一种启动子克隆的改良Adaptor-PCR方法及在橡胶树上的应用实例

真核生物通过顺式作用元件和反式作用因子相互作用实现基因的转录调控,而启动子区域含有多种顺式元件,作为基因表达调控网络的枢纽控制着基因转录的起始与效率,一直是基因表达调控研究的重点[1]。本文提供了一种改良的基于Adaptor-PCR启动子克隆方法,改进了接头序列,设计了适合两步法PCR的接头引物。选取了25种限制性内切酶对橡胶树基因组DNA进行酶切,在所有酶切产物都平端化后,与改进的接头连接,成功构建了以Adaptor-PCR为基础的橡胶树基因启动子克隆文库,并利用此文库成功克隆了橡胶树6个蔗糖转运蛋白基因、1个转化酶基因和1个海藻糖合酶基因的启动子。本文研究结果为橡胶树基因启动子克隆提供了一个高效平台,也为其他生物基因启动子克隆提供了有益的参考。     

基因组步移法克隆小菜蛾CYP9G2基因的上游序列

利用4种产生平端切头的限制性内切酶消化小菜蛾(Plutella xylostella)的基因组DNA,然后利用DNA连接酶的催化作用,在4种不同平端切头的小菜蛾基因组DNA上连接一个氨基化的基因组步移衔接头序列,针对衔接头及已克隆的CYP9G2基因的序列,设计两对PCR上、下游引物,进行PCR扩增、T-A克隆和阳性克隆的巢式PCR验证,通过测序克隆到了小菜蛾CYP9G2基因上游未知序列约1.8 kb.通过对该基因的上游序列进行信息分析,发现1个可能的节肢动物动物转录起始子(Inr),3个CAAT样盒及1个抗氧化剂样反应因子,共5个可能的顺式调控元件.研究还表明,利用基因组步移方法可以快速地克隆已知序列的上游未知序列,实验操作经济、简便,对于已知cDNA序列或部分基因组序列的基因,其上游调控序列的克隆,基因组步移具有较高的实用价值.     

高粱可溶性酸性转化酶基因(SAI-1)PCR克隆方法

可溶性酸性转化酶(SAI)是蔗糖代谢途径中的关键酶,对植物生长发育起着至关重要的调节作用,研究简捷快速克隆可溶性酸性转化酶基因方法,对于育种材料和品种资源的基因分型具有重要意义。本研究通过已知的高粱可溶性酸性转化酶基因序列及高粱基因组中该基因序列片段,设计引物,比较了分段克隆、基因全长克隆、巢式PCR克隆等方法克隆高粱SAI-1基因的效果,结果表明,直接扩增全长,扩增产物极其不稳定且扩增产物纯化、连接,转化后得不到阳性克隆;采用均等分段克隆,前半段扩增产物纯化、连接转化后得不到阳性克隆,但后半段克隆成功;针对高粱基因组信息中SAI-1基因上游的未知序列部分设计引物,进行单独克隆(635 bp),再单独克隆其其余序列,两段序列拼接后得到SAI-1基因全长。序列分析发现,SAI-1前段635 bp的扩增片段GC含量高达69.6%,而其后GC含量急剧下降至30%以下,所以推测全长克隆、均等片段克隆以及巢式PCR克隆失败的原因可能是SAI-1基因中GC分布不均匀,克隆高粱SAI-1基因较为适宜的方法为利用2对引物进行不均等分段扩增克隆,前段PCR退火温度较后段高1℃。该方法将为其他研究人员提供有益参考。     

A型产气荚膜梭菌α-毒素基因的克隆与核苷酸序列分析

利用聚合酶链式反应(PCR)技术,从A型产气莫膜梭菌染色体基因组中扩增了1．2kb的α毒素基因。通过T4 DNA连接酶,将纯化的PCR产物与载体pGEM-T连接,转化受至体菌JM109中,经NcoI/EcoRI和BamHI/EcoRI双酶切分析,证明重组质粒pXCPA02中含有A型产气荚膜棱菌α毒素全基因。经核苷酸序列分析,明确了克隆的α毒素基因在重组质粒中的连接向位且核苷酸序列是正确的。     

