香鱼甘油-3-磷酸脱氢酶基因的克隆与表达

GPDH(glycerol-3-phosphate dehydrogenase)是合成脂肪代谢中间产物甘油-3-磷酸的关键酶。通过设计简并引物从香鱼肝cDNA文库中克隆GPDH基因,该基因cDNA序列全长577个核苷酸,单一大的开放阅读框编码一个由351个氨基酸组成的分子量为37.9kD的蛋白。蛋白序列分析表明,香鱼GPDH(aGPDH)与亚洲胡瓜鱼的GPDH序列同源性最高。系统进化树分析表明,GPDH的物种进化关系与目前接受的物种分类关系基本一致。实时荧光定量PCR结果显示,aGPDH基因在香鱼肝、脾、肾、脑、心和肌肉组织均有表达。香鱼咸淡水适应以后,肝、脾、脑、心和肌肉的aGPDH的mRNA表达水平下调。成功构建重组表达质粒pET-32a-GPDH。SDS-PAGE试验表明,目的蛋白可以在大肠杆菌中大量表达;并制备了抗血清,能与目的蛋白起强的特异性反应,但不与细菌自身蛋白起反应。本研究有助于进一步理解鱼类盐度适应过程中的脂肪代谢调控机制。     

香鱼凝血因子X基因表达与鳗利斯顿氏菌感染的相关性

凝血途径的关键因子——凝血因子X(coagulation factor X,FX),是一种与免疫调控密切相关的维生素K依赖型丝氨酸蛋白酶.该研究克隆了香鱼(Plecoglossus altivelis) FX基因全长cDNA序列,它由1817个核苷酸组成,包含一个大的开放阅读框,编码一个由453个氨基酸组成的相对分子质量为5.07×104的蛋白.香鱼FX与已知的哺乳动物FX的结构相似,N端24个残基为信号肽序列.序列比较表明,香鱼FX与斑马鱼FX的氨基酸同一性最高,为53％.在健康香鱼中,FX基因mRNA主要在肝组织中表达,脑和鳃中也有少量表达.实时荧光定量PCR分析揭示,鳗利斯顿氏菌感染后香鱼肝组织中FX基因mRNA表达显著上调,16h时达到5.43倍.通过原核表达系统表达了香鱼FX丝氨酸蛋白酶结构域,并制备了抗血清.Western blotting分析显示,鳗利斯顿氏菌感染后香鱼血清中FX含量显著增加,并随着时间延长上调倍数不断增大,在36h时达到3.68倍.据此,FX基因mRNA及蛋白的表达与鳗利斯顿氏菌感染香鱼的过程紧密相关,揭示它可能在鱼类抗细菌感染的免疫反应中起重要作用.     

香鱼hepcidin基因的克隆、序列分析及组织表达特征

Hepcidin是一类富含半胱氨酸的抗菌肽,在鱼类非特异性免疫中起重要作用,具有调节铁代谢的功能。该研究克隆了香鱼hepcidin基因cDNA序列,全长763个核苷酸,包含一个完整的开放阅读框,推测编码一个由85个氨基酸组成的相对分子质量为9.7k的多肽,N端24个氨基酸是信号肽序列。香鱼hepcidin的成熟肽序列由25个氨基酸组成,含有8个半胱氨酸,可形成4个分子内二硫键结构。系统进化树分析表明,hepcidin的物种进化关系与目前接受的物种分类关系基本一致,香鱼hepcidin位于鱼类hepcidin簇中,与大西洋鲑hepcidin的亲缘关系最近,达60%。香鱼hepcidin在肝脏中表达量最大,在脾、肾、心脏和肌肉中也有表达。实时荧光定量PCR(qRT-PCR)结果表明,鳗利斯顿氏菌(Listonella anguillarum)感染以后香鱼肝组织中hepcidin基因mRNA表达量显著增加,在12h增加了8.26倍。hepcidin基因可能在香鱼抗外界病原物感染过程中起重要作用。     

