青皮苦瓜鲨烯合酶基因ORF序列的克隆和正选择分析

为研究葫芦科植物中三萜皂苷生物合成通路中的关键酶鲨烯合酶的分子进化,克隆青皮苦瓜鲨烯合酶基因的c DNA序列,并进行正选择分析。根据葫芦科植物之间的同源性设计青皮苦瓜鲨烯合酶引物。采用3'RACE和5'RACE快速扩增技术分两步进行巢式PCR扩增鲨烯合酶ORF序列。根据克隆出来的青皮苦瓜编码框序列以及在Gen Bank数据库中完整的陆生植物鲨烯合酶编码框序列信息,用贝叶斯方法和PAML4软件进行鲨烯合酶的正选择分析。青皮苦瓜鲨烯合酶基因c DNA的克隆,命名为Mc SS,其c DNA序列全长为1 548 bp,ORF 1 251 bp,编码417个氨基酸残基。通过正选择运算,检测到33个正选择位点,其正选择位点主要集中在第二跨膜区及其两侧。本研究成功克隆得到青皮苦瓜鲨烯合酶基因全长c DNA序列并对其正选择分析,在三萜合成通路上为鲨烯合酶的定点突变提供重要参考。     

名刊封面

《自然》2005.3.24RNA也存贮遗传信息众所周知,DNA是遗传信息的贮存室。细胞核中的染色体DNA携带着遗传信息从父辈传给子代,即使线粒体和叶绿体中的DNA也行使着同样的职责。但是现在却发现,也许RNA也能存贮遗传信息:hothead是能使拟南芥花呈球状突变的隐性基因,纯合的hot-head突变体拟南芥却有1%到10%的后代开出了正常的花,这一遗传特征不可能来自父代纯合突变体的DNA,最大的可能就是祖代的遗传信息以RNA方式存贮并传递下来,     

花生白藜芦醇合酶基因的克隆与生物信息学分析

利用Protparam、iPSORT prediction、ProtScale、SOPMA、Swiss-Modeling和Scan Prosite等生物信息学工具分别对其理化性质、信号肽、疏水性、亲水性、二级结构和三级结构进行分析。以花生粤油45总DNA和总RNA为模板,采用PCR和RT-PCR技术克隆花生白藜芦醇合酶基因的DNA和cDNA序列,并利用SWISS-PROT、DNAMAN等生物信息学工具对其基因和蛋白质序列进行了分析。测序结果显示,该基因的DNA和cDNA序列长度分别为1 498 bp和1 251 bp,cDNA序列具有完整的开放性阅读框,编码389个氨基酸的多肽。该白藜芦醇合酶氨基酸368-378位点上存在芪合酶家族的特征位点GVLFGFGPGLT。同源性分析表明,其碱基序列与已报道的花生白藜芦醇合酶基因的一致性为99%,其氨基酸序列与已报道的花生白藜芦醇合酶氨基酸序列的一致性为100%。     

微卫星DNA监控大鼠近交系的培育

采用微卫星DNA技术来监控大鼠仔代基因状况,选择性地进行交配繁殖,使基因快速纯合,缩短培育新的近交系动物周期。利用PCR扩增30个微卫星DNA位点对封闭群SD和Wistar大鼠交配繁殖的仔代鼠进行微卫星DNA多态性分析,仔代中与母代SD大鼠相似系数高的与中的进行定向交配繁殖。F2代大鼠均为杂合多态的位点,没有纯合位点;到F9代时基因纯合位点达27个,纯合基因位点率为90%。每代相似系数具有不断上升的趋势,上升率为6-20%。采用皮肤移植方法验证了F9代大鼠间无排斥。建立了一种新的快速培育近交系动物的方法。     

γ-射线对哺乳动物细胞核DNA转录活性的影响及其机理研究

DNA是辐射损伤的靶分子。但是,就真核细胞说来,DNA分子是以同核内蛋白质(组蛋白、非组蛋白)结合成核蛋白复合物存在于细胞核中。因此,重视辐射对整个真核基因组效应的研究,已成为当前国际放射生物学研究的重要课题。据此,我们观察了辐射对实验大鼠细胞核DNA转录活性的影响,从染色质DNA模板效率和DNA指导的RNA聚合酶催化RNA合     

