不同葡萄品种CBF1基因的克隆及序列分析

根据欧洲葡萄CBF1基因序列设计1对特异引物,采用PCR方法从山葡萄、贝达、SO4、Ln33和黑比诺的基因组中各扩增出1个DNA片段并克隆到pMD18-T栽体中.经序列测定和分析,各片段均长756 bp,与欧洲葡萄CBF1基因的核苷酸序列及其推导的氨基酸序列分别具有98％和99％的同源性,而且推导的氨基酸序列中包含有同源性更高的AP2/EREBP DNA结合域,以及CBFs蛋白的两段特征序列(PKK/RPAGRxKFxETRHP和DSAWR).结果表明从5种葡萄中均可以克隆出CBF1基因.     

拟南芥冷诱导CBF/DREB类结合因子的克隆及其生物信息学分析

CBF/DREB结合因子广泛存在于植物中,主要参与诸如干旱、高盐以及冷胁迫等相关基因的表达调控.以拟南芥DNA为模板,PCR扩增出3个冷诱导的CBF/DREB结合因子,即CBF1、CBF2及CBF3,利用生物信息学手段对三者的cDNA序列、氨基酸序列的相似性、组成成分、理化性质、疏水性/亲水性、功能域、进化树、二级结构及DNA保守域的三级结构等进行了较为全面的分析.结果显示,CBF1、CBF2和CBF3的氨基酸序列同源性很高,达到91.4%,且都属于亲水性蛋白,三者在理化性质以及蛋白质二级结构乃至三级结构上也极为相似.另外, CBF1和CBF2都不具跨膜结构,CBF3含有1个跨膜螺旋.     

牦牛与其他物种ZFX/ZFY基因片段间的进化关系

利用PCR扩增、克隆和序列分析法对牦牛ZFX/ZFY基因第11外显子部分片段进行了研究,并同来自于NCBI GenBank中人、猩猩、普通牛等9个物种的ZFX/ZFY基因核苷酸及其氨基酸序列进行了进化分析.结果表明,牦牛ZFX、ZFY基因间核苷酸序列同源性为94.1%,显示同一物种同源基因ZFX/ZFY间存在变异;比较的10个物种间ZFX基因核苷酸序列同源性为87.7%、ZFY基因为81.7%,相应ZFX、ZFY氨基酸同源性分别为96.6%、91.0%,ZFY基因的变异性大于ZFX基因,显示X染色体与Y染色体可能是独立进化.     

人干扰素α-2b基因植物表达载体的构建及转化

目的:通过构建人干扰素α-2b(hIFNα-2b)基因的植物表达载体,为后期将其导入胡萝卜愈伤组织中作准备。方法:采用PCR技术从人基因组DNA扩增hIFNα-2b编码基因及全长基因,将其克隆于pMD19-T载体中,双酶切hIFNα-2b基因及植物表达载体pBI121,回收目的片段,T4DNA连接酶连接得到植物表达载体pBI121-hIFN。采用三亲交配法将后者导入根瘤农杆菌。结果:经PCR检测,双酶切及DNA序列测定表明hIFNα-2b编码基因及全长基因已分别插入植物表达载体pBI121中,重组表达载体pBI121-IFN已成功转化根瘤农杆菌LBA 4404。结论:成功构建了植物表达载体pBI121-hIFN并转入根瘤农杆菌。     

拟南芥CAS基因的生物信息学分析及超表达载体构建

对拟南芥氰丙氨酸合酶(Cyanoalanine synthase,CAS)基因进行了生物信息学分析,并构建了CAS合酶基因的超表达载体,以期为后续功能研究奠定基础。生物信息学分析结果表明,编码拟南芥CAS合酶的CYS-C1和CYS-D1基因含有10个外显子和9个内舍子,定位于3号染色体,而CYS-D2基因有9个外显子和8个内含子,定位于5号染色体。三个基因编码的蛋白氨基酸序列相似度较高,CYS-C1蛋白偏碱性且主要在线粒体中起作用,而CYS-D1和CYSD2蛋白偏酸性,主要在细胞质中起作用;通过RT-PCR扩增了拟南芥CYS-C1,CYS-D1和CYS D2基因片段,并构建了超表达载体pBI121-35S-CYS-C1,pBI121-35S-CYS-D1和pBI121-35SCYS-D2,经检测重组质粒已转化到农杆菌GV3101中。     

枳壳CBF转录激活因子基因片段的克隆

根据不同植物CBF同源基因的保守区设计合成简并引物,采用PCR技术首次从枳壳基因组中分离出一个DNA片段并克隆到pMD18-T载体中.序列测定和分析表明,该片段长464bp,与拟南芥3个CBF基因的核酸序列及其推导的氨基酸序列分别具有79%和67%～69%的同源性,而且推导的氨基酸序列含有同源性更高的AP2DNA结合域和CBF蛋白的两段特征序列PKK/RPAGRxKFxETRHP和DSAWR.结果 表明,本研究克隆的片段为枳壳CBF基因片段.     