香鱼巨噬细胞炎性蛋白-2基因的克隆、序列分析及表达

巨噬细胞炎性蛋白-2(MIP-2)是一种重要的趋化因子,可趋化中性粒细胞到炎症部位,从而消除炎症反应。从香鱼巨噬细胞转录组测序中获得MIP-2基因,阅读框序列长为318个核苷酸,编码一个由105个氨基酸组成、相对分子质量为11.6kD的前体蛋白。N端19个氨基酸为信号肽序列。氨基酸序列分析表明,香鱼MIP-2与白斑狗鱼MIP-2的氨基酸同源性最高,为54%。健康香鱼MIP-2基因mRNA主要在脾、肾、脑、鳃中表达,在肝、心、肌肉、肠中表达量次之。实时荧光定量PCR结果显示,鳗利斯顿氏菌侵染香鱼后,各组织中MIP-2基因mRNA表达量均呈上调趋势。尤其以肾组织和肌肉组织中变化最显著。以上结果表明,香鱼MIP-2基因表达与鳗利斯顿氏菌的侵染密切相关,揭示了MIP-2可能在香鱼抗菌免疫反应中具有重要的作用。     

香鱼精氨酸酶Ⅱ基因的cDNA克隆及其表达与鳗弧菌感染的相关性

精氨酸酶II(arginase II,Arg-II)是精氨酸酶的一种,不仅可以参与机体尿素循环,还与机体病理过程密切相关。通过香鱼(Plecoglossus altivelis)单核/巨噬细胞转录组测序获得香鱼Arg-II基因全长c DNA序列,结果表明,Arg-II基因由4 707个核苷酸组成,包含一个大的开放阅读框,编码348个氨基酸,预测分子量为38.09 k D,等电点为6.15。氨基酸序列多重比对结果显示,香鱼Arg-Ⅱ具有典型的Arg-Ⅱ结构特征,与虹鳟(Oncorhynchus mykiss)Arg-Ⅱ同源性最高,为85.3%;系统进化树分析表明,鱼类Arg-Ⅱ形成一个大簇,香鱼Arg-Ⅱ与虹鳟Arg-Ⅱ进行相关性最高。实时荧光定量PCR(quantitive real-time PCR,q RTPCR)结果显示,香鱼Arg-Ⅱ基因m RNA主要在健康香鱼肝、脑、头肾和单核/巨噬细胞中表达;鳗弧菌(Vibrio anguillarum)感染后,香鱼肝、脑、头肾和单核/巨噬细胞Arg-Ⅱ基因m RNA的表达量显著上调。综上,香鱼Arg-Ⅱ基因的表达与鳗弧菌感染紧密相关,揭示其可能在鱼类抗感染免疫应答中发挥重要作用。     

霍山石斛DhGMDS基因克隆及低温胁迫下表达

基于霍山石斛转录组数据库,利用染色体步移技术,克隆霍山石斛GDP-甘露糖4,6-脱水酶基因(DhGMDS)及其启动子,采用实时荧光定量PCR方法检测该基因的组织表达模式及低温处理下的表达,为进一步解析霍山石斛抗寒机制和遗传改良提供理论依据。结果表明：(1)成功克隆获得DhGMDS基因(GenBank登录号MW855573),其cDNA序列为1 134 bp, gDNA序列为1 523 bp,无内含子。(2)序列一致性分析显示,DhGMDS蛋白与黄花石斛(Dendrobium catenatum)的GMDS蛋白序列相似性达到99.03%;系统进化树分析表明,霍山石斛DhGMDS基因与黄花石斛GMDS基因处于同一进化节点上,二者亲缘关系近。(3)启动子序列分析发现,在DhGMDS基因上游启动子区含有光、低温、干旱和ABA响应元件,且具有MYB等转录因子识别和结合位点。(4)实时荧光定量PCR分析显示,DhGMDS基因在霍山石斛的花中表达量最高,其次为茎、叶,根中表达量最低;经4℃低温处理72 h后,DhGMDS基因受低温胁迫诱导上调表达,且在低温处理24 h的相对表达量最高,表明DhGMD...     

