虾夷扇贝脂多糖诱导的肿瘤坏死因子LITAF基因的克隆及表达分析

脂多糖诱导的肿瘤坏死因子(Lipopolysaccharide-induced TNF-alpha factor,LITAF)是一类重要的炎症细胞因子,在先天性免疫系统中发挥重要的介质作用。文章根据虾夷扇贝LITAF基因EST序列,应用RACE技术克隆了虾夷扇贝LITAF全长cDNA,对序列及编码的氨基酸进行生物信息学分析。结果显示,该基因cDNA全长1 551 bp,其5′非编码区包含76 bp,3′非编码区包含1 001 bp;开放阅读框(ORF)为474 bp,编码157个氨基酸,氨基酸序列中存在一个保守的LITAF结构域;理论分子量16.99 kDa,等电点为6.24。LITAF基因序列为3 698 bp,由3个外显子和两个内含子组成。利用实时荧光定量PCR技术分析LITAF在虾夷扇贝不同组织、不同胚胎发育阶段以及鳗弧菌(Vibrio anguillarum)刺激后各时间段的表达情况。结果表明:LITAF基因在所检测的6个成体组织中均有表达,其中肾脏的表达量最高;胚胎发育的7个时期中,担轮幼体时期表达量最高;菌刺激36 h实验组与对照组的表达量差异大。LITAF基因是LITAF家族的一员,推测LITAF基因参与虾夷扇贝的先天性免疫反应。     

虾夷扇贝β-actin基因的克隆和序列分析

为进一步研究虾夷扇贝功能基因的表达调控。利用SMART cDNA文库构建试剂盒成功构建了健康虾夷扇贝外套膜和肾脏两种组织的cDNA文库。对随机选取的4009个克隆进行5′端测序,比对,筛选出1条β肌动蛋白同源序列,对此EST序列两端进行扩增、测序,得到肌动蛋白基因cDNA全长序列。肌动蛋白基因cDNA全长1536bp(不包括polyA),5′端非编码区84bp,3′端非翻译区321bp,阅读框1131bp,编码377个氨基酸。在基因组DNA中,该基因被一个内含子分为两段,内含子位于第41和第42个氨基酸之间,长度为1498bp。系统发育分析显示该肌动蛋白属于β类型。本研究得到的虾夷扇贝β-肌动蛋白基因可以被用于作为定量某种虾夷扇贝mRNA的标准,这为继续研究虾夷扇贝其它功能基因,及其分子生物的进一步研究、促进其他相关分子发育和系统进化研究奠定了基础。     

水稻细胞质铜锌超氧化物歧化酶基因的序列和表达分析

以水稻(Oryza sativa)品种Cpslo17幼穗为材料,通过RT-PCR克隆了长度为698bp的编码水稻细胞质铜锌超氧化物歧化酶基因(OsCu/Zn-SOD)。序列分析表明其覆盖基因完整编码框,编码由152个氨基酸组成的蛋白,它与玉米(Zea maize)Cu/Zn-SOD基因序列的相似率为88%。TargetP和ChloroP预测编码蛋白N端无信号肽序列,且此编码区段有8个外显子和7个内含子。利用Swiss-Model站点预测OsCu/Zn-SOD三维结构,并分析其铜锌离子结合位点的结构。RT-PCR结果表明OsCu/Zn-SOD在水稻不同品种均有表达,但表达量存在差异,OsCu/Zn-SOD在Cpslo17的分裂旺盛的幼嫩组织如幼穗、开花期花序和未成熟种子中表达量较高,而在叶片中表达量相对较低,在愈伤组织中表达微弱。     

