粳稻和籼稻D1蛋白光抑制敏感性的差异与其编码基因序列结构特征的相关性分析(英文)

粳稻 (OryzasativaL .ssp .japonica)和籼稻 (O .sativassp .indica)对光抑制的敏感程度存在差异 ,它们的叶绿体光反应中心Ⅱ核心蛋白D1的稳定性不同。以菌落原位杂交法克隆了粳稻“95 16”和籼稻“籼优 6 3”叶绿体D1蛋白的编码基因psbA。核苷酸序列同源比较显示 :两者在启动子区和 5′_UTR完全相同 ;编码区存在着个别碱基的差异 ,但均位于三联体密码的第三位 ,不影响氨基酸编码特性 ,在蛋白质氨基酸序列上没有差异 ;在 3′_UTR内存在寡聚U长度的差异。因此 ,粳稻和籼稻D1蛋白对光抑制作用敏感性的差异与其蛋白质的氨基酸序列结构无关 ,可能与调控psbA基因表达的上游因子或光保护机制的差异有关。     

高梁叶绿体psaA基因的克隆和核苷酸序列分析

我们克隆了含高梁叶绿体psaA基因的6．7kb Ec0RI酶切片段,进行了限制酶图谱分析和核苷酸序列结构测定,所测核苷酸序列总长为3080bp,其中高梁叶绿体psaA基因序列为2253bp,编码一个含750个氨基酸残基的蛋白质,其分子量为83000Da。高梁psaA基因的核苷酸序列与玉米、水稻,菠菜的同源性分别为99．4％、96．3％和89．4％;推导出的氨基酸序列的同源性分别为99．3“、98．O％和95．7％。C₄植物与C₃植物比较,由于P 700脱辅基蛋白的第493位氮基酸性质的不同(Gly→Arg,ser),而导致了它们的乡肽在疏水性图谱上的差异。     

10828条籼稻全长cDNA的分离和注释

全长cDNA对基因组学和蛋白质组学研究有着非常重要的价值. 以分离籼稻基因组全长cDNA为目标, 从优良的籼稻恢复系明恢63中分离到10828条非冗余的全长cDNA, 其中780条是新的水稻表达序列. 所得到的全长cDNA至少满足以下两个条件之一: (ⅰ) 5′端序列包含粳稻日本晴的全长cDNA所预测的完整的ORF (9078条); (ⅱ) 包含同源蛋白质对应的完整N末端编码序列(6543条). 在分离到的全长cDNA中, 53％的序列比报道的粳稻全长cDNA有更长的5′端非翻译区(5′UTR); 90.28％ (9776条)的序列能定位到粳稻基因组序列上, 92.78％ (10046条)的序列可以定位到籼稻基因组序列上; 8216条序列能与日本晴的全长cDNA序列定位到粳稻基因组序列的同一位置上, 籼粳间cDNA序列的平均相似性为99.2％; 90％以上的全长cDNA能进行GO (gene ontology)分类. 在780条新的cDNA中, 60％以上的找不到任何同源蛋白序列.     

鸡二价金属转运蛋白1 cDNA的克隆与序列分析

鸡二价金属转运蛋白1（divalent metal transporter 1, DMT1）在动物胃肠道锰吸收过程中起重要作用.根据哺乳动物Dmt1同源蛋白氨基酸序列的保守性设计引物,应用3′RACE(rapid amplification of cDNA ends)技术,扩增并克隆获得鸡小肠Dmt1 cDNA 3′端1 289bp和1 092bp的2种片段,发现其3′端翻译区和非翻译区存在差异. 根据鸡Dmt1 cDNA 3′端片段的测序结果设计引物,扩增获得1个与3′端片段部分重叠的鸡Dmt1 cDNA 5′端907 bp片段,并对其进行了克隆测序. 根据鸡小肠Dmt1 3′RACE片段和5′RACE片段序列信息进行拼接,从而获得鸡小肠Dmt1 cDNA全序列信息.结果表明,鸡小肠Dmt1 cDNA有2种形式,1种全长为1 972个核苷酸,其中5′非翻译区为104个核苷酸,编码区1 695个核苷酸,3′非翻译区为173个核苷酸,编码1个含564个氨基酸残基的蛋白质;另1种形式为1 775个核苷酸,其中5′非翻译区为104个核苷酸,编码区1 593个核苷酸,3′非翻译区为78个核苷酸,编码1个含530个氨基酸残基的蛋白质.据鸡Dmt1 cDNA推测出的2种形式蛋白质的氨基酸序列与人、大鼠和小鼠的Dmt1蛋白具有高度同源性,它们的同源性分别为82%、82%、80%,和 84%、84%、83%. 对推测氨基酸序列进行疏水性和跨膜区分析表明,Dmt1蛋白为1种跨膜整合蛋白,具有膜转运蛋白糖基化位点和底物结合位点的保守序列.     

