导入方法和基因功能分析方面都取得了飞速发展,且与转基因技术相结合成功应用于害虫防治领域。本文综述了RNAi技术在导入方法、昆虫功能基因组功能分析及害虫防治等领域新近的研究成果,并展望了该技术的应用前景。     

农业昆虫气味受体功能研究进展

昆虫主要依靠嗅觉系统寻找食物、发现配偶、控制交配、选择产卵地、逃避天敌等,因此嗅觉系统对昆虫的繁殖和生存至关重要.气味受体(odorant receptor,OR)是嗅觉系统中的关键成分之一,可被信息化合物激活引发特定行为产生.随着测序技术的发展,大量的农业昆虫的基因组和转录组被测序,从测序数据中分析获得了它们的OR家...     

The trehalose transporter 1 gene sequence is conserved in insects and encodes proteins with different kinetic properties involved in trehalose import into peripheral tissues

We recently cloned a trehalose transporter gene (Tret1) that contributes to anhydrobiosis induction in the sleeping chironomid Polypedilum vanderplanki Hinton. Because trehalose is the main haemolymph sugar in most insects, they might possess Tret1 orthologs involved in maintaining haemolymph trehalose levels. We cloned Tret1 orthologs from four species in three insect orders. The similarities of the amino acid sequence to TRET1 in P. vanderplanki were 58.5–80.4%. Phylogenetic analysis suggested the Tret1 sequences were conserved in insects. The Xenopus oocyte expression system showed apparent differences in the K_m and V_max values for trehalose transport activity among the six proteins encoded by the corresponding orthologs. The TRET1 orthologs of Anopheles gambiae (K_m: 45.74 ± 3.58 mM) and Bombyx mori (71.58 ± 6.45 mM) showed low trehalose affinity, whereas those of Apis mellifera (9.42 ± 2.37 mM) and Drosophila melanogaster (10.94 ± 7.70 mM) showed high affinity. This difference in kinetics might be reflected in the haemolymph trehalose:glucose ratio of each species. Tret1 was expressed not only in the fat body but also in muscle and testis. These findings suggest that insect TRET1 is responsible for the release of trehalose from the fat body and the incorporation of trehalose into other tissues that require a carbon source, thereby regulating trehalose levels in the haemolymph.     

冷诱导RNA结合蛋白的生物学功能研究进展

冷诱导RNA结合蛋白(cold inducible RNA-binding protein, CIRP)是在哺乳动物细胞中发现的首种冷应激或冷休克蛋白,伴随冷应激过程过量表达.研究证明,CIRP无论是在核酸结构上,还是在氨基酸结构上都是高度保守的,具有较高的同源性,其细胞定位和生理功能可能具有组织特异性;CIRP不仅具有介导冷诱导的细胞生长抑制作用,而且可能参与人和动物渗透应激、紫外线照射应激、缺氧应激、生殖、神经发育与调节、胚胎发育、肿瘤发生,以及动物冬眠等多种生理过程.因此,深入开展CIRP的功能性研究和应用性研究具有重要的基础研究价值和临床医学应用前景.