野生种马铃薯SpPHYB基因的克隆与表达分析

采用RT-PCR技术从野生种马铃薯中克隆到一个光敏色素基因PHYB,其cDNA全长为3470bp。含有一个3393 bp的完整开放阅读框,编码一条长1130个氨基酸的蛋白,分子量为125kDa,等电点为5.6。该基因编码的蛋白序列与栽培种马铃薯、番茄和烟草同源基因编码的氨基酸序列一致性分别为98%、95%、92%,命名为SpPHYB.半定量PCR分析表明,根、茎、叶和芽中SpPHYB表达水平较高且相似,但在花和块茎成熟器官中表达量稍低.     

九台晚李PGIP基因的克隆及生物信息学分析

以九台晚李叶片基因组为模板,PGIP基因保守序列设计引物,PCR扩增到1条全长1192bp的目的片段(GenBank登录号:GU068978)。该基因包含有1个完整的开放阅读框,由2个外显子和1个内含子构成,外显子总长990bp,编码330个氨基酸,其编码的氨基酸序列中含有一段典型的亮氨酸重复序列。序列分析表明:该基因与中国李、杏、桃、马哈利樱桃、梅等李属植物的PGIP基因序列一致度达95%~99%。系统进化分析显示出属内亲缘关系较近、属间亲缘关系较远的特点。该序列为植物分子抗病育种提供了1条新的基因资源。     

辣椒乙烯转录因子CaERF18的分离与诱导表达

旨在明确辣椒(Capsicum annuum L.HDA149)与南方根结线虫(Meloidogyne incognita)不亲和互作过程中相关特异性ERF类型转录因子的候选基因及其表达模式。应用RT-PCR方法,从南方根结线虫诱导的辣椒中分离到一个694 bp cDNA序列的乙烯(ERF)转录因子基因核心序列,命名为CaERF18,编码231个氨基酸,含有一个保守的由59个氨基酸构成的ERF结构域,与NtERF118、SlERF4和SlERF19 AP2结构域的相似性分别为44.3%、42.6%和39.3%。表达分析表明,南方根结线虫侵染可显著诱导CaERF18的表达,接种线虫后12h相对表达量开始升高,12 h升高3.8倍,72 h升高7.2倍。结果表明,CaERF18是一受病原物诱导表达的基因,推测CaERF18在介导辣椒对根结线虫的抗性作用中可能具有重要的调控功能。     

番茄RGA4蛋白与马铃薯Rpi-blb1蛋白的同源比较分析

为获得番茄抗晚疫病广谱性基因信息,采用同源电子克隆法,基于番茄蛋白序列数据库,以马铃薯晚疫病广谱抗性蛋白Rpi-blb1为种子序列,获得番茄疾病抗性蛋白RGA4,并进行基因电子定位和基因结构、模体、二级结构、基因进化及基因电子表达等分析,以证明两者的进化关系。结果表明:番茄RGA4蛋白(XP_004245923.1)序列具有NB-ARC和LRR8两个保守结构域,定位于第8条染色体SL2.40区间,相应基因位于8号染色体序列的57228847-57232935 bp区间,长度为4 089 bp,由2个外显子和1个内含子组成,编码988个氨基酸序列,该蛋白为不稳定分泌球形蛋白;番茄RGA4蛋白和马铃薯Rpi-blb1蛋白在二级结构分布、基因序列组成、基因定位等方面相似性较高,可确定两者为垂直同源关系,但在基因进化和模体组成方面存在差异,可能导致两者功能上的不同。研究结果可为番茄晚疫病广谱抗性基因克隆及其利用提供理论依据。     

枸杞蔗糖磷酸合成酶基因的克隆及组织表达分析

利用RT-PCR及RACE技术,从药用植物枸杞中克隆了1个编码蔗糖磷酸合成酶(SPS)基因的全长cDNA,命名为LbSPS(GenBank登录号KC834608)。序列分析表明:LbSPS基因长3 677bp,开放阅读框为3 165bp,编码1 033个氨基酸,分子量为118.457 5kD,理论等电点6.05。系统进化分析显示,LbSPS编码的氨基酸序列与甜瓜、马铃薯、番茄等蔗糖磷酸合成酶基因编码氨基酸序列一致性为66%~98%。qRT-PCR分析显示,LbSPS基因在枸杞花中表达量最高,叶中表达水平较低。该研究为进一步了解LbSPS在枸杞生长发育、逆境胁迫等过程中的生物学功能奠定了基础。     

