家蚕para钠通道cDNA片段克隆与序列分析

昆虫神经系统para型钠离子通道是拟除虫菊酯类杀虫剂的主要靶标,已有的研究表明钠离子通道基因发生点突变与昆虫对菊酯类杀虫剂的抗性密切相关。本文通过RT-PCR方法克隆获得了编码家蚕Bombyx mori L.钠离子通道的cDNA片段(GenBank No.EF521818),该片段全长4882bp,部分ORF包含3986bp核苷酸,翻译成1328个氨基酸。蛋白序列分析表明,PCR扩增获得的家蚕钠离子通道cDNA片段所编码的氨基酸与其他昆虫的para型钠离子通道α亚基的氨基酸具有很高的同源相似性,与棉铃虫Heliothis virescens Fabricius、埃及伊蚊Aedes aegypti L.、德国小蠊Blattella germanica L.、果蝇Drosophila melanogaster Meigen和家蝇Musca domestica L.的相似性分别为95%、82%、80%、79%、77%。     

植物抗病基因同源序列及其在抗病基因克隆与定位中的应用

近10年来已有20多个植物抗病基因被克隆,测序,这些抗病基因所编码的蛋白中大多含有核苷酸结合位点,富含亮氨酸重复序列,蛋白激酶,亮氨酸拉链结构,跨膜结构域,Toll白介素－1区域等保守结构域。利用这些保守结构域合成PCR引物,已扩增出大量的植物抗病基因同源序列（RGA）。对RGA与抗病基因的关系进行了分析,讨论了RGA在研究抗病基因进化中的作用,指出RGA在抗病基因定位和转基因中具有重要意义。     

可溶性CD14基因克隆及序列分析

针对人可溶性CD14(sCD14）的cDNA序列设计引物,通过反转录PCR技术,从U937细胞中,扩增出编码人可溶性CD14的基因序列,并将其克隆至质粒pGEM－T中,通过PCR、酶切及序列测定鉴定重组载体。结果表明获得了人可溶性CD14基因片段,为下一步进行CD14表达及生物学活性研究奠定了基础。     

梭梭甜菜碱醛脱氢酶基因克隆及序列分析

采用RT-PCR、RACE等方法从超旱生、耐盐植物梭梭(Haloxylon ammodendron)中扩增出BADH基因的cDNA序列(命名为HaBADH),其开放阅读框为1 503 bp,推测的氨基酸序列全长为500个氨基酸残基,并含有醛脱氢酶所具有的高度保守的十肽(VTLELGGKSP)以及与酶功能有关的半胱氨酸残基(C).其核苷酸序列与藜科几种盐生植物如盐爪爪(Kalidium foliatum)、中亚滨藜(Atriplex centralasiatica)、三角叶滨藜(Atriplex triangularis)、菠菜(Spinacia oleracea)、山菠菜(Atriplex hortensis)和甜菜(Beta vulgaris)等的相似性均在85%以上,推导编码蛋白的氨基酸序列一致性均在87%以上,表明BADH基因在藜科植物中是一种比较保守的基因.研究结果为进一步从分子水平探明梭梭的抗旱、耐盐机制,挖掘并利用植物抗逆基因奠定基础.     

一株耐碱Mn-SOD高产细菌的分离、基因克隆及序列分析

首次从长白山温泉土中筛选得到了一株高产耐碱SOD的细菌,通过抑制剂试验确定了该菌所产SOD类型为Mn-SOD。通过形态特征、生理生化特征及16SrDNA基因序列分析,与芽孢杆菌Bacillus sp.MO6同源性高达100%,与地衣芽孢杆菌Bacillus licheniformis同源性为99%。根据地衣芽孢杆菌Mn-SOD序列,并结合GenBank中已发表的多种细菌Mn-SOD基因保守区,分别设计引物,PCR扩增获得600bp的Mn-SOD全基因序列和430bp的核心片段,克隆sodA全基因序列,构建重组质粒pMD18-SOD。     

