朝仓花椒几丁质酶类似基因的克隆及分析

根据本实验室已建立的朝仓花椒转录组数据库提供的序列信息设计引物,以朝仓花椒嫩芽为材料提取总m RNA,采用RACE技术克隆了朝仓花椒几丁质酶基因5'端1 080 bp和3'端896 bp c DNA片段,连接至p UC19载体,经测序拼接后获得全长1 373 bp的(Zanthoxylum piperitum DC.var.inerme Makino Chitnase 1,Za CHI 1)c DNA序列,其中开放阅读框969 bp,共编码322个氨基酸残基。在NCBI中BLASTp比对,Za CHIT 1与c克莱门柚、土瓶草CHIT序列同源性分别为88%和81%;预测的蛋白质Za CHIT 1氨基酸序列经BLAST比对,显示该预测蛋白质序列属于lysozyme-like超家族。对Za CHIT 1基因在不同器官中的表达量进行测定后发现,该基因在不同器官中的表达量有明显的差异,在器官中具体表现为在茎中最高,其次是果实,最后是叶片。此外,该基因的表达量与性别无关。     

酵母双杂交系统筛选新橡胶延长因子HbREF3互作蛋白

橡胶延长因子(rubber elongation factor,REF)等橡胶粒子蛋白可能通过相互作用形成蛋白复合体在橡胶生物合成发挥作用。为鉴定REF家族中一新成员Hb REF3的互作蛋白,以橡胶树Hb REF3基因的c DNA序列为基础,分别构建了筛选Hb REF3相互作用蛋白的3种诱饵载体p GBKT7-Hb REF3-F(含全长ORF序列)及p GBKT7-Hb REF3-N(含N端序列)和p GBKT7-Hb REF3-C(含C端序列),并分别转化到Y2H Gold酵母菌株中,进行诱饵表达载体的自激活性与毒性检测。实验证明,3种诱饵载体转化的酵母菌能在SD/-Trp平板上正常生长,而在SD/-Trp/-His/-Ade平板上不能生长,因此,诱饵载体本身没有自激活性,它们的表达产物也没有毒性,不影响转化酵母菌Y2H的生长,满足作为诱饵质粒的条件,并用于橡胶树胶乳c DNA酵母表达文库的筛选。结果表明,用Hb REF3基因的全长ORF编码产物作诱饵,没有筛选到任何候选互作蛋白,而用Hb REF3的N端和C端区域分别作诱饵,均筛选到了可能与Hb REF3具有相互作用的候选蛋白,其中包括REF家族的其他成员和膜联蛋白D4等。     

莲藕CBF2基因cDNA克隆及序列分析

目的:克隆莲藕CBF2基因的c DNA全长并对其进行序列分析。方法:根据已有的ESTs序列,设计3'和5'端RACE引物,运用RACE技术克隆莲藕CBF2基因c DNA全长。结果:克隆得到全长为1 560bp c DNA序列,其中包括350bp的3'非编码区和124bp的5'非编码区及一个1 086 bp的完整开放阅读框,编码362个氨基酸,序列末端有poly(A)尾。其核苷酸序列与NCBI数据库中大豆DREB2C/CBF2、马铃薯DREB2A/CBF2、黄瓜DREB2A/CBF2及花生DREB2A/CBF2的同源性较高,分别为83%、77%、76%和76%,因此把该基因命名为Lr CBF2。氨基酸序列进化树分析表明该基因与葡萄相关基因亲缘关系较近。结论:分离克隆得到莲藕CBF2基因,为进一步研究莲藕中该基因的功能奠定基础。     

杜仲法尼烯基焦磷酸合酶基因cDNA全长的克隆与序列分析

采用RT-PCR法,从杜仲幼嫩叶片中分离法尼烯基焦磷酸基因c DNA全长序列,克隆并对该基因全长序列进行生物信息学分析。从杜仲嫩叶中共获得两个基因分别命名为Eu FPPs1和Eu FPPs2,测序结果表明两基因开放阅读框分别为1 047 bp和1 029 bp,推测分别可以编码348个和342个氨基酸残基,在线预测表明两个蛋白序列均存在两个聚丙烯合酶位点。系统进化分析结果表明,Eu FPPs1和Eu FPPs2分别聚集于不同的分支,它们之间的进化距离为0.352,但是在亲缘关系上均与楤木和人参最近,进化距离分别为0.281、0.287,0.175、0.184。     

