受褐飞虱取食的水稻幼苗的抑制消减cDNA文库的构建及筛选

采用抑制消减杂交方法,以褐飞虱取食32h的水稻幼苗及未受褐飞虱取食的水稻幼苗为作为对比材料构建了消减cDNA文库,以分离水稻幼苗中褐飞虱应答基因。随机从消减cDNA文库中挑选16个白色菌落提取质粒,进行PCR扩增,发现插入片段的长度位于100～900bp之间。以在受褐飞虱取食的水稻幼苗中特异表达的基因(BpHi008A)为探针,通过斑点印迹分析发现在抑制消减后的cDNA池中,目的基因得到有效富集。利用反向总RNA斑点印迹分析和Northern杂交验证,从消减cDNA文库中筛选到了25个基因受褐飞虱取食的诱导。其中有17个克隆与编码已知功能蛋白的基因有显著的同源性,它们分别参与蛋白质的折叠与降解、蛋白质与蛋白质的相互作用及信号传递、脂类代谢、胁迫反应、物质运输和细胞生长等。总体上,参与胁迫反应和衰老的基因在褐飞虱取食后表达增强。     

利用抑制消减杂交分离受褐飞虱取食下调的水稻基因

为了分离受褐飞虱取食抑制的水稻基因,采用抑制消减杂交的方法,以正常生长的水稻幼苗为目标群体,以褐飞虱胁迫32 h的水稻幼苗作为对照群体,构建了含200个重组质粒的SSH cDNA文库.随机挑选50个重组质粒进行反向Northern差异筛选后,再经Northern杂交验证,得到2个受褐飞虱取食抑制的基因:一个是Lhca,编码水稻光系统Ⅰ天线蛋白;另一个基因(bpHd002)与肌苷-5'-单磷酸脱氢酶基因有同源性.以BpHd002为探针筛选水稻幼苗cDNA文库分离出该基因的全长cDNA(BpHd002A).其长度为1 285bp,含有一由519 bp组成的完整的阅读框,编码的蛋白质具有两个CBS结构域.     

利用抑制性扣除杂交技术克隆水稻磷饥饿诱导基因

磷素是植物生长所必需的重要元素.在缺磷环境中,植物能够调节自身的形态、生理生化和基因表达水平来适应环境的变化.为研究水稻(Oryza sativa L.)耐低磷胁迫的分子机理,采用抑制性扣除杂交技术(SSH)构建磷饥饿诱导的水稻根系扣除cDNA文库.通过文库筛选和测序获得18个已知基因和47个功能未知基因.这些基因参与了不同的代谢过程,包括磷吸收和转运、信号传导、蛋白质合成和降解、碳水化合物代谢和胁迫反应.Northern杂交结果表明,在磷饥饿胁迫下这些基因呈现不同的表达模式,并且不同代谢过程中的基因对磷饥饿有着不同的反应.     

萘胁迫下水稻幼苗抑制差减杂交cDNA文库构建

从200mg/Kg萘胁迫水稻幼苗根系中成功分离和纯化了高纯度的总RNA和mRNA,并以无萘处理为Driver,以200mg/Kg的幼苗为Tester,通过cDNA双链的合成及两次PCR扩增,富集到两组处理中差异表达的大小在200～800bp的cDNA序列,pGEMT的连接和蓝白斑筛选表明杂交文库滴度和重组率分别达到1.5×106 pfu/mL和96%,共收集阳性克隆8000个,形成了抑制消减杂交的质粒cDNA文库.随机挑取酶切质粒的电泳分析表明,载体中均有插入片段.高效抑制消减杂交文库的建立为进一步分析基因的差异表达及分离萘胁迫下抗性基因奠定了基础.     