牛催乳素基因组及其cDNA全长序列的分子克隆和分析

通过LongPCR等技术首次克隆得到全长9388bp的牛催乳素（bPRL)基因组序列（GenBank登录号AF426315）,其中包括bPRL基因全部5个外显子和4个内含子,5′端854bp的上游调控区以及3′端69bp的UTR,AF426315基因编码的蛋白质在GenBank中的序号为AAL28075,由229个氨基酸残基组成,1-30位氨基酸残基为信号肽序列,成熟的多肽含有199个氨基酸残基,将bPRL基因组DNA真核表达载体转染COS-7细胞后通过RT-PCR得到长度为804bp的bPRLcDNA序列,该序列涵盖了bPRL基因的全部ORF区,证明本研究所获得的bPRL基因组DNA具有转录的生物学功能,Blast搜索结果显示,GenBank数据库中收集有多条bPRL基因的mRNA和EST序列,各序列间存在多个SNP位点,主要分布于下游编码区和3′端的UTR,这些位点均未改变相应的氨基酸残基的性质,此外,5′端编码信号肽序列的区域呈现高度保守性。     

不同地域卵黄萤荧光素酶基因的克隆与序列分析

为了比较不同地域萤火虫荧光素酶基因的进化关系,通过GenBank中已知的荧光素酶基因保守区段设计引物,利用5′ RACE（rapid amplification of cDNA ends）和3′ RACE技术克隆了来自云南省文山州和西双版纳州的同种卵黄萤荧光素酶基因cDNA和全基因序列.来自不同地域的2种卵黄萤荧光素酶在基因序列上存在3个不同碱基位点,但是它们编码的荧光素酶只存在1个不同的氨基酸.卵黄萤荧光素酶基因全长（从起始密码子到终止密码子）1998 bp,包含7个外显子,6个内含子,其cDNA序列共1976 bp,包含102 bp 5′ UTR (untranslated region)、1635 bp的荧光素酶基因开放阅读框和239 bp的3′ UTR序列.卵黄萤荧光素酶基因的开放阅读框编码1个544个氨基酸的蛋白质,比同属的其它几种荧光素酶少4个氨基酸. 来自2个不同地域的卵黄萤荧光素酶在进化上是比较保守的,它们与北美萤火虫Photinus pyralis荧光素酶在碱基序列上分别有629%和63%相似性.     

籼粳稻光合作用的光抑制特性及在正反交F1杂种中的表现

用稻０２４２８、０２９和籼稻３０３７、Ｐａｌ－ｇｈａｒ进行杂交,探索籼粳亚种光抑制特性在Ｆ１杂种中的遗传表现。结果表明：通常粳稻表现耐光抑制,籼稻表现对光抑制敏感。杂种Ｆ１的光抑制特性因正反交有明显差异。粳／籼Ｆ１光合光抑制与其母本粳稻相似,因其来自母本质基因编码的ＱＢ蛋白与＾１４Ｃ－Ａｔｒａｚｉｎｅ结合的Ｋｂ值和光抑制条件下ＱＢ蛋白维持能力接近;籼／粳Ｆ１比母本籼稻耐光抑制,因其ＱＢ蛋白维持能力     

水稻14-3-3蛋白家族的生物信息学分析

通过隐马尔柯夫模型(Hidden Markov Model,HMM),对粳稻(Oryza sativa L.ssp．japonica)基因组的蛋白质数据库进行搜索,结果获得8个14—3—3蛋白的同源序列,其中发现4个新基因。通过对所有粳稻的14—3—3蛋白的DNA序列与各种表达序列标签(Expression Sequence Tags,ESTs)进一步比对,为14-3-3蛋白找到了ESTs的证据。结果说明这些基因在水稻不同的处理和不同的部位都有所表达,而且不同成员之间的表达模式存在较大的差异。蛋白质多序列联配分析结果表明,存在可能的功能多态位点。通过基因结构和染色体定位的分析,确认了水稻基因组中存在E样和非E样两类14-3-3蛋白。此外,对目前植物中的14—3—3家族作了初步的进化分析。     

