甘蓝型油菜小核糖核蛋白BnSmD1编码区全长cDNA 的克隆与表达分析

通过筛选野生型油菜(Pet33-10)与无花瓣油菜(Apet33-10)反向消减文库(SSH)和运用RACE-PCR技术, 获得了甘蓝型油菜小核糖核蛋白BnSmD1的全长编码区 cDNA (GenBank登陆号DQ298446)。该基因长484 bp, 含有一个长354 bp的阅读框。BnSmD1在N端拥有两个高度保守的结构域(Sm-1和Sm-2), 羧基端则含有一个RG重复序列。Northern blot表达结果显示: BnSmD1在甘蓝型油菜的各个组织均有表达, 但是它在早期花蕾中的表达明显高于同期的叶和茎。通过对BnSmD1在Apet33-10无花瓣品系与野生型有花瓣品系Pet33-10中各组织的表达差异进行比较, 发现该基因在Apet33-10的早期花蕾中表达明显下降。因此, BnSmD1可能对植物的早期花发育起到了重要的作用, 并很有可能影响花瓣的形成。     

甘蓝型油菜BnCOP1基因的原核表达和纯化

COP1蛋白是植物光信号调节网络中介导光信号转导的一个关键因子,对植物生长发育起重要调控作用.通过RT-PCR方法从甘蓝型油菜中克隆BnCOP1基因编码区全长序列,并将其连接到冷诱导原核表达载体pCold TF上,构建原核重组表达载体pCold TF/BnCOP1,转化大肠杆菌BL(21)star.通过IPTG法低温诱导表达融合蛋白.结果表明,重组质粒在大肠杆菌中获得高效表达,融合蛋白分子质量约为128 kD,融合蛋白在上清液和包涵体中均有表达,可溶性部分经亲和层析纯化和Western blotting检测证实获得了高纯度的重组蛋白,这些结果为进一步研究油菜BnCOP1的结构和功能奠定了基础.     

甘蓝型油菜赤霉素受体基因的克隆与表达

采用同源克隆技术从甘蓝型油菜中克隆到1个赤霉素受体基因,命名为BnGID1B(GenBank登录号为HQ589349).该基因含有1个内含子和2个外显子,其cDNA序列全长1 077 bp,编码358个氨基酸,推测蛋白质的相对分子量是40 203.4 Da,理论等电点为6.26.序列比对结果显示,BnGID1B基因与拟南芥GID1B基因核苷酸序列的相似性为86.3%,氨基酸序列的相似性为91.64%.实时荧光定量PCR分析表明,BnGID1B基因在苗期不同组织以及不同激素处理下的表达量有所不同,主要在根中表达,下胚轴中的表达量明显低于根,可见该基因具有一定程度的组织表达特异性.     

甘蓝型油菜BnCYP79B1基因的克隆与表达

硫苷是十字花科植物的一种次生代谢产物,其合成途径受细胞色素P450的CYP79家族蛋白的调控,该实验采用同源克隆技术在甘蓝型油菜中克隆到了CYP79B1基因,命名为BnCYP79B1(GenBank登录号为JX535391.1)。BnCYP79B1基因cDNA全长1 625bp,编码一个含有541个氨基酸、理论等电点为8.88。序列对比结果显示,BnCYP79B1与花椰菜CYP79B1在DNA序列上的相似性为98.83%,推测蛋白氨基酸序列的相似性为99.26%。通过不同时期不同部位BnCYP79B1基因表达量的分析,发现BnCYP79B1基因在高秆高硫苷品系的根中表达量较高,而对矮秆高硫苷品系则是叶中表达量较高。在BnCYP79B1表达总量上,高秆品系较矮秆品系高,高硫苷品系较低硫苷品系高。     

甘蓝型油菜BnTTG1-1基因的功能分析

拟南芥(Arabidopsis thaliana)AtTTG1作为WD40重复转录因子存在于细胞核中,对表皮毛形成、花青素合成和储藏物质积累等具有重要调节作用。该研究从甘蓝型油菜(Brassica napus)品种秦优7号中克隆获得了BnTTG1-1基因的全长CDS序列,对其进行了烟草(Nicotiana benthamiana)叶片细胞的亚细胞定位研究,检测了BnTTG1-1在油菜(B.campestris)中的时空表达模式,并比较分析了BnTTG1-1对多个生物学过程的影响作用。结果表明,BnTTG1-1定位于烟草叶片细胞的细胞核中,推测其作为转录因子发挥调节作用。BnTTG1-1广泛存在于油菜营养组织和发育的种子中。在突变体ttg1-13背景下,异源表达BnTTG1-1基因能够完全恢复该突变体的多个表型,如无表皮毛形成和花青素合成、种皮呈黄色、种子脂肪酸和储藏蛋白含量高以及在种子萌发和幼苗形态建成过程中对高葡萄糖和高盐胁迫耐受力差等。由此可知,甘蓝型油菜BnTTG1-1与拟南芥AtTTG1在植物生长发育的多个生物学过程中具有类似的功能。     