拟南芥盐胁迫应答相关基因AtGRP9的克隆及表达

利用拟南芥cDNA文库在裂殖酵母中的功能性表达 ,从拟南芥中分离了一个编码富甘氨酸蛋白 (glycine richprotein ,GRP)的cDNA克隆 (其基因被命名为AtGRP9)。在裂殖酵母中大量表达AtGRP9cDNA能显著提高细胞的耐盐性。在拟南芥中 ,AtGRP9基因的表达受盐胁迫诱导 ,其表达具有根器官特异性 ;而且 35S启动子组成形成超量表达植株的耐盐性明显提高。这些实验结果表明拟南芥AtGRP9可能是一盐胁迫应答相关基因。     

稻瘟菌侵染诱导水稻凝集素基因的表达

利用mRNA差异显示技术(DDRT-PCR),从非亲和性稻瘟菌生理小种131侵染的水稻品种爱知旭(Oryza sati-va L. cv.Aichi-asahi)叶片中分离了8个诱导差异表达的cDNA片段.对这8个差示片段进行了回收、重扩增和克隆,以其中一个长度为321碱基并与甘露糖结合水稻凝集素和水稻盐诱导蛋白基因高度同源的差示片段为探针,筛选水稻非亲和性cDNA文库,获得12个阳性克隆.序列测定和数据库查询表明该基因的cDNA与水稻凝集素基因的cDNA及盐诱导蛋白基因的cDNA核苷酸同源性高达96%,推定的氨基酸序列与甘露糖结合水稻凝集素的氨基酸序列一致,与水稻盐诱导蛋白仅相差2个氨基酸.Southern杂交显示该基因在水稻基因组中有两个同源拷贝数,Northern杂交表明非亲和性稻瘟菌侵染可强烈诱导该基因表达.因此推测该基因参与了水稻对稻瘟菌侵染的防御反应.     

向日葵盐胁迫相关基因的cDNA-AFLP差异表达

目的:研究向日葵盐胁迫前后基因表达的变化,分离并鉴定耐盐相关基因。方法:采用c DNA-AFLP技术分析盐胁迫产生的差异表达基因片段。结果:从256对引物组合中筛选到232对有差异表达的引物组合。用其进行选择性扩增,获得差异表达的上调TDFs 845条。经二次PCR扩增及反向Northern blot验证,获得42个阳性TDFs。对其中12个TDFs进行克隆及序列测定,得到10条TDFs核苷酸序列。经Blastx比对及功能分析,10个TDFs均与应答盐胁迫相关,涉及信号转导相关蛋白、胁迫相关功能蛋白、衰老相关蛋白以及与蛋白相互作用有关的蛋白。结论:利用c DNA-AFLP技术鉴定出一批盐胁迫应答基因,为揭示向日葵耐盐分子机制及指导向日葵耐盐分子育种实践奠定基础。     

盐胁迫下西伯利亚蓼茎叶正反消减文库的构建及初步分析

正向文库以3% NaHCO3胁迫48 h的材料(茎、叶)为实验方(tester), 以未胁迫的材料(茎、叶)为消减方(driver); 在负向文库中, 以未胁迫的材料(茎、叶)为实验方(tester), 以3% NaHCO3胁迫48 h的材料(茎、叶)为消减方(driver), 利用抑制性消减杂交技术(suppression subtractive hybridization, SSH)构建了3% NaHCO3胁迫下西伯利亚蓼茎叶正反消减文库。从文库中共获得2 282条有效EST序列, 其中从茎正向消减文库中获得598条, 从茎负向消减文库中获得490条, 从叶正向消减文库中获得627条, 从叶负向消减文库中获得567条。经BlastX序列比对后, 通过MIPs方法对EST功能进行分类并对茎叶正反消减文库做了比较, 其中茎与叶部除细胞救援与防御、转运组件中变化趋势相同外, 在代谢、能量、光合作用、蛋白合成、转录和信号传导等方面均表现为相反趋势, 另外通过荧光定量RT-PCR对12个潜在与盐胁迫相关基因进行定量分析, 结果显示12个基因在未经胁迫与盐胁迫处理后的西伯利亚蓼叶与茎部有着很大差异, 说明叶与茎部在NaHCO3条件下可能具有不同应答机制与分工, 这有助于进一步理解西伯利亚蓼分子耐盐机制。     