虾夷扇贝热休克蛋白60基因克隆及表达特性研究

旨在探讨虾夷扇贝高温应激的分子机理并为解决该种夏季死亡问题打下基础。基于HSP60的转录组序列设计特异引物,采用RACE技术成功克隆获得虾夷扇贝热休克蛋白60(My HSP60)c DNA全序列。其c DNA序列全长3 368 bp,包括68 bp的5'UTR,1 569 bp的3'UTR和1 731 bp的开放阅读框,共编码576个氨基酸。利用基因步移技术扩增My HSP60基因启动子区域序列并测序,获得My HSP60基因启动子区域序列1 236 bp,该区域包含2个TATA盒,4个CCAAT盒,3个热激元件。基于氨基酸序列构建的系统进化树与传统物种进化规律基本吻合。通过实时PCR检测发现HSP60在虾夷扇贝各组织中均有表达,升温后肾脏中该基因的转录量升高极显著,而肝胰腺、外套膜、血淋巴和闭壳肌中的转录量升高显著(P0.05),说明该基因在热应激过程中发挥一定作用。     

文蛤胞内铜锌超氧化物歧化酶基因的克隆与序列分析

文蛤(Meretrix meretrix)是我国重要的滩涂养殖贝类之一,由于病害等原因,特别是红肉病的蔓延,文蛤增养殖业的发展受到严重制约。铜锌超氧化物歧化酶(Cu/Zn-SOD)是活性氧清除酶系中最重要的酶,在生物体内参与清除氧自由基,防御分子损伤和机体衰老等诸多生物事件。通过构建SMART全长cDNA文库和RACE的方法,克隆得到了文蛤胞内Cu/Zn-SOD(icCu/Zn-SOD)的全长cDNA序列。生物学软件分析表明,该序列全长为1383bp,5′UTR为45bp,3′UTR为876bp,开放阅读框长度为462bp,编码153个氨基酸,Cu原子分别与His46、His48、His63、His119配位,Zn则与His63、His71、His80和Asp83配位,半胱氨酸Cys57和Cys145之间形成唯一的链内二硫键。蛋白质结构中心是由8条反向平行的β折叠围成的圆桶状结构。文蛤icCu/Zn-SOD与紫贻贝等其它9种海洋贝类的Cu/Zn-SOD具有较高的同源性。     

碱茅(puccinellia tenuifolra)Put-Cu/Zn-SOD基因的克隆及在酵母中的表达

从碱茅根cDNA文库分离得到Put-Cu/Zn-SOD全长cDNA,其序列全长为2 700 bp,该基因的开放读码框为长615 bp,所编码的蛋白由204个氨基酸组成,其预测分子量约为20.6 kD、理论等电点约为5.63.Put-Cu/Zn-SOD氨基酸序列与水稻Cu/Zn-SOD序列有较高的同源性为87%.将Put-Cu/Zn-SOD基因构建到酵母表达载体pYES2,并转化至酵母(INVSc1).对pYES2-Put-Cu/Zn-SOD转化酵母进行盐碱、氧化胁迫实验.结果表明:重组酵母的抗盐碱、氧化能力明显高于对照(pYES2转化酵母),结果显示了碱茅的Cu/Zn-SOD基因在酵母表达中,具有提高酵母抗盐碱和耐氧化能力.     

虾夷扇贝过敏原tropomyosin的克隆表达、纯化及免疫学鉴定

从虾夷扇贝(Patinopecten yessoensis)肌肉中提取总RNA,RT-PCR克隆虾夷扇贝中变应原原肌球蛋白的全长基因,根据序列设计带有酶切位点的特异性引物,扩增扇贝tropomyosin的完整开放阅读框,与pET-28a载体连接并转化大肠杆菌Escherichia.coli BL21(DE3),诱导表达后,Ni2+亲和层析柱纯化重组蛋白,Western-blot检测其免疫学活性。经序列测定,该基因含有长度为855bp的开放阅读框,编码284个氨基酸,其在GenBank数据库中的登录号为EU839640。SDS-PAGE检测该重组变应原在大肠杆菌中高效表达36kD的目的蛋白,且重组变应原具有良好的IgE结合活性。研究获得了具有变应原活性的重组虾夷扇贝tropomyosin,为扇贝过敏性疾病的诊断和治疗奠定了基础。       

