牡丹WD40类转录因子基因PsWD40-1和PsWD40-2的分离与序列分析

利用已构建的牡丹‘洛阳红’花瓣转录组数据库,筛选得到2个与植物花青素苷合成WD40蛋白同源性较高的Unigene序列,分别命名为PsWD40-1和PsWD40-2。利用RT-PCR技术,设计特异性引物对PsWD40-1和PsWD40-2最大阅读框(ORF)序列进行扩增,测序结果表明PsWD40-1序列包含一个1 035 bp的ORF,编码一个344 aa的肽链;PsWD40-2序列包含一个1 032 bp的ORF,编码一个343 aa的肽链。牡丹PsWD40-1和PsWD40-2基因推测所编码蛋白序列均具有典型的WD40结构域。PsWD40-1蛋白序列与葡萄VvWDR2相似性为96%,PsWD40-2蛋白序列与葡萄VvWDR1相似性为87%。系统进化树分析发现,PsWD40-1与葡萄VvWDR2、拟南芥AtAN11、陆地棉GhTTG2等序列聚在MP1分支,而PsWD40-2与葡萄VvWDR1、矮牵牛PhAN11、紫苏PfWD40等序列聚在另一分支TTG1/PAC1分支。     

齿肋赤藓早期光诱导蛋白ELIPs的生物信息学分析

从齿肋赤藓转录组数据库出发,共得到39条注释的早期光诱导蛋白Sc ELIPs unigene,其中2条(Sc ELIP1与Sc ELIP2)具有完整ORF。利用多种生物信息学分析工具,对这2条Sc ELIPs序列的同源性、理化性质、保守域、信号肽、疏水性、亚细胞定位、二级结构、跨膜结构、三维结构、活性位点等方面进行分析。结果表明:2条Sc ELIPs序列的ORF全长分别为711 bp和624 bp,分别编码236和207个氨基酸,二者都具有完整的Chloroa_b-bind功能域,定位于叶绿体类囊体膜,含有3个跨膜α螺旋,第1、3螺旋通过Glu和Arg残基形成双重对称结构,且具有至少4个叶绿素结合活性位点。通过对得到的2条Sc ELIPs进行氨基酸序列比对及基因树分析,得出Sc ELIP1与小立碗藓、山墙藓及盐生杜氏藻聚为一支,而Sc ELIP2与高等植物聚为一支,表现出ELIP从低等到高等植物的进化特征。本研究为Sc ELIPs基因后续的克隆和功能研究奠定了基础。     

编码嗜麦芽黄单胞菌terminase-like蛋白基因的克隆与分析

根据Grover报道的XanthomonasmaltophiliaCG类受体的 342bp核酸序列设计的一特异引物P2和随机引物进行PCR扩增 ,将约 75 0bpPCR产物克隆到 pUCm T载体上 ,得到重组质粒 pUCm Ter。pUCm Ter上插入片段经M 13通用引物双向测序 ,其中ORF5 5 5核酸序列的 2 83～ 36 2bp部分与PseudomonasphageD3orf2基因的 1385～ 14 6 4bp部分有 86 %相同碱基。由ORF5 5 5编码 184aa蛋白序列的 1～ 16 5aa部分与PseudomonasphageD3orf2基因编码terminase的 2 2 9～ 393aa部分具有 6 6 %相同序列。因此 ,克隆到的ORF5 5 5核酸序列可能是编码嗜麦芽黄单胞菌terminase like蛋白的基因序列。     

花生AhRab7基因的克隆及其原核表达研究

为了研究花生小G蛋白AhRab7基因在大肠杆菌中的表达模式及与高盐胁迫的关联性,采用 RT-PCR技术从花生（Arachis hypogaea L .）品种花育20中克隆了AhRab7(7-1、7-2)的cDNA全长序列,通过核苷酸序列和氨基酸序列分析结果表明AhRab7的cDNA全长分别为872 bp、816 bp,分别含一个621 bp、618 bp大小的开放阅读框（ORF）,拟编码氨基酸数分别为206 aa、205 aa。将携带完整的ORF序列连入表达载体 pET-28a(+)中,经IPTG诱导后进行耐盐性测定,结果表明两种全长重组酶（分别含pET-Rab 7-1 和pET-Rab 7-2的重组质粒）均具有正常酶活性,明显缓解了高盐环境(5.5%～10% NaCl溶液)对大肠杆菌的生长胁迫,而对照组（含空载体pET-28a）未能检测出相同的酶活性,结果表明该基因表达可以缓解高盐胁迫影响。目的基因经IPTG诱导后高效表达,SDS-PAGE电泳检测到目标蛋白的大小为23KDa,与预测结果一致。这为后期探讨花生对盐胁迫及其他非生物胁迫的研究奠定了一定的基础。     