一个新的家蚕转录相关锌带蛋白基因的克隆及序列分析

锌带蛋白(zinc ribbon protein )是锌指类蛋白的一种,它的Cys4 Zn(2+)结合位点由3个β₂片层折叠而成,而不是α螺旋结构。锌带结构与锌指结构同为转录因子结合核酸的结构域,锌带蛋白作为转录相关因子在调节基因表达活性等方面具有重要作用。在对家蚕 Bombyx mori蛹cDNA文库测序中,发现一个新的编码家蚕锌带蛋白基因的EST序列（GenBank 登录号DY230964）,以此序列为信息探针检索家蚕EST数据库,通过同源筛选,获得一个新的家蚕锌带蛋白基因cDNA全序列并经RT-PCR检测和克隆、测序验证,结果表明与电子克隆序列完全一致。我们将其命名为 BmZNRD1 (Zinc Ribbon Domain Containing 1)（GenBank登录号DQ432055）。该基因全长为675 bp,由363 bp的开放阅读框序列(ORF)、10 bp的5′端非翻译区序列(5′UTR)和302 bp 的3′端非编码区序列(3′ UTR)组成,其编码的120个氨基酸序列与其他真核生物间具有较高的同源性（达60%左右）,预测分子量为13.54 kD, 等电点为6.8。BmZNRD1编码的氨基酸序列是一种锌带蛋白,推测有2个功能结构域,分别是位于N-端的Cx₂Cx₁₄Cx₂C和C-端的Cx₂Cx₂₄Cx₂C,其中C-端保守氨基酸序列Cx₂Cx₆Yx₃QxRSADEx₂TxFx₂Cx₂C在生物进化中保守性很高,从酵母、果蝇、线虫到两栖类、哺乳类都有发现该结构域的存在,与酵母RNA聚合酶A亚单位9和转录相关蛋白有很高的相似性,推测其具有相同的功能。将BmZNRD1基因cDNA序列与家蚕基因组序列进行比对,结果表明该基因具有3个外显子,2个内含子,外显子/内含子边界符合经典的GT-AG规则。 关键词： 家蚕; 锌带蛋白基因; 电子克隆; 基因克隆; 序列分析     

家蚕BmChd64基因的克隆与表达定位分析

Chd64是含有钙结合蛋白同源（Calponin homology,CH）结构域的蛋白,在果蝇蜕皮激素与保幼激素信号通路中发挥重要作用。本研究以家蚕Bombyx mori为研究对象,利用PCR克隆了与果蝇Drosophila melanogaster DmChd64同源的BmChd64基因,与表达载体pET-28a连接后,成功获得体外原核表达的BmChd64蛋白,并对其进行了亚细胞定位分析。家蚕BmChd64基因开放阅读框（ORF）的序列为567 bp,编码188个氨基酸,预测分子量大小为20.9 kDa,理论等电点为8.41,编码的蛋白在第27~130个氨基酸处存在CH结构域。同源性比对与进化分析显示,BmChd64与赤拟谷盗Tribolium castaneum和果蝇的Chd亲缘关系较近。qRT-PCR结果显示,BmChd64在家蚕5龄游走期的不同组织中均有表达,且在翅原基中的表达趋势与家蚕体内蜕皮激素（20-hydroxyecdysone,20E）滴度变化规律一致。亚细胞定位结果显示,BmChd64在细胞核与细胞质中均有分布,细胞核内荧光信号较强,且在细胞核外围较弱,推测细胞质中BmChd64也可入核,最终定位在细胞核中。研究结果表明BmChd64可能主要通过20E信号通路调控翅原基等的变态发育,这为进一步完善20E调控昆虫变态发育的分子机制提供了实验基础。     

天山雪莲sikFBA1基因克隆定位及表达分析

果糖-1,6-二磷酸醛缩酶FBA家族(fructose-l,6-bisphosphate aldolase)在植物响应逆境调控中具有重要的意义。该研究基于天山雪莲低温转录组研究,采用RT-PCR方法克隆了1个sikFBA1基因,ORF长度为1 077bp,共编码358个氨基酸,含有1个保守的Glycolytic结构域,具有典型的FBA家族特征。系统进化分析发现,sikFBA1蛋白分类上属于Ⅰ型FBA,与来自四叶参(Codonopsis lanceolata)的同源蛋白亲缘关系最近。亚细胞定位结果表明,sikFBA1蛋白定位于细胞质,属于胞质型同工酶,与预测一致。实时定量PCR结果显示,天山雪莲经过不同低温(4℃/-2℃)处理,sikFBA1基因的表达水平整体下调,但该基因在冷胁迫与冰冻胁迫、冷驯化与非冷驯化下呈现出不同的表达模式。研究表明,sikFBA1基因参与了天山雪莲低温胁迫的响应。     

家蚕组织蛋白酶D基因的克隆、序列分析及其表达谱研究

组织蛋白酶D (cathepsin D,CtD)是溶酶体内天冬氨酸内切蛋白酶,参与机体多种生理病理过程,尤其在昆虫的发育变态过程中起着重要作用。利用NCBI上登录的组织蛋白酶D基因核酸序列和家蚕Bombyx mori表达序列标签（expressed sequence tags, EST）数据库,进行电子克隆获得家蚕组织蛋白酶D (BmCtD) 基因的全长cDNA (DQ010007)。该cDNA大小为1 543 bp,其中ORF长1 152 bp,同源性分析表明BmCtD与其他物种的CtD具有较高的相似性。BmCtD的mRNA存在选择性拼接,另外一种mRNA形式命名为BmCtDⅠ。RT-PCR实验表明该基因在本实验所调查的家蚕不同发育时期和组织中都有表达。     

