橡胶草异戊烯焦磷酸异构酶基因的电子克隆及分析

利用电子克隆方法获得两条橡胶草异戊烯焦磷酸异构酶基因（IDI）的eDNA序列和编码区基因组序列,分别命名为TkIDI1和TklDl2,并采用生物信息学方法对该基因及其编码蛋白进行系统进化、亚细胞定位、活性位点、高级结构等方面的预测和分析。结果显示,TklDI1的eDNA序列长度为980bp,包含一个696bp的开放读码框（ORF）,编码232个氨基酸,预测定位于内质网或叶绿体上;TkIDl2的eDNA序列长度为1038bp,包含一个843bp的ORF,编码281个氨基酸,预测定位于线粒体或叶绿体;而他们的截短转录本蛋白定位于胞质中,且都具有过氧化物酶体定位信号。结构分析表明TkIDI1和TkIDI2与植物IDI蛋白同源,活性位点保守,高级结构与其他植物的IDI均具有高度的相似性。     

向日葵异戊烯焦磷酸异构酶基因(ipi)的电子克隆和生物信息学分析

用电子克隆方法获得向日葵异戊烯焦磷酸异构酶（IPI）基因,并用生物信息学方法对此基因编码产物从氨基酸组成、理化性质、二级和三级结构以及功能进行预测和分析的结果表明,向日葵IPI为亲水性α/β蛋白,含有IPP异构酶结构域,其与其他植物的IPI在序列组成、结构及活性位点均有高度的相似性。     

丹参异戊烯焦磷酸异构酶基因（SmIPI）的生物信息学及表达分析

异戊烯焦磷酸异构酶（IPI）是萜类合成途径的关键酶之一。本文在丹参转录组高通量数据分析的基础上,对丹参IPI基因（SmIPI）进行了克隆及序列分析。SmIPI脸长1234bp,包含681bp的开放读码框,编码226个氨基酸。生物信息学结构分析表明,SmIPI亲水性α／β蛋白,包含有IPI结构域,在序列组成、结构及活性位点等方面与其他植物的IPI均具有高度的相似性。实时荧光定量PCR分析结果表明,SmIPI在丹参生长的各个时期和不同组织器官中差异表达,其表达受病原菌和茉莉酸甲酯的诱导。     

玉米异戊烯基焦磷酸异构酶基因的克隆及其功能分析

以玉米嫩叶为材料,采用RT-PCR技术克隆了植物萜类物质前体生物合成过程最后一个关键酶--异戊烯基焦磷酸异构酶(IPI)基因的全长cDNA,命名为ZmlPI(GenBank登录号为AY738148),该基因cDNA全长为1 382 bp,包含1 104 bp的开放阅读框,编码367个氨基酸残基.颜色互补分析表明ZmlPI能推动工程菌XLI-Blue pTreZmlPI pAC-BETA超量表达β-胡萝卜素,证实ZmIPI具有典型的IPI基因的功能.     

牛RHOQ基因的电子克隆与生物信息学分析

利用电子克隆技术获得牛RHOQ基因cDNA序列,采用生物信息学方法对该基因及其编码蛋白的基本理化性质、疏水性、信号肽、二级结构和亚细胞定位等方面进行预测和分析。结果表明,牛RHOQ基因的cDNA序列全长1 517 bp,包含1个618 bp开放阅读框,编码205个氨基酸;其编码蛋白属疏水性蛋白,不存在信号肽及跨膜结构,定位于分泌系统囊泡;二级结构主要以无规则卷曲和α-螺旋为主。牛RHOQ基因编码蛋白可能具有生长因子功能,可能在神经再生和突触延伸过程中起重要作用。     

甘蔗过氧化氢酶基因的电子克隆及生物信息学分析

应用电子克隆技术,获得甘蔗中一个过氧化氢酶基因的cDNA序列全长,命名为S-CAT。该基因全长2160bp,包含一个1479bp的开放阅读框,编码492个氨基酸。通过PSORT工具,预测甘蔗S-CAT蛋白存在于过氧化物酶体中。同源比对分析显示,S-CAT基因编码的氨基酸序列与水稻、玉米、高粱、朝鲜碱茅、葡萄等植物中过氧化氢酶基因所编码的氨基酸序列高度同源,同源性分别为97%,97%,95%,91%和92%。研究结果为该基因的实验克隆奠定基础。     