细菌外毒素序列中特有模体的识别及其基因本体注释分析

【目的】识别细菌外毒素序列中特有模体,进一步理解外毒素的致病机制。【方法】构建非致病性细菌蛋白质数据库,利用InterProScan对数据库中非致病菌蛋白质序列以及收集的经实验确认的89条细菌外毒素蛋白质序列进行模体搜索。【结果】在89条细菌外毒素序列中,分析得到了39个细菌外毒素特有模体。【结论】得到的外毒素特有模体与外毒素功能密切相关,为在致病性细菌基因组内搜索外毒素序列奠定了基础;同时通过对外毒素特有模体的基因本体(Gene ontology,GO)注释分析,进一步阐明了细菌外毒素的致病机制。     

纤枝短月藓LEA5基因表达及耐盐性分析

该研究以纤枝短月藓为材料,利用RT-PCR和HiTail-PCR技术分别克隆得到纤枝短月藓LEA5基因的ORF和启动子序列,并进行生物信息学、基因表达及耐盐性分析,为进一步研究LEA5蛋白的保护机制奠定基础。结果显示:(1)LEA5基因包含267 bp的开放阅读框(ORF),编码88个氨基酸。(2)LEA5基因启动子序列为1 053 bp,利用PlantCARE在线工具预测顺式作用元件显示,该启动子不仅具有典型的CAAT box元件,还含有ABRE、MYB、MYC、MYB结合位点(MBS)等其他元件。(3)荧光定量分析表明,LEA5基因在纤枝短月藓不同时期和不同组织中都有表达。(4)LEA5蛋白的异源表达提高了大肠杆菌对盐胁迫的耐受性,表明LEA5蛋白可能在耐盐性中起重要作用。     

中华鲟铁蛋白基因cDNA全长克隆与组织表达分析(英文）

根据铁蛋白基因的保守序列,搜索GenBank数据库中华鲟的EST数据库得到一条同源序列。通过RT-PCR的方法对该序列进行扩增,修改其测序错误,获得中华鲟铁蛋白亚基cDNA全长,经过注释提交GenBank数据库,获取序列登录号EU348782。该cDNA长度为896 bp,包含531bp的完整编码区,推测编码的蛋白质为176 aa,分子量为20339.9 Mr,理论等电点为5.66。它和大西洋鲑鱼铁蛋白序列同源性最高,达到82.9%。该基因在中华鲟肝脏、胰脏、肌肉、脑、心脏、鳃和胃粘膜等多种组织表达,在胰脏和心脏中表达量较高,在肌肉组织中表达较低。根据同源模建的方法得到该蛋白质三维结构,其包括5个α螺旋和10个转角结构,和人、蛙和细菌的铁蛋白均能很好的叠合,表现了很高的相似性,表明该蛋白结构和功能在基因进化中的高度保守性。     

中国春硬度基因的克隆与序列分析

目的：克隆、分析puroindoline a（Pina）、puroindoline b（Pinb）和grain softness protein（gsp）这三种控制小麦籽粒硬度的主要基因。方法：根据已报导的小麦3种基因的保守序列,设计合成了3对特异性引物,对六倍体软质小麦中国春基因组DNA进行基因扩增、克隆和序列测定,得到了3个基因的全长。结果：其ORF分别是447bp、447bp和495bp,编码的蛋白质全长分别为148aa、148aa和164aa。3种蛋白质都含有谷类作物所特有的19aa的信号肽,10个半胱氨酸所形成的5个二硫键结构,PINA和PINB蛋白有麦类作物所特有的富含色氨酸的结构域。结论：与粗山羊草的pina、pinb和gsp相比较,其核苷酸同源性为99．8％、95．8％和99．4％,氨基酸的同源性高达99．3％、96．6％和98．8％。3种与硬度相关的基因的分离与克隆丰富了小麦种质遗传资源库,为弄清影响小麦籽粒硬度的机制及其抗菌活性奠定了基础。     