甘蓝型油菜羧基转移酶α亚基全长cDNA的克隆及在大肠杆菌中表达

通过分析拟南芥与大豆的羧基转移酶α亚基的cDNA序列,运用RT-PCR、RACE和基因组步行(Genome walking)三种技术进行组合克隆,首次从油菜开花后20～29天的幼胚中,克隆到质体定位的羧基转移酶α亚基的全长cDNA.同源性分析表明,其开放阅读框(ORF)编码的氨基酸序列与拟南芥、大豆的羧基转移酶α亚基的同源性分别为85%、59%.将此cDNA去除叶绿体转运肽编码序列的成熟肽编码序列,克隆到表达载体pHBM625上,蛋白质印迹分析,它在大肠杆菌中成功表达.     

甘蓝型油菜BnGOLS1基因启动子的克隆、序列分析及瞬时表达

以甘蓝型油菜‘德油五号’基因组DNA为模板,通过反向PCR扩增得到肌醇半乳糖苷合成酶基因（BnGOLS1）启动子片段,长度为827bp。PLACE和PlantCARE启动子预测工具分析表明：序列中含有TATA-Box、CAAT-Box等基本转录元件,以及ABRE、DRE、HSE、w-Box等顺式作用元件。将克隆得到的BnGOLS1启动子取代pBI121中的CaMV35S启动子,构建BnGOLS1启动子控制报告基因的GUS表达载体pBI-GS-GUS,通过农杆菌介导的方法在油菜组织中进行瞬时表达。GUS染色结果表明BnGOLS1启动子可以驱动GUS基因在油菜组织中的表达。     

绵羊cdh1基因cDNA全编码区的克隆及序列分析

在哺乳动物成体睾丸中,精子发生的过程开始于未分化的A型精原细胞的干细胞群.目前已有报道在小鼠未分化的A型精原细胞中特异性表达钙依赖性跨膜黏着蛋白基因(cdh1),但绵羊的cdh1基因全序列未见报道.为了更好地研究绵羊精原干细胞的特性,根据已报道的其他物种的cdh1基因的cDNA保守区设计引物,从成年蒙古绵羊睾丸中提取总RNA,采用RT-PCR和分子克隆方法克隆了蒙古绵羊cdh1基因cDNA全编码区.DNA序列测定结果与牛的核苷酸序列比对,同源性为96.5％,说明该基因在进化上是高度保守的.这为制备绵羊CDHI的抗体奠定了基础,并且为绵羊精原干细胞的分子水平鉴定提供了研究备件.     

甘蓝型油菜BnCYP78A8的克隆及序列分析

采用Genome walking方法,首次克隆到甘蓝型油菜BnCYP78A8的基因组序列,根据基因特异性引物克隆到其编码序列。基因组序列长1 679bp,有1个内含子和2个外显子。编码序列长1 605bp,编码534个氨基酸。序列比对分析表明,其氨基酸序列与拟南芥细胞色素P450单加氧酶基因(AtCYP78A8)的相似度高达88%。生物信息学分析显示,该蛋白含有1个细胞色素P450特有的亚铁血红素配合基结合位点和1个跨膜结构域。实时荧光定量PCR分析结果表明,BnCYP78A8在甘蓝型油菜的各个器官组织均有表达,根中表达量最高,表明该基因可能参与根的生长发育。     

蒙古绵羊 tnp1基因cDNA全编码区的克隆及序列分析

过渡蛋白1基因(tnp1)是圆形精子细胞特异表达的基因.绵羊tnp1基因的DNA序列至今尚未报道.为了开展绵羊圆形精子细胞标记基因的研究,根据其他物种tnp1基因cDNA的保守序列设计引物,从成年蒙古绵羊睾丸中提取总RNA,采用RT-PCR和分子克隆方法,克隆了蒙古绵羊tnp1基因cDNA全编码区.该基因cDNA 长246 bp,包含一个168 bp的ORF,编码含有54个氨基酸的多肽链.DNA序列测定结果与牛的核苷酸序列比对,同源性为94.0%.绵羊tnp1基因的cDNA克隆和序列测定为进一步研究绵羊精子发生过程奠定了基础.     

