毛白杨细胞质抗坏血酸过氧化物酶基因的克隆及表达分析

利用同源克隆技术得到1个毛白杨细胞质抗坏血酸过氧化物酶基因,命名为PcAPX。该基因编码249个氨基酸残基,预测分子量为33.01kD。采用原核表达技术在大肠杆菌中表达并纯化该蛋白并进行酶活性分析,结果表明:重组PcAPX蛋白对抗坏血酸(AsA)和过氧化氢(H2O2)有很高的活性,其对抗坏血酸的米氏常数(Km)和最大反应速度(Vmax)分别为(0.71±0.03)mmol·L-1和(0.41±0.02)mmol·L-1·min-1·mg-1;对过氧化氢的Km和Vmax分别为(0.60±0.21)mmol·L-1和(0.35±0.12)mmol·L-1·min-1·mg-1,表明PcAPX对AsA和H2O2拥有较高的催化底物的能力和催化效率。利用实时定量RT-PCR分析毛白杨PcAPX基因的表达模式,结果表明其在老叶中表达量高于新叶、韧皮部、形成层和根部。该研究结果将进一步促进毛白杨APX基因家族成员参与植物生长调控的研究。     

毛白杨PtSEP3-1基因启动子的克隆分析及其表达载体构建

SEP(SEPALLATA)类基因属于花器官发育ABCDE模型中的E类基因,拟南芥中的研究表明该类基因可能具有控制花器官形态发育以及激活其它类型基因的功能,是一类花发育过程中的关键基因。因此,研究杨树SEP类基因启动子表达特性对于杨树的开花调控研究具有重要意义。本文根据毛白杨SEP3基因和毛果杨基因组序列设计引物,通过PCR获得了PtSEP3-1基因上游2000bp的序列。序列分析结果表明该序列具有启动子的基本元件TATA-box和CAAT-box,还包含大量光响应元件ACE、Box I和Box4等,此外还有脱落酸响应元件ABRE,赤霉素响应元件GARE-motif以及胁迫响应元件HSE、TC-richrepeats等。进一步构建了一个以PtSEP3-1启动子驱动GUS基因的植物表达载体pPtSEP3-1protest,为该启动子的功能鉴定奠定了基础。     

毛白杨蔗糖合酶基因PtSUS1的克隆及其表达模式分析

蔗糖合酶（sucrose synthase）与植物库强调节、次生壁的形成和纤维素合成等有着密切的联系,其中在纤维素合成过程中的作用尤为显著。本研究根据我们已获得的毛白杨PtSUS1基因片段设计引物,采用RACE技术,获得了毛白杨PtSUS1的基因序列,测序结果显示该基因序列全长为2 669 bp,包括一个完整的阅读框,编码805个氨基酸。通过Blast检索分析表明,PtSUS1与拟南芥、巨桉、陆地棉、温州蜜柑、毛果杨SUS1的核酸和氨基酸序列的同源性分别达到76%~97%和82%~97%。运用生物信息软件对PtSUS1编码的蛋白进行了二级结构预测和功能位点分析,结果显示该蛋白氨基酸序列包括两个功能域,存在可能的磷酸化位点38个,无跨膜结构域存在。系统进化分析表明PtSUS1与PtSUS2关系最为接近。RT-PCR分析结果显示,PtSUS1在被检测的毛白杨根、茎、叶及雌雄花芽组织和器官中均有表达,呈现组成型表达模式。该研究为进一步深入探索毛白杨蔗糖合酶基因PtSUS1的功能奠定了基础。     

毛白杨纤维素合成酶基因(PtoCesA1)克隆、序列分析及其植物表达载体的构建

以毛白杨形成层为材料克隆了毛白杨纤维素合成酶基因（PtoCesA1）,序列分析表明该基因序列为3215bp,与欧洲颤杨的PtCesA1基因同源性为97％具有开放的阅读框,编码区在52～2985碱基之间,编码区为2925bp。通过同义突变引入BamHI酶切位点,将全长基因克隆到植物表达栽体pBll21中,经酶切和PCR鉴定确认载体构建正确,为下一步ptoCesA1转基因功能研究打下了基础。     

采用pHsh载体克隆与表达N-乙酰鸟氨酸脱乙酰基酶基因

利用质粒pHsh为表达载体,构建高效表达N-乙酰鸟氨酸脱乙酰基酶的基因工程菌E.coli DH10B/argE-pHsh.为提高酶活并降低生产成本,优化了诱导条件.结果表明:NAOase可在pHsh系统中高活性表达,诱导起始OD600为0.6,在空气摇床中42℃热激诱导5h重组菌比酶活达到152U/mL.     