牛Pbx-1基因的电子克隆及生物信息学分析

新基因全长cDNA序列很难获得,但电子克隆却提供了基因克隆的一种策略.利用小鼠Pbx-1基因编码序列(NM_183355)为种子序列进行电子克隆获得牛Pbx-1基因完整编码序列.然后,用生物信息学方法分析了牛的Pbx-1基因的结构,密码子偏性和氨基酸的同源性等.结果表明:该基因cDNA全长1 754 bp,无内含子,最大开放阅读框1 305 bp.编码434个氨基酸.预测其编码的蛋白分子量为47 189.5 Da,与小鼠的同源性为81%.     

黄芩查尔酮异构酶基因的全长cDNA克隆及生物信息学分析

目的：从黄芩叶片克隆全长查尔酮异构酶基因chi并进行功能鉴定。方法：从黄芩叶片mRNA中RT-PCR获得全长chi基因并进行生物信息学分析。结果：克隆的chi基因全长648 bp,含有完整chi基因的开放阅读框,拟编码215个氨基酸,具有查尔酮异构酶催化特有的结构域PLN02559,属于查尔酮＿3超家族。构建表达载体pET-32a(+)-chi,在IPTG诱导下在大肠杆菌中表达出一个30.0 kDa的融合蛋白。结论：分析表明,黄芩叶片chi与从黄芩组培毛状根、愈伤组织的chi基因序列几乎完全相同,预示黄芩叶片可替代野生黄芩根用药,为野生黄芩资源的可持续利用提供理论依据。     

烟草蛋白酶抑制剂基因的电子克隆及生物信息学分析

蛋白酶抑制剂可以增强植物对病虫害的抵抗能力,为了深入研究蛋白酶抑制剂在烟草中的作用机制,利用生物信息学的方法,成功获得了烟草品种K326中的4种蛋白酶抑制剂cDNA序列(NtPI-1、NtPI-2、NtPI-3和NtPI-4)并对其进行了序列分析.它们编码的氨基酸序列都具有典型的马铃薯蛋白酶抑制剂Ⅰ家族功能结构域,属于马铃薯蛋白酶抑制剂Ⅰ家族成员.序列分析表明,4种蛋白酶抑制剂基因cDNA序列均具有完整的开放读码框,依次编码128、95、94和72个氨基酸残基,它们的氨基酸序列一致性在31％-38％之间.系统树分析表明,烟草品种K326中的4种蛋白酶抑制剂分散在进化树的不同位置,形成不同亚群.     

葡萄乙醇脱氢酶基因Ⅲ的电子克隆及生物信息学分析

利用电子克隆方法获得葡萄乙醇脱氢酶基因Ⅲ(ADHⅢ),并采用生物信息学方法对该基因编码蛋白从氨基酸组成、理化性质、跨膜结构域、疏水性/亲水性、亚细胞定位、高级结构以及功能域等方面进行了预测和分析.结果表明,葡萄ADHⅢ基因全长1 602 bp,包含1 140 bp的ORF,编码379个氨基酸,该蛋白不具有明显的疏水区域,也无跨膜结构域,α-螺旋和不规则卷曲是其二级结构的主要构件.葡萄ADHⅢ包含有ADH功能域,和其他植物的ADHⅢ在序列组成、高级结构及活性位点等方面均具有高度的相似性.     

大豆酪氨酸氨基转移酶基因的克隆与表达分析

采用电子克隆与实验克隆相结合的方法获得了大豆酪氨酸氨基转移酶基因的cDNA序列,GenBank登录号为DQ003328.序列分析结果表明,该cDNA序列含有一个编码425个氨基酸的完整的开放读码框,5′非翻译区具有多个同框终止密码子,3′端具有3个加尾信号和polyA尾巴.启动子区除含有通用核心元件外,还含有许多与光反应有关的作用元件.氨基酸序列比对和系统发育分析结果显示,不同物种之间酪氨酸氨基转移酶的氨基酸序列同源性较高.电子表达分析和RT-PCR组织表达分析结果表明,该基因的表达量与组织中叶绿体含量具有很高的关联,强光逆境能够上调该基因的表达.     