中国特有种四合木种群遗传多样性的RAPD分析

采用随机扩增多态性 DNA(RAPD)技术检测了西鄂尔多斯高原特有种四合木种群 5个斑块的遗传多样性。2 2个扩增引物产生 1 1 6条带 ,Shannon信息指数和 Nei指数对 RAPD数据的分析表明 :四合木种群存在较高的遗传多样性 ,其中千里山斑块的遗传多样性和多态位点比例较高 ,石嘴山斑块的最低。遗传多样性的 86.5 %存在于斑块内 ,斑块间的遗传变异为 1 3 .5 %。遗传距离与地理距离无直接相关关系。这些结果说明 ,遗传多样性反映了四合木种群基因组 DNA存在较高的变异性 ;同时各斑块间存在一定的基因流 ,四合木各斑块可看成是处于同一种群的半隔离状态 (meta-种群 ) ,对四合木应注意保护遗传多样性丰富的 meta-种群。     

机械伤害处理橡胶树萌条树皮的DNA甲基化分析

该研究采用甲基化敏感扩增多态性技术,分析了机械伤害处理橡胶树萌条树皮的DNA甲基化的变化。结果显示：（1）与对照相比,伤害后0.5和2 h,DNA甲基化水平略有上升;伤害后48 h的DNA甲基化水平出现了较大幅度的下降。（2）甲基化变化类型分析表明,在伤害2 h主要发生了DNA的甲基化;伤害后48 h,主要发生了DNA的去甲基化。（3）差异甲基化位点的回收、测序及注释表明,ATP合酶F1亚基1、磷酸核糖胺 甘氨酸类连接酶、冷激结构域蛋白3、光系统II 47 kD 蛋白、E3泛素蛋白连接酶RING1、NADH泛醌氧化还原酶和一些假定蛋白参与了伤害的响应。（4）经重亚硫酸盐测序验证,ATP合酶F1亚基1和NADH泛醌氧化还原酶的CCGG位点发生了去甲基化。研究推断DNA的甲基化可能参与了橡胶树萌条对机械伤害的响应。     

白鲫×红鲫杂交后代的遗传变异

以雌性日本白鲫和雄性红鲫为亲本进行杂交,获得了杂交子代合方鲫.对该杂交子代及其亲本的形态特征、繁殖特性和遗传特性进行了较系统的研究.合方鲫的体色为青灰色,外形特征介于父母本之间,表现出杂交特征.合方鲫性腺发育正常,雌雄两性可育,并且具有较高的受精率(90.2%)和孵化率(80.5%),为新品系的繁衍和群体扩大奠定了基础.合方鲫的染色体数为2n=100,DNA含量与亲本一致,是一种二倍体鱼.合方鲫的45S r DNA的ITS区包括ITS-1,5.8S和ITS-2三部分,总长度为884 bp,与亲本序列相似度较高并表现出偏向于父本遗传的特征.同时,杂交子代序列兼有双亲特异碱基位点,表现出重组现象.合方鲫5S r DNA的NTS区具有3种长度类型,序列全长为654 bp,与母本相似度为94.2%,与父本似度为95.1%,杂交子代序列具有明显的重组和突变特征,这些基因重组和突变是品种改良和新品系形成的遗传基础.本研究证明了合方鲫在遗传组成和外形方面都与其亲本有本质区别,是一种有杂种特性的后代,该杂交品种的形成在鱼类遗传育种方面具有重要意义.     

花生种子萌发早期胚轴DNA合成与种子活力的关系

随着花生种子萌发率和活力指数的下降,胚轴DNA开始合成的时间推迟,其合成水平也降低。但DNA合成都是先于吸胀的12h(高活力胚)或18h(低活力胚)出现一个峰,然后再持续上升。腐胺预处理明显地促进老化胚轴萌发早期(12～2dh)的DNA合成。钙离子预处理则有一定抑制作用,但两种预处理均能提高种子的活力指数,并能促进吸胀30h以后的DNA合成。     

龙葵叶绿体ATP合酶α-亚单位基因的克隆

本研究以菠菜叶绿体DNA 2.45kb的SalI片段(含有ATP合酶α-亚单位基因)为探针,从龙英叶绿体DNA BamHI片段文库中筛选出含龙葵叶绿体atpA基因的克隆。通过Southrcn吸印与探针杂交,证明了重组质粒pSB 132的插入片段含有atpA基因。同时将atpA基因定位在龙葵叶绿体DNA SalI、BglI、XhoI和BamHI 4种酶切图谱的限制性片段上。     

