水孔蛋白在细胞延长、盐胁迫和光合作用中的作用

水孔蛋白属于一个高度保守的、能够进行跨生物膜水分运输的通道蛋白MIP家族。水孔蛋白作为膜水通道,在控制细胞和组织的水含量中扮演重要角色。本研究的重点是属于PIP亚家族的GhPIP1;2和属于TIP亚家族的γTIP1在植物细胞延长中的作用。使用特异基因探针的Northern杂交和实时荧光PCR技术证明GhPIP1;2和GhγTIP1主要在棉花纤维延长过程中显著表达,且最高表达量在开花后5d。在细胞延长过程中,GhPIP1;2和GhγTIP1表达显著,表明它们在促使水流迅速进入液泡这一过程中扮演重要角色。而且也研究了盐胁迫植物中钙离子对水孔蛋白的影响。分别或一起用NaCl或CaCl2处理原生质体或细胞质膜。结果发现在盐胁迫条件下,水渗透率值在原生质体和质膜颗粒中都下降了,同时PIP1水孔蛋白的含量也下降了,表明NaCl对水孔蛋白的功能和含量有抑制作用。同时也观察了Ca2+的两种不同的作用。感知胁迫的胞质中游离钙离子浓度的增加可能导致水孔蛋白的关闭。而过剩的钙离子将导致水孔蛋白的上游调控。同时实验已经证明大麦的一类水孔蛋白-HvPIP2;1有更高的水和CO2转移率。本研究的目标是确定负责转运水和CO2的关键水孔蛋白...     

白花柽柳质膜水孔蛋白基因克隆及序列分析

植物水孔蛋白在植物体内形成水选择性运输通道,在植物种子萌发、细胞伸长、气孔运动、受精等过程中调节水分的快速跨膜运输。有的水孔蛋白还在干旱胁迫应答中起重要作用。本文根据白花柽柳的PEG6000胁迫处理构建的SSH消减文库的水孔蛋白基因表达序列标签(EST),设计基因特异性引物进行5′RACE,克隆出一个1 043 bp的核苷酸序列。应用生物信息学软件进行分析,预测该序列编码287个氨基酸,具有6个跨膜区,有MIP家族信号序列SGXHXNPAVT,高等植物PIP高度保守序列GGGANXXXXGY和TGI/TNPARSL/FGAAI/VI/VF/YN,这是质膜水孔蛋白基因的典型的结构特征。经NCBI比对,与Arabidopsis thaliana (MIP-C),同源性达到95%,预测该蛋白的相对分子量是30.9KD,理论等电点是8.84。     

丛枝菌根真菌通过上调根系及自身水孔蛋白基因表达提高玉米抗旱性

在模拟干旱条件下, 研究了接种丛枝菌根(AM)真菌Glomus intraradices对玉米(Zea mays)根部13种质膜水孔蛋白基因表达的影响, 同时观测了AM真菌自身水孔蛋白基因的表达情况。结果表明, 干旱条件下, 除Zm PIP1;3、Zm PIP1;4、Zm PIP1;5和Zm PIP2;2之外的接种处理能显著提高根部其他8种质膜水孔蛋白基因的表达(Zm PIP2;7表达量未检测出), 并且AM真菌菌丝中水孔蛋白基因GintAQP1表达也显著增强。与此同时, 接种处理明显改善了植物水分状况, 提高了叶片水势。AM真菌增强宿主植物根部及自身的水孔蛋白基因的表达对于提高植物抗旱性具有潜在的重要贡献。     

一个新的油菜NHX基因电子克隆及序列分析

基于电子克隆的方法,从甘蓝型油菜中获得一个新的反向转运蛋白基因cDNA序列,暂被命名为BnNHX6。BnNHX6包含一个完整的长为1593bp的开放阅读框架,编码530个氨基酸。BnNHX6蛋白属于跨膜蛋白,有9个跨膜区,含有信号肽,预测在质膜上。通过同源比对和进化分析发现,BnNHX6的氨基酸序列与拟南芥AtNHX5和AtNHX6、西红柿LeNHX2、毛白杨PtNHX2基因所编码的氨基酸序列高度同源,同源性分别为78.4%、92.6%、77.1%、76.9%,亲缘关系较近;但与已报道的油菜BnNHX1同源性仅为24.9%,亲缘关系很远,表明BnNHX6是一个新的油菜反向转运蛋白基因。     

