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.     

人NFBD1启动子的鉴定与初步分析

NFBD1,也称MDC1,是一个参与细胞内DNA损伤后细胞应答反应的重要分子.为了进一步深入研究其转录调控机制,本研究克隆鉴定了NFBD1的启动子.首先应用5′ RACE技术鉴定了NFBD1的转录起始位点,首次发现NFBD1至少存在3种丰度和转录起始位点不同的转录变异体.然后,通过PCR定向克隆和酶切亚克隆策略,构建了覆盖NFBD1基因5′侧翼区起始密码子ATG上游5 kb区域的一系列NFBD1启动子荧光素酶报告基因重组体.启动子活性分析表明,NFBD1启动子区域定位于主要转录起始位点区域附近1.5 kb的区域内.采用转录因子结合位点预测分析软件分析表明,NFBD1启动子缺乏TATA盒,但含有典型的CCAAT盒和GC盒以及其它潜在的转录因子结合位点,提示Sp1和NF-Y等转录因子可能参与NFBD1的转录调控     

脂氧合酶OsRCI-1正调控水稻对二化螟的抗性

本文克隆了虫害诱导的水稻脂氧合酶基因OsRCI-1全编码序列, 实时定量QRT-PCR 检测结果表明二化螟Chilo suppressalia Walker取食能快速且持续地诱导OsRCI-1基因的表达。利用农杆菌介导的水稻遗传转化获得了两株OsRCI-1基因的RNAi沉默突变体,突变体株系ir-rci-1和ir-rci-2中目的基因OsRCI-1的表达被明显的抑制,其表达水平分别仅为对照(秀水11)的4773%和3233%。生测结果表明OsRCI-1基因沉默导致水稻对二化螟抗性显著地降低,取食RNAi突变体株系的二化螟体重分别是取食秀水11的158倍和215倍。因此,水稻OsRCI-1基因正调控对二化螟的抗性,该基因介导的防御途径可能在水稻虫害诱导防御反应中起重要的作用。     

斜纹夜蛾核多角体病毒p49基因在大肠杆菌中的表达及其在昆虫细胞中的表达时相分析

利用PCR方法从斜纹夜蛾核多角体病毒（SpltMNPV）基因组中扩增获得了细胞凋亡抑制基因〖STBX〗p49〖STBZ〗的完整ORF并将其克隆于pMD18T载体,其序列分析结果与文献报道一致。将基因重组于硫氧还蛋白融合表达载体pThioHis C,在大肠杆菌BL21(DE3)中获得了稳定表达,表达的P49融合蛋白占菌体总蛋白30%左右,主要以包涵体形式存在。分离纯化重组表达的SpltMNPV P49蛋白作为抗原,免疫家兔制备得到效价高于1∶10000的抗重组P49蛋白多克隆抗体。应用制备的抗体对受SpltMNPV感染的Sl细胞中P49蛋白的表达时相进行分析,结果显示P49蛋白在细胞感染后3h内便可检测到,并在整个感染期间维持着低水平表达。     

应用Coriolus vericolor菌丝球脱色染料及印染废水的研究

对白腐真菌(Coriolus vericolor)产生漆酶进行〖JP2〗了研究。发现该菌产漆酶的最适初始pH值为45。提高微量元素浓度或添加藜芦醇都可使C.versicolor的产酶能力增加,添加Tween80会有一定的抑制作用。采用C.versicolor菌丝球进行重复分批产酶试验,结果表明菌丝球的稳定性很好,同一批菌丝球可连续利用14次,平均每批酶活力可保持在672U/mL,产酶能力优于聚氨酯泡沫固定化菌丝。将粗酶液用于染料的脱色降解试验,在酶活力为3.3IU/mL〖JP〗,酸性橙浓度为500mg/L条件下,经过24h反应,脱色率达到98.5%;对含弱酸大红和卡布龙红的印染废水进行脱色试验,脱色率也达到了93%。     