大豆GmCOL8基因的克隆及表达分析

从大豆品种‘垦农18’中克隆了一个CONSTANS—like基因,命名为GmCOL8。进化树分析表明它属于CONSTANS—like亚家族1的成员。mRNA表达分析显示,GmCOL8在短日下具有明显的生物钟节律性表达特性,其表达高峰出现在凌晨。GmCOL8主要在复叶中表达,表达高峰出现在开花时期。     

栽培大豆染色体改构复合体基因SNP5的克隆及序列分析

根据大豆耐盐基因表达芯片上提供的表达量下调的EST序列信息,借助了电子克隆方法,根据获得的假定序列设计引物,通过RT-PCR,从栽培大豆克隆了染色体改构复合体SNP5类同源基因。其片段长度为812bp,编码240个氨基酸的多肽,分子重量为27.4kD,等电点pI为5.37。NCBI保守结构域分析表明,其属于SNF5超家族,因此我们将其命名为Gm-SNP5(GenBank登录号:HM068595)。Southern杂交表明,GmSNF5基因在栽培大豆基因中至少有一个拷贝。氨基酸序列及系统进化树分析表明,GmSNF5与其同科的豌豆PsSNF5有较高的同源性,氨基酸序列一致性高达92%。由于其部分EST序列在大豆耐盐芯片中表达量下调,因此推测此基因在功能上与栽培大豆的耐盐性相关。     

大豆中L34基因的克隆与表达分析

目的:采用分子手段试图分离与大豆种子低温吸胀相关的基因.方法:利用cDNA-AFLP(cDNA-amplified fragment length polymorphism)和RACE技术从大豆种子胚轴中克隆到一个编码132 kD的全长核糖体蛋白基因,命名为SOL34.结果:序列分析表明,SOL34和苜蓿(gi | 113205273 |)、茄科植物(gi | 48057670 |)及拟南芥(gi | 2500376 |)中L34蛋白基因的同源性分别为95%、95%和90%.半定量RT-PCR结果表明:大豆种子在4℃下吸胀24h内,胚轴中的SOL34被诱导表达,其中当种子低温吸胀6h,SOL34表达量升高非常明显,18h的表达量最大,24h表达量和18h相似;SOL34在大豆不同部位的表达不同,4叶期的大豆幼苗经过低温处理后,根尖中SOL34的表达比非处理材料增强约5倍,同时比胚轴中高约2倍;但是在叶片中,SOL34表达量并没有受到温度的影响,表达量也很弱,说明SOL34在叶片中是组成型表达.结论:结果分析表明,SOL34可能和大豆根的代谢有关.     

豆血红蛋白基因lba的克隆及其转化衣藻叶绿体

降低细胞内的氧气含量是提高莱茵衣藻产氢效率的重要手段之一。本研究首次尝试将豆血红蛋白基因lba转入衣藻叶绿体中表达,利用豆血红蛋白具有与氧可逆结合的特性,期望降低转基因衣藻细胞内的氧气含量,达到提高衣藻产氢效率的目的。实验结果证明,lba成功转入到衣藻叶绿体中,且对其生长没有产生显著影响,这为下一步调控Lba在衣藻叶绿体中表达活性和提高衣藻产氢效率奠定了实验基础。     