甜味蛋白thaumatin基因转入烟草的研究

利用基因工程技术 ,将分别克隆在两个不同载体上的甜味蛋白 thaum atin c DNA基因片段连接成一个完整的 c DNA基因 ,并将该基因克隆进 p BI12 1,构建成表达载体 p BI12 1- tha.通过冻融法导入农杆菌 ,农杆菌介导叶盘法转入烟草 ,经过组培 ,得到转基因的植株 .提取转基因烟草总 DNA,经 PCR,PCR- Southern和 Southern杂交证实 ,甜味蛋白基因已整合到烟草基因组中 .RT- PCR结果证明 ,thaumatin基因已在转基因烟草中转录成 m RNA,但SDS- PAGE和甜味尝试都表明 thaumatin基因在转基因烟草中没有表达出甜味蛋白     

西藏小型猪IGF-1基因的克隆测序分析

目的克隆西藏小型猪的肝脏组织中的IGF-1基因的c DNA序列,并与Pubmed中查询到的猪c DNA进行比对分析。方法提取了西藏小型猪肝脏组织的总RNA,应用RT-PCR技术扩增了IGF-1基因的c DNA序列,将扩增出的片段克隆到p MD18-T载体上,构建重组质粒p MD18-T-IGF-1,进行测序分析。结果克隆出西藏小型猪肝脏组织中的IGF-1的c DNA序列,获得了大小为567 bp长的片段,编码了186个氨基酸,与Pubmed中查询到的猪(NM_214256.1)的IGF-1基因高度同源,比对序列发现,在440、455 bp处发生了G→A、C→T的突变,该位点的突变引起相应编码氨基酸的变化,分别由组氨酸变成了精氨酸、亮氨酸转变成了丝氨酸。结论为西藏小型猪的生长发育机制研究提供了分子学依据。两个位点的突变引起的氨基酸的改变是否是导致西藏小型猪矮小的原因,需要进一步论证。     

马氏珠母贝STA RDL3基因的克隆与表达性分析

采用RACE技术克隆获得马氏珠母贝STARDL3基因c DNA全长序列(Pm-STARDL3);利用荧光定量技术检测Pm-STARDL3基因在各个组织中的表达量。结果表明,Pm-STARDL3基因c DNA序列全长3 655 bp,开放阅读框(ORF)长1 491 bp,编码496个氨基酸,5'非翻译区(5'UTR)长110 bp,3'UTR长2 054 bp。PmSTARDL3氨基酸序列同源比对分析显示与华贵类栉孔扇贝(Mimachlamys nobilis)STARDL3的序列的相似度最高。SMART软件分析得出,Pm-STARDL3有STARD类蛋白特有的结构域。荧光定量PCR检测结果表明Pm-STARDL3在肝胰腺中表达量最高,其后依次是外套膜、鳃与闭壳肌,各组织的表达量差异具统计学意义(p0.05)。     

红鳍东方鲀(Takifugu rubripes)干扰素调节因子2基因的克隆及原核表达

干扰素调节因子(Interferon regulatory factor,IRF)是一种多功能的转录因子。采用反转录聚合酶链式反应(RT-PCR)和c DNA末端快速扩增(RACE)技术克隆了红鳍东方鲀干扰素调节因子2(Interferon regulatory factor 2,IRF2)基因的全长c DNA。该基因全长为1 552 bp,其中5'非编码区(5'-UTR)187 bp,3'非编码区(3'-UTR)429 bp,编码区(CDS)为936 bp,共编码311个氨基酸。将IRF2的编码区序列连接到原核表达载体p ET32a(+),成功构建了重组体p ET32a(+)-IRF2。将重组体p ET32a(+)-IRF2转入大肠杆菌感受态细胞BL21(DE3)中,获得了重组表达IRF2的基因工程菌。经IPTG诱导,p ET32a(+)-IRF2在BL21中得到了融合表达。通过对表达产物的纯化和Western blotting检测,结果显示红鳍东方鲀IRF2基因在大肠杆菌中的表达效果较高,目的蛋白准确。     