毛白杨COMT基因cDNA的克隆、序列与特异性表达分析

Ｌｉｇｎｉｎｉｓａｎａｂｕｎｄａｎｔｎａｔｕｒａｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｎｌｙｓｅｃｏｎｄｔｏｔｈｅｃｅｌｌｕｌｏｓｅ ,ａｓａｃｅｌｌｗａｌｌｃｏｍｐｏｎｅｎｔｏｆａｌｌｖａｓｃｕｌａｒｐｌａｎｔｓｉｎｂｉｏｓｐｈｅｒｅ .Ｄｅｓｐｉｔｅｉｔｓｉｍｐｏｒｔａｎｔｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｓｉｇ ｎｉｆｉｃａｎｃｅｉｎｐｌａｎｔｓ ,ｌｉｇｎｉｎｉｓａｎｕｎｄｅｓｉｒａｂｌｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔｉｎｔｈｅｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｃｅｓｓｏｆｐａｐｅｒｐｕｌｐｉｎｇ ,ａｎｄｉｔｈａｓｎｅｇａｔｉｖｅｉｍｐａｃｔｏ…     

裂殖壶菌酰基载体蛋白(ACP)基因的克隆与表达

ACP(Acyl carrier protein,酰基载体蛋白)参与高度不饱和脂肪酸的PKS(Polyketide synthase)生物合成途径.从Schizochytrium sp.FJU-512 cDNA文库中获得了ACP基因的cDNA克隆.该序列开放读码框全长429 bp,编码142个氨基酸,等电点为5.04,具有4'-磷酸泛酰巯基乙胺(4'-PP)的结合位点.利用BamH Ⅰ/Hind Ⅲ双酶切,并连接到原核表达载体pET-30a,构建了pET-30a/acp表达载体,转化宿主菌E.coll BL21(DE3),IPTG诱导表达.SDS-PAGE分析表明该蛋白得到高效表达.     

过氧化物酶蛋白1 真核表达载体构建及在Hela 细胞的表达与定位

目的:构建过氧化物酶蛋白1(PRDX 1)的真核表达载体,观察其在Hela细胞内表达及定位。方法:提取BALB/c小鼠肝脏组织总RNA,通过RT-PCR方法扩增得到小鼠PRDX 1编码序列,酶切后克隆至pcDNA3-myc载体。重组质粒通过PCR、酶切、测序证明构建正确后经脂质体转染Hela细胞,然后利用Western blot和荧光显微镜技术观察该融合蛋白在细胞内表达及定位。结果:经鉴定证明重组质粒构建正确;Western blot实验显示,该质粒能够在Hela细胞中特异表达;免疫荧光试验显示,蛋白产物分布在胞浆和胞核,证明该蛋白在细胞内高表达。结论:成功构建带有myc标签的PRDX 1真核表达载体,该质粒能够在哺乳细胞中特异表达并且外源性PRDX 1蛋白分布在Hela细胞胞浆胞核内,为深入研究PRDX 1蛋白在细胞内相关生物学研究奠定了基础。     

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。     

草莓果实钾载体蛋白基因的克隆与序列分析

本文用RT-PCR的方法,首次从草莓幼果RNA中成功扩增出KUP/HAK/KT转运体基因的部分序列,经过克隆测序得到了1个长度为1252bp基因片段,编码416个氨基酸.经过与其他物种KUP/HAK/KT转运体基因序列比较相似率在70%～78%之间,氨基酸相似性在72%～88%之间.草莓KUP/HAK/KT转运体基因的成功克隆,为草莓抗褐变的研究及草莓钾元素营养代谢分子水平上的研究及果实品质的改良打下坚实的理论基础.     

