多枝赖草基因组可转化人工染色体（TAC）文库的构建和鉴定

为了克隆和转化多枝赖草（Leymus multicaulis）耐黄矮病、耐蚜虫、耐干旱、耐盐碱等抗逆性基因,利用脉冲电泳分离纯化2Mb以上核DNA,酶切后回收10～200kbDNA片段按大小分5组与TAC载体连接后电转化导入细菌DH10B,在卡那霉素和蔗糖选择压下均有阳性克隆．用两种TAC载体pYLTAC17和pYLTAC747H／sacB分别构建了文库I和II,约16．5和23．6万个克隆,估计覆盖3～5倍多枝赖草基因组大小．文库以混合克隆形式保存在12×2块深孔96孔板中,每孔1．2mL菌液中含300～600个克隆,40多万个克隆转存到3块384孔板,留24个孔存叶绿体和线粒体DNA探针菌液,可用于后续文库鉴定．此外,从文库I和II分别挑取2501和2890个单克隆存于14块384孔板中．17块384孔板都用GeneTAC^TMG3复制了2份,点高密度杂交膜6张,以多枝赖草谷胱甘肽还原酶基因5＇RACE,GR和3＇RACE＋GR为探针初步筛选到19个阳性克隆,两文库为多枝赖草抗性基因的克隆、物理图谱的构建、功能验证等基因组有关研究奠定了基础。     

草莓MDHAR及AO基因的克隆及序列分析

从新鲜幼嫩‘丰香’草莓(Fragaria×ananassa cv.Toyonaka)果实中提取分离总RNA,反转录成cDNA,根据已报道的其他植物单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)及抗坏血酸氧化酶(AO)基因的保守区分别设计 一对引物,通过PCR扩增均得到目的条带.序列分析发现:mdhar基因片段长372bp,与刺梨同源性最高达96％,该片段编码123个氨基酸,推导的氨基酸序列与苹果属植物同源性为91％,与其他植物该基因编码的氨基酸序列也有较高相似性;a基因片段长842 bp,编码280个氨基酸,该片段与其他多种植物的ao基因均具有较高同源性,与甜瓜和黄瓜ao基因的同源性最高,均为70％,编码的氨基酸序列与其他多种植物均具有70％左右的相似性.     

兔出血症病毒中国株衣壳蛋白基因的克隆和序列分析

应用RT—PCR技术,从兔出血症病毒中国分离株WX84中成功扩增出预期大小为1．7kb的特异性条带,将扩增产物提纯后克隆入pGEM^R—T载体,经转化、筛选及酶切鉴定后,获得了该株病毒衣壳蛋白基因的克隆,序列分析表明扩增的中国株BHD衣壳蛋白基因片段长度为1740bp,共编码580个氨基酸。该核酸序列与其它国家报道的多株BHDV序列相互间同源性高达98．2％一99．0％,其推导的氨基酸序列同源性也达98．3％--99．1％,为极度保守片段。     

赖草属种子胚乳细胞多样性研究

对赖草属21个物种的胚乳细胞特征进行了解剖观察,发现赖草属植物种子胚乳细胞存在丰富的多样性,不同物种的胚乳细胞在大小、形状和数量上均表现出明显的差异,其胚乳细胞的特征具有类群鉴分的价值。属于较原始的sect．Leymus Hochst．组的沙生赖草、大赖草和滨麦具有较大而多的胚乳细胞,属于较进化的sect. Anisopyrum(Griseb．)Tzvel．组的多枝赖草和灰赖草具有较小而少的胚乳细胞。     

发状念珠藻干旱胁迫响应基因NfGR的克隆与鉴定

该研究采用PCR技术,从发状念珠藻细胞中克隆了谷胱甘肽还原酶(glutathione reductase,GR)基因,命名为NfGR,其开放阅读框长1 374bp,编码458个氨基酸,蛋白相对分子量为49.42kD,理论等电点为5.49。氨基酸序列分析表明,NfGR蛋白具有NADPH结合位点超家族(NADB-Rossmann superfamily)和吡啶氧化还原酶二聚体超家族(Pyr_redox_dim superfamily)2个结构域,与点形念珠藻(Nostoc punctiforme)的相似性达93%。系统进化树分析表明,NfGR与点形念珠藻处在同一进化枝上,亲缘关系较近。qRT-PCR表达分析表明,在不同浓度PEG-6000处理下,NfGR基因均保持上调表达,其中,PEG-6000浓度为8%时,NfGR基因的相对表达量达到峰值(32.69)。研究推测,谷胱甘肽还原酶可能参与了发状念珠藻对干旱胁迫过程的响应。     