重金属胁迫下稀有鲫抑制消减杂交文库的筛选与分析

重金属包括镉和铅等污染严重威胁人类健康。为从基因水平研究鱼类应答重金属胁迫的分子机理,本研究利用抑制消减杂交技术构建稀有鲫Gobiocypris rarus对镉处理反应的正、反向抑制消减文库。文库质量检测表明消减效率达210倍,通过对正、反向文库中部分表达序列标签进行序列测定,获得9条表达丰度较高的表达序列标签,平均长度为438 bp。利用快速扩增c DNA末端技术克隆获得核糖体蛋白s18(Rps18)基因的完整编码区,序列长度为525 bp,其中编码区459 bp,编码152个氨基酸,3’非翻译区38 bp,5’非翻译区28 bp。并利用实时荧光定量技术对Rps18基因在铅胁迫下的表达谱进行了研究,结果表明稀有鲫肝组织中Rps18基因的表达量变化较明显。     

冷胁迫下王百合GPAT基因保守区克隆及表达分析

以王百合为试验材料,通过同源克隆和巢式PCR方法从4℃低温诱导的王百合试管苗中分离得到了王百合GPAT基因的保守区序列,采用DNAman软件和BLASTN对该序列进行分析并分别从蛋白和基因角度分析了GPAT基因在4℃冷诱导情况下的表达情况.结果显示:(1)该保守区长744 bp,推测其编码247个氨基酸,氨基酸序列存在1个高度保守的区域(WIAPSGGRDRP),经过Blast比对分析发现,该保守区序列为LPLAT基因超级家族酶类的催化活性区,此家族多为催化酰基辅酶A(acylCoAs)或者酰基载体蛋白(acylACPs)中的酰基与受体蛋白结合的酰基转移酶类.(2)冷诱导促进GPAT基因的表达,随冷诱导时间延长,基因表达量不断增大,诱导4 h有大量表达,16 h表达量达到最高,16 h之后表达量随着冷诱导时间的延长逐渐下降,72 h时的表达量与0 h处理时基本一致.研究表明,GPAT在百合抵抗冷胁迫的过程中具有重要的作用.     

白菜型冬油菜β-1,3-葡聚糖酶基因在低温胁迫下的表达

为探明β-1,3-葡聚糖酶基因(β-1,3-glucanase)对油菜(Brassica campestris)抵御低温胁迫能力的作用,通过蛋白质谱分析得到β-1,3-葡聚糖酶蛋白,采用RT-PCR技术克隆白菜型冬油菜(B.rapa)陇油6号和天油4号β-1,3-葡聚糖酶的c DNA序列;并对该序列进行生物信息学分析;进而采用实时荧光定量PCR及半定量PCR检测β-1,3-葡聚糖酶基因在低温胁迫下的表达模式。结果获得长度为1 032 bp的陇油6号β-1,3-葡聚糖酶基因开放阅读框,编码343个氨基酸,相对分子量为38.102k Da,理论等电点为6.63,其与菜心(B.rapa subsp.chinensis)和甘蓝型油菜(B.napus)的蛋白质氨基酸序列同源性高达93.94%。该基因编码的酶是一个主要由α-螺旋组成的亲水性稳定蛋白,含有1个信号肽,存在2个跨膜结构域。该基因在进化上高度保守,其保守序列属于植物的糖基水解酶家族17特有的保守结构域。β-1,3-葡聚糖酶基因表达模式分析显示,4°C时该基因上调表达,继续低温(–4°C)胁迫处理,该基因上调表达至峰值,至–8°C时其表达下调。研究表明从白菜型冬油菜中克隆的β-1,3-glucanase在冬油菜品种陇油6号抗寒过程中发挥作用。     