拟南芥春化相关基因VRN2的克隆及其植物表达载体的构建

本文利用特异性引物,从拟南芥RNA中提取春化相关基因VRN2 cDNA序列,GenBank登录号AY063047。该基因序列大小为1 354 bp,编码区为1 323 bp,编码氨基酸441个。将克隆片段插入中间载体pBPFΩ7,经PstI酶切回收带有P35S启动子和nos终止子片段,连接pBI121载体,构建VRN2基因的植物表达载体。     

莲藕CBF2基因cDNA克隆及序列分析

目的:克隆莲藕CBF2基因的c DNA全长并对其进行序列分析。方法:根据已有的ESTs序列,设计3'和5'端RACE引物,运用RACE技术克隆莲藕CBF2基因c DNA全长。结果:克隆得到全长为1 560bp c DNA序列,其中包括350bp的3'非编码区和124bp的5'非编码区及一个1 086 bp的完整开放阅读框,编码362个氨基酸,序列末端有poly(A)尾。其核苷酸序列与NCBI数据库中大豆DREB2C/CBF2、马铃薯DREB2A/CBF2、黄瓜DREB2A/CBF2及花生DREB2A/CBF2的同源性较高,分别为83%、77%、76%和76%,因此把该基因命名为Lr CBF2。氨基酸序列进化树分析表明该基因与葡萄相关基因亲缘关系较近。结论:分离克隆得到莲藕CBF2基因,为进一步研究莲藕中该基因的功能奠定基础。     

水稻minE基因的克隆及分析

 植物叶绿体与原核生物分裂机制相似,其中MinE蛋白在细菌分裂过程中具有重要作用. 为了研究植物MinE蛋白在叶绿体分裂过程中的功能及其进化,利用RT PCR技术克隆了水稻叶绿体分裂相关基因OsMinE,并在GenBank登录（No. AY496951）.OsMinE基因cDNA全长1 035 bp,其ORF为711 bp,编码236个氨基酸.与原核生物MinE蛋白相比,水稻OsMinE具有明显延伸的N端与C端.其N端102个氨基酸残基为预测的叶绿体导肽序列,C端延伸保守,推测赋予植物MinE蛋白新的功能.植物minE基因结构分析显示,水稻、拟南芥、杨树都仅含有1个内含子,且插入位置及相位相同.这表明,该内含子可能在单子叶、双子叶植物分化前产生.水稻OsMinE基因在大肠杆菌细胞中的表达严重影响了细胞的分裂,初步证明了水稻MinE蛋白与原核细胞MinE蛋白功能类似.水稻OsMinE基因的克隆为进一步研究叶绿体的分裂机制奠定了基础.     

Floral-dip转化法将PEPC基因ihpRNA干扰表达载体导入甘蓝型油菜

根据磷酸烯醇丙酮酸羧化酶(PEPC)基因控制油菜籽中蛋白质与脂肪酸合成的原理,构建了PEPC基因片段ihpRNA干扰表达载体,该载体包含了一个PEPC基因片段正反向序列的回文结构．表达RNA干扰的载体结构（ihpRNA）,在大肠杆菌体内进行克隆的过程中易被大肠杆菌自身携带的某种酶剪切,剪切位点不确定,可能是一种随机性的剪切．通过反复实验,最终获得了一个与我们设计一致的PEPC基因片段正反向序列结构, RNA干扰表达载体构建获得成功．利用花序浸渍法(floral-dip)转基因将构建的PEPC基因ihpRNA干扰表达载体转移到甘蓝型油菜中,并通过抗性筛选、PCR特异扩增、PCR-Southern杂交和克隆测序,对获得的转基因植株进行了鉴定,转化率达到了069%,说明floral-dip方法有效地实现了ihpRNA干扰表达载体的遗传转化     