星星草脱氢抗坏血酸还原酶（PtDHAR）cDNA的克隆及表达分析

脱氢抗坏血酸还原酶是抗坏血酸代谢循环中的关键酶,在多种植物中与抗胁迫相关。为了获得抗盐碱植物星星草中该基因序列,利用RACE技术,从星星草中克隆出脱氢抗坏血酸还原酶基因（PtDHAR）的cDNA全长序列,其GenBank登录号为HM125046。PtDHAR cDNA核苷酸序列长度为987bp,开放阅读框为639bp,编码213个氨基酸。该基因编码的氨基酸序列与水稻、小麦等禾本科作物具有很高的同源性。Northern杂交分析表明,该基因在盐碱胁迫下表达量显著升高。     

河南HIV感染者的HIV-1B型株tat基因的克隆及序列分析

克隆河南人免疫缺陷病毒(HIV)感染HIV-1B型株tat基因完整编码框序列,并分析比较其编码产物的序列结构特点。使用重叠PCR技术,从河南省1名HIV-1感染外周血标本中扩增出to／基因第一和第二外显子并重组为完整的tat基因序列。获得的HIV-1B病毒株tat基因,第一外显子为263bp,第二外显子为214bp。将该基因编码产物与其他HW-1株Tat蛋白经DNA软件编辑并翻译成蛋白质,使用Clustal X1．81进行多序列对比分析发现,第一外显子编码产物的3个保守区域的氨基酸组成大致相同,只有少数氨基酸存在差异。由于Tat蛋白不同病毒株间有高度保守的Cys富集区、核心区和碱性氨基酸富集区,tat基因的克隆为研究其功能并以其为靶点设计和筛选抗艾滋病的药物奠定了基础。     

L—乳酸脱氢酶基因克隆及功能分析

构建了一株产D,L-乳酸的乳杆菌(Lactobaeillus sp．)MD—1的基因库。利用乳酸脱氢酶和丙酮酸裂解酶缺陷的Escherichia coli FMJ144作为宿主,通过互补筛选分离克隆到乳酸脱氢酶基因(ldhL)。核酸序列分析表明,该基因以ATG为起始密码子编码316个氨基酸残基组成的蛋白质,预测的分子量为33．84kD;5′端存在典型的启动子结构,3′端的终止子是不依赖于ρ因子的转录终止子。ldhL编码的蛋白质有3个保守区域,其中Gly13～Asp50保守区域是NADH的结合位点,Asp73～Ile100和Asn123～Arg154保守区是酶的活性部位。该ldhL和其他乳杆菌的ldhL基因和编码的氨基酸序列相似性较低,核苷酸序列相似性最高仅为64．1％,氨基酸序列相似性最高仅为68．9％,是新的L—乳酸脱氢酶基因。     

拟黑多刺蚁脱皮激素受体编码基因的克隆及系统发育分析

为了研究脱皮激素受体在拟黑多刺蚁发育中的功能,本项目采用逆转录PCR方法从拟黑多刺蚁(Polyrhachis vicina Roger)中克隆到脱皮激素受体编码基因PvEcR全长序列,对其编码的氨基酸序列进行生物信息学分析。从拟黑多刺蚁中克隆到脱皮激素受体蛋白编码基因1 737bp的全长序列,该序列编码578个氨基酸,预测的蛋白分子量大小为63.098×103,理论等电点为7.41。NCBI蛋白质数据库中进行Blast搜索表明,拟黑多刺蚁脱皮激素受体蛋白PvEcR存在至少6类保守结构区域,主要为DNA结合位点、配体结合位点和激活因子识别位点。PvEcR蛋白序列磷酸化位点预测共揭示48个可能的磷酸化位点。PvEcR与其他昆虫脱皮激素受体蛋白在氨基酸序列上同源性高达70%以上。基于脱皮激素受体蛋白氨基酸序列构建的系统发育树表明,几乎所有蚁类脱皮激素受体形成一个大分支,其中拟黑多刺蚁与佛罗里达弓背蚁表现出最近的亲缘关系。     

无芒隐子草CsPEAMT基因克隆及表达特性分析

以无芒隐子草(Cleistogenes songorica)干旱胁迫下的cDNA文库中磷酸乙醇胺N-甲基转移酶(phosphoethanolamine N-methyltransferase,PEAMT)基因的EST序列为基础,采用RACE方法克隆该基因编码区序列,该序列全长为2 104bp,开放读码框1 506bp,编码501个氨基酸。无芒隐子草PEAMT蛋白编码的氨基酸序列与多种植物的PEAMT氨基酸序列有较高相似性,其中与高粱SbPEAMT、玉米ZmPEAMT的蛋白序列相似性最高(93%),说明PEAMT基因在植物进化中非常保守。采用实时定量RT-PCR分析无芒隐子草幼苗在干旱过程中CsPEAMT基因的表达结果显示,干旱胁迫诱导CsPEAMT基因在根和叶中大量表达,且在干旱第8天时CsPEAMT基因在叶和根中表达量分别是未干旱对照的43.35倍和13.25倍,复水后CsPEAMT基因的表达量开始下调。研究表明CsPEAMT基因可能是无芒隐子草抗旱性相关的基因。     

Cloning, characterization and tissue-specific expression of a cDNA encoding a novel EMBRYONIC FLOWER 2 gene (OsEMF2) in Oryza sativa.