香鱼补体成分C9基因的克隆、序列分析及表达

补体成分C9是构成膜攻击复合体引起靶细胞溶解破坏的重要组成成分。该文测定了香鱼C9(aC9)基因的cDNA全序列,序列全长2125个核苷酸,编码一个由592个氨基酸组成、相对分子质量为6.56×104的前体蛋白,N端22个氨基酸为信号肽序列。序列分析表明,aC9与虹鳟C9的氨基酸同源性最高,达56.8%,与其它鱼类C9的同源性介于40.9%~53.8%之间。aC9在健康香鱼肝、脾、肠、鳃和肌肉有表达,其中在肝内的表达量最高。实时荧光定量PCR的结果显示,鳗利斯顿氏菌侵染4h后,肝中aC9mRNA表达量显著上调,并随着时间的推移在16h时达到峰值。Westernblotting分析的结果显示,鳗利斯顿氏菌侵染后香鱼血清中的aC9蛋白随着时间的推移呈显著上调。以上结果表明,香鱼肝组织C9基因表达变化与鳗利斯顿氏菌的侵染密切相关,揭示了C9在鱼类抗细菌免疫反应中具有重要的作用。     

斑马鱼窖蛋白-1基因cDNA克隆及功能初步研究

窖蛋白-1(Cav-1)是胞膜窖的主要结构蛋白, 可与多种信号分子相互作用, 调节细胞的增殖、分化和凋亡, 其异常表达与多种人体疾病的发生和发展密切相关, 而在斑马鱼发育中的功能尚不很清楚。研究克隆出斑马鱼窖蛋白-1基因两个亚型的全长cDNA, 与其他物种窖蛋白-1的氨基酸序列进行比较, 发现该蛋白在脊椎动物中非常保守。利用逆转录多聚酶链反应检测发现, 在斑马鱼多个成年组织中窖蛋白-1的两个亚型均有转录表达。利用胚胎整体原位杂交检测组织或器官特异基因的时空表达变化发现, 过表达或利用Morpholino反义寡聚核苷酸(MO)抑制cav-1α的表达可影响脊索和体节的发育, 而过表达或MO抑制cav-1β可导致肝脏发育的异常;此外, 过表达或MO抑制cav-1α或-1β均可影响斑马鱼神经系统的发育。因此, 斑马鱼Cav-1在维持组织器官的生理功能和调控胚胎的正常发育中起着重要作用。       

苎麻转录因子基因BnMYB3的克隆及表达分析

该研究采用RACE技术,从苎麻中克隆到1个MYB转录因子基因(BnMYB3)的全长cDNA序列(GenBank登录号为MF741320.1)。生物信息学分析表明,BnMYB3基因cDNA全长为1 216bp,包括900bp编码区序列,编码含有299个氨基酸的蛋白,其分子量约为33.63kD,理论等电点为9.16;该蛋白质含有2个典型的MYB结构域,属于R2R3-MYB。从苎麻基因组中克隆了BnMYB3基因1 681bp启动子序列,该序列包含ABRE、GARE-motif、CGTCA-motif和TGACG-motif等多个逆境相关的顺式作用元件。实时荧光定量PCR分析表明,BnMYB3为组成型表达基因,在茎和叶中的表达量显著高于根;BnMYB3基因能够响应镉胁迫,且表达量随镉胁迫处理时间和处理浓度的增加而显著上升。     