水稻盐胁迫应答基因的克隆、表达及染色体定位

利用差异显示PCR(DD -PCR)技术从水稻中克隆了 2个受盐胁迫诱导和 1个受盐胁迫抑制的cDNA片段 ,分别代表了水稻S 腺苷蛋氨酸脱羧酶 (SAMDC)基因、水稻翻译延伸因子 1A蛋白 (eEF1A)基因家族中的新成员 (称为REF1A)以及一功能未知的新基因 (命名为SRG1 ) .进一步利用RT PCR技术克隆了SAMDC基因的全长cDNA序列 (称为SAMDC1 ) ,该基因序列与其他植物及酵母、人类的SAMDC基因均有一定的同源性 .Northern杂交结果显示SAMDC1和REF1A基因的转录均明显受盐胁迫诱导 ,而SRG1基因的转录在盐胁迫 6h后即受到抑制 .Southern杂交分析表明SAMDC1和SRG1基因在水稻基因组中均以单拷贝存在 ,而REF1A基因则检测到多个拷贝 .利用ZYQ8/JX1 7组合构建的DH群体和RFLP图谱将REF1A ,SAMDC1和SRG1基因分别定位在水稻第 3,第 4和第 6染色体上 .     

稻瘟菌侵染诱导水稻凝集素基因的表达

利用mRNA差异显示技术（DDRT-PCR）,从非亲和性稻瘟菌生理小种131侵染的水稻品种爱知旭（Oryza sati-vaL.cv.Aichi-asahi)叶片中分离了8个诱导差异表达的cDNA片段,对这8个差示片段进行了回收,重扩增和克隆,以其中一个长度为321碱基并与甘露糖结合水稻凝集素和水稻盐诱导蛋白基因高度同源的差示片段为探针。筛选水稻非亲和性cDNA文库,获得12个阳性克隆。序列测定和数据库查询表明该基因的cDNA与水稻凝集素基因的cDNA及盐诱导蛋白基因的cDNA核苷酸同源笥高达96%。推定的氨基酸序列与甘露糖结合水稻凝集素的氨基酸序列一致。与水稻盐诱导蛋白仅相差2个氨基酸。Southern杂交显示该基因在水稻基因组中有两个同源拷贝数。Northern杂交表明非亲和性稻瘟菌侵染可强烈诱导该基因表达。因此推则该基因参与了水稻对稻瘟菌侵染的防御反应。     

利用抑制性扣除杂交技术克隆水稻磷饥饿诱导基因

磷素是植物生长所必需的重要元素。在缺磷环境中,植物能够调节自身的形态、生理生化和基因表达水平来适应环境的变化。为研究水稻(Oryzn sativa L.)耐低磷胁迫的分子机理,采用抑制性扣除杂交技术(SSH)构建磷饥饿诱导的水稻根系扣除cDNA文库。通过文库筛选和测序获得18个已知基因和47个功能未知基因。这些基因参与了不同的代谢过程,包括磷吸收和转运、信号传导、蛋白质合成和降解、碳水化合物代谢和胁迫反应。Northern杂交结果表明,在磷饥饿胁迫下这些基因呈现不同的表达模式,并且不同代谢过程中的基因对磷饥饿有着不同的反应。     

小麦胁迫相关基因W1的克隆及表达模式分析

应用噬菌体原位杂交技术从干旱胁迫诱导的小麦cDNA文库中克隆到一个胁迫诱导的基因片段别。删全长cDNA为901bp,其中,编码区长498bp,编码166个氨基酸。Southern杂交表明,W1是一个低拷贝基因。RT—PCR结果表明,W1受干旱、低温的诱导,但不受高盐的诱导。氨基酸序列分析发现W1有一个USP保守区（pfam00582）。同源性分析发现W1与一个水稻胁迫诱导蛋白（NM_001061239）的同源性为83％,但该类蛋白的功能尚无报道。肼是小麦第1个被克隆的胁迫相关蛋白基因,该基因的克隆有助于阐明小麦的抗逆机制,并为今后培育抗逆性小麦品种提供候选基因。     