辽宁碱蓬甜菜碱醛脱氢酶基因（BADH）启动子分离及序列分析

根据已知的辽宁碱蓬BADH cDNA 5′端序列设计两个基因特异的反向引物（BR1,BR2）,通过衔接头PCR获得了BADH基因起始密码子上游265 bp的序列。根据所获得的序列设计两个基因特异的反向引物（BR3,BR4）,用BR2、BR3、BR4分别与4个简并引物配对,通过TAILPCR扩增,获得了约2 kb 的序列。经Sequencer软件拼接上述两段序列,获得了BADH基因起始密码子上游2055 bp的序列。用TSSPTCM软件分析此序列,预测出转录起始点（T）位于起始密码子上游62 bp处,由此获得了1993 bp的SlBADH启动子序列。用PLACE软件分析此序列,发现该序列具有启动子的基本元件TATAbox、CAATbox,包含多个胁迫诱导元件,如盐诱导元件GAAAAA,抗冻、缺水、脱落酸、抗寒元件CANNTG,伤害诱导元件ANATTNCNN,热激元件ATAAATGT等,是一个强的胁迫诱导启动子。     

亚洲棉GAE6-3A上游序列的分离及其在烟草中的表达

根据E6基因保守域设计引物 ,PCR扩增出亚洲棉 (GossypiumarboreumL .)GAE6基因长约 40 0bp片段 ,序列分析表明该片段与海岛棉 (G .barbadense)E6基因同源性达 96 .8%。进一步合成 2个反向引物协助进行PCR 96孔板筛库分离到亚洲棉GAE6 3A克隆。酶切鉴定其插入片段长约 8.0kb ,序列测定及分析结果表明其上游长约 1.5kb。将GAE6 3A上游序列克隆至含有内含子的GUS基因前 ,构建了植物表达载体。三亲杂交后农杆菌介导转化烟草 ,组织化学分析显示GUS基因在转基因烟草植株的根、茎、叶的表皮 (包括表皮毛 )及维管组织表达较强     

矮牵牛中查尔酮合成酶基因A (chsA) 2个启动子的克隆和分析

查尔酮合成酶(chalcone synthase,CHS)是类黄酮类物质生物合成途径中的第一个关键酶,其控制基因chs为超家族基因.根据前人报道的矮牵牛查尔酮合成酶基因A(chsA)启动子的保守序列设计1对特异性引物,从矮牵牛基因组DNA中通过1次PCR同时扩增出长为550 bp和354 bp的启动子(分别命名为PchsA-L和PchsA-S,GenBank登录号:EF199747和EF199748),其中PchsA-L与PchsA-S相比,除个别碱基有差异外,在88～269 bp多出一段182 bp的序列,其中103～201 bp含有典型的内含子特征.应用DNAStar软件分析表明2条序列均含有普通启动子的保守序列TATA box、CCAAT box、capsite(CCATAA),并含有花中特异表达启动子的特征序列TACPyAT box、anther box(TAGAAGTGACAGAAAT)、G-box(CACGTG)、box1元件(ATGTCACGTGCCATC)和box2元件(TGTGTTGAAGGTTTGCTA).对克隆启动子所用的矮牵牛后代群体进行分析,130个单株中只含有PchsA-S的有13株,只含有PchsA-L的有20株,同时含有2个启动子的有97株.2个启动子在后代中发生了分离,但其分离比并不符合1∶2∶1.克隆启动子所用的矮牵牛有14条染色体,为二倍体.DNA印迹表明2个启动子在基因组中均是多拷贝.qRT-PCR分析显示:未经过紫外光处理的花中以及经过紫外光处理的花中,PchsA-L启动子驱动的chsA基因与PchsA-S启动子驱动的chsA基因表达都未见明显差异;在紫外光处理的幼苗叶片中表达量相应地比紫外光处理的花中的表达量增高;在紫外光处理的幼苗叶片中,PchsA-L启动子驱动的chsA基因比PchsA-S启动子驱动的chsA基因表达量显著增高;而未经过紫外光处理的幼苗叶片中,PchsA-L启动子驱动的chsA基因、PchsA-S启动子驱动的chsA基因都没有检测到明显的表达信号.结果表明:在矮牵牛中chsA基因存在2个独立的启动子PchsA-L和PchsA-S;启动子PchsA-L中182 bp类内含子特征的序列具有显著提高chsA基因在紫外光处理的幼苗叶片中表达量的功能.     