EMBRYONIC FLOWER 2 (EMF2) gene plays a major role in maintain vegetative development and repress flower development. Here, we present the cloning, characterization and tissue-specific expression of a putative EMF2 (OsEMF2) gene in Oryza sativa. The full-length cDNA of OsEMF2 was 1899 bp and contained an 1872 bp open reading frame (ORF) encoding a 624 amino acid protein. Homologous analysis showed that OsEMF2 contain a single conserved C2H2-type zinc finger motif. Sequence alignment shows that there is a homology between the deduced amino acid sequence of OsEMF2 and EMF2 in Zea mays (55%). Moreover, pI of OsEMF2 are predicted. The tissue-specific expression pattern of OsEMF2 reveals that it is abundant in shoot apical meristem and inflorescence meristem, while its expression level is much lower in leaf, root, immature seed and callus.     

马铃薯NOA基因的克隆及序列分析(英文)

以马铃薯(Solanum tuberosum)为实验材料,利用电子克隆和RACE技术,从马铃薯中克隆出NOA(nitric oxide associated factor)基因,命名为StNOA1,测序结果表明,其cDNA序列长度为1 929 bp,此片段包含一个长为1 632 bp的完整编码框.氨基酸序列比对分析表明,StNOA1与烟草(Nicotiana benthamiana),葡萄(Vitis vinifera),蓖麻(Ricinus communis),水稻(Oryza sativa),玉米(Zea mays)以及拟南芥(Arabidopsis thaliana)均有很高的同源性 (89.44%～63.56%).同AtNOA1一样,StNOA1也具有保守的GTP结合区.从结构分析结果推测,StNOA1和AtNOA1在功能上有一定的相关性,其也可能通过调节内源NO的释放参与到植物生长、发育、抗逆等过程中.     

玉米ST和ATPS部分cDNA序列克隆及分析

硫酸盐转运蛋白(ST)和ATP硫酸化酶(ATPS)是根系吸收硫酸盐和植物体内硫酸盐同化过程的关键蛋白和酶,在硫酸盐的生物转运过程中具有重要作用.以水培玉米农大108根系为材料,并根据已报道的玉米的硫酸盐转运蛋白和ATP硫酸化酶基因保守序列分别设计PCR引物对,采用RT-PCR方法克隆到783 bp和820 bp的部分硫酸盐转运蛋白和ATP硫酸化酶cDNA片段,分别命名为ST_ND108和ATPS_ND108.序列分析和比对结果显示,ST_ND108与已报道的玉米和水稻的高亲和型硫酸盐转运蛋白基因同源性分别为99%和85%;而ATPS_ND108与已报道的玉米ATP硫酸化酶基因同源性达到97%,进化树聚类分析和预测氨基酸的BLAST结果证实ST_ND108为高亲和性硫酸盐转运蛋白基因片段,ATPS_ND108为质体ATP硫酸化酶基因片段.     

水稻MYB转录因子OsDUO1的cDNA克隆及其表达模式初步分析

我们利用RT-PCR方法成功从水稻中克隆了R2R3类MYB转录因子OsDUO1（Oryza sativa duo pollen1）的全长为1032bp的cDNA,该基因编码一个343个氨基酸残基的蛋白。RT-PCR分析结果表明OsDUO1只在水稻的花粉发育后期表达,说明OsDUO1可能对水稻花粉发育具有生物学功能。生物信息学分析表明,OsDUO1在短柄草、高粱、玉米、拟南芥、烟草、葡萄、蓖麻、杨毛果、小立碗藓植物中有相近同源序列,暗示该基因在进化中具有保守的生物学功能。     