刺芹侧耳两种保护酶基因的克隆、分析及温度对其表达量的影响

为了探究温度胁迫下刺芹侧耳中过氧化氢酶和铜锌超氧化物歧化酶基因的作用,本研究通过RT-PCR方法对刺芹侧耳转录组数据库检索得到的过氧化氢酶（CAT）和铜锌超氧化物歧化酶（Cu/Zn-SOD）基因进行克隆,并利用荧光定量PCR分析在高低温胁迫下CAT和Cu/Zn-SOD基因的表达量,以探讨刺芹侧耳中这两种保护酶基因在高、低温胁迫下的响应特征。结果表明,克隆得到的CAT和Cu/Zn-SOD基因开放阅读框长度分别为1 581bp和582bp,分别编码526个和193个氨基酸,分子量分别为59.6kDa、19.62kDa,等电点分别为6.35、6.31。在高温（35℃）和低温（4℃）两组处理中,CAT和Cu/Zn-SOD基因的表达量及酶活均在处理48h时达到最高且与对照组呈现显著差异,说明两种基因在刺芹侧耳抵御高低温胁迫的过程中具有重要作用。本研究结果初步研究了温度胁迫下刺芹侧耳中CAT与Cu/Zn-SOD基因的生物学功能,为进一步解析刺芹侧耳抵抗温度胁迫的机理奠定基础。     

日本沼虾MT基因克隆、组织差异性表达及与饲料铜、锌含量的相关性

为了更全面理解日本沼虾(Macrobrachium nipponense)的铜/锌营养生理作用,研究利用RACE技术从日本沼虾肝胰腺中克隆获得一金属硫蛋白基因cDNA全长(mn-MT),并对该基因分子特征、组织表达谱和饲料铜/锌水平对其表达的影响进行分析。结果显示:(1)mn-MT cDNA全长665 bp,含编码59个氨基酸的180 bp的开放阅读框,预测该多肽的理论分子量为6.085 kD,等电点为7.73。该蛋白中半胱氨酸含量最高(30.5%),其次是赖氨酸(16.95%)和丝氨酸(10.17%)。相似性分析显示mn-MT氨基酸序列与美洲海螯虾、斑节对虾和中华绒螯蟹MT的相似性分别达到78%、75%和75%。(2)qRT-PCR分析显示, mn-MT mRNA在肝胰腺、血细胞、鳃、胃、卵巢、肠和肌肉中都有表达,其中肝胰腺中表达量最高。(3)用4组铜添加量分别为0、20、40及160 mg/kg的饲料和3组锌添加水平分别为0、35和210 mg/kg的饲料饲喂初重为(0.1010.002) g日本沼虾56d后,分析各组虾肝胰腺的mn-MT mRNA表达。mn-MT mRNA表达随饲料铜水平的提高而升高,到40 mg/kg组达到最高(P0.05),而后开始下降;饲料中高锌(210 mg/kg)显著提高mn-MT表达(P0.05), 0和35 mg/kg组间差异不显著(P0.05)。结果表明饲料中铜/锌均可影响mn-MT表达,且呈现不同的剂量依赖效应。       

棉铃虫酚氧化酶原基因的克隆、序列分析和组织表达

利用RT-PCR和RACE方法,获得了棉铃虫Helicoverpa armigera酚氧化酶原(prophenoloxidase,PPO)基因一个亚型cDNA的完整序列。该序列全长2 405 bp,含有一个2 097 bp的开放阅读框,编码一个由698个氨基酸残基组成的蛋白质。推导的氨基酸序列与其他鳞翅目昆虫PPO2基因相应氨基酸序列有较高的同源性(76％～80％),同时该序列具有铜离子结合位点等PPO基因所具有的典型特征。组织特异性表达分析表明,该基因在棉铃虫血细胞、体壁和中肠中均有表达。