鼻咽癌恶性转化基因Tx中3.0kb片段序列分析

从中国人鼻咽癌细胞株 CNE2中克隆分离出的恶性转化基因 Tx,其基因长度为 1 6kb.在对其中 2 .8kb片段测序的基础上 ,对其中 Xho /Eco R 长度约 3.0 kb的片段 ( Tx3.0 )进一步进行了测序 ,并利用生物信息学技术分析认为 ,Tx3.0与人类免疫球蛋白 kappa( Igκ)轻链基因高度同源 ,并直接映射于 J区 .Tx3.0中除有编码免疫球蛋白 kappa链的 J2、J3、J4及 J5基因片段外 ,在各个片段间不仅有 TATA box、CAAT box和 Poly A等经典的调控序列 ,还有 NF- IL6的反应元件、某些转录因子的识别序列、以及核基质结合序列等 .据此以及 2 .8kb序列的分析结果 ,对 Tx3.0下游 1 .0 kb片段序列进行了预测 .对 Tx3.0基因片段的研究为进一步研究 Tx基因在鼻咽癌发病中的作用 ,提供了重要信息 .     

一种PCR酶切克隆目的DNA方法

以PCR扩增克隆survivin启动子为例,根据GenBank报道的序列设计引物,PCR扩增克隆survivin启动子。通过软件在线分析扩增的survivin启动子酶切位点,将扩增与预期的片段大小一致的DNA片段进行酶切,再进行测序。结果表明,采取酶切鉴定PCR产物的方法,可以初步对PCR产物是否正确做出判断。     

利用长引物嵌套式反向PCR方法克隆雅致枝霉Δ6-脂肪酸脱氢酶基因上游序列

用限制酶EcoRⅠ、KpnⅠ分别对雅致枝霉As3.2806基因组DNA进行消化,而后在低浓度条件下利用T4DNA连接酶使DNA自身环化。根据已知基因序列,设计一对长度为35nt的长反向引物和两对较短的引物,以基因组连接产物为模板,通过三轮嵌套式PCR反应,获得一长度约为4kb的扩增片段。经序列测定表明得到了Δ6-脂肪酸脱氢酶基因上游序列约为1.3kb,初步序列分析显示该序列为一潜在的启动子序列。     

HCVNS3基因片段酵母展示文库的构建和鉴定

 HCV NS3特异的 CD4+T细胞反应与 HCV感染的良性转归相关 .为了筛选其 CD4+T细胞表位 ,构建了 HCV NS3基因片段酵母展示文库 .首先 DNase 不完全酶切 HCV NS3基因产生长度为 1 0 0～ 30 0 bp的随机片段 ,然后在它们两端加上含限制性内切酶 Bam H 作用位点的接头 ,再以接头序列作引物进行 PCR扩增 .最后扩增产物用 Bam H 酶切后与 Bam H 线性化的穿梭载体 p YD1连接 ,转化大肠杆菌 (E.coli) DH5α,共得到 2× 1 0 6个转化子 .转化菌落的 PCR扩增结果表明 ,约 50 %转化子含插入片段 .随机选择 5个插入片段测序 ,然后与 DNA序列数据库中的序列比较 .结果显示它们分别与 HCV NS3序列有 96%～ 99%的同源性 .用从转化菌落中提取的质粒转化酵母 (S.cerevisiae)菌株 EBY1 0 0 ,得到含 2× 1 0 5个插入片段的 HCV NS3基因片段酵母展示文库 .半乳糖诱导的酵母细胞通过和 FITC标记的抗体结合 ,用 FACS可以在 2 0 %的细胞表面检测到融合蛋白的表达 .     