美洲商陆PaENO基因克隆及其表达分析

烯醇化酶(enolase,ENO)作为糖酵解途径的一个酶,还能够参与植物生长发育以及应对非生物胁迫。该研究以镉超富集植物——美洲商陆(Phytolacca americana L.)为材料,根据美洲商陆转录组数据,设计特异性引物,从叶片中克隆PaENO基因,并进行序列分析、原核表达与纯化、表达模式分析以及抗镉实验,为深入研究PaENO蛋白的酶活性质以及PaENO基因在美洲商陆应对镉胁迫过程的功能机制奠定基础。结果表明：(1)成功克隆获得PaENO基因(GenBank登录号为JN656932.1),该基因开放阅读框为1 335 bp,编码444个氨基酸。(2)多序列比对分析显示,PaENO蛋白与冰叶日中花的ENO蛋白序列一致性最高,为93.47%;系统进化分析表明,PaENO与冰叶日中花、甜菜、菠菜的亲缘关系较近,处于同一进化分支。(3)RT PCR结果显示,PaENO基因在美洲商陆叶中表达量最高为根的2.5倍,茎中表达量最低,仅为根的1/5;Cd胁迫后PaENO基因表达水平显著升高,并于2 h时PaENO基因表达量迅速升高至Cd胁迫前(0 h时)的9.54倍,Cd胁迫12 h、24 h时降低到0 h时的 3.12倍和2.89倍,说明PaENO基因参与了美洲商陆应对Cd胁迫的响应。(4)通过成功构建原核表达载体pET28a PaENO并转化大肠杆菌BL21(DE3)感受态细胞,经IPTG诱导后,在50 kD左右出现目的条带,然后用超声破碎大肠杆菌细胞,离心后分别取上清和沉淀,SDS PAGE检测发现,PaENO在上清和沉淀中都有表达,而且在上清中的表达量较高;使用Ni亲和层析试剂盒纯化PaENO蛋白,获得了纯化的PaENO蛋白;镉抗性实验结果初步证实,表达PaENO蛋白能够显著提高大肠杆菌对镉的抗性。研究认为,PaENO蛋白可能以转录因子(PaMBP 1)的形式在美洲商陆应对镉胁迫过程中发挥调控作用。     

草鱼Noxa基因克隆及其应答GCRV入侵的表达响应

研究通过获得草鱼Noxa基因(Cinoxa)全长cDNA, 进行序列分析和进化树构建, 使用定量PCR (qPCR)的方法研究其在GCRV刺激下的表达模式。研究发现, 草鱼Noxa基因的蛋白序列与斑马鱼Noxa基因具有高度相似性。通过分析草鱼和斑马鱼的Noxa基因的蛋白三维结构(3D)模型, 研究发现两者具有高度一致的蛋白三维结构模式, 该模型与高等哺乳类中的Bcl-2家族蛋白中C端结构域同源。对Cinoxa在GCRV刺激下的表达模式的研究表明, Cinoxa在GCRV感染后中肾、脾脏和头肾中表达发生显著性变化, 攻毒后24h和120h出现显著上调表达。研究表明草鱼Noxa为斑马鱼Noxa的同源基因, 并且参与了草鱼对GCRV入侵的应答反应, 为深入研究鱼类Noxa应答病毒入侵的功能和转录调控机制奠定了基础。     

斑马鱼Foxp4基因多克隆抗体的制备及检测

Foxp4为Fox基因家族的一员,目前研究发现其与肺、肠、心脏以及中枢神经系统的发育有关.为了在斑马鱼模型中进一步研究该基因的功能,有必要制备其多克隆抗体.按照巢式PCR原理,经过两次PCR扩增出亲水性和特异性均好的斑马鱼Foxp4基因片段,将其克隆人表达载体pGEX4T-1,转化至大肠杆菌BL21中,再通过1PTG进...     

