SEFA-PCR法克隆灵芝鲨烯合酶基因启动子及其序列分析

鲨烯合酶是灵芝三萜生物合成的关键酶,灵芝鲨烯合酶基因的表达和活性的高低决定了灵芝中三萜含量的高低。根据已经获得的灵芝鲨烯合酶全长cDNA序列设计一对专一引物,通过PCR扩增得到了灵芝鲨烯合酶基因的基因组全长,序列长1984bp,含有3个内含子。根据其基因组序列设计引物,采用SEFA-PCR的方法,以总DNA为模板,克隆了灵芝鲨烯合酶基因的启动子序列,长1042bp。序列分析发现灵芝鲨烯合酶基因启动子中没有明显的TATA和CAAT框,但是含有CCAAT-bindingfactor、GATA-1、GC-box、TFⅡD等重要的转录因子的结合位点,以及在人和酿酒酵母鲨烯合酶基因启动子中发现的甾醇调节相关的顺式调控元件。     

人参大片段DNA(100kb)转化灵芝的研究

为探讨人参大片段DNA转化灵芝的可能性,通过电击法将双元细菌人工染色体(BIBAC)载体上的100kb人参大片段DNA转化到灵芝原生质体内。研究发现,在电极间距为4mm,电压强度为240V时,将5μL的人参大片段DNA转化到75μL的灵芝原生质体,在选择培养基上获得了具有再生能力的转化子。根据克隆载体两侧的序列设计两对引物,对转化子进行PCR分析。试验结果表明人参大片段DNA已经转化到灵芝的基因组中。     

灵芝甾醇14α-脱甲基酶基因的克隆及超量表达对三萜合成的影响

灵芝Ganoderma lucidum是我国传统的药用真菌,三萜类物质是灵芝的主要生物活性成分,甾醇14α-脱甲基酶是三萜合成途径中的关键酶。根据已报道其他物种甾醇14α-脱甲基酶的氨基酸保守序列设计简并引物,获得灵芝甾醇14α-脱甲基酶特异基因片段,并进一步获得灵芝甾醇14α-脱甲基酶基因的全长DNA和cDNA序列。其中DNA序列长1,981bp,cDNA序列长1,635bp。结构基因编码蛋白包含544个氨基酸,分子量为61.99kDa,等电点为6.36。将甾醇14α-脱甲基酶基因的cDNA序列克隆到灵芝超量表达载体pGl-GPD中,利用农杆菌介导的转化法实现了甾醇14α-脱甲基酶基因在灵芝内的超量表达。转化子的甾醇14α-脱甲基酶基因在转录水平表达量增加,三萜含量增加。进一步研究发现,三萜合成途径的关键酶基因Gl-aact、Gl-hmgr及Gl-ls的转录表达量也有所增加。     

一种简单高效的克隆水稻端粒相关序列的方法

采用盒式PCR扩增水稻端粒相关序列,将扩增产物与T载体连接,转化大肠杆菌,再通过PCR对获得的转化子进行鉴定.应用此方法成功地从水稻中克隆到多个端粒相关序列.     

重伞灵芝线粒体基因组在灵芝种间鉴定中的应用

线粒体是“动力工厂”,能够进行氧化代谢实现能量的转化,参与三羧酸循环形成ATP。随着分子生物学和生物信息学技术的发展,担子菌灵芝属中已有几种灵芝的线粒体基因组被相继报道,但尚未有对重伞灵芝线粒体基因组的报道。本研究通过对重伞灵芝YX线粒体基因组进行组装注释,比较分析了与其他灵芝属物种的差异,根据差异序列构建分子标记对重伞灵芝菌株快速鉴定。结果显示重伞灵芝线粒体基因组大小为67 340bp的闭合环形结构,含有15个普通蛋白编码基因,28个tRNA基因,以及rRNA的大小亚基基因。共5个基因含有12个内含子,主要为IB型,部分为ID型,包含LAGLIDADG_1 superfamily、GIY-YIG_Cterm superfamily保守结构域。根据重伞灵芝线粒体cox2基因设计的特异性引物扩增结果显示：4株重伞灵芝的cox2基因片段均可准确扩增,且扩增不出其他灵芝物种的cox2基因片段。基于各灵芝菌株线粒体cox2基因序列构建系统进化树,可以将4株重伞灵芝归在同一分支上,并且同源性为98%,与ITS鉴定结果一致。可见,基于线粒体基因cox2特异性引物可以快速地对重伞灵芝进行鉴定,且只需通过观察扩增条带的有无,无需测序,省时省力。     

灵芝β-葡萄糖苷酶基因的克隆与功能分析

灵芝是我国著名的药用真菌,具有抗癌、抗肿瘤等功效。灵芝酸属于三萜类化合物,是灵芝的主要活性成分,并已成为评价灵芝品质的重要指标之一。β-葡萄糖苷酶(β-glucosidase,BG)是次生代谢产物合成途径中的关键限速酶,能够调节次生代谢产物的生物合成。本研究通过同源序列比对,注释获得了灵芝β-葡萄糖苷酶基因(GlBG),并通过RNAi技术对灵芝β-葡萄糖苷酶进行功能分析。序列分析结果显示GlBG基因的DNA全长为2 759 bp,包含7个外显子和6个内含子,编码793个氨基酸,其编码的蛋白序列中含有β-糖苷水解酶的2个保守结构域。灵芝β-葡萄糖苷酶基因的沉默转化子中灵芝酸含量比野生型菌株的灵芝酸含量平均降低了38%,并且灵芝酸生物合成途径中的关键酶基因(hmgs、hmgr、fps、sqs和osc)的表达量也显著下降,实验结果表明灵芝β-葡萄糖苷酶在灵芝酸生物合成过程中具有重要作用,并为灵芝次生代谢途径及其调控机制提供了参考。     