毛白杨NBS型基因PtDRG01原核表达研究

为了分析毛白杨NBS型抗病基因PtDRG01(EF157840)编码蛋白的特性,研究构建了该基因的原核表达载体pGEX-Pt01,并导入大肠杆菌XA90,经IPTG诱导表达后,SDS-PAGE电泳分析证明,该特异蛋白的分子量约为79kD。对原核表达体系以及融合蛋白的表达特性进行优化与分析表明:最佳诱导表达条件为1mmol/L IPTG在37℃下诱导4h,所表达的融合蛋白为胞内分泌的可溶性蛋白。利用谷胱苷肽-琼脂糖亲和层析柱纯化获得了电泳纯级的目标蛋白,为PtDRG01基因编码蛋白的功能鉴定研究奠定了基础。     

毛白杨PtLFY基因启动子的克隆及其瞬时表达分析

为了研究毛白杨LEAFY同源基因PtLFY的表达调控规律,利用PCR技术从毛白杨基因组DNA中克隆出PtLFY基因上游一段1575 bp的序列。经PLACE、PlantCARE在线软件分析表明,该序列含有TATA-BOX、CAAT-BOX等启动子基本元件,另外,还包含干旱诱导的MYB结合位点、脱落酸(ABA)响应元件、光响应元件等其他一些调控序列。因此,PtLFY的表达可能受干旱、ABA、光照等因子的调控。利用FootPrinter在线软件对毛白杨等6个物种的LFY同源基因启动子进行比对,发现不同物种的启动子相对保守,但也存在差异,说明LFY基因在功能上具有相似性,但存在一定差异。在序列分析的基础上,构建由PtLFY启动子驱动GUS报告基因的植物表达载体,命名为PtLFYp1304。通过农杆菌介导的方法转化烟草,对该启动子进行瞬时表达研究,结果表明PtLFY启动子可以驱动GUS基因在烟草根、茎、叶和花器官中表达,但在根、茎、叶中仅微弱表达,表达强度明显低于CaMV35S启动子,而在花萼和雄蕊中表达强烈。     

酿酒葡萄分支酸合成酶基因(VvCS)的克隆与表达分析

本研究以酿酒葡萄(Vitis vinifera)品种赤霞珠(Cabernet Sauvignon)及霞多丽(Chardonnay)为试材,采用in silico克隆和分子克隆相结合的策略,从果实中克隆到分支酸合成酶基因,命名为VvCS。该基因的cDNA编码区全长1312bp,编码436个氨基酸残基,预测其编码蛋白质分子量为46.9kD,等电点为7.8;生物信息学分析显示VvCS的DNA全长7117bp,包含13个外显子和12个内含子,定位于葡萄的第13号染色体上。VvCS编码的蛋白与其它植物来源的分支酸合成酶在氨基酸水平上的同源性为75%左右;实时荧光定量PCR分析表明VvCS在葡萄果实、茎、叶和叶柄组织中均有表达,且在果皮、果肉和种子中的表达变化趋势相似,与盛花后5周的果实相比,盛花后11周果实各部位中VvCS表达丰度均有不同程度增加。     

毛白杨PtSEP2基因启动子克隆和瞬时表达特性分析

利用PCR技术从毛白杨基因组DNA中扩增获得花器官发育相关的SEPALLATA2类似基因PtSEP25′侧翼约2.3kb的一段序列,经PlantCARE序列分析表明,该序列中含有启动子特征的保守序列及多种光应答元件,初步推测其为PtSEP2基因启动子.进一步以GUS为报告基因,构建了pPtSEP2 promoter::...     

芽变毛白杨生根相关基因片段的克隆与序列分析

目的:克隆芽变毛白杨生根相关基因片段.方法:采用诱导生根和抑制生根两种处理,分别提取芽变毛白杨(Mutant Populus tomentosa)皮部 RNA,进行逆转录和差异显示,筛选和克隆特异片段.结果:研究表明不同处理基因表达有一定差别.经Northem鉴定,诱导生根处理的扩增产物中有一条与生根相关的差异片段.将其克隆和测序,该片段编码序列长度 316bp.Cen Bank 中查询没有发现同源性较高的基因.结论:成功地获得了长度 316bp 的芽变毛白杨生根相关基因片段,可能为新基因的一部分.该基因片段的获取将为分离全长生根相关基因,查明该基因表达调控的机理提供基础.     