小麦尿卟啉原Ⅲ合成酶基因克隆及序列分析

根据水稻已公布的尿卟啉原Ⅲ合成酶(UROS)基因和小麦EST的保守序列,设计特异性引物对小麦尿卟啉原Ⅲ合成酶基因的部分片段进行克隆,得到了364 bp的cDNA(命名为UROS1)。以UROS1作为种子进行电子克隆,得到一段长为1210 bp的cDNA序列,并设计特异性引物克隆到1个1077 bp cDNA序列。对该片段分析结果表明,克隆得到的小麦UROS基因包含了信号肽区和全长的成熟肽区。小麦UROS基因与水稻UROS基因的同源性为86%左右,其推导氨基酸序列与水稻和拟南芥蛋白序列同源性分别约91%和79%。动物、植物以及微生物间核酸序列的保守性较低,氨基酸序列保守性也不高,但都存在UROS保守结构域(Hem D)。进化分析显示,该酶在不同物种间的进化速度差异较大。     

棉花Lea蛋白D-113基因启动子的克隆及序列分析

为研究植物Lea(late embryogenesis abundant）蛋白基因启动子在种子中的特异性表达,通过PCR扩增,从棉花（Gossypium hirsutum cv.Coker312）中克隆了Lea蛋白基因家庭中D-113基因上游1024bp的调控序列。DNA序列分析结果表明,该片段与已报道的Lea蛋白基因同一家庭该基因的对应序列同源性达90%以上。将将启动子序列与GUS基因融合,构建成表达载体后,通过基因抢轰击导入到经ABA诱导处理的棉花胚性愈伤组织和油菜种子以及棉花的根、茎、叶中,组织化学分析结果表明,D-113基因启动子在胚中特异性表达。     

黄瓜花叶病毒山东株(CMV\|SD)RNA2全长cDNA克隆的构建及全序列分析

分别利用5’RACE和3’RACE确定了CMV\|SD RNA2的5’和 3’末端序列,在此基础上,利用RTPCR得到了RNA2的5’端一半的cDNA克隆pC25和3’端一 半的cDNA克隆pC23,并通过拼接构建了RNA2全长cDNA克隆pC2F。通过对pC25和pC23进行序列 测定,得到了RNA2的全序列。序列分析结果表明CMVSD RNA2由3048nt组成,其中存在2个 部分重叠的阅读框ORF1(79～2652nt)和ORF2(2414～2746nt),分别编码858aa的2a蛋白和111 aa的2b蛋白,并在2a蛋白的序列中发现了动植物病毒复制酶所特有的两个保守序列。该株系 RNA2核苷酸序列与分属CMV I亚组的Fny株系和II亚组的Q株系RNA2的核苷酸序列同源性分别 为917%和756%;2a蛋白的氨基酸序列同源性分别为938%和677%,2b蛋白的氨基酸序 列同源性分别为830%和513%。同源性比较的结果表明SD株系属于CMV I亚组。     

棉花GhAQP1基因克隆及其在胚珠发育中的特异表达

从棉花cDNA文库中筛选分离了1个编码PIP1类水孔蛋白的CDNA序列,编码287个氨基酸,命名为GhAQP1。该基因全长2096bp,编码区内含有2个内含子,分别位于编码第五和第六跨膜螺旋的碱基序列内。Northern杂交结果显示,GhAQP1基因主要在胚珠中表达,在开花后9d的胚珠中表达量最高,表明其表达不仅具有组织特异性,而且是受胚珠发育调节的。     

猪Ⅱ型圆环病毒全基因组的克隆及感染性鉴定

设计合成一对扩增猪Ⅱ型圆环病毒（PCV2）全基因组的特异性引物,从3份患断奶后仔猪多系统衰弱综合征（PMWS）的死亡仔猪病料中,PCR扩增和克隆了3株PCV2全基因组序列。将所测序列与已公布的PCV毒株序列进行同源性比较,并绘制系统发育进化树。结果显示,所测毒株间的核苷酸同源性为957%～994%,与其它毒株的同源性较高,达951%以上;ORF1的核苷酸同源性高达978%以上,氨基酸同源性大于98%;ORF2的核苷酸同源性较低,为90%～98%不等,推导的氨基酸序列同源性介于87%～991%。进化树分析表明各分离毒株在进化上存在地域上的相关性。将克隆到的PCV2基因组环化后,脂质体介导转染PK15细胞,盲传3代。间接免疫荧光检测表明,克隆到的基因组具有感染性。     

陆地棉纤维优势表达基因GhRACK1的克隆与序列分析

纤维品质改良是我国棉花育种的主要目标之一,纤维特异或优势表达基因的挖掘是利用基因工程手段改良纤维品质的关键。根据苏棉12纤维中优势表达的GhRACK1 EST序列设计引物,通过RACE技术克隆了GhRACK1基因的全长cDNA。推导的氨基酸序列含有4个串联的WD基序,属于WD40重复家族,与已知的RACK1蛋白同源性达70％以上,PDB模拟的蛋白三维结构也与已知的RACK1蛋白结构相似。荧光定量PCR分析表明GhRACK1在纤维中的表达量比叶片中高20倍以上。研究结果为棉花纤维品质改良基因工程提供了新的基因资源。