朱砂叶螨HSP90基因克隆及原核表达

采用RT-PCR及RACE技术克隆朱砂叶螨Tetranychus cinnabarinus的热激蛋白90(HSP90)基因, 并进行序列分析, 得到一条长2 595 bp的cDNA序列, 该序列开放阅读框（open reading frame, ORF）为2 169 bp, 编码722个氨基酸, 分子量约为83.45 kDa, 理论等电点为4.81, 3′非编码区（untranslated region, UTR）为249 bp, 5′UTR为177 bp。通过Antheprot分析发现5个HSP90家族的签名序列及胞质HSP90特征序列MEEVD。同源性分析表明, 朱砂叶螨HSP90编码区核苷酸序列和其他已知的HSP90, 尤其是节肢动物昆虫的HSP90, 具有很高的相似性。将鉴定正确的原核重组表达质粒pET43a-TcHSP90, 转化大肠杆菌Escherichia coli BL21(origami) 进行原核表达, 应用SDS-PAGE和Western blotting技术分离并检测融合蛋白, 结果表明构建的原核表达质粒可以在宿主菌中稳定、正确表达。朱砂叶螨TcHSP90基因的克隆、原核表达, 为进一步研究HSP90的性质和功能的研究提供有用的实验材料。     

二化螟热休克蛋白70基因的克隆及热胁迫下的表达分析

热休克蛋白70是已知热休克蛋白家族中最重要的一种, 它在细胞内的大量表达可以明显改善细胞的生存能力, 提高对环境胁迫的耐受性。为探讨热胁迫对二化螟Chilo suppressalis幼虫热休克蛋白70表达的影响, 采用RT-PCR及RACE技术从二化螟血淋巴细胞中克隆了热休克蛋白70基因全长cDNA序列。该基因全长2 102 bp, 开放阅读框 (open reading frame, ORF)为1 959 bp, 编码652个氨基酸; 5′非编码区（untranslated region, UTR)为81 bp, 3′UTR为62 bp。从该基因推导的氨基酸序列与其他昆虫的同源序列比较有很高的相似性（73%~97%)。实时定量PCR显示二化螟HSP70基因能被热胁迫诱导表达, 幼虫血淋巴细胞的HSP70基因在36℃时表达量最高。流式细胞术研究发现HSP70在蛋白质水平上的表达变化与在mRNA水平上高度一致, 说明二化螟HSP70基因在转录及翻译水平上受到热应激的调节。     

中华鲟铁蛋白基因cDNA全长克隆与组织表达分析

根据铁蛋白基因的保守序列,搜索GenBank数据库中华鲟的EST数据库得到一条同源序列.通过RT-PCR的方法对该序列进行扩增,修改其测序错误,获得中华鲟铁蛋白亚基cDNA全长,经过注释提交GenBank数据库,获取序列登录号EU348782.该cDNA长度为896bp,包含531bp的完整编码区,推测编码的蛋白质为176aa,分子量为20339.9Mr,理论等电点为5.66.它和大两洋鲑鱼铁蛋白序列同源性最高,达到82.9%.该基闪在中华鲟肝脏、胰脏、肌肉、脑、心脏、鳃和胃粘膜等多种组织表达,在胰脏和心脏中表达量较高,在肌肉组织中表达较低.根据同源模建的方法得到该蛋白质三维结构,其包括5个α螺旋和10个转角结构,和人、蛙和细菌的铁蛋白均能很好的叠合,表现了很高的相似性,表明该蛋白结构和功能在基因进化中的高度保守性.     