家蚕羧酸酯酶基因Bmae35的克隆、 序列分析及表达

昆虫羧酸酯酶是一类能对外源化合物解毒和气味分子降解的重要酶系。本研究选取在家蚕Bombyx mori幼虫嗅觉感器中有表达, 并与蛀茎夜蛾Sesamia nonagrioides触角酯酶基因Snon-EST可能为直系同源基因的Bmae35进行克隆和外源表达研究。结果表明： 该基因编码区长1 581 bp, 共编码526个氨基酸。与其他昆虫触角酯酶的多序列比对分析发现, Bmae35编码的蛋白具有酯酶活性必须的催化残基Ser191, Glu313和His429, 也保持着α-酯酶家族特征基序Gly-x-Ser-x-Gly。RT-PCR分析显示, Bmae35在家蚕5龄第3天各组织中均有表达, 其中在头、 脂肪体、 马氏管、 体壁和丝腺中的表达量较高。Bmae35在雌蛾性信息腺中表达, 并与性信息素合成呈正相关, 暗示其在信息素合成中起重要作用。构建Bmae35与pET28(a) 重组载体, 经异丙基-β-D-硫代半乳糖苷诱导,电泳检测发现该基因以包涵体形式表达, 以镍亲和层析柱纯化, Western blotting鉴定证实Bmae35在大肠杆菌Escherichia coli中正确表达并得以纯化。本实验通过对家蚕Bmae35基因的克隆、 原核表达与纯化, 为进一步深入研究其表达定位和气味降解等功能奠定基础。     

家蚕BmBrat基因的克隆与鉴定

NHL家族蛋白具有调控细胞增殖与分化的功能,在哺育动物中被广泛研究。本文克隆得到家蚕NHL蛋白家族成员BmBrat基因,通过RACE技术获得该基因cDNA全长序列为3 614 bp,其ORF为2 580 bp,编码859个氨基酸,预测其蛋白分子量为94.3 kDa,等电点为6.65。利用RT-PCR技术检测其在五龄3 d家蚕各组织表达情况,结果表明其在幼虫各组织均有表达,包括丝腺、中肠、脂肪体、马氏管等,且卵巢和头部表达量最高;胚胎时期表达谱分析显示其在胚胎发育第4天和第5天有高量表达。经原核表达、蛋白纯化及免疫小鼠后获得家蚕BmBrat多克隆抗体,且Western blotting及免疫荧光检测显示该抗体可以特异检测家蚕BmBrat蛋白;免疫荧光结果表明BmBrat蛋白定位于家蚕血细胞胞质中,为进一步研究BmBrat基因的生物学功能奠定了基础。     

家蚕先天免疫基因 Bmimd 的克隆、表达及序列分析

昆虫的先天免疫应答由一组基因通过级联网络调控实现。果蝇 Drosophila 免疫缺陷(immune deficiency, imd)基因在体液免疫信号传递途径中起着重要的作用。我们利用生物信息学方法进行电子克隆,成功地找到了 imd 基因在家蚕 Bombyx mori 中的同源体,命名为 Bmimd。该基因全长1 092 bp,由 4 个外显子和 3 个内含子组成,开放阅读框(open reading frame, ORF)长 750 bp,编码 250 个氨基酸,预测蛋白质分子量为 28.6 kD。Bmimd 序列中含有一个致死结构域,经聚类分析表明该结构域与哺乳动物的受体相互作用蛋白(receptor interacting protein, RIP)相似。将该基因亚克隆到 PET-50b 载体进行原核表达,表达出了带有 2 个 6×His tag 和 1 个 Nus·Tag 标签的重组蛋白。Western blotting 结果表明 Bmimd 蛋白在 5 龄 4 天家蚕的头、脂肪体 、生殖腺、表皮和中肠中都有表达,但丝腺中没有检测到表达。     

The genome sequence of silkworm, Bombyx mori.