鸭肝炎病毒基因组3′末端序列的克隆和分析

用3′RACE和RT-PCR扩增并克隆鸭肝炎病毒(Duck hepatitis virus,DHV)Ⅰ型毒株C80和Ⅰ型变异株E63的3′末端序列。分析结果显示,C80株和E63株基因组3′末端均包含1 359 nt的3D、终止密码子TGA、长314nt的3′UTR,而poly(A)尾分别含18个A和19个A。由2株DHV 3D核苷酸序列所推导的3D蛋白均含453个氨基酸,均包含KDELR、DxxxxD、GxxCSGxxxTxxxNS、YGDD和FLKR等小RNA病毒RNA聚合酶的特征基序,该结果进一步证实Ⅰ型DHV属于小RNA病毒科的成员。两株DHV与小RNA病毒科9个已知属之间3D蛋白的氨基酸序列同源性为16%~37%,介于属间3D蛋白的氨基酸序列同源性范围(18%~60%)之内;此外,Ⅰ型DHV的3′UTR在小RNA病毒科是最长的。用3D蛋白进行进化分析的结果表明,Ⅰ型DHV可能属于小RNA病毒科的一个独立的病毒属。     

蕨类植物psaA基因的分子进化研究

采用“放松分子钟”模型、氨基酸位点正选择模型和分子内共进化网络估算方法,对蕨类植物光合系统Ⅰ核心蛋白PSAA编码基因psaA的进化趋势进行了研究。结果显示,叶绿体基因psaA编码区全序列具备成为蕨类植物系统发育关系重建位点的潜力,与rbcL基因联合后能构建高后验概率的系统发育树;蕨类植物的PSAA蛋白中存在一些曾经历正选择的氨基酸位点,其中29个位点聚合成为16个共进化组,通过共进化网络的方式协同影响光合系统Ⅰ的内部调整,提升其在被子植物兴起后光合环境下的适应能力。本文对蕨类植物进化潜能与分子机理的研究结果为揭示蕨类植物适应新生境提供了科学依据,也为植物系统分类学研究提供了分子依据。     

杂交稻亲本核糖体DNA的ITS序列比较

以典型粳稻(O．sativa ssp．japonicn)秋光作为外类群,典型籼稻(O．sativa ssp．indica)南京11号作为对照,对两优培9、培两优288、汕优63三个籼型组合的6个亲本的核糖体基因(nrDNA)内转录间隔区(ITS)的全序列进行了比较分析,结果表明：供试材料的ITS序列有较丰富的遗传差异,以ITS序列信息构建的系统树能反映出品种间的亲缘关系,3个组合亲本间遗传距离以超级稻两优培九的亲本9311与培矮64S遗传距离最远．     

光敏核不育水稻61kD特异性蛋白质的纯化和N—端序列分析

用制备型聚丙烯酰胺凝胶电泳和制备型等电聚焦纯化了曾报道的光敏核不育水稻 (Oryza sativa)农垦 58S叶绿体的特异性蛋白质 P2 ,得到 SDS- PAGE和等电聚焦 (IEF )纯的 P2。经 SDS- PAGE和 IEF测定 ,该纯蛋白质的分子量是 61 k D,等电点是 5.8。现称 P2为 P61。氨基酸序列分析表明 P61的 N-端氨基酸序列与水稻和大麦叶绿体 ATPaseβ亚基的 N-端氨基酸序列同源。     

人SBK1 cDNA的克隆及其相互作用蛋白的筛选

首次克隆到人的SBK1（homo sapiens SH3-binding domain kinase 1,SBK1）的cDNA序列,并通过生物信息学的手段,电子克隆到人SBK1的基因组DNA序列.人的SBK1是鼠SBK1的直系同源物,两者基因组DNA结构相似,均含有4个外显子.人的sbk1基因ORF长1 275 bp,编码424个氨基酸,而鼠的ORF长1 254 bp,编码417个氨基酸.两者编码区的核苷酸序列同源性达87.7%,而氨基酸序列同源性达95.7%,在羧基端均有一个PV富集区,推测其能与含有SH3结构域的蛋白质结合.将RT－PCR所获得的长度为1 610 bp的sbk1cDNA序列搜索EST数据库,进行电子延伸,最终获得了约5 kb的人sbk1全长mRNA序列,它与鼠的sbk1全长mRNA大小一致;通过比较基因组学发现UniGene族Hs.97837实际上代表了sbk1基因UniGene族Hs.460471的3′UTR区域,而不是代表了一个新的UniGene族.采用酵母双杂交技术,以SBK1为“诱饵”,获得了与之相互结合的蛋白表皮生长因子受体EGFR和核孤儿受体蛋白NR4A1,它们之间的具体功能关系有待进一步研究.     