灵芝羟甲基戊二酰辅酶A合酶基因的克隆及其表达特性

灵芝三萜类化合物是灵芝的重要药用成分,具有多种重要的生理功能,灵芝中三萜含量的高低已成为衡量灵芝质量高低的重要指标。灵芝羟甲基戊二酰辅酶A合酶基因(A hy-droxymethylglutary-l CoA synthase,GlHMGS)作为甲羟戊酸途径中的第一个催化酶,催化乙酰CoA与乙酰乙酰CoA生成羟甲基戊二酰CoA,对于灵芝三萜的合成起着十分重要的作用。分别以灵芝总基因组DNA和反转录的原基cDNA为模板,扩增得到GlHMGS基因的全长DNA和cD-NA序列,该基因DNA全长1 870 bp,其中ORF为1 413 bp,编码471个氨基酸,推测的分子量为51.14kD。通过比对获得的DNA和cDNA序列,发现GlHMGS由5个外显子和4个内含子构成。与NCBI数据库中HMGS的蛋白序列比对发现,GlHMGS与解脂耶罗威亚酵母的HMGS表现出最高的同源性(51%)。进化树分析也表明GlHMGS与真菌亲缘关系最近,这与灵芝的物种分类相吻合。通过酿酒酵母HMGS缺陷的菌株证实所得GlHMGS能够使HMGS缺陷的表型得到互补,证实GlHMGS的功能。利用SEFA-PCR技术扩增GlHMGS基因上游启动子序列,该序列长约1 561 bp,用Softberry等软件对启动子序列进行分析,发现GlHMGS基因启动子中包含有明显的TATA-box和CAAT-box,并发现了多个与甾醇、激素和环境压力等调节相关的顺式作用元件。进一步研究发现,茉莉酸甲酯、脱落酸和水杨酸能够提高GlHMGS基因的转录水平。在研究不同发育阶段和不同碳源对GlHMGS基因的影响时,发现GlHMGS基因的表达水平分别在第16天和以麦芽糖为碳源时达到最大。通过过量表达GlHMGS基因能够显著提高灵芝三萜含量。     

应用RNAi技术培育抗2种病毒病的转基因烟草

分别提取烟草普通花叶病(TMV)和烟草黄瓜花叶病（CMV）的病毒RNA。经反转录和外壳蛋白阅读框PCR扩增,获得TMV和CMV外壳蛋白基因cDNA, 分别进行两种病毒已知株系cDNA序列比对获得各自的保守序列,设计干涉序列,将干涉片段扩增产物连接到pMD18-T的相邻酶切位点,制备融合序列,并将其正向和反向序列插入pUCCRNAi载体,再转化到pCAMBIA2300-35S-OCS表达载体中。利用农杆菌LBA4404侵染烟草K326,获得3份含有TMV和CMV外壳蛋白基因干涉序列的转化材料,经分子鉴定证实干涉序列已导入烟草,并采用荧光定量PCR技术对其mRNA表达差异进行分析。抗病性调查表明转化烟株对TMV和CMV抗性都显著增强。     

大豆fad基因反义表达载体构建及转化烟草研究

使用PCR方法从大豆基因组DNA中扩增出大豆油酸脱饱和酶基因fad2-1,连接到pMD18-T载体中,转化大肠杆菌JM109菌株.测序后,用DNAstar软件进行同源性比对.然后将正确的序列反向克隆到表达载体pBt,并转化农杆菌菌株LBA4404,经双酶切鉴定和PCR扩增检测,获得具有该基因反向序列的农杆菌工程菌,转化...     

基于β-微管蛋白基因部分序列探讨灵芝属菌株的亲缘关系

PCR分别扩增了38个灵芝属菌株的β-微管蛋白基因片段,并对PCR产物进行序列测定,得到419bp的一段核苷酸系列.根据MEGA 2.1软件中的neighbour-joining methods对上述序列进行聚类分析,结果所有供试菌株被分成9个聚类组.中国栽培灵芝菌株分布于6个聚类组,其中树舌亚属、紫芝组的菌株各自聚成一组,灵芝组的菌株分成四组,但大部分灵芝组菌株均聚于同一组, 这表明树舌亚属、紫芝组和灵芝组间的遗传差异较大,灵芝组内虽然存在着一定的遗传差异,但总体上亲缘关系比较近,遗传多样性并不丰富.同时,序列分析的结果显示,β-tubulin基因序列在第三位密码子和内含子部位有高的碱基替换率,这些变异提供了丰富的系统发育信息,提示β-tubulin基因适合于灵芝属菌株的亲缘关系研究.