科研快讯

《PLoS生物学》:DNA断裂修复增基因突变风险据美国物理学家组织网近日报道,美国印第安纳大学与普渡大学印第安纳波利斯联合分校(IUPUI)和瑞典优密欧大学(UmeaUniversity)最近的一项联合研究显示,有一种细胞用于修复自身DNA断裂的方法(称为断裂诱导复制),比正常合DNA产生的基因变异要高出2800倍。相关论文在线发表于《公共科学图书馆·生物学》(PLoS Biology)。     

白皮黄瓜鲨烯合酶基因cDNA克隆及生物信息学分析

为认识葫芦科植物中葫芦素生物合成途径所需鲨烯合酶基因结构特征,克隆白皮黄瓜鲨烯合酶(squalene synthase,SS)基因c DNA并进行生物信息学分析。根据葫芦科植物绞股蓝、罗汉果、红花栝楼等的鲨烯合酶基因cDNA序列,设计白皮黄瓜鲨烯合酶引物,分别采用3'RACE和5'RACE技术扩增鲨烯合酶基因3'端和5'端。获得白皮黄瓜鲨烯合酶基因的两个cDNA克隆,命名为CsSS1和CsSS2,其cDNA序列全长分别为1 627 bp和1 534 bp,都编码417个氨基酸残基,分子质量为47.6 k D。成功克隆得到白皮黄瓜鲨烯合酶基因全长cDNA序列并对其进行序列分析,后续可用于葫芦素生物合成途径所需鲨烯合酶基因正选择位点功能分析。     

青蒿鲨烯合酶基因的克隆、结构分析与大肠杆菌表达

用RT-PCR方法从青蒿(Artemisia annua L.)中克隆了一个1 539 bp全长鲨烯合酶cDNA.青蒿鲨烯合酶氨基酸序列与拟南芥、烟草、人类、酵母鲨烯合酶的一致性分别为70%、77%、44%和39%.青蒿鲨烯合酶基因组DNA结构很复杂,包括14个外显子和13个内含子.全长的或C末端截短的鲨烯合酶cDNA被克隆进原核表达载体pET30a并在大肠杆菌(Escherichia coli) BL21(DE3)中诱导表达.但在含有全长的鲨烯合酶cDNA的大肠杆菌中并没有观察到预期大小的鲨烯合酶表达,而C末端截短疏水区30个氨基酸的鲨烯合酶可在大肠杆菌中过量表达.     

土壤假单胞菌593使用Pcs途径合成磷酯酰胆碱

【目的】原核生物有两条代谢途径N-甲基化途径(Pmt途径)和磷脂酰胆碱合酶途径(Pcs途径)合成磷脂酰胆碱(PC)。本文对土壤细菌Pseudomonas sp.593的磷脂酰胆碱合成进行了研究,试图弄清楚假单胞菌的磷脂酰胆碱的合成途径。【方法】通过氨基酸序列比较,获得已报道的磷脂酰胆碱合酶(Pcs)的氨基酸保守序列,并设计简并引物,从Pseudomonas sp.593总DNA中PCR扩增出磷脂酰胆碱合酶基因(pcs)的片段,然后用扩增的DNA片段作探针,对Pseudomonas sp.593基因组DNA亚克隆文库进行菌落原位杂交,获得pcs全基因序列;利用同源重组原理进行活体突变,获得Pseudomonas sp.593 pcs-突变体;采用薄层层析(TLC)法分析细菌总磷脂,检测PC含量以及pcs基因活性。【结果】TLC分析显示Pseudomonas sp.593细菌仅在添加外源胆碱的M9或LB培养基中生长时才合成PC;从Pseudomonas sp.593细菌中克隆出894 bp的DNA序列,编码的蛋白具有磷脂酰胆碱合酶活性;活体缺失pcs基因后,Pseudomonas sp.593 pcs-突变体在添加或不添加胆碱的条件下都不能合成PC。【结论】Pcs途径是土壤Pseudomonas sp.593乃至其它假单胞菌合成磷脂酰胆碱的唯一途径。     