人促红细胞生成素基因组基因和cDNA的克隆及其在COS－7细胞中的表达

利用ＰＣＲ技术,从正常人胎肝染色体ＤＮＡ中克隆到长度为１５７２ｂｐ的人促红细胞生成素（ＥＰＯ）基因组基因片段,它包含除第一个外显子和第一个内含子外所有外显子及内含子。再人工合成１３ｂｐ外显子１的编码区,并与１５７２ｂｐ片段拼接,从而得到除第一个内含子的人促红细胞生成素基因组基因。将克隆得到的ＥＰＯ基因插入载体ｐＳＶ２－ｄｈｆｒ得到ｐＳＶ２－ＥＰＯ表达载体,转染ＣＯＳ－７细胞后获得高效表达。利用自行研制的小鼠抗人ＥＰＯ单抗及兔抗人ＥＰＯ多抗,对表达产物进行ＥＬＩＳＡ定量测定,细胞分泌ＥＰＯ量高达２５１±７Ｕ／ｍｌ．Ｋｒｙｓｔａｌ法测得体外生物活性２４１．５±６．５Ｕ／ｍｌ．用ＥＰＯ单抗免疫沉淀结合ＳＤＳ－ＰＡＧＥ对转染细胞的表达产物做了进一步鉴定,清晰地看到了ＥＰＯ条带。从高效表达ＥＰＯ的转染细胞中分离纯化ｍＲＮＡ,用ＲＴ－ＰＣＲ方法扩增并克隆到ＥＰＯ的ｃＤＮＡ,这为ＥＰＯ在其它系统中的表达及ＥＰＯ的功能与结构的研究打下了基础。     

虎纹捕鸟蛛毒素-Ⅰ cDNA克隆及序列

 从中国珍稀毒蛛种虎纹捕鸟蛛 (Selenocosmia huwena)毒腺中分离纯化的虎纹捕鸟蛛毒素 - (Huwentoxin ,HWTX- ) ,其一级结构、二级结构和溶液构象均已阐明 ,生理功能实验已证实 HWTX- 是一种作用于突触前膜的神经毒素和高阈值钙通道抑制剂 .为深入开展对 HWTX- 的应用研究 ,根据 HWTX- 多肽氨基酸序列 ,设计其 N-端、C-端和中间段 3组简并引物 (引物 、引物 和引物 ) .从虎纹捕鸟蛛毒腺提取制备 m RNA,逆转录合成 c DNA.以引物 和引物 为引物 ,采用 PCR方法对虎纹捕鸟蛛毒腺总 c DNA进行简并引物扩增 ,得到两条相对特异性的 DNA片段 ,产物直接与 PCR克隆载体 p UC- T连接 .重组子经原引物再次 PCR扩增和同位素标记引物 进行 Southern分子杂交鉴定 .对 4个重组子测序结果表明 ,有 1个重组子所对应的氨基酸顺序与 HWTX- 一致 ,Gen Bank数据检索说明 HWTX- c DNA编码序列确实是一个从未报道的序列 .本研究结果为 HWTX- 在真核细胞表达 ,大量获取蜘蛛毒素组分奠定了基础 .     

应用RD-PCR技术制备HIV基因芯片探针

利用限制性显示 (RD PCR)技术快速分离HIV 1基因片段制备DNA芯片探针 .以Sau3AⅠ酶切HIV基因 ,得到许多大小适合芯片的限制性酶切片段 .然后在片段两端接上接头 ,根据酶切位点、接头的序列设计通用引物 .在该通用引物的 3′端分别延伸一个碱基后 ,通过引物间的两两组合 ,将PCR反应分成 10个亚组 .纯化各组PCR产物 ,克隆到T载体上 .阳性克隆经鉴定、扩大培养后提取质粒 .以质粒为模板扩增靶片段并进行序列分析 .每个亚型得到了十几个 10 0～ 10 0 0bp的HIV基因片段 .研究表明 ,RD PCR技术是一种有效的快速制备基因芯片探针的方法     

PC12细胞APE/ref-1cDNA的克隆和表达

APE Ref 1是双功能核蛋白 ,它既能在碱基切除修复过程中切除脱嘌呤 脱嘌啶位点 ,又能促进包括AP 1、Myb和NF κB等受氧化还原调节的转录因子对DNA的结合 .从PC12细胞中抽提总RNA ,经逆转录PCR(RT PCR)扩增出APE ref 1cDNA并克隆到pQE3 1表达质粒上的BamHⅠ和PstⅠ位点间 .经测序表明 ,PC12细胞的APE ref 1cDNA以正确的阅读框架重组进入表达质粒 ,表达重组质粒pQE3 1 APE在宿主菌BL2 1中得到稳定表达 .SDS PAGE鉴定表明 ,带 6个组氨酸的融合蛋白分子量为 3 8kD ,并经Ni NTA琼脂糖亲和纯化得到电泳纯融合蛋白 .Western印迹证明重组蛋白为APE ref 1融合蛋白 .     