文昌鱼性腺差减cDNA文库的构建

本研究以日本文昌鱼(Branchiostoma japonicum)性腺cDNA为材料,应用抑制性差减杂交技术构建文昌鱼雌雄性腺的差减cDNA文库.正向差减杂交以卵巢为试验方、精巢为驱动方,反向差减杂交以精巢为试验方、卵巢为驱动方,将所获差减cDNA片段克隆插入质粒表达载体,转化大肠杆菌DH5α,最后获得的正、反向差减文库分别含459、243个重组子.PCR 扩增鉴定正、反向差减cDNA文库的插入片段,其中90%左右的克隆皆能扩增出有效产物,插入片段范围为200-600 bp,符合差减文库PCR产物片段的大小.随机选取30个阳性克隆测序分析,得到26有效基因片段,进一步从中选取16个序列,用实时定量PCR对文库质量进行验证,结果表明所建文库能够达到富集雌雄性腺差异表达基因的目的.文昌鱼性腺差减文库的构建,为进一步分离、鉴定性腺分化和发育相关基因奠定了基础[动物学报 54(3):482-48 8,2008].     

盐藻线粒体GIY-YIG族归巢内切酶基因受到盐胁迫时增强转录

盐藻 (Dunaliellasalina (Chlorophyta) )极强的耐盐能力使之成为研究植物耐盐分子机制的重要模式生物 .在前期分离到的一个盐藻基因片段在盐胁迫时增强表达的基础上 ,通过RACE获得了该基因 5′端cDNA序列及部分 3′端cDNA序列 .序列分析结果表明 ,该基因是一个编码线粒体GIY YIG族归巢内切酶的Ⅰ型内含子基因 .RNase freeDNase处理及Northern杂交结果表明 ,盐藻线粒体DNA在盐处理组中可能发生了扩增 .这些结果结合前人的研究成果说明 ,该内含子基因的增强表达可能并非盐藻对抗盐胁迫的一种手段 ,而是盐藻对抗盐胁迫的副产品 .被该内含子基因插入的基因是盐藻对抗盐胁迫所需要增强表达的 .线粒体DNA的扩增可能是细胞在受到盐胁迫时线粒体数量增加的结果     

水稻盐胁迫应答cDNA的克隆、表达和染色体定位

从150 mmol/L盐胁迫3 h和没有胁迫的耐盐水稻(Oryza sativa L.)品种特三矮2号叶片中提取mRNA,构建cDNA文库.通过示差筛选,得到3个盐胁迫应答cDNA克隆Ts1、Ts2和Ts3.Northerd分析表明,3 h的盐胁迫可使Ts1、Ts2和Ts3的转录水平明显上升;3～24 h期间,Ts1和Ts2的转录水平继续上升,而Ts3的转录水平则下降.序列分析表明,这3个cDNA克隆与已知功能的基因没有同源性.利用特三矮2号的耐盐亲本ZYQ8和粳稻JX1 7组合构建了DH群体和分子标记连锁图谱,将Ts1、Ts2和Ts3分别定位在第1、3和7染色体上.值得注意的是,Ts1、Ts2和Ts3与用同一群体定位的主效和微效耐盐QTL位于同一或相邻区域.     

拟南芥cDNA芯片和油菜-拟南芥比较作图相结合筛选甘蓝型油菜抗菌核病先验基因

以拟南芥cDNA芯片筛选核盘菌侵染时甘蓝型油菜的局部抗(耐)病相关基因, 共获得在病斑周围局部组织中受核盘菌胁迫后表达变化达2倍以上的基因61个. 这些基因中, 36个基因为上升表达, 25个基因为下降表达. RT-PCR和Northern杂交验证了部分芯片杂交筛选的结果, 表明拟南芥cDNA芯片可用于甘蓝型油菜基因转录谱的研究. 结合油菜-拟南芥基因组比较作图, 将一些cDNA芯片筛选得到的油菜菌核病抗性相关基因定位于甘蓝型油菜抗菌核病QTL区间内. 取定位于QTL峰值区域的少数基因为先验基因, 值得优先对这些基因进行深入研究.     