嗜热真菌Thermomyces lanuginosus热稳定几丁质酶基因的cDNA克隆及表达

根据Thermomyces lanuginosus热稳定几丁质酶Chit的N端氨基酸序列和同源保守序列设计简并引物,通过RTPCR及快速扩增cDNA末端（RACE）的方法,克隆了该几丁质酶的编码基因chit,全长cDNA为1500bp,包含一个由442个氨基酸组成的开放阅读框。该基因已在GenBank中注册,登录号为DQ092332。将成熟肽几丁质酶Chit阅读框与酵母表达载体pPIC9K连接,构建重组质粒pPIC9K/chit,转化毕赤酵母GS115,在甲醇的诱导下,成功地分泌出具生物活性的几丁质酶,诱导6d后酶活性达2.261U/mL,酶蛋白表达量为0.6mg/mL。该酶的最适反应温度和pH 值分别为60℃和5.5,该酶在50℃以下稳定;65℃的半衰期为40min。     

植物硝酸还原酶的研究进展

一、硝酸还原酶的特性 硝酸还原酶(NR )是植物中显著的诱导酶之一,易被诱变得到突变体。酶结构复杂,田多个亚基组成;含有不同组分酶,其活性易受体内外因素影响,为氮素代谢的关键酶,影响农作物的总氮和蛋白氮水平,与作物的耐肥性有密切关系。该酶同时具有功能多样性的特点,在植物的其他代谢过程中,如能量代谢、铁离子同化与运转、水分胁迫、光呼吸、氯离子还原、分子O_2的分解释放等也有重要作用。NR在植物基因表达、蛋白质分子基础研究和植物代谢途径及调控研究中占有十分重要的地位。 1952年埃文斯(H.Evans)和纳松(A.Na-son)在红色链孢霉中最早发现NR,次年又在高等植物中发现,此后发现NR广泛分布于细     

茶树硝酸还原酶基因克隆及表达分析

利用茶树全器官转录组文库中硝酸还原酶(NR)的EST,通过RACE技术扩增出NR基因的cDNA,并利用实时荧光定量PCR检测了NR基因在不同茶树品种中的表达。结果表明:NR基因cDNA全长2 927bp,开放阅读框2 652bp,编码一个有884个氨基酸蛋白质,GenBank登录号为JX987133。经BlastX比对,与GenBank中登录的烟草NR相似性达到74%。茶树NR蛋白属于亲水性蛋白,可能为胞质蛋白。25个茶树品种叶片中NR表达水平差异明显,最高值是最低值的22.75倍。因NR是植物氮代谢过程中的关键限速酶,推测25个茶树品种间氮吸收利用能力存在差异。     

谷子弯孢菌海藻糖酶基因(ClTRE)及其启动子的克隆和序列分析

海藻糖代谢调控真菌生长、发育及致病性,为了进一步研究海藻糖代谢在谷子弯孢病菌中的功能,对海藻糖酶基因及其启动子进行了克隆.根据植物病原真菌海藻糖酶基因的保守序列设计简并引物,扩增得到海藻糖酶基因同源序列.通过RACE技术,首次在谷子弯孢病菌中克隆得到了海藻糖酶基因(ClTRE)全长cDNA序列.序列分析表明,该基因最大开放阅读框为2037 bp,编码679个氨基酸;二级结构预测表明,该蛋白含约40.48％的α螺旋,12.99％的延伸串,6.5％的β转角,40.03％的不规则卷曲;蛋白保守结构域分析发现其含有海藻糖酶特有的保守位点,与其他植物病原真菌中海藻糖酶基因有51％-86％同源性;利用SignalP3.0软件预测谷子弯孢海藻糖酶蛋白具有信号肽.通过染色体步移技术克隆得到其上游启动子序列,利用TFSEARCH软件分析含有多个与逆境胁迫相关的顺式作用元件,初步推测该基因与逆境胁迫相关.谷子弯孢病菌ClTRE基因及其启动子的克隆,为进一步研究该基因在病菌致病中作用以及以该基因为靶位点的化学防控奠定基础.     