金纹细蛾几丁质酶基因生物信息学分析

本文从生物信息学角度对克隆获得的金纹细蛾几丁质酶进行分析,通过课题组提交到GenBank的数据,采用在线分析及相应软件分析预测金纹细蛾几丁质酶(LrCHI)基因核苷酸和氨基酸序列的组成、理化性质、信号肽、糖基化位点、磷酸化位点、疏水性、二级结构和三级结构等,并构建系统发育树。结果表明:LrCHI开放阅读框由1737bp组成,推导578个氨基酸;此序列所编码的蛋白属于几丁质酶18家族,其N端含有信号肽和几丁质酶18家族活性位点,C端为几丁质结合区,无跨膜结构域区域;预测LrCHI为亲水性蛋白;金纹细蛾与鳞翅目的棉铃虫、甜菜夜蛾进化关系最近。分析结果可为LrCHI的科学研究提供有价值的信息,为进一步研究其高级结构与功能的关系提供理论依据。     

香蕉中Maasr1基因的生物信息学分析

目的:利用生物信息学方法对香蕉中Maasr1基因的理化性质、结构与功能进行预测,为其基因功能的研究提供线索,为下一步的实验策略提供参考。方法:用Protparam分析Maasr1编码蛋白的氨基酸序列组成、相对分子质量、等电点等理化性质;用InterProScan分析蛋白质结构域;用Scanprosite寻找Motif;用Predictprotein预测二级结构、疏水性;用Psort进行亚细胞定位;用ClustalW进行多序列比对;用Protfun分析蛋白质功能。结果:通过因特网数据库及生物信息学分析工具进行初步分析表明,Maasr1基因编码的蛋白是一种相对分子质量为16263.8、等电点为5.99的不稳定蛋白,富含Glu、Ala、His、Lys;二级结构主要是α螺旋,具有多种蛋白激酶磷酸化位点和1个豆蔻酰化位点,并具有很高的亲水性,定位于细胞核和细胞质。结论:Maasr1基因可能在植物的糖代谢、生长衰老、果实发育及非生物胁迫过程中起重要作用。     

大豆重复序列的克隆,特性分析及在染色体上的定位

从大豆栽培品种Ｕｎｉｏｎ（Ｇ．ｍａｘ）基因组ｐＵＣ１８质粒文库中,以基因组ＤＮＡ为探针,筛选出一个重复序列家族。序列分析表明,此重复序列的重复单位为９１ｂｐ,拷贝数约为１０￣５,其序列约占基因组ＤＮＡ的０．９％。基因组ＤＮＡ不同限制酶片段Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交分析和染色体原位杂交分析表明此重复序列主要以串联方式集中分布在Ｍ２和Ｍ１１号染色体的臂上,而另外一些则散布于整个Ｍ１２和Ｓｍ７号染色体上。以该序列为探针片大豆属不同亚属１３个种的１８个品系的Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交结果表明,此重复序列为Ｓｏｊａ亚属所特有。这一Ｓｏｉａ亚属特异重复序列的发现,从另一个角度支持应把Ｓｏｊａ亚属的３个种Ｇ．ｓｏｊａ、Ｇ．ｇｒａｃｉｌｌｉｓ、Ｇ．ｍａｘ划分为一个种的观点。     

Gene amplification of the Hps locus in Glycine max

Background  

Hydrophobic protein from soybean (HPS) is an 8 kD cysteine-rich polypeptide that causes asthma in persons allergic to soybean dust. HPS is synthesized in the pod endocarp and deposited on the seed surface during development. Past evidence suggests that the protein may mediate the adherence or dehiscence of endocarp tissues during maturation and affect the lustre, or glossiness of the seed surface.     

苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白基因导入大豆的研究

用苏云金芽孢杆菌(BacillusthuringiensisBerliner)杀虫晶体蛋白(Bt)基因和葡糖苷酸酶(GUS)基因通过基因枪轰击和根癌土壤杆菌(Agrobacteriumtumefaciens(SmithetTownsend)Conn)介导转入大豆(Glycinemax(L.)Merr.),诱导大豆转基因植株再生。大豆主栽品种“中黄4号”和品系8502未成熟子叶有较强体细胞胚分化能力。体细胞胚的脱水处理显著促进“中黄4号”体细胞胚的萌发。未成熟子叶的预培养有利于根癌土壤杆菌感染子叶外植体体细胞胚的分化。基因型和受体的选择,转基因体系的改进,体细胞胚的脱水处理等是提高大豆转基因效率的重要因素。