黄瓜胞质6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因克隆及序列分析

根据6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶(6-phosphogluconate dehydrogenase,6PGDH)基因的保守氨基酸序列设计简并引物,应用RT-PCR技术从黄瓜栽培种品种'北京截头'(Cucumis sativus 'Beijingjietou')叶片中获得了640 bp的特异片段,以该序列在EST数据库进行同源检索筛选,发现甜瓜EST序列AM715537.2与之高度一致,据此设计引物经RT-PCR扩增、分子克隆和序列拼接,获得了黄瓜6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因全长序列,命名为Cs6PGDH(GenBank登录号FJ610345).序列分析表明,该基因全长1 829 bp,其中开放读码框(ORF)长1 488 bp编码495个氨基酸组成的多肽,编码区内无内含子存在,5'、3'端非翻译区长度各为70 bp和271 bp.Blast同源性分析显示该基因编码的氨基酸序列与拟南芥、大豆、水稻、玉米、菠菜等物种6PGDH 基因有74%以上的一致性.由于与其他物种胞质6PGDH相类似氨基酸N端都缺少长度约为40aa的转运肽,推断Cs6PGDH为黄瓜胞质6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因.     

褐飞虱HSP70与HSP90基因特性及温度诱导表达

[目的]研究不同温度条件下,褐飞虱HSP70和HSP70基因的表达变化,探索HSP蛋白在褐飞虱对温度胁迫适应中的作用。[方法]利用同源克隆方法获得HSP70A和HSP70基因序列,实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测HSPs基因在不同温度诱导下的表达量。[结果]褐飞虱HSP70A基因包含1 896 bp的ORF,编码631个氨基酸; HSP70基因包含2 193 bp的ORF,编码730个氨基酸。HSP70A在38℃高温下,表达量出现不同程度下降; HSP70B和HSP70在32℃及38℃高温下能够被诱导高表达。在低温诱导下,HSP70A及HSP70B的表达出现不同程度下降(HSP70A在15℃处理6 h及10℃处理2 h例外),HSP70表达量在低温下为显著或者极显著上升。[结论] HSP70B和HSP70在褐飞虱的高温胁迫下起重要的作用;在低温下则主要通过提高HSP70的表达来保护机体内细胞的正常生理代谢。     

甘菊ClHSP70与ClHSP90基因的克隆及表达分析

该研究以甘菊(Chrysanthemum lavandulifolium)为实验材料,通过RT-PCR方法从甘菊转录组数据中分离出热激蛋白合成相关基因,命名为ClHSP70和ClHSP90。序列分析表明,ClHSP70基因ORF全长为2 559bp,编码852个氨基酸,蛋白功能区预测表明含有典型的HSP70蛋白NBD和SBD保守结构域;ClHSP90基因ORF全长为2 094bp,编码697个氨基酸,含有HATPase结构域和HSP90保守结构域。生物信息学分析表明,甘菊ClHSP70与大豆(Glycine max)和烟草(Nicotiana tomentosiformis)HSP70蛋白有较高的一致性,ClHSP90基因编码的氨基酸序列与紫茎泽兰(Ageratina adenophora)HSP90高度相似;实时荧光定量表达分析表明,在42℃处理不同时间,甘菊叶片中ClHSP70和ClHSP90基因表达均在0.5h时显著增加,1h达到最大值,2h后缓慢下降;不同组织表达分析表明,甘菊在42℃处理1h后,ClHSP70在成熟叶中的表达量显著高于嫩叶和根等其他组织;ClHSP90在成熟茎中的表达量最高。研究说明,ClHSP70和ClHSP90基因具有热激蛋白特征,参与了甘菊热胁迫应答过程,该研究结果为以后深入研究其基因功能奠定了基础。     