白皮黄瓜鲨烯合酶基因cDNA克隆及生物信息学分析

为认识葫芦科植物中葫芦素生物合成途径所需鲨烯合酶基因结构特征,克隆白皮黄瓜鲨烯合酶(squalene synthase,SS)基因c DNA并进行生物信息学分析。根据葫芦科植物绞股蓝、罗汉果、红花栝楼等的鲨烯合酶基因cDNA序列,设计白皮黄瓜鲨烯合酶引物,分别采用3'RACE和5'RACE技术扩增鲨烯合酶基因3'端和5'端。获得白皮黄瓜鲨烯合酶基因的两个cDNA克隆,命名为CsSS1和CsSS2,其cDNA序列全长分别为1 627 bp和1 534 bp,都编码417个氨基酸残基,分子质量为47.6 k D。成功克隆得到白皮黄瓜鲨烯合酶基因全长cDNA序列并对其进行序列分析,后续可用于葫芦素生物合成途径所需鲨烯合酶基因正选择位点功能分析。     

小白杏脂氧合酶基因PaLOX的克隆与序列分析

[目的]克隆小白杏(Prunus armeniaca)PaLOX基因全长并对其进行序列分析。[方法]根据已有的ESTs序列,设计3'和5'端RACE引物,利用RT-PCR和RACE技术克隆小白杏PaLOX基因c DNA全长。[结果]PaLOX c DNA全长序列为2 723 bp,含有一个1 002 bp的ORF开放阅读框,编码334个氨基酸,含有PLAT高度保守的特异结构域,预测蛋白质的相对分子质量为26.558 1 k Da,推测理化等电点为8.77,分子式为C1689H2635N459O490S13;该蛋白主要表现为亲水性,α-螺旋和延伸链则散布于整个蛋白质中,空间结构不稳定,无信号肽和跨膜结构,可能存在于线粒体中。进化分析表明,PaLOX氨基酸序列与梅、碧桃、苹果、梨、草莓等蔷薇科聚为一类,相似性依次为98%、99%、78%、77%、63%。[结论]获得了编码小白杏脂氧合酶的基因PaLOX全长序列,登录号为KM067451。     

小白杏脂氧合酶基因PaLOX的克隆与序列分析北大核心

[目的]克隆小白杏(Prunus armeniaca)PaLOX基因全长并对其进行序列分析。[方法]根据已有的ESTs序列,设计3'和5'端RACE引物,利用RT-PCR和RACE技术克隆小白杏PaLOX基因c DNA全长。[结果]PaLOX c DNA全长序列为2 723 bp,含有一个1 002 bp的ORF开放阅读框,编码334个氨基酸,含有PLAT高度保守的特异结构域,预测蛋白质的相对分子质量为26.558 1 k Da,推测理化等电点为8.77,分子式为C1689H2635N459O490S13;该蛋白主要表现为亲水性,α-螺旋和延伸链则散布于整个蛋白质中,空间结构不稳定,无信号肽和跨膜结构,可能存在于线粒体中。进化分析表明,PaLOX氨基酸序列与梅、碧桃、苹果、梨、草莓等蔷薇科聚为一类,相似性依次为98%、99%、78%、77%、63%。[结论]获得了编码小白杏脂氧合酶的基因PaLOX全长序列,登录号为KM067451。     

瘤背石磺Os-NMHC的克隆、表达分析以及NMHC进化节点探讨

本研究以石磺科贝类转录组数据库为基础,克隆出一条Ⅱ型非肌肉型肌球蛋白重链(NMHCⅡ)基因的全长c DNA,将其命名为Os-NMHC。该序列全长为6 057 bp,包括5 733 bp的开放阅读框,236 bp的5'端非翻译区,88 bp的3'端非翻译区,共编码1 910个氨基酸。预测蛋白质等电点为5.26,相对分子质量为220.46 k D。通过Phyre2程序和Pymol软件构建蛋白质三级结构图,预测蛋白质二级结构以α螺旋和β折叠为主;通过Clustalx和dna MAN软件进行氨基酸序列比对,发现其与爪蟾NMHCⅡA序列一致度为60.37%,其与爪蟾NMHCⅡB序列相似度为61.47%;通过Bayes软件构建系统进化树,发现其与加州海兔亲缘关系最近。通过q RT-PCR技术检测,发现该基因在四种石磺的背部、腹部、腹足部、肺囊、心脏、神经节中均有不同程度的表达。种间表达水平与进化趋势相一致,依次为:瘤背石磺≥平疣桑椹石磺里氏拟石磺紫色疣石磺。     