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。     

异育银鲫c型溶菌酶全长cDNA序列的生物信息学分析及其组织表达分析

利用RACE及克隆等方法获得了异育银鲫（Carassius auratus gibelio）c型溶菌酶基因全长cDNA序列．序列分析表明,所克隆的异育银鲫溶菌酶的cDNA全长751 bp,包括溶菌酶基因开放阅读框（ORF）438 bp,5′ 非编码区（UTR）为109 bp和3′ UTR为204 bp．438 bp ORF共编码146个氨基酸,其成熟肽的分子量预测值为14　543.6,理论等电点为8.86．通过ClustalW软件,将异育银鲫和其它多个物种c型溶菌酶的氨基酸序列进行多序列比对发现,所克隆的异育银鲫溶菌酶编码的氨基酸序列中存在c型溶菌酶的活性中心（Glu53和Asp69）,且与活性位点相邻的氨基酸序列高度保守．同时,8个保守的半胱氨酸残基也与其它物种的c型溶菌酶相一致．结合BLASTN分析的结果,可以确认所获得的异育银鲫溶菌酶cDNA序列属于c型溶菌酶．异育银鲫c型溶菌酶和人c型溶菌酶（pdb 1at6_）在蛋白质序列上有50%相似性,其三维（3-D）结构非常类似．通过氨基酸空间位置比较发现,两者具有类似的酶活中心,异育银鲫c型溶菌酶只能形成3个二硫键,比人少1个．荧光定量RT-PCR检测和溶菌酶活性测定显示,异育银鲫头肾和脾脏c型溶菌酶mRNA的表达量约为肝胰脏的2.9 倍和1.7 倍,异育银鲫头肾和脾脏的溶菌酶活性约为肝胰脏的6.2 倍和4倍．     

甘薯贮藏蛋白(sporam in)A基因编码区克隆及序列同源性分析

采用 PCR技术 ,从我国广泛栽培甘薯品种南薯 88基因组中扩增和克隆到甘薯贮藏蛋白 A基因编码区段 ,并测定了其全部核苷酸序列 .该编码区长 65 7bp,编码一个长 2 1 9个氨基酸残基的蛋白质 ,其中信号肽长 37个氨基酸残基 ,成熟蛋白质长 1 82个氨基酸残基 ,其分子量为 2 0 k D.将该片段的核苷酸序列与已登录在 Gen Bank中的另外 6个甘薯贮藏蛋白 A基因编码区序列进行比较 ,发现其同源性高达 90 % ,说明甘薯贮藏蛋白 A基因编码区序列具有高度保守性 .虽然 7个基因编码区的核苷酸总变异为 1 0 % ,但在每两个基因之间的比较则表明其核苷酸的变异范围小于 7% .     

斜纹夜蛾核型多角体病毒BamHI—J片段序列分析

报道了斜纹夜蛾核型多角体病毒（SpltMNPV)BamHI-J片段的序列结构。该片段定位于SpltMNPV基因组25.8-29.9图单位（msp unit）,包括4个完整的开放读码框,几丁质酶基因（chiA）的3′端部分序列和一个同源区（hr）的部分序列。4个完整的读码框包括lef-8基因,杆状病毒J结构域蛋白基因（baculovirus J domain protein gene,bjdp),ORF570和ORF165。序列分离表明：ORF570与毒蛾核型多角体病毒（Lymantria dispar MNPV）的解旋酶－2基因有31％的氨基酸同源性。ORF165为SpltMNPV特有。J结构域蛋白在其他杆状病毒基因组中尚未见报道,其氨基酸序列N端存在J结构域,推断该蛋白质具有与DnaJ蛋白类似特征。lef-8基因编码的氨基酸与已报道的杆状病毒基因组中的lef-8基因编码的氨基酸具有高的同源性,且其C端具有与其他杆状病毒LEF－8类似的保守序列CIKICGIHGQKG。     

中国科学家绘制籼稻高质量参考基因组序列图谱

2005年多国合作的国际水稻(Oryza sativa)基因组测序项目绘制了粳稻(O.sativa subsp.japonica)品种日本晴的参考基因组序列。最近,中国科学家发布了2个籼稻(O.sativa subsp.indica)品种(明恢63和珍汕97)的高质量参考基因组序列,为籼稻的功能基因组学研究和分子育种应用提供了便利。     

银杏叶绿体petD基因的克隆与表达

根据黑松、云杉、菠菜与玉米叶绿体petD基因序列设计引物,以银杏叶绿体基因组DNA为模板,PCR扩增克隆了银杏叶绿体petD基因（GenBank登录号为DQ923066,命名为GbpetD）的序列。序列分析显示,GbpetD基因组DNA序列编码区长1243bp,含1个内含子和2个外显子,其外显子序列编码177个氨基酸。相似性比对显示,该基因编码区序列与云杉、台东苏铁、黑松、莴苣、木薯、北美落叶松的petD基因核苷酸同源性为84％-99％,氨基酸序列同源性为85％-93％。系统进化树分析结果表明GbpetD蛋白质与黑松、北美落叶松、云杉、苏铁等裸子植物的petD蛋白质聚类关系最近。半定量RT—PCR分析表明,GbpetD基因在银杏叶和茎中表达,在叶中表达量最大。