棉铃虫核多角体病毒进化保守性基因iap2基因表达载体的构建及表达

分析棉铃虫核多角体病毒基因组 ,结合GenBank中已知的序列 ,发现iap2基因位于其基因组的BamHⅠ F片段上 ,回收此片段作为模板 ,设计引物 ,通过PCR扩增得到了抗细胞凋亡基因iap2的DNA片段。将扩增产物克隆到pGEM T载体上 ,再进一步将插入片段酶切并连接到表达载体pET 2 8a上 ,构建了重组质粒pET iap2。DNA序列分析结果表明 ,克隆得到的DNA序列与所发表序列完全相同。含重组质粒pET iap2的大肠杆菌BL2 1 (DE3)表达了抗细胞凋亡蛋白IAP2。     

用富集文库克隆人胰岛素基因组基因

通过构建可富集人胰岛素基因的λ噬菌体文库,克隆了人胰岛素基因组基因．首先从中国人血液白细胞中提取到人基因组ＤＮＡ,用ＥｃｏＲⅠ和ＢｇｌⅡ对基因组ＤＮＡ进行全酶切,经０．４％琼脂糖凝胶电泳,特异回收９．５ｋｂ左右的ＤＮＡ片段．将该片段与λＥＭＢＬ３／ＢａｍＨⅠ臂连接,构建成一个特殊的人基因组λ噬菌体文库（富集文库）,效价为２×１０４．同时采用ＰＣＲ方法及用引物Ⅰ：５′ＧＧＡＣＡＧＧＣＴＡＣＡＴＣＡＧＧＡＡＧＡＧＧ３′,引物Ⅱ：５′ＣＴＧＣＧＴＣＴＡＡＴＴＧＣＡＧＴＡＧＴＴＣ３′,从人基因组ＤＮＡ中扩增出一段含胰岛素基因的１．３６ｋｂＤＮＡ片段,做为放射性标记探针,对文库进行了噬菌斑原位杂交筛选,从１×１０４个噬菌斑中筛选到一个含人胰岛素基因组基因的阳性克隆,并进一步完成了亚克隆和该基因１７３２ｂｐＤＮＡ序列的测定．结果该基因的１７３２ｂｐＤＮＡ序列包括部分５′端和３′端与国外发表的人胰岛素α型等位基因的序列相同     

合成酮内酯类3—脱氧—3—羰基—红霉内酯B糖多孢红霉菌M的构建

大环内酯类抗生素基因工程是近年来研究的一个新领域,迄今已合成了100多种新的聚酮类化合物。以糖多孢红霉菌A226基因组DNA为模板,用重叠PCR方法扩增出去除KR6酶域DNA的约3.2kb DNA片段,克隆于pWHM3载体,构建了同源重组质粒pWHM2201。PEG介导原生质体转化法将pWHM2201转入糖多孢红霉菌A226,并整合于染色体红霉素合成基因位点。整合体在R3M斜面上生长两代后,制备原生质体涂R3M平皿。利用PCR鉴定筛选出8株KR6敲除的突变体糖多孢红霉菌M（1－8）。ZabsPec Fab质谱鉴定,证实糖多孢红霉菌M1合成了3－脱氧－3－羰基－红霉内酯B,一种新的酮内酯类化合物。     

An improved method to identify the T-DNA insertion site in transgenic <Emphasis Type="Italic">Arabidopsis thaliana</Emphasis> genome

An improved method to identify the T-DNA insertion site in transgenic Arabidopsis thaliana (Columbia ecotype) genome was presented. Firstly, the pre-adaptor was amplified by PCR from the plasmid pLASC11.12.8 and digested by HindIII to produce the adaptor. After treated with calf intestine alkaline phosphatase, the adaptor was ligated to the genomic restriction digested fragment with the same restriction endonucleases. Then two rounds of PCR (nested-PCR) were carried out and an unknown sequence between the T-DNA and the adaptor was amplified. Further analysis would reveal the accurate site of T-DNA insertion into transgenic A. thaliana genome. This text was submitted by the authors in English.