猪干扰素-α基因的克隆及其植物表达载体的构建

目的:克隆与分析猪干扰素-α(INF-α)基因,构建猪干扰素基因的高效植物表达载体。方法:根据NCBI中DQ248997序列设计引物,以猪的总DNA为模板,PCR扩增出猪的INF-α基因,克隆至pBS-T载体后进行序列分析,构建猪干扰素基因的植物表达载体。结果:实验所克隆序列经Blastn比对,98%的核酸序列相同,98%的蛋白质序列相同,3个非功能性氨基酸与基因库中序列不一致,推测为猪INF-α的一个亚型。构建的2个植物表达载体经BamHⅠ/SacⅠ限制性内切酶消化,均可得到570bp的目的基因。结论:成功克隆了猪的INF-α基因,并构建出含猪INF-α基因的高效植物表达载体pBI121/INF和pCAMBIA1301/INF。     

葡萄BRX基因家族生物信息学分析

BRX基因家族是一类植物特有的转录因子家族,在拟南芥中参与调节根细胞的增殖与伸长。利用生物信息学方法对葡萄基因组中存在的BRX基因家族进行了电子克隆,并对其进行了基因组的定位、蛋白质的结构、理化性质、二级结构及亚细胞定位的预测与分析,并对其与其它植物进化的亲缘关系进行了研究。基因组定位结果发现:葡萄基因组中6个BRX基因集中分布在3条染色体上,其中Vv BRX1和Vv BRX2分布在第2条染色体上,Vv BRX3和Vv BRX4分布在第9条染色体上,Vv BRX5和Vv BRX6分布在第11条染色体上;编码蛋白的氨基酸数目为360~560个,Vv BRX5的相对分子量(61 884.4)和理论等电点(9.38)均最大,而Vv BRX1的相对分子量(40 239.1)和理论等电点(6.23)均最小。研究显示,不同成员间氨基酸数目、氨基酸序列间存在一定的差异,但都为疏水性蛋白;α-螺旋和无规则卷曲为6个BRX氨基酸序列的主要组成部分;均不存在跨膜域及信号肽。基因结构分析表明,6个BRX基因都含有外显子和内含子结构。亚细胞定位分析表明:6个Vv BRX基因均定位于细胞核。系统进化分析结果表明,Vv BRX1、Vv BRX2基因与胡杨的亲缘关系最近,相似性达96%;Vv BRX3、Vv BRX4与蓖麻、麻疯树、柑橘、可可、大豆聚为一类,说明其进化关系较近;Vv BRX5与其它Vv BRX基因明显分开;Vv BRX6基因与莲的亲缘关系最近。试验结果为葡萄BRX基因家族的克隆和功能分析奠定了一定的研究基础。     

平颏海蛇PLA2在大肠杆菌中的融合表达

将编码平颏海蛇磷脂酶A2的基因(PLA29)分别克隆于硫氧环蛋白基因融合表达载体pThioHisC和pTRX的HP\|trxA和trxA基因的3′末端,构建符合读码框的融合表达载体pThioHisC\|PLA2和pTRX\|PLA2。25℃下经IPTG诱导,PLA2融合蛋白在两种原核系统中均能获得较高表达,但PLA2在pTRX系统下的表达量和蛋白溶解性优于pThioHisC系统。将两种系统下的表达产物进行金属螯合亲和层析纯化,Trx\|PLA2融合蛋白的纯度可达85%以上,而HPTrxPLA2不表现出对介质的亲和性,难以得到纯化。由此,将pTRX\|PLA2载体系统确立为进一步大量表达和纯化的载体系统。     

甘蔗MYB2转录因子的电子克隆和生物信息学分析

用电子克隆方法获得甘蔗MYB2基因,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、高级结构及功能域等方面进行了预测和分析。结果表明:甘蔗MYB2基因全长991bp,包含570bp的ORF,编码189个氨基酸。甘蔗MYB2基因包含有MYB功能域,在序列组成、高级结构及活性位点等方面,与玉米等其它植物的MYB2基因具有高度的相似性。研究结果为该基因的实验克隆奠定基础。     

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.     