番茄COBRA基因克隆、表达模式及生物信息学分析

COBRA作为一种重要的胞外糖基磷脂酰肌醇(GP-I)锚定蛋白,影响植物细胞壁中纤维素含量及细胞的定向伸长。目前已有多个拟南芥、玉米及水稻的COBRA基因的突变体被研究。而有关番茄COBRA基因克隆的研究尚未见报道。本研究利用RT-PCR技术克隆了一个假定编码番茄COBRA蛋白的SlCOBRA基因,并在GenBank注册(JN398667)。序列测定和分析表明,该序列由6个外显子组成,编码444个氨基酸残基;氨基酸序列中存在COBRA蛋白的CCVS保守基序,N端的跨膜信号肽及C-末端的疏水性尾部和GPI锚定ω-位点。系统进化分析表明番茄SlCOBRA与拟南芥AtCOB具有80%氨基酸序列同源性,聚在一个分支上。Real-time PCR分析番茄各个组织中COBRA基因的表达结果表明番茄COBRA为组成型表达,在营养器官(根、茎、叶)中的表达量高于花和果实,尤其在成熟的果实中(从转色期到红熟期)表达量明显减少。     

高杆野生稻PR2同源序列的分离与序列分析

根据已知植物病程相关蛋白基因β-1,3-葡聚糖酶基因（PR2）的保守结构域设计2对简并引物,从高杆野生稻基因组DNA中分离出3条防卫基因类似物（defense—genes analogues,DGAs）,其中2条具有通读的ORF,另一条提前出现终止密码子。对这3条序列在NCBI上进行同源性搜索发现,在核苷酸水平这3条序列均与水稻的β-1,3-葡聚糖酶基因具有90％～93％的同源性,与已知大麦、小麦、高梁、黑麦、燕麦、玉米等其它植物的β-1,3-葡聚糖酶基因具有69％-81％的同源性。在氨基酸水平与水稻、大麦、小麦、黑麦的β-1,3-葡聚糖酶具有60％～93％的同源性。对具有通读ORF的2条序列RD1-GG6和RD1-GG12进行表达分析,发现经水杨酸（SA）诱导后表达量明显提高。     

Induction of cytoplasmic mannose-binding jacalin-related lectins is a common phenomenon in cereals treated with jasmonate methyl ester

Treatment of whole plants with jasmonic acid methyl ester induces lectin activity in leaves of Oryza sativa, Hordeum vulgare, Triticum vulgare, Secale cereale and Zea mays. Purification and characterization of the lectins revealed that they all have a very similar molecular structure and carbohydrate-binding properties. Further analysis of the cDNA clones encoding the lectins revealed that they all belong to the family of cytoplasmic mannose-specific jacalin-related lectins.     

Cloning, characterization and prokaryotic expression of cytosolic malate dehydrogenase from Oryza sativa.

cDNA sequences of malate dehydrogenase (MDH) were cloned from various species, and MDH was identified to play an important role in cell energy metabolism. Here, we present the isolation and characterization of its homologue (OscMDH) in Oryza sativa. Comparison of the results to the genome details indicated that OscMDH consisted of seven exons. Sequence alignment showed that the deduced amino acid sequence of OscMDH shared a significant similarity with cMDH protein in Zea mays, as well as with other cMDH gene products. The different expression patterns of OscMDH in different tissues revealed that OscMDH mRNA was highly transcribed in either young panicle or immature seed, while its abundance was much low in green leaf and root. A nearly 56-kDa fusion protein generated by adding a Trx-His-tag at the N-terminal of OscMDH was induced by IPTG in Escherichia coli BL21 and an obvious MDH activity was detected in the protein by native PAGE analysis. All these results suggest that OscMDH encodes a cytosolic MDH in rice.     

一步法RT-PCR克隆水稻线粒体磷转运蛋白基因及其序列特征分析

以水稻广亲和品种Cpslo17幼穗为材料,用一步法RT—PCR（逆转录聚合酶链式反应）克隆了一个长度为1118bp的编码线粒体磷转运蛋白的OsMPT基因。序列分析表明其包含了基因完整的编码序列,编码由368个氨基酸组成的线粒体磷转运蛋白,它与玉米、大豆、Lotus japonicus、Betula pendula、拟南芥的线粒体磷转运蛋白氨基酸序列相似率分别为93．5％,85．6％,83．8％,83．7％,81．1％。氨基酸疏水谱分析显示它有线粒体磷转运蛋白家族高度保守的6个跨膜结构域。水稻线粒体磷转运蛋白N端富含精氨酸（Arginine）、丙氨酸（Alanine）和丝氨酸（Serine）。iPSORT预测其蛋白N端具有定位于线粒体的信号肽序列,进一步分析表明此编码区段有6个外显子和5个内含子。RT—PCR结果表明,OsMPT基因在水稻两个亚种粳稻和籼稻的叶片中均有表达,在Cpslo17营养器官和生殖器官中都有高水平表达。水稻线粒体磷转运蛋白的克隆和表达分析将为研究其结构和生物学功能奠定基础。