油菜烯醇酶基因的克隆与分析(英文)

烯醇酶(enolase)是糖酵解途径中的一个重要酶类,它能够催化磷酸甘油酸酯(2-PGA)生成磷酸烯醇丙酮酸酯(PEP)。我们通过RACE-PCR方法从油菜(Brassica napus L. )中克隆到了编码烯醇酶的全长基因。序列分析表明该基因全长cDNA为1624bp,拥有一个由444个氨基酸组成的开放读码框,所编码的蛋白质分子量为47.38kD,等电点为5.78。比较发现,油菜烯醇酶与已分离出的其他烯醇酶氨基酸序列有较高的同源性。Southern杂交结果显示烯醇酶以低拷贝形式在油菜基因组中存在。RT-PCR和Northern分析表明烯醇酶基因在100mmol/L盐浓度胁迫条件下表达量上升,而在低温诱导时表达量下降。该研究表明所克隆基因是植物烯醇酶基因家族的新成员。     

油菜烯醇酶基因的克隆与分析

烯醇酶(enolase)是糖酵解途径中的一个重要酶类,它能够催化磷酸甘油酸酯(2-PGA)生成磷酸烯醇丙酮酸酯(PEP).我们通过RACE-PCR方法从油菜(Brassica napus L.)中克隆到了编码烯醇酶的全长基因.序列分析表明该基因全长cDNA为1 624bp,拥有一个由444个氨基酸组成的开放读码框,所编码的蛋白质分子量为47.38 kD,等电点为5.78.比较发现,油菜烯醇酶与已分离出的其他烯醇酶氨基酸序列有较高的同源性.Southern杂交结果显示烯醇酶以低拷贝形式在油菜基因组中存在.RT-PCR和Northern分析表明烯醇酶基因在100 mmol/L盐浓度胁迫条件下表达量上升,而在低温诱导时表达量下降.该研究表明所克隆基因是植物烯醇酶基因家族的新成员.     

油菜矮秆突变WRKY转录因子cDNA克隆及表达分析

以甘蓝型油菜为材料,利用已建立的抑制性消减文库(SSH),采用RACE技术克隆到1个植物WRKY转录因子相关基因,命名为BnD11,其cDNA全长1034 bp,含有810 bp的完整开放阅读框,编码269个氨基酸。该基因编码的氨基酸序列与拟南芥WRKY40氨基酸序列相似性为79%,与拟南芥中编码WRKY-DNA结合蛋白40基因的氨基酸序列相似性达78%,与其它多种植物的WRKY转录因子的氨基酸序列也有较高的相似性。半定量RT-PCR对BnD11进行组织特异性表达分析显示:在正常生长条件下,BnD11在野生型和矮秆油菜的各个组织中均有表达,但在矮秆突变的根、茎、茎尖的相对表达量明显高于野生型。研究表明,BnD11功能区段具有很高的保守性,可能参与了油菜的茎秆发育。     

Conservation of the microstructure of genome segments in Brassica napus and its diploid relatives

The cultivated Brassica species are the group of crops most closely related to Arabidopsis thaliana (Arabidopsis). They represent models for the application in crops of genomic information gained in Arabidopsis and provide an opportunity for the investigation of polyploid genome formation and evolution. The scientific literature contains contradictory evidence for the dynamics of the evolution of polyploid genomes. We aimed at overcoming the inherent complexity of Brassica genomes and clarify the effects of polyploidy on the evolution of genome microstructure in specific segments of the genome. To do this, we have constructed bacterial artificial chromosome (BAC) libraries from genomic DNA of B. rapa subspecies trilocularis (JBr) and B. napus var Tapidor (JBnB) to supplement an existing BAC library from B. oleracea. These allowed us to analyse both recent polyploidization (under 10,000 years in B. napus) and more ancient polyploidization events (ca. 20 Myr for B. rapa and B. oleracea relative to Arabidopsis), with an analysis of the events occurring on an intermediate time scale (over the ca. 4 Myr since the divergence of the B. rapa and B. oleracea lineages). Using the Arabidopsis genome sequence and clones from the JBr library, we have analysed aspects of gene conservation and microsynteny between six regions of the genome of B. rapa with the homoeologous regions of the genomes of B. oleracea and Arabidopsis. Extensive divergence of gene content was observed between the B. rapa paralogous segments and their homoeologous segments within the genome of Arabidopsis. A pattern of interspersed gene loss was identified that is similar, but not identical, to that observed in B. oleracea. The conserved genes show highly conserved collinearity with their orthologues across genomes, but a small number of species-specific rearrangements were identified. Thus the evolution of genome microstructure is an ongoing process. Brassica napus is a recently formed polyploid resulting from the hybridization of B. rapa (containing the Brassica A genome) and B. oleracea (containing the Brassica C genome). Using clones from the JBnB library, we have analysed the microstructure of the corresponding segments of the B. napus genome. The results show that there has been little or no change to the microstructure of the analysed segments of the Brassica A and C genomes as a consequence of the hybridization event forming natural B. napus. The observations indicate that, upon polyploid formation, these segments of the genome did not undergo a burst of evolution discernible at the scale of microstructure.     