云南红豆杉紫杉烯合成酶基因克隆、序列分析与植物表达载体的构建

利用分段RT—PCR法成功地从云南红豆杉叶片总RNA中分离出两条长约1．4kb和1．5kb的cDNA片段,克隆到pUCm—T载体中,序列拼接分析表明,该cDNA片段与Wildung MR等发表的紫杉二烯合成酶基因编码区2586bp有41个核苷酸不同,同源性为98．42％,具有编码862个氨基酸蛋白质的能力．为了检测所克隆的基因编码产物是否具有活性,并进一步制备抗体以便于将来转基因植物的检测,构建了一个酵母表达载体GAPA-T14;为了转化植物构建了两个具有不同启动子的植物表达载体,pBI121-T14(含35S启动子)和pBIH-T14(在pBI121的基础上以胶乳特异启动子取代35S启动子)．     

橡胶树白粉菌(HO-73)启动子WY172不同长度片段的克隆及表达活性分析

旨在克隆橡胶树白粉菌启动子WY172及其上游2K序列上4个不同长度缺失片段,以分析启动子各片段的表达活性。基于实验室前期研究基础,以WY172上游2K序列作为研究对象进行渐变缺失突变,得到4个不同长度的可能具有启动子活性的片段,结合WY172,选用pBI121载体作为骨架,分别替换GUS基因前的CaMV35S启动子,并分别构建重组表达载体,通过ATMT法转化农杆菌;利用GUS染色法和酶活性检测,分析WY172启动子及不同长度片段的酶活性。分别构建了pBI121-WY172、pBI121-WY172Q、pBI121-WY172Q1、pBI121-WY172Q2、pBI121-WY172Q3共5个重组的植物表达载体,所有植物表达载体烟草瞬时表达GUS染色均有蓝色出现,且蓝色程度均强于阳性对照CaMV35S启动子,其中pBI121-WY172Q3的GUS染色相对最深;GUS酶活性测定结果显示所有缺失突变片段都具有调控基因表达的启动子活性,且启动活性均强于CaMV35S启动子,WY172Q3调控GUS基因表达的活性最高。因此我们判断WY172及其上游2K序列上4个不同长度缺失片段均具有启动子活性,其中以WY172Q3启动子片段的表达活性最强。     

葡萄白藜芦醇合酶基因的克隆及序列分析

目的:从葡萄中克隆白藜芦醇合酶基因vrs1并对其序列进行生物信息学分析.方法:利用葡萄总RNA为模板,采用RT - PCR技术克隆白藜芦醇合酶基因vrs1并亚克隆进T- Vector.利用生物信息学工具对其核酸和蛋白序列进行分析.结果:测序结果显示其cDNA序列全长为1 257bp,含有一个1 179bp的开放阅读框.生物信息学分析表明葡萄白藜芦醇合酶基因编码392个氨基酸,分子量为42.9kDa,理论等电点为5.97,具有芪合酶家族固有的氨基酸保守结构域,二级结构主要由α-螺旋、无规则卷曲、延伸链和β-转角组成.结论:该基因的克隆、生物信息学分析为进一步研究其功能奠定了基础.     

白桦APETALA2基因启动子的克隆及其表达分析

APETALA2（AP2）转录因子亚家族普遍存在于植物中,参与植株的生长发育、胁迫应答和多种生理生化反应的信号传导。本研究从白桦（Betula platyphylla Suk.）基因组中克隆了AP2基因2 308 bp的启动子序列,生物信息学分析发现,该序列除具有TATA-box和CAAT box等高等植物普遍具有的保守元件外,还具有大量光响应元件和激素响应元件,如响应赤霉素、脱落酸、茉莉酸甲酯等的元件。将白桦AP2基因启动子克隆至pBI121-35S：：GUS植物表达载体中,命名为pBI121-proAP2：：GUS,用农杆菌介导法侵染白桦和拟南芥,并进行GUS染色分析,结果表明AP2基因启动子驱动下的GUS报告基因在整个拟南芥中都表达,在白桦的营养器官和雌花种翅及花柄中也有表达,说明其具有启动活性,可能参与该器官的发育。     

拟南芥冷诱导型启动子CBF 3的克隆及活性检测

目的：构建冷诱导型启动子CBF3基因的植物表达载体,并将其转入烟草。方法：以拟南芥基因组DNA为模板,通过特异PCR扩增,克隆冷诱导表达启动子CBF3（C-repeat binding factor）。用CBF3启动子替换pBI121载体上的35S启动子构建新的载体pBC-GUS,通过农杆菌介导的叶盘法转化烟草。结果：获得了转基因烟草,转基因烟草的GUS组织化学染色及PCR分析结果表明,在低温诱导下,CBF3启动子可增强GUS基因表达。结论：CBF3启动子可应用于植物抗冷基因工程研究。