稻胚发育过程中细胞核内DNA增殖的特点

应用显微分光光度技术测定的稻胚发育过程中核DNA含量的结果表明,球形胚中细胞核DNA含量较高,多倍性明显,C值较集中在6－12C,个别的最高达238或439C,它们可能为胚柄细胞;DNA含量差异明显可能与它们的分化潜能有关。分化初期、中期及成熟胚细胞核DNA合量一般不及球形胚高,不同倍性的频率分布亦较球形胚分散,但多倍性仍明显;胚分化完全后胚细胞核DNA含量较多变动在20－56C范围内,但盾状体细胞核DNA含量明显高于胚芽、胚根原基。说明胚器官原基间核DNA的增殖或复制特点不同。核DNA含量高和不同器官原基间差异复制的不同可能是胚分化的前兆和基础。     

青蒿鲨烯合酶基因的克隆、结构分析与大肠杆菌表达

用RT-PCR方法从青蒿(Artemisia annua L.)中克隆了一个1539bp全长鲨烯合酶cDNA。青蒿鲨烯合酶氨基酸序列与拟南芥、烟草、人类、酵母鲨烯合酶的一致性分别为70％、77％、44％和39％。青蒿鲨烯合酶基因组DNA结构很复杂,包括14个外显子和13个内含子。全长的或C末端截短的鲨烯合酶cDNA被克隆进原核表达载体pET30a并在大肠杆菌(Escherichia coli)BL21(DE3)中诱导表达。但在含有全长的鲨烯合酶cDNA的大肠杆菌中并没有观察到预期大小的鲨烯合酶表达,而C末端截短疏水区30个氨基酸的鲨烯合酶可在大肠杆菌中过量表达。     

农杆菌LBA4404不含内源GUS基因

用长度为21bp的一对β－葡糖苷酸酶（GUS）基因的PCR引物,从根癌农杆菌LBA4404细胞总DNA中扩增不出任何片段,但从合pBI121的LBA4404细胞总DNA中可扩增出一条预期大小（1．2kb）的GUS基因片段,这表明根瘤农杆菌LBA4404不含内源GUS基因．     

SEFA-PCR法克隆灵芝鲨烯合酶基因启动子及其序列分析

鲨烯合酶是灵芝三萜生物合成的关键酶,灵芝鲨烯合酶基因的表达和活性的高低决定了灵芝中三萜含量的高低。根据已经获得的灵芝鲨烯合酶全长cDNA序列设计一对专一引物,通过PCR扩增得到了灵芝鲨烯合酶基因的基因组全长,序列长1984bp,含有3个内含子。根据其基因组序列设计引物,采用SEFA-PCR的方法,以总DNA为模板,克隆了灵芝鲨烯合酶基因的启动子序列,长1042bp。序列分析发现灵芝鲨烯合酶基因启动子中没有明显的TATA和CAAT框,但是含有CCAAT-bindingfactor、GATA-1、GC-box、TFⅡD等重要的转录因子的结合位点,以及在人和酿酒酵母鲨烯合酶基因启动子中发现的甾醇调节相关的顺式调控元件。     

《PLoS生物学》：DNA断裂修复增基因突变风险

据美国物理学家组织网近日报道,美国印第安纳大学与普渡大学印第安纳波利斯联合分校（IUPUI）和瑞典优密欧大学（Urnea University）最近的一项联合研究显示,有一种细胞用于修复自身DNA断裂的方法（称为断裂诱导复制）,比正常合DNA产生的基因变异要高出2800倍。相关论文在线发表于《公共科学图书馆·生物学》（PLoSBiology）。     

MAPPING重组噬菌体中插入片段的“分/合”策略

随着胚胎干细胞基因打靶技术不断推广应用,如何有效地从小鼠基因组DNA文库中筛选得到基因组DNA并进行结构分析(如限制性内切酶酶切图谱分析,即mapping等)已成为一个被普遍关心的问题.设计应用了“分/合”的策略,即先对重组噬菌体插入片段制备一套亚克隆,在对亚克隆进行详细的mapping的基础上,再对完整的大分子噬菌体DNA进行酶切分析,将两者相结合,可以分析得到完整的酶切图谱.应用此策略,简便准确地对所克隆的含有小鼠凝血因子IX基因组DNA的大分子插入片段进行了限制性内切酶酶切图谱分析,结果得到了DNA印迹等的验证.