苹果金属硫蛋白基因MdFjMT2克隆及生物信息学分析

以红富士苹果（Malus domestica CV Red Fuji）浓红型芽变和其条红母株为试材,构建抑制性差减杂交（Suppression Subtractive Hybridization,SSH）文库,差异筛选SSH-cDNA文库,经过大量测序构建成红富士苹果ESTs序列本地数据库,对本地数据库进行Blastn检索,得到42条金属硫蛋白基因MdFjMT2 cDNA片段,通过序列拼接和?逆转录PCR（RT-PCR）方法,获得了红富士苹果金属硫蛋白基因MdFjMT2全长cDNA序列（Genbank登录号为HQ730757）,该基因全长684 bp,其中5′ 非翻译区97 bp,3′ 非翻译区347 bp,开放阅读框（ORF）为240 bp,编码79个氨基酸,推测蛋白分子量为7.7938 kDa,理论等电点为4.75。该基因具有金属硫蛋白基因的典型结构域特征,编码的氨基酸序列中含有14个半胱氨酸残基Cys（C）,Cys 残基的排列特征是以CC、CXC和CXXC集中分布在肽链的N端和C端。系统进化分析表明MdFjMT2与砂梨（Pyrus pyrifolia）、苹果（Malus domestica）和小金海棠（M. xiaojinensis）等植物金属硫蛋白保持了较近的亲缘关系,与扁桃（Prunus dulcis）、旱柳（Salix matsudana）、美味猕猴桃（Actinidia deliciosa）等植物的亲缘关系较远。生物信息学分析结果表明,MdFjMT2主要位于叶绿体中,没有信号肽,是非跨膜亲水性蛋白,其蛋白质二级结构的主要元件是无规则卷曲,没有功能结构域。这些结果为MdFjMT2的结构与功能挖掘提供一定的参考。本研究结果有助于研究该基因在苹果着色中的作用,阐明苹果着色的分子机制。     

枸杞L-半乳糖酸内酯脱氢酶基因的克隆及表达分析

以青海枸杞(Lycium barbarum L.)为模板,采用RT-PCR和RACE技术,克隆枸杞L-半乳糖酸-1,4-内酯脱氢酶(GLDH)基因序列,命名为LbGLDH。LbGLDH基因全长为2 114bp,包含一个开放读码框1 767bp(编码588个氨基酸)、5′末端序列57bp、3′末端序列290bp。LbGLDH基因核苷酸序列与番茄、马铃薯、烟草GLDH基因具有88%~90%的一致性。LbGLDH编码氨基酸序列包含GLDH蛋白酶具备的FAD-binding-4和ALO结构域。qRT-PCR分析结果显示,在枸杞不同组织中LbGLDH基因的表达、抗坏血酸含量和GLDH活性变化趋势相同,表现为在枸杞的花和果实中表达量最高,成熟叶中表达量最少。推测LbGLDH基因表达促进枸杞果实中抗环血酸含量的积累。     

玉米大斑病抗性基因Ht1定位区域内候选序列的生物信息学分析

为获得玉米大斑病抗性基因Ht1候选序列, 文章采用生物信息学方法对与玉米大斑病抗性基因Ht1紧密连锁的分子标记umc22和umc122定位区域内候选序列进行了分析, 其中得到的63条ORF序列中有14条序列可编码蛋白质结构域。将14条核苷酸酸序列预测出的氨基酸序列与已克隆的24条抗性基因编码氨基酸序列进行Blast比对及进化树构建。结果发现, 候选序列gpm565a具有植物抗性基因编码产物的高度保守结构域, 而且与抗性基因Xal相似性高、亲缘关系近, 推测可能与抗性基因Ht1有关。其他候选序列由于不具有植物抗性基因编码产物的高度保守结构域或者相似性低、亲缘关系远等原因, 不能确定与抗性基因Ht1有关。通过对候选序列gpm565a进行二级结构及三维结构分析, 发现有大量构成蛋白质特异功能结构组件的无规则卷曲存在, 推测gpm565a可能是Ht1功能域的一部分。     