烟草胞质6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因的克隆及表达分析

采用电子克隆的方法,结合RT-PCR和SMART RACE技术,首次从烟草(Nicotiana tabacum)中克隆到1个胞质6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶(6PGDH)基因的c DNA序列,命名为Nt6PGDH(Gen Bank登录号:KM211534)。该基因c DNA全长1 932bp,开放阅读框1 455 bp,编码484个氨基酸,与番茄(Solanum lycopersicum)和马铃薯(Solanum tuberosum)的6PGDH氨基酸序列一致性最高,为95%。生物信息学分析表明,Nt6PGDH氨基酸序列不存在信号肽和转运肽,无跨膜结构域,定位于细胞质。对烟草不同发育时期Nt6PGDH基因的表达情况分析发现,Nt6PGDH基因在烟草旺长期根、茎、叶中的表达量均高于苗期,并且在同一发育时期,烟草根中表达量最强,茎次之,叶片最弱。     

两个拟南芥未知功能蛋白的亚细胞定位研究

蛋白质的亚细胞定位对于深入了解该蛋白质所行使的生理功能具有重要意义。经生物信息学预测,两个拟南芥未知功能基因At4g16410与Atl gI8060编码蛋白含有叶绿体定位信息。我们分别克隆了这两个基因5’端长199bp与220bp的DNA片段,与绿色荧光蛋白（GFP）基因构建重组表达载体pMON530-cTP1-GFP与pMON530-cTP2-GFP,经农杆菌介导转化拟南芥。两种转基因植株经激光共聚焦显微镜观察,GFP荧光仅在叶绿体中观察到,表明所克隆的两段DNA序列编码的多肽能够将At4gl6410与Atlgl8060编码蛋白质引导进入叶绿体,确定这两个蛋白质均为叶绿体蛋白质。     

葡萄风信子谷胱甘肽S转移酶基因克隆与表达分析

以亚美尼亚葡萄风信子为材料,利用本课题组前期获得的葡萄风信子转录组数据库,根据已经获得的葡萄风信子GST基因片段,通过PCR技术克隆得到葡萄风信子GST基因的c DNA序列,命名为Ma GST。Ma GST的c DNA全长为711 bp,开放阅读框为666 bp,编码221个氨基酸,推测蛋白质分子量为54.1 k D,理论等电点p I为5.13。利用生物信息分析软件对Ma GST基因进行同源性比对和系统进化分析表明,结果显示该基因编码的氨基酸具有谷胱甘肽S转移酶典型的C端与N端双结构域,属于GST Tau家族蛋白;与洋葱和小麦GST基因的一致性分别为76.72%和62.50%。实时定量PCR结果显示Ma GST在葡萄风信子各组织器官表达强度相似,属于组成型表达;水杨酸(SA)可以明显诱导Ma GST表达,Ma GST对氯化钠(Na Cl)应答不是很明显,甚至表达量有稍微的下调。     

拟南芥未知功能基因At4g22890编码蛋白的叶绿体定位

蛋白质的亚细胞定位信息对于深入了解该蛋白质的功能具有重要意义。本文对一个预测的拟南芥叶绿体未知功能基因At4g22890编码蛋白进行了叶绿体定位研究。我们克隆了该基因5′端长208bp的DNA片段,与绿色荧光蛋白(GFP)基因构建重组表达载体pMON530-cTP-GFP,经农杆菌介导转化拟南芥。转基因植株经激光共聚焦显微镜观察,GFP荧光仅在叶绿体中观察到,表明所克隆的DNA序列编码的多肽能够将At4g22890编码蛋白质引导进入叶绿体,由此推测该蛋白质为叶绿体蛋白质。     

拟南芥未知功能基因At4g22890 编码蛋白的叶绿体定位

蛋白质的亚细胞定位信息对于深入了解该蛋白质的功能具有重要意义。本文对一个预测的拟南芥叶绿体未知功能基因At4g22890 编码蛋白进行了叶绿体定位研究。我们克隆了该基因5′端长208 bp 的DNA 片段, 与绿色荧光蛋白(GFP) 基因构建重组表达载体pMON530-cTP-GFP, 经农杆菌介导转化拟南芥。转基因植株经激光共聚焦显微镜观察, GFP 荧光仅在叶绿体中观察到, 表明所克隆的DNA 序列编码的多肽能够将At4g22890 编码蛋白质引导进入叶绿体, 由此推测该蛋白质为叶绿体蛋白质。     