马铃薯甲虫热激蛋白基因Ld-HSP60的克隆、序列分析及温度胁迫下的表达

【目的】马铃薯甲虫Leptinotarsa decemlineata是一种世界性检疫害虫,对温度胁迫具有极强的适应性,为进一步明确其对温度胁迫适应性的分子机制,研究了热激蛋白HSP60在马铃薯甲虫温度胁迫应答过程中的作用。【方法】采用RT-PCR及RACE技术克隆马铃薯甲虫热激蛋白HSP60基因的cDNA全长序列;利用生物信息学软件分析该基因及其编码蛋白质的序列特性;运用实时荧光定量PCR技术分析该基因在温度胁迫下的表达模式。【结果】克隆得到马铃薯甲虫热激蛋白HSP60基因,命名为Ld-HSP60(Gen Bank登录号:KC556801),其cDNA全长2 234 bp,开放阅读框(ORF)长1 731 bp,编码576个氨基酸,相对分子量约为61.27 kD,理论等电点为5.51,5'端非翻译区(UTR)长101 bp,3'UTR长402 bp。氨基酸序列中含有HSP60家族典型的特征序列。实时荧光定量PCR结果表明,低温胁迫(-10和0℃)下未检测到马铃薯甲虫雌雄成虫中Ld-HSP60的诱导表达;高温胁迫(38和44℃)诱导马铃薯甲虫雄成虫Ld-HSP60上调表达,随着胁迫温度的升高LdHSP60表达量呈现先升高后降低的趋势,38℃高温胁迫下表达量最高,胁迫时间越长Ld-HSP60表达量也越高。【结论】相比其他热激蛋白,HSP60对温度敏感性较低,推测HSP60可能在马铃薯甲虫雄成虫抵御高温胁迫中发挥作用。     

草鱼瘦素受体基因片段序列的克隆及其组织表达分析

根据斑马鱼、大西洋鲑和人等物种巴知的瘦素受体基因核苷酸保守区序列设计一对简并引物,通过RT-PCR法从草鱼肝胰脏中首次克隆获得草鱼瘦素受体基因的片段序列.该片段序列长713 bp,编码237个氨基酸,氨基酸序列分析表明草鱼瘦素受体基因片段氨基酸序列与其他物种的相似性在35％ -86％之间.通过邻接法(Neighbor Joining,NJ)构建系统进化树显示,鱼类的瘦素受体独立聚成一支,草鱼与金鱼、斑马鱼聚成一支,再与日本青鳉、黑点青鳉、红鳍东方鲀和大西洋鲑聚成一支.通过实时荧光定量PCR分析草鱼瘦素受体基因的组织差异表达,结果表明,草鱼瘦素受体基因在肝胰脏、肌肉、脑、心脏、脾和肠系膜脂肪组织中均有表达,其中在脾脏组织中表达量最多,显著高于其他组织(P＜0.05),其次是心脏、脑、肌肉和肠系膜脂肪组织,在肝胰脏组织中表达量最低,且显著低于其他组织(P＜0.05).     

Tgf2转座子多克隆位点的克隆与表达

以金鱼pTgf2-EF1α-EGFP转座子为基础,构建含有多克隆位点(Multiple cloning sites,MCS)序列以及外源目的基因肌醇-3-磷酸合成酶(Myo-inositol-3-phosphate synthase,MIPS)的重组表达载体并注射到斑马鱼1-2期受精卵,检测重组表达载体pTgf2-EF1α-MCS-EGFP和pTgf2-EF1α-MCS-MIPS-EGFP在斑马鱼中绿色荧光蛋白基因(EGFP)的表达情况以及外源基因MIPS在斑马鱼体内的整合情况。荧光观察结果显示,两个重组载体均不影响EGFP的表达,只是表达强度存在一定差异,表明对Tgf2转座子的改造是有效的。转基因斑马鱼PCR检测结果显示,靶基因MIPS的编码区能够完整地整合到斑马鱼基因组中,整合效率达31.4%。重组表达载体的成功构建显示金鱼Tgf2转座子可以介导外源基因在斑马鱼中的表达,为以后Tgf2转座子在鱼类基因功能研究方面奠定了基础。     

木薯MeASR基因克隆及表达分析

脱落酸-胁迫-成熟诱导蛋白(Abscisic acid-stress-ripening,ASR)在植物对非生物逆境胁迫的应答过程中发挥着重要作用。利用PCR技术从木薯中克隆了第一个ASR基因Me ASR,序列分析表明该基因开放阅读框(ORF)330 bp,编码109个氨基酸。多序列比对和进化树分析表明该基因所编码的蛋白具有ASR家族蛋白的保守结构域,与番茄ASR家族蛋白Sl ASR4具有较近的亲缘关系。亚细胞定位分析表明