葡萄VvSUN基因的克隆及其控制果形功能初探

SUN基因是控制番茄果实形状的主效基因。该研究从NCBI中查找与番茄SUN相似性最高的葡萄序列,设计特异性引物,采用RT-PCR技术从‘天山’葡萄花穗中克隆出该序列,命名为VvSUN基因。序列分析表明,VvSUN基因开放阅读框长度为1 278bp,共编码425个氨基酸;预测蛋白质分子量为48.11kD,理论等电点为10.63。VvSUN蛋白不具有信号肽,为非跨膜蛋白,可能定位于细胞核和线粒体膜上,属于亲水性蛋白;二级结构分析表明α螺旋和无规则卷曲是VvSUN蛋白中主要的结构元件。VvSUN基因编码的氨基酸具有IQ保守结构域,与NCBI中其他7种植物IQD家族成员基因序列相似性在43%~53%;系统进化树分析表明,VvSUN基因与拟南芥IQD12基因亲缘关系最近;推测葡萄VvSUN蛋白质与番茄SUN蛋白质具有相似的功能。荧光定量PCR分析表明,VvSUN基因在两个葡萄品种中均在盛花期表达量最高,花后果实中的表达量均较低;GA3处理后果实果形指数显著增大,且幼果中VvSUN基因表达量明显上升。研究推测葡萄VvSUN基因可能参与果形拉长的调控。     

普通烟草K^＋通道基因NKT4的克隆、序列和表达分析

通过比对拟南芥、胡萝卜、番茄和马铃薯的K+通道氨基酸序列得到了保守序列,设计1对简并引物,利用RT-PCR获得3条490bp的普通烟草K+通道基因中间片段.以其中一条中间片段设计特异性引物,应用RACE方法得到5′末端和3′末端cDNA序列.通过拼接并结合全长克隆及测序验证,获得一个未报道的普通烟草K+通道基因,并将其命名为NKT4(GenBank登录号为FJ233071).NKT4的cDNA全长为2937bp,其中5′非编码区45bp、编码区2679bp、3′非编码区213bp;编码区编码892个AA.构建了一个烟草、拟南芥及相关植物K+通道蛋白的系统进化树.基因表达分析表明,NKT4主要在烟草主根和侧根中表达,在烟草叶中也有少量表达.     

野生种马铃薯PHYA基因cDNA的克隆与表达分析

采用RT-PCR技术从野生种马铃薯（Solanum pinnatisectum Dun）中克隆到1个光敏色素基因PHYA,其cDNA全长为3466bp,含有一个3 372bp的完整开放阅读框,编码一条长1123个氨基酸的蛋白,分子量为125kDa,等电点为5．8-该基因编码的蛋白序列与栽培种马铃薯、番茄和烟草基因编码的氧基酸序列同源性分别为96％、94％和91％。半定量RT-PCR分析表明,PHYA在根、茎和芽中的表达量较高;光对PHYA表达的作用在地上部器官中表现为抑制,而在地下部器官中则促进。     

甘薯质体中的乙酰辅酶A羧化酶亚基基因accD的克隆与序列分析

依据烟草质体全基因组序列设计引物,以甘薯质体基因组DNA为模板,PCR扩增包含质体accD基因完整编码区在内的一段序列（GenBank登录号为GQ395771）。序列分析表明：该片段全长为2209bp,包括1548bp的nccD基因编码序列,推测编码515个氨基酸的蛋白质,该蛋白序列具有异质型β-CT中保守的锌指结构和C末端5个基元。同时绘制了该DNA片段的限制性酶切图谱。相似性比较显示,甘薯accD基因与大豆、马铃薯、拟南芥、人参、莴苣、葡萄、海岛棉、甘蓝、辣椒、菠菜、番茄和烟草的accD基因核苷酸相似性为72％-87％,氨基酸相似性为58％-83％。     