木薯可溶性淀粉合成酶(MeSSⅡb)启动子克隆及梯度缺失分析

木薯淀粉被广泛用作各种食品、饲料及工业淀粉制品的原材料。然而目前,国内外还未见木薯可溶性淀粉合成酶基因Me SSs的启动子相关研究报道。本研究通过在木薯基因组数据库中查询Me SSⅡb基因第一个外显子及其上游序列,通过PCR扩增获得Me SSⅡb上游序列。对获得的上游序列通过Plant CARE及PLACE进行启动子结构及元件分析,并与其它物种中SSSs基因启动子区序列利用BLAST进行比对分析后,确立翻译起始位点上游1 566 bp序列为启动子区,进而设计并构建了包括完整启动子在内的5'端梯度缺失启动子融合GUS蛋白植物表达载体p E1566::GUS、p E1356::GUS、p E1116::GUS、p E531::GUS、p E453::GUS、p E387::GUS、p E138::GUS转化本氏烟草进行启动子活性验证。利用叶盘侵染法转化本氏烟草进行启动子梯度缺失分析后发现,缺失启动子p E1356、p E1116、p E531活性丧失,缺失至翻译起始位点上游138 bp的缺失启动子p E138,仍具有启动子活性。上述表明,在克隆启动子区1 566 bp片段中,在-1 566 bp和-1 356 bp之间210 bp序列片段对于完整启动子活性尤为重要,而-1 356 bp至-531 bp之间存在启动抑制因子,在-453 bp和-138 bp为基础启动序列,初步推断为转录起始结合位点。     

四价抗马铃薯病毒植物表达载体构建及其对烟草的转化

该研究为了培育兼抗4种病毒的马铃薯品种,采用RT-PCR技术对PVX、PVS、PVY和PLRV的外壳蛋白(CP)基因进行克隆与分析,获得了大小分别为670、800、700、600 bp的CP基因序列,将获得的CP基因序列与NCBI中已报道的序列进行比对分析,其同源性都在96%以上。根据所克隆的CP基因对靶标片段进行筛选,获得了大小约300 bp的靶标片段PVX-rh、PVS-rh、PVY-rh和PLRV-rh,同时利用Overlap-PCR技术将4种病毒的靶标片段进行拼接,得到了长度约为1 200 bp的融合片段XSYV-rh,与预期目标片段XSYV-yxz的相似性达100%。利用DNA重组技术将融合片段XSYV-rh克隆到p GM-T载体上构建成克隆载体p GM-T-XSYVrh,用SpeⅠ和SacⅠ对克隆载体p GM-T-XSYV-rh和植物表达载体p ART27进行同步双酶切,用T4 DNA连接酶将XSYV-rh片段连接到载体p ART27上,成功构建了同时含4种病毒CP基因片段的植物表达载体p ART27-XSYV-rh。采用直接转化法将植物表达载体导入根癌农杆菌LBA4404中,并利用农杆菌介导法对烟草品种T12试管苗进行遗传转化,转化后的烟草植株经PCR检测,有40株转化植株可扩增出目的条带,表明XSYVrh融合基因已成功转入烟草基因组中。     

猪干扰素-α基因的克隆及其植物表达载体的构建

目的:克隆与分析猪干扰素-α(INF-α)基因,构建猪干扰素基因的高效植物表达载体。方法:根据NCBI中DQ248997序列设计引物,以猪的总DNA为模板,PCR扩增出猪的INF-α基因,克隆至pBS-T载体后进行序列分析,构建猪干扰素基因的植物表达载体。结果:实验所克隆序列经Blastn比对,98%的核酸序列相同,98%的蛋白质序列相同,3个非功能性氨基酸与基因库中序列不一致,推测为猪INF-α的一个亚型。构建的2个植物表达载体经BamHⅠ/SacⅠ限制性内切酶消化,均可得到570bp的目的基因。结论:成功克隆了猪的INF-α基因,并构建出含猪INF-α基因的高效植物表达载体pBI121/INF和pCAMBIA1301/INF。