苏云金杆菌vip3A基因的克隆、表达及杀虫活性分析

用全长PCR方法从野生型苏云金杆菌（Bacillus thuringiensis,Bt）菌株S184中克隆了2.3 kb大小的vip3A基因并进行了序列分析。将vip3AS184基因插入表达载体pQE30构建了表达质粒pOTP,转化大肠杆菌M15,转化子经1mmol/L IPTG诱导后可表达89 kD大小的Vip3A-S184蛋白,并得到Western blot证实。蛋白可溶性试验表明,目的蛋白中约有19%是可溶的,用透射电镜观察到大多数蛋白是以包涵体形式存在的。因此,可以在自然条件下进行目的蛋白的纯化和对家兔进行免疫制备多克隆抗体,用于苏云金杆菌Vip3A蛋白表达的检测。利用IPTG进行诱导培养的菌液对甜菜夜蛾（Spodoptera exigua）、斜纹夜蛾(S.litura)和棉铃虫(Helicoverpa armigera)等3种害虫的初孵幼虫进行生物测定,结果表明,Vip3AS184蛋白对夜蛾科害虫具有较高的杀虫活性。     

转cry1Ac/cpti基因水稻对土壤氨氧化细菌群落组成和丰度的影响

【背景】氨氧化细菌是驱动硝化作用的关键微生物,其群落多样性变化对土壤氮素转化具有重要意义。转基因作物可能通过根系分泌物和植株残体组成的改变对土壤微生物群落产生影响。【方法】本研究通过田间定位试验,利用特异引物进行PCR DGGE (聚合酶链反应—变性梯度凝胶电泳)和荧光定量PCR,分析了种植转cry1Ac/cpti双价抗虫基因水稻第3、4年土壤中氨氧化细菌群落组成和丰度的变化。【结果】水稻各生育期（分蘖期、齐穗期和成熟期）内,转cry1Ac/cpti基因杂交稻Ⅱ优科丰8号（GM）的土壤氨氧化细菌16S rRNA基因群落组成、多样性指数与其对应的非转基因杂交稻Ⅱ优明恢86（CK）间均没有显著差异;以DGGE条带为基础的氨氧化细菌群落组成的冗余分析（RDA)显示,GM和CK的土壤氨氧化细菌群落组成只与水稻生育期存在显著相关性（P=0.〖KG-*8〗002和0.〖KG-*8〗018）;同时,水稻各生育期内土壤氨氧化细菌16S rRNA基因丰度在GM和CK间也没有显著差异,但均随水稻生长而变化且在齐穗期达到最高（P<0.〖KG-*8〗05）。【结论与意义】稻田土壤氨氧化细菌的群落组成与丰度在水稻不同生育期存在差异,但在转cry1Ac/cpti基因水稻和非转基因水稻间没有显著差异,即一定时期内种植转cry1Ac/cpti抗虫基因水稻不会影响土壤氨氧化细菌的群落组成和丰度。     

枯草芽孢杆菌耐盐突变株proA基因克隆proBA基因渗透压调节功能研究

利用TaKaRa LA PCRTM试剂盒扩增枯草芽孢杆菌93151耐盐突变株proA基因的未知下游序列。根据测序结果,设计引物,克隆出发菌株和突变株全长proBA基因。将出发菌株和突变株的proBA基因分别转化大肠杆菌JM83（proBA\+-）,均能够与其功能互补。SDSPAGE分析其表达产物,有两条分子量分别约为40kD和45kD的新蛋白带出现。测定4种转化子（分别含有出发菌株和突变株proB基因的大肠杆菌1.1252转化子及proBA基因的大肠杆菌JM83转化子）的耐盐能力。发现含有突变株proB或proBA基因转化子的耐盐能力,均比相应的含有出发菌株proB或proBA基因的转化子高。另外含有出发菌株和突变株的proBA基因转化子的耐盐能力, 也均比相应的仅含proB基因的转化子高, 表明枯草芽孢杆菌的ProA比大肠杆菌的ProA更为有效。测定所有JM83转化子胞内自由脯氨酸,发现其含量随盐浓度的上升而提高,其中含突变菌株proBA基因的转化子提高更为显著。     