棉铃虫羧酸酯酶基因的克隆、序列分析及组织表达

为了从分子水平上研究棉铃虫Helicoverpa armigera (Hübner) 对杀虫剂抗性的产生机理,本文通过RT PCR和RACE方法首次从棉铃虫中肠中克隆了一个羧酸酯酶全长cDNA序列。序列分析表明,该基因包含一个1 794 bp的开放读码框,129 bp的5′UTR和139 bp的3′UTR区域。该基因编码597个氨基酸, 推测编码蛋白质的等电点pI为4.92,分子量为67.1 kD,GenBank登录号为EF547544。通过对氨基酸的同源性分析表明,该羧酸酯酶与斜纹夜蛾Spodoptera litura羧酸酯酶的同源性最高,达60%。半定量RT-PCR分析表明,该基因在中肠组织中表达量最高,在脂肪体和生殖腺中表达量较低,在头部则不表达。推测该羧酸酯酶基因可能主要参与棉铃虫对外源物质的解毒代谢。     

马铃薯Alfin1-like锌指蛋白基因克隆与序列分析

利用紫花苜蓿盐胁迫相关锌指结构蛋白Alfin1基因cDNA序列,通过电子克隆在GenBank中对马铃薯同源EST序列进行查询比较和拼接,获得了1个含有完整编码区的cDNA序列,并通过RT-PCR成功获得了该序列.获得的全长cDNA序列中包含1个747 bp的最大读码框,编码248个氨基酸,将其命名为Stfin1.氨基酸序列分析表明存在典型的Cys4-His-Cys3锌指结构,与Alfin1一致性达93.09%.从结构分析结果推测Stfin1与Alfin1在功能上具有一定的相关性.     

马铃薯腐烂茎线虫L 型半胱氨酸蛋白酶新基因(Dd-cpl-1) 的克隆与序列分析

L型半胱氨酸蛋白酶基因 (Cathepsin L-like cysteine proteinase gene) 为与植物寄生线虫寄生能力相关的多功能基因。运用RT-PCR和RACE的方法从马铃薯腐烂茎线虫Ditylenchus destructor中克隆出1个L型半胱氨酸蛋白酶新基因Dd-cpl-1 (GenBank登录号为GQ180107)。该基因Dd-cpl-1 cDNA全长序列含有1个1 131 bp的开放性阅读框 (ORF),编码376个氨基酸残基,其5′末端及3′末端分别含有29 bp和159 bp的非编码区 (UTR)。Dd-cpl-1内含子外显子结构分析结果表明,其基因组序列包含7个内含子,且各内含子两端剪接位点序列遵守GT/AG规则。Dd-cpl-1基因推定的蛋白Dd-CPL-1与松材线虫L型半胱氨酸蛋白酶高度同源,一致性达到77％。以不同物种中L 型半胱氨酸蛋白酶氨基酸序列进行比对分析,推测推定的蛋白 Dd-CPL-1含有L型半胱氨酸蛋白酶基因家族高度保守的催化三联体 (Cys183,His322 和Asn343) 以及ERFNIN基系和GNFD基系。半胱氨酸蛋白酶系统发育分析表明,Dd-cpl-1 属于由L型半胱氨酸蛋白酶组成的进化分支。Dd-cpl-1的这些序列特征进一步表明其为L型半胱氨酸蛋白酶基因。这是首次在马铃薯腐烂茎线虫中克隆到的L型半胱氨酸蛋白酶,为今后在蛋白水平对其进行进一步的功能分析提供基础。     

棉花GhMYB113基因的克隆与表达分析

该研究利用序列拼接并结合RT-PCR技术,从棉花叶片中克隆了1个MYB基因的cDNA序列,命名为GhMYB113。序列分析表明,该基因开放阅读框为738bp,编码246个氨基酸,含有2个MYB结构域,属R2R3-MYB类型转录因子。该基因的基因组序列长1 927bp,由3个外显子和2个内含子构成。氨基酸序列比对发现该蛋白与其他物种的MYB蛋白有较高的一致性。系统进化分析显示,棉花GhMYB113与现代杂交月季亲缘关系最近。qPCR分析发现,该基因在棉花根中优势表达,在干旱、高盐及低温胁迫后表达量均发生变化,推测GhMYB113可能在植物响应干旱、高盐及低温等非生物胁迫过程中起作用。     