西葫芦CpActin内参基因的分离及其作为内参基因的初步应用

荧光定量PCR(q RT-PCR)是研究分子生物学中基因表达的一种新型核酸定量技术,具备快速高效、特异性强、重复性好、灵敏度高和自动化程度高等优点,因而根据相应的实验材料选择适宜的内参基因对于提高qRT-PCR分析的准确性显得尤为重要。Actin基因表达范围广且表达稳定,常常作为内参基因应用于qRT-PCR表达分析中。前期利用转录组测序(RNA-seq)技术获得了西葫芦低温弱光转录组数据库,本研究从中筛选到1条长达2543 bp的cDNA,并对其进行了序列分析。生物信息学分析结果表明,该序列包含1个开放读码框(ORF),大小为2064 bp,预测编码氨基酸数为682个,理论分子大小约为79.67 kD,蛋白质等电点为6.28。Wolf Psort分析发现,CpActin蛋白亚细胞定位于细胞核中。Motif Scan分析显示,CpActin蛋白质的氨基酸序列207～406位和558～682位分别为Actin的中端和C端保守区域。同源性分析表明,基因编码的蛋白质与同为南瓜属的中国南瓜和印度南瓜同源蛋白的相似性达到99%,具有高度的保守性。基于所获得的基因全长cDNA序列,设计了基因ORF全长引物对CpActin-F、CpActin-R,经PCR扩增得到一条特异、明亮的条带,经测序验证,序列与RNAseq数据库的c DNA序列一致,基因命名为CpActin,GenBank登录号为MH211008。在此基础上,设计了一对荧光定量PCR引物CpActin-Fq、CpActin-Rq,分析显示,该引物具有较高的特异性和扩增效率,且在西葫芦不同组织(根、茎、花和果)和不同胁迫处理[正常(25℃,300μmol/m~2·s)、低温处理(4℃,300μmol/m~2·s)、弱光处理(25℃,80μmol/m~2·s)、低温弱光处理(4℃,80μmol/m~2·s)、强光处理(25℃,2000μmol/m~2·s)和高温处理(38℃,300μmol/m~2·s)]叶片中均能稳定表达,适合在西葫芦基因qRT-PCR表达分析的研究中作为候选内参基因。     

玉米果糖-6-磷酸,2-激酶/果糖-2,6-二磷酸酶基因的全长cDNA克隆及表达

以来自“掖单4号”的玉米果糖-6-磷酸,2-激酶/果糖-2,6-二磷酸酶（F2KP）基因cDNA片段（AF007582）为基础,运用RT-PCR和RACE技术,从“紫玉糯1号”中获得了1个2469bp的玉米F2KP基因cDNA克隆,命名为mF2KP,GenBank登录号为AF334143。该cDNA包含1个2226bp的开放阅读框,编码741个氨基酸。序列分析表明,两个玉米品种的F2KP基因存在一定差异,mF2KP基因的3′端非编码区比AF007582序列短38bp;在mF2KP的1592、1593和1605位置上,分别比AF007582序列多出1个碱基,导致阅读框在一个小范围内发生了移位,North-ern杂交表明,不同玉米组织中mF2KP的表达差异明显。在茎中mF2KP的表达水平比叶片,苞叶以及雄花序中的表达水平低,但比未成熟种子中的表达水平高,在未成熟种子中,仅能检测到很弱的mF2KP基因表达。     

杨扇舟蛾颗粒体病毒gra基因的分析

本研究利用已知的颗粒体蛋白基因(granulin,gra)设计引物,通过PCR扩增得到ClanGV的gra基因。对 PCR结果序列分析表明,ClanGV的gra基因开放阅读框(ORF)全长747bp,共编码248个aa,预计编码的蛋白质 大小为29．3kDe。在启始密码子ATG上游-24bp处,有一个杆状病毒晚期启动子序列,ATAAG。有两个TATA 框,分别位于ATG上游的-26bp和-65bp位置。基于gra的同源分析和进化树分析表明,ClanGV和茶小卷叶蛾颗 粒体病毒(Adoxophyes orana granulovirus,AoGV)、苹果蠹蛾颗粒体病毒(Cydia pomonella granulovirus,CpGV)、 云杉卷叶蛾颗粒体病毒(Choristoneura fumiferana granulovirus,CfGV)、马铃薯块茎蛾颗粒体病毒(Phthorimaea operculella granulovirus,PoGV)的亲缘关系较近。利用提取的颗粒体蛋白免疫家兔,制备了抗体进行免疫杂交分 析,结果显示ClanGV除了与分月扇舟蛾颗粒体病毒(Clostera anastomosis L．granulovirus,CaLGV)的颗粒体蛋 白有较强的杂交信号外,与棉铃虫核多角体病毒(Helicoverpa armigera nucleopolyhedrovirus,HaNPV)多角体蛋 白也有明显的杂交带出现,与甜菜夜蛾核多角体病毒(Spodoptera exigua nucleopolyhedrovirus,SeNPV)只有非常 微弱的杂交信号。     