甜菜NADH-NR基因的克隆和序列分析

利用同源序列克隆方法从标准偏高糖型甜菜品种甜研7号(Ty7)中获得氯素诱导NADH-NR基因片段,通过RACE技术克隆NADH-NR基因全长序列.该基因ORF长度2 718 bp,编码905个氨基酸,包括147 bp的5'UTR和382 bp的3' UTR,GenBank上的注册号为EU163265,基因编码蛋白的等电点为6.12,推测分子量大小为102 kD,C端(778-891 aa)有一个跨膜区域.基因编码多肽含有3个氧化还原功能区:钼辅因子功能区(eukary NR Moco,93 - 478aa),Fe-血红素结合区(Cytb5,535 -608 aa),FAD结合区(FAD binding 6,653 -760 aa).在甜研7号NR下游的氨基酸残基中含有NADH-NR特有的CGPPP-M基序,说明该蛋白以NADH为电子供体.通过比对,甜研7号的NADH-NR基因与菠菜NADH-NR基因同源性最高,为86.18％.经Southem杂变检验,甜研7号中NADH-NR基因以低拷贝数存在.经基因组克隆分析,甜研7号NADH-NR含有3个内含子,4个外显子.     

极端嗜热古菌Pyrococcus horikoshii几丁二糖脱乙酰酶的克隆、表达及性质研究

利用PCR扩增技术从极端嗜热古菌Pyrococcus horikoshii 中得到预测为几丁二糖脱乙酰酶的基因（Dacph,PH0499）,将其克隆入表达质粒pET15b,并在E.coliBL21_codonPlus(DE3)_RIL中表达获得可溶的Dacph重组蛋白（31.6kDa）,TLC分析证明Dacph能够脱去N_乙酰氨基葡萄糖及几丁二糖的一个乙酰基,并与氨基葡萄糖苷酶（BglAPh）共同作用水解几丁二糖生成氨基葡萄糖,从而被命名为一种几丁二糖脱乙酰酶。与Pyrococcus horikoshii中外切氨基葡萄糖苷酶等共同作用,Dacph可能在嗜热球古菌独特的几丁质降解途径中起重要作用。     

牛IRAK2基因有两种选择性剪接表达产物

Toll样受体（TLRs）可识别病原体相关分子模式,在天然免疫和适应性免疫应答中起着重要的作用.IRAK2为TLRs信号转导中的重要分子,对信号转导及调节有着重要的作用.为了深入研究牛TLRs介导的信号转导通路对牛病原体所致疾病抗性中的作用,本研究采用RT-PCR和RACE方法克隆了牛IRAK2基因,并分析了基因序列,及其编码蛋白质的结构和功能预测. 结果表明,牛IRAK2存在2个选择性剪接产物IRAK2a和IRAK2b,其cDNA长度分别为2 148 bp和2 001　bp(GenBank登录号为EU528620和EU528621),分别编码622个和384个氨基酸.与IRAK2a相比,IRAK2b缺少第3外显子147 bp片段,使得起始密码子后移,IRAK2a蛋白含有DD结构域和S-TKc结构域,而IRAK2b则缺少DD结构域,只有部分S-TKc结构域.     