禾谷镰刀菌降解毒素基因Tri101的克隆和序列分析

禾谷镰刀菌Tri101基因编码的单端孢酶烯3-O-乙酰转移酶可通过加乙酰基的形式使禾谷镰刀菌产生的单族毒素(如DON)转变为较低的毒性。本研究利用RT-PCR技术从禾谷镰刀菌0623中扩增并克隆了Tri101基因的cDNA片段,测序结果表明,Tri101基因核苷酸序列阅读框架全长1356bp(GenBank序列号:GQ907236),编码451个氨基酸的多肽,推测分子量为49.45kD,等电点为5.14。氨基酸序列同源性比对结果表明,它与Kimura报道的禾谷镰刀菌Tri101氨基酸序列同源性最高,为99.56%,与其它13种镰刀菌的Tri101氨基酸序列的同源性分别为97.91%-75.68%。系统进化树分析结果表明,Fusarium graminearium0623与Fusarium sporotrichioides属于同一进化枝且与Fusarium asiaticum有较近的亲缘关系,而与F.oxysporum、F.moniliforme、F.nygamai、F.nisikadoi和F.decemcellulare的亲缘关系较远。     

粘质沙雷氏菌武汉株PLA1基因的克隆和序列

通过鸟枪法构建了粘质沙雷氏菌SerratiamarcescensCW W 90 3菌株的基因组文库。使用LB 卵黄平板 ,从中筛选出 1条含磷酯酶基因的 3 0 10bp的EcoRⅠ片段。通过测序及亚克隆分析 ,发现 1个编码磷酯酶的基因phlA ,长度为 96 3bp ,编码 1个由 32 0个氨基酸组成 ,分子量为 33ku的磷酯酶PHL。PHL的氨基酸序列与多种细菌产生的磷酯酶A1的氨基酸序列有很高的同源性。在 phlA下游发现 1个 75 6bp的ORF phlB ,编码 1条 2 5 1个氨基酸组成的蛋白质 ,分子量为 2 7ku ,将其命名为PHLS ,此基因的功能有待于进一步研究。     

小麦盐胁迫相关基因的克隆与表达分析

采用RT-PCR方法,从小麦中克隆获得1个盐诱导小麦MYB类转录因子基因TaSIM（Triticum aestivum salt-induced MYB）,该基因cDNA全长1 213bp,具有1个831bp的开放阅读框,编码276个氨基酸,预测分子量约为29.903kD,等电点为10.12,推测的氨基酸序列中含有2个高度保守的SANT结构域。系统发生树分析表明,TaSIM与二穗短柄草XP₀03576185亲缘关系最近。半定量RT-PCR检测结果显示,TaSIM基因受盐胁迫诱导表达。亚细胞定位结果显示,TaSIM-hGFP融合蛋白定位于细胞核中。研究结果表明,小麦TaSIM基因编码的蛋白可能在细胞核内参与小麦对盐胁迫的应答反应。     

香蕉抗病种质NBS类RGAs的克隆及相关序列差异分析

根据植物NBS类抗病基因保守氨基酸序列P-loop和疏水氨基酸GLPL保守序列设计简并引物,从香蕉抗镰刀菌枯萎病(4号小种)材料GCTCV-119的基因组DNA及cDNA中扩增获得9个DNA片段和10条cDNA片段,均编码为通读的氨基酸序列,命名为"BR-1"-"BR-19",GenBank登录号依次为EF515833-EF515836, EU123871-EU123885。同源性分析表明,均与已报道的植物抗病基因有不同程度的同源性,具有P-loop(Kinase-1a)、Kinase-2、RNBS-B(Kinase-3a)以及GLPL等保守氨基酸序列,属于non-TIR-NBS类候选抗病基因。其中,BR-5和BR-6与番茄抗镰刀菌枯萎病番茄专化型I2、I2-1和I2-2基因聚为一类,可能与香蕉镰刀菌枯萎病的抗性相关。