杨扇舟蛾颗粒体病毒gra基因的分析

本研究利用已知的颗粒体蛋白基因(granulin,gra)设计引物,通过PCR扩增得到ClanGV的gra基因.对PCR结果序列分析表明,ClanGV的gra基因开放阅读框(ORF)全长747bp,共编码248个aa,预计编码的蛋白质大小为29.3kDα.在启始密码子ATG上游-24bp处,有一个杆状病毒晚期启动子序列,ATAAG.有两个TATA框,分别位于ATG上游的26bp和65bp位置.基于gra的同源分析和进化树分析表明,ClanGV和茶小卷叶蛾颗粒体病毒(Adoxophyes orana granulovirus,AoGV)、苹果蠹蛾颗粒体病毒(Cydia pomonella granulovirus,CpGV)、云杉卷叶蛾颗粒体病毒(Choristoneura fumiferana granulovirus,CfGV)、马铃薯块茎蛾颗粒体病毒(Phthorimaeaoperculella granulovirus,PoGV)的亲缘关系较近.利用提取的颗粒体蛋白免疫家兔,制备了抗体进行免疫杂交分析,结果显示ClanGV除了与分月扇舟蛾颗粒体病毒(Clostera anastomosis L.granulovirus,CaLGV)的颗粒体蛋白有较强的杂交信号外,与棉铃虫核多角体病毒(Helicoverpa armigera nucleopolyhedrovirus,HaNPV)多角体蛋白也有明显的杂交带出现,与甜菜夜蛾核多角体病毒(Spodoptera exigua nucleopolyhedrovirus,SeNPV)只有非常微弱的杂交信号.     

颜氏大疣蛛毒腺转录组学研究

颜氏大疣蛛Macrothele yani个体大、毒性强、易取毒,是农林生态系统中害虫的重要天敌,也是天然药物研究工作者进行新药挖掘和毒液开发利用的重要选择对象。本研究利用高通量测序平台Illumina Hiseq 2000对颜氏大疣蛛雌雄成体的毒腺进行转录组测序和生物信息学分析,共获得转录组样本数据37.8 G,总计301 024条unigenes,总长度170 512 372 bp,最短201 bp,最长36 105 bp,平均长度566 bp,GC含量平均值为38.17%,N50长度为705 bp。将unigenes序列与NR（非冗余蛋白序列数据库）、String（蛋白质相互作用数据库）、Swiss-prot（蛋白质序列数据库）、Pfam（蛋白质家族数据库）、GO（基因本体论）、KOG（真核生物蛋白质直系同源数据库）、KEGG（京都基因与基因组百科全书）数据库进行比对（e≤10^-10）,分别获得31 409、6 549、11 817、8 216、11 480、7 804条unigenes注释。通过生物信息学对雌雄颜氏大疣蛛unigenes进行表达量分析,筛选高表达量且高可信度的差异表达基因,并进行对这些差异基因进行GO和KEGG功能富集分析;与雄蛛相比,雌成体有205条unigenes表达量上调,113条unigenes表达量下调。最后在所有的转录本数据中共比对到68条毒素相关序列。本研究获得的颜氏大疣蛛转录组信息,为颜氏大疣蛛的功能基因挖掘提供了重要的信息资源。     

菜豆ANK基因家族鉴定及ANK25的表达模式分析

锚蛋白重复序列模体是生物体内最普遍的蛋白质序列模体之一,在多种细胞活动中主要介导蛋白质-蛋白质的相互作用。本研究利用菜豆基因组数据库,通过生物信息学手段对菜豆ANK家族成员及分子生物学特性进行了鉴定。结果显示,菜豆基因组中含有30个ANK家族基因,分布于9条染色体上,其中第5条染色体上含有的ANK基因最多,包含13个基因。蛋白结构域分析发现,ANK25除了含有ANK结构域外还含有RING结构域。亚细胞定位结果显示,ANK25主要分布在细胞膜上。表达模式分析发现,ANK25对干旱、盐和ABA胁迫有响应。本研究为进一步研究菜豆ANK的分类及功能提供了有利的依据。