毛白杨PtFT1和PtFT2基因编码区克隆与表达模式分析

以毛白杨为材料,采用同源基因克隆法从毛白杨中分离了FT(FLOWERING LOCUS T)同源基因PtFT1和PtFT2编码区序列。测序结果表明PtFT1和PtFT2 编码区长度均为525bp,可编码174个氨基酸。蛋白序列比对发现这两个基因与拟南芥、葡萄等物种中FT同源基因所编码的氨基酸同源性达到75%以上, PtFT1 和 PtFT2 所推测的氨基酸序列包含FT类蛋白保守基序(LGRQTVYAPGWRQN)和两个关键性氨基酸残基Tyr84(Y),Gln139(Q)。系统进化分析进一步表明 PtFT1 和 PtFT2 属于FT亚家族成员。采用Real-time qRT-PCR技术检测 PtFT1 和 PtFT2 在各个组织部位中的表达模式,结果表明 PtFT1 和 PtFT2 在各个组织部位均有表达,但这两个基因的表达水平存在差异;两个基因在早期雌雄花芽(7月5日)表达量明显高于成熟雌雄花芽(翌年3月10日)表达量,进而推测在毛白杨中 PtFT1 和 PtFT2 的表达响应日照长短,长日照条件促进这两个基因的表达,它们可能在光周期调控的开花途径中促进花芽分化和开花发挥特定作用。这些研究对于阐明 PtFT1 和 PtFT2 在光周期开花调控途径中的作用机制具有重要意义,为进一步开展毛白杨开花调控基因工程研究奠定了工作基础。     

Cloning of cDNA Encoding CCoAOMT from Populus tomentosa and Down-regulation of Lignin Content in Transgenic Plant Expressing Antisense Gene (in English)

cDNA encoding caffeoyl CoA O-methyltransferase (CCoAOMT) from Chinese white poplar ( Populus tomentosa Carr.) was cloned by RT-PCR and sequenced. Northern analysis displayed that the CCoAOMT was expressed specifically in the developing secondary xylem and its expression was coincident with lignification. The antisense CCoAOMT cDNA was transformed into P. tremula×P. alba mediated by Agrobacterium tumefaciens (Smith et Townsend) Conn. Transgenic plants were identified with PCR, PCR-Southern and Southern analysis. Lignin content in 5- to 6-month-old transgenic plants was measured. One of the transgenic lines had significant reduction of 17.9% in Klason lignin content as compared with that of untransformed poplar. The results demonstrate that antisense repression of CCoAOMT is an efficient way to reduce lignin content for improving pulping property in engineered trees.     

Changes of Abscisic Acid and Gibberellin Contents during the Release of Dormancy in Winter Buds of Populus tomentosa Carr.

Changes of abscisie acid (ABA) and gibberellin (GA3) contents during the release of dormancy in winter bud of Populus tomentosa Carr. were determinedwith GC. After leaf fall in autumn, content of ABA in the bud was 888.0 μg/kg. fr.wt. Obvious decrease in ABA content was observed during the bud released from dormancy. The bud kept in room temperature opened about two months earlier thanthat under natural condition; and the rate of decrease of ABA content in these budwas also more rapid. The ABA contents of buds with similar outer appearance werecompared, either the bud from outside under natural condition or under room temperature, they were similar, although time of their occurrence was quite different, withalmost a difference of about two months. From this fact it has been assumed that thereis a close relationship between the release of dormancy and the decrease in ABA content. Another fact was noticed before Dec. 6, no GA3 could be detected in the dormantbud. From Jan. 9 and thereafter, GA3 content increased gradually and reached itsmaximum (20 μg/kg. fr.wt) by Mar. 19, the bud was inflated. GA3 decreased again as the bud was opened, it seems to be that the process of releasing dormancy in bud mightbe promoted by GA3.