生菜硝酸还原酶基因的克隆及高氮水平下外源γ-氨基丁酸对其表达和叶片硝酸盐含量的影响

硝酸还原酶(NR)是硝酸盐代谢的关键酶。该研究在成功克隆生菜NR基因的同时,进行了高氮水平下外源γ-氨基丁酸(GABA)对生菜叶片NR基因表达和NO3--N含量的研究。结果表明:(1)生菜NR基因(GenBank登录号为KP122207)序列长1 791bp,编码585个氨基酸残基,蛋白保守结构域含钼辅蛋白超家族、细胞色素b5超家族和FNR超家族;生菜NR基因与菊苣NR基因亲缘关系最近,序列一致性为93%,与烟草、甜菜、黄瓜、大豆等NR序列的一致性均在80%以上。(2)高氮水平下外源2.5mmol/L GABA处理生菜可诱导NR基因上调表达,并显著提高了生菜叶片NR、亚硝酸还原酶(NiR)、谷氨酸脱羧酶(GAD)活性和NH4+-N含量,降低了NO3--N、NO2--N含量;虽然NO3--N含量与NR、GAD、NiR活性、NO2--N、NH4+-N含量均呈显著相关关系,但与NR活性的相关系数最高且达极显著水平。研究认为,高氮水平下外源GABA可通过诱导NR基因上调表达、增强相关酶活性来影响无机氮代谢,从而降低了生菜叶片硝酸盐含量,其中NR在该过程中发挥着至关重要的作用,为生产中GABA的施用及降低叶菜类蔬菜硝酸盐含量提供了理论依据。     

拟南芥ABA敏感突变体asm1的分离与鉴定

以拟南芥(Arabidopsis thaliana)为研究材料,从T-DNA突变体库中筛选分离得到1株脱落酸(ABA)敏感突变体asm1(ABA sensitive mutant 1,asm1),在含有ABA的培养基中,与野生型相比,asm1突变体的根伸长明显受到抑制,且其种子萌发结果显示asm1对ABA同样表现出敏感特性。在生长发育方面,asm1突变体抽苔时间提前,植株矮化,并且荚果长度明显小于野生型。利用远红外成像系统分析发现,在干旱胁迫下asm1突变体叶面温度高于野生型;失水率分析显示突变体失水率降低以及水分散失减少。遗传学分析表明,asm1是单基因隐性突变且与一个T-DNA插入共分离;通过图位克隆成功获得候选基因ASM1。RT-PCR结果显示,在突变体中ASM1的表达受到抑制,并且能够调控多种ABA信号通路和胁迫应答基因的表达水平。研究结果表明,ASM1可能参与调控ABA信号转导并应答干旱胁迫。     

蒺藜苜蓿MtROP10基因的克隆及其功能初探

目的:克隆并研究蒺藜苜蓿ROP基因的功能,为研究该基因家族在共生途径中的作用提供依据.方法:采用RACE方法,从蒺藜苜蓿中克隆MtROP基因,利用生物信息软件比对同源性及ROP蛋白特征结构分析,利用RT-PCR方法分析该基因的组织特异性表达,构建该基因的过表达载体并转化拟南芥.结果:获得了蒺藜苜蓿ROP家族中与拟南芥ROP10高度同源的MtROP10全长序列.氨基酸编码序列具有明显的ROP家族蛋白的结构域特征.该基因在花中高表达,根中低表达.拟南芥中过表达MtROP10,可导致根毛变粗、变短、分叉.结论:MtROP10属于植物ROP家族蛋白,可能在根毛的极性生长方面具有较为重要的功能.     

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.     

DELLA蛋白缺失对拟南芥干旱胁迫耐受性的影响

为探索DELLA蛋白缺失对拟南芥耐旱能力的影响,对拟南芥野生型Ler和DELLA蛋白缺失突变体della进行干旱处理,测定存活率、萌发率、离体叶片的失水率、脯氨酸、可溶性糖和丙二醛含量,并对发挥植物细胞脱水保护功能的胚胎晚期丰富蛋白编码基因LEA和ABA应答基因LOX3、COR15b、COR413的表达量进行了检测。结果表明:(1)干旱21d后复水,della突变体的存活率明显高于野生型Ler;(2)della突变体在含甘露醇的固体培养基上的萌发率显著高于Ler;(3)della突变体离体叶片的失水速率明显低于Ler;(4)干旱胁迫后,della突变体脯氨酸、可溶性糖和丙二醛含量的积累低于Ler;(5)干旱胁迫后,della突变体的LEA基因上调表达程度高于Ler,而ABA应答基因上调表达程度低于Ler。研究表明,DELLA蛋白的缺失有助于提高植物抗旱能力。