耐盐杂草稻3个锌指蛋白基因家族的实时定量分析

利用在300余份来源于辽宁、吉林、黑龙江、内蒙古、江苏等地的杂草稻材料中筛选出耐高盐杂草稻材料WR03-12。通过RT-PCR的方法得到盐胁迫下WR03-12与盐敏感栽培稻‘越光’幼苗的cDNA第一链,对3个锌指蛋白基因家族的6个基因表达情况进行了荧光实时定量分析。结果表明,2个C2C2型锌指蛋白基因SRZ1与SRZ2受到高盐胁迫的负向诱导,WR03-12受负向诱导程度要小于‘越光’;2个TFIIIA型锌指蛋白基因ZFP18与ZFP245受到盐胁迫的正向诱导,WR03-12受诱导程度也小于‘越光’;具有A20锌指结构的基因AACZ1基因在越光中不受盐诱导,而在WR03-12中受短时间诱导后,第7天已经恢复到胁迫前水平。具有AN1锌指结构的基因AACZ2在‘越光’与WR03-12中均不受盐胁迫诱导,且表达水平没有显著差别。杂草稻WR03-12与‘越光’对于盐胁迫的应答机制可能在转录调控方面存在差别。     

盐碱地星星草根cDNA文库的构建及初步分析

以盐碱地原位取材的星星草根为材料,利用SMART技术构建了cDNA文库。扩增后文库的滴度为1.747×109CFU/mL,插入片段分布在0.5-2 kb之间,重组率为92%。文库ESTs序列的初步分析表明,从盐碱地星星草根的cDNA文库中筛选到耐盐相关基因S-腺苷甲硫氨酸合成酶2基因和钙牵蛋白基因的EST片段。该文库可用于进一步从中筛选星星草耐盐基因。盐碱地星星草根cDNA文库的构建为揭示星星草耐盐分子机制、挖掘星星草耐盐基因、培养耐盐植物奠定了重要基础。     

用抑制差减杂交法分离和克隆梭梭幼苗受渗透胁迫诱导相关基因的cDNA片段

以Hoagland溶液培养的梭梭幼苗(H)为对照群体,甘露醇处理的梭梭幼苗(M)为目标群体,进行抑制差减杂交.用经过H cDNA差减的M cDNA构建了一个含有大约400个独立克隆的差减文库;采用差减前的H cDNA和M cDNA以及正向/反向差减杂交后的cDNA为模板标记探针,对随机挑取的100个重组质粒进行差示筛选,获得了21个阳性候选克隆.从这些阳性候选克隆中随机挑取了8个进行Northern blot分析,证实其中3个候选克隆代表了在M中特异表达或表达增强的基因,序列分析和同源性比较表明它们与逆境胁迫有关;而另外5个候选克隆无Northem杂交信号,推测它们为低丰度转录本.     

应用抑制性消减杂交技术筛选流感病毒感染宿主应答基因

从宿主系统寻找病毒感染特异性相关的生物大分子是研究病毒药物靶标和诊断标志物的新方向 .为了筛选宿主细胞中流感病毒感染特异性基因 ,采用抑制性消减杂交技术 (SSH) ,以流感病毒A 鲁防 93 9(H3N2 )感染MDCK细胞及正常MDCK细胞为材料 ,构建病毒感染特异性差减cDNA文库 ,PCR法扩增鉴定其中插入片段大小 .从差减文库中随机挑取 10 0个克隆进行测序 ,用生物信息学方法对其同源性和基因功能进行分析和预测 .结果显示 ,成功构建了流感病毒感染特异性差减cDNA文库 ,文库中cDNA片段长度在 2 5 0～ 10 0 0bp之间 .从文库中随机选取 10 0个克隆测序 ,获得了 95个有效序列 ,经blast同源性分析发现 ,大部分基因为参与宿主细胞能量代谢和蛋白质生物合成过程中的基因 ;其中 19个为无任何功能线索的新基因片段 .流感病毒感染特异性差减cDNA文库的建立和筛选出病毒感染应答候选新基因cDNA片段 ,为发现新型流感病毒药靶和诊断标志物以及病毒感染机制研究打下基础