We performed threefold shotgun sequencing of the silkworm (Bombyx mori) genome to obtain a draft sequence and establish a basic resource for comprehensive genome analysis. By using the newly developed RAMEN assembler, the sequence data derived from whole-genome shotgun (WGS) sequencing were assembled into 49,345 scaffolds that span a total length of 514 Mb including gaps and 387 Mb without gaps. Because the genome size of the silkworm is estimated to be 530 Mb, almost 97% of the genome has been organized in scaffolds, of which 75% has been sequenced. By carrying out a BLAST search for 50 characteristic Bombyx genes and 11,202 non-redundant expressed sequence tags (ESTs) in a Bombyx EST database against the WGS sequence data, we evaluated the validity of the sequence for elucidating the majority of silkworm genes. Analysis of the WGS data revealed that the silkworm genome contains many repetitive sequences with an average length of <500 bp. These repetitive sequences appear to have been derived from truncated transposons, which are interspersed at 2.5- to 3-kb intervals throughout the genome. This pattern suggests that silkworm may have an active mechanism that promotes removal of transposons from the genome. We also found evidence for insertions of mitochondrial DNA fragments at 9 sites. A search for Bombyx orthologs to Drosophila genes controlling sex determination in the WGS data revealed 11 Bombyx genes and suggested that the sex-determining systems differ profoundly between the two species.     

家蚕Bcl-2家族基因 BmBuffy 的克隆及表达分析

【目的】本研究旨在获得家蚕 Bombyx mori Bcl-2家族同源基因,并分析其在不同组织和发育阶段的时空表达模式及功能。【方法】用cDNA末端快速扩增方法（rapid amplification of cDNA ends, RACE）克隆家蚕Bcl-2家族基因BmBuffy,利用SSR分子标记连锁分析确定其染色体定位。同时,用RT-PCR和qPCR技术分析该基因在家蚕幼虫及变态期间不同组织中的表达。【结果】克隆获得全长家蚕Bcl-2家族同源基因 BmBuffy,证明该基因位于第 4号染色体上,开放阅读框长879 bp,编码292 aa,预测其分子量大小为32.4 kDa,等电点为9.94,且第130-231位氨基酸之间存在1个Bcl-2_like Superfamily结构域。系统进化发育树表明,其与黑腹果蝇Drosophila melanogaster的DmBuffy关系最近,氨基酸序列一致性为27%。BmBuffy在幼虫组织中的表达结果显示,其在马氏管中表达量最高,而且在不同组织变态期的关键时间点均有明显变化。【结论】家蚕BmBuffy具有Bcl-2家族典型结构域,BmBuffy定位于第 4号染色体上,BmBuffy在家蚕变态期的组织生理变化中起到一定作用。本文为进一步研究家蚕Bcl-2家族基因的功能奠定基础。     

家蚕CyPA基因的克隆、表达谱及进化分析

CyP蛋白家族在蛋白质折叠过程中起着重要作用。本研究克隆了家蚕Bombyx mori CyPA基因(BmCyPA),该基因由2个外显子和1个内含子组成,推导开放阅读框编码165个氨基酸,分子量为19.4 kD,等电点为8.79。序列分析表明BmCyPA在不同物种间具有高度的保守性,含有肽酰脯氨酸顺反异构酶活性位点及与CsA侧链结合的氨基酸,提示BmCyPA可能具有肽酰脯氨酸顺反异构酶活性和与CsA结合的特性。组织表达谱及EST数据分析显示,BmCyPA在丝腺中高丰度表达。通过对不同物种来源的CyP基因的进化分析,进一步预测了BmCyP基因的功能,BmCyP可能与丝蛋白的正确折叠相关。     

家蚕丝素蛋白轻链基因（fib-L）启动子序列的克隆及其活性分析

家蚕Bombyx mori丝素蛋白轻链（fibroin light-chain, fib-L）基因fib-L具有在后部丝腺组织专一性、高效性表达的特点。为了利用其启动子构建能够表达外源基因的丝腺生物工厂,本实验对fib-L启动子活性进行了研究。通过PCR法克隆了fib-L启动子元件,序列分析显示fib-L启动子由位于-33 ～ -25处的TATA盒元件和位于－128～－121处的特征性序列GTCAATTT共同组成。用fib-L启动子控制报告基因DsRed进行家蚕BmN细胞和蚕体内的瞬时表达研究,结果表明fib-L启动子可以驱动DsRed报告基因在BmN细胞和家蚕后部丝腺组织中瞬时表达。     

Expression and functional analysis of the cellular retinoic acid binding protein from silkworm pupae (Bombyx mori)

Cellular retinoic acid binding protein (CRABP) is a member of intracellular lipid-binding protein (iLBP), and closely associated with retinoic acid (RA) activity. We have cloned the CRABP gene from silkworm pupae and studied the interaction between Bombyx mori CRABP (BmCRABP) and all-trans retinoic acid (atRA). The MTT assay data indicated that when BmCRABP is overexpressed in Bm5 cells, the cells dramatically resisted to atRA-induced growth inhibition. Conversely, the cells were sensitive to atRA treatment upon knocking down the BmCRABP expression. Subcellular localization revealed that BmCRABP is a cytoplasm protein, even when treated with atRA, the CRABP still remained in the cytoplasm. These data demonstrated that the function of BmCRABP have an effect on the physiological function of atRA.