利用大肠杆菌克隆在原核生物中有活性的油菜基因启动子

利用本室构建的基因启动子探针型载体ｐＳＵＰＶ４直接在大肠杆菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａｃｏｌｉ（Ｍｉｇｕｌａ）ＣａｓｔｅｌａｎｉｅｔＣｈａｌｍｅｒｓ）中分离油菜（ＢｒａｓｉｃａｎａｐｕｓＬ．）基因启动子片段,获得卡那霉素抗性重组子３３个。对重组子ｐＲＰ１０做了进一步鉴定：Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交表明ＲＰ１０片段来自油菜基因组,并与基因组中的另一些序列具有同源性;ＲＰ１０片段５′端区域的缺失可使卡那霉素抗性水平从１００ｍｇ／Ｌ降至２５ｍｇ／Ｌ,说明缺失的序列可能影响基因转录效率;序列分析发现ＲＰ１０片段内存在几个真核基因启动子的保守序列;用根癌农杆菌（Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍｔｕｍｅｆａｃｉｅｎｓ（ＳｍｉｔｈｅｔＴｏｗｎｓｅｎｄ）Ｃｏｎｎ）转化法将ＲＰ１０ＧＵＳ基因转入油菜,组织化学分析显示ＲＰ１０在愈伤组织中可以启动融合的ＧＵＳ基因表达     

Cloning of the promoter region of plasma membrane aquaporin BnPIP1 from Brassica napus and its functional analysis

Aquaporins make water-selective channels in plants, facilitating the permeation of water through membranes and adjusting water fast transport during seed germination, cell elongation, stoma movement, fertilization and responses to environmental stresses. They belong to the MIP (major intrinsic protein) family with molecular weight of 2629 kD and are characterized by six membrane-spanning a-helixes connected by five loops and short N-terminal and C-terminal domains in the cytoplasm[13]. The p…     

一种快速生长的甘蓝型油菜DH系的获得和鉴定

从快速生长的甘蓝型油菜的小孢子培养中共获得23个再生植株。经倍性鉴定,其中自发加倍成二倍体的有10株,单倍体13株。单倍体再用秋水仙碱处理后获得DH系,所得材料对油菜功能基因组学的研究可能有一定的价值。     

一种新型无花瓣油菜突变不育系花器官的形态解剖研究

在自育的甘蓝型油菜(Brassica napus)无花瓣品系AP197中,发现并育成由4对隐性核基因控制的无花瓣油菜突变不育系AMS971.AMS是一种雄蕊心皮化为不结实的假性雌蕊而引起的新的雄性不育类型,不育性非常彻底,其植株形态特征与AP197相同.比较花器官发现,AMS971除一个正常的雌蕊外,还有6个梭形的心皮化假性雌蕊.假心皮化雌蕊上部变成近似倒U形的柱头结构区,下部是完全突变的半开裂心皮,其上着生4～14个不等的裸露的幼小胚珠;蜜腺比正常油菜小,数目为0～4个,这与AP197没有差异.AMS971的四轮花器官由于突变造成了大小和重量的重新分配.推断AMS为类似拟南芥属B功能缺失的突变体.     

Isolation and characterization of a homologous to lipase gene from Brassica napus

Lipase is an important lipolytic enzyme involved in plant lipid metabolism. To analyze its function and roles during seed germination and growth, a full-length cDNA encoding a homologous to lipase gene named BnLIP1 was cloned from Brassica napus, cv. Huyou 15, by rapid amplification of cDNA ends. The BnLIP1 gene had a total length of 1318 bp, with an open reading frame of 1170 bp encoding 389 amino acid residues. Sequence analysis revealed that BnLIP1 protein belonged to the GDSL family of serine esterases/lipases. In B. napus genome, BnLIP1 is represented by several copies with the length of 1601 bp, the gene comprises five exons and four introns. RT-PCR analysis indicated that BnLIP1 showed no tissue-specific expression during reproductive growth and is strongly expressed during seed germination. No expression could be detected until three days after germination, and its peak was registered at the fifth day after germination. In conclusion, BnLIP1-encoded protein is predicted to be a lipolytic enzyme widely expressed at various stages of oilseed rape germination and development. Published in Russian in Fiziologiya Rastenii, 2006, Vol. 53, No. 3, pp. 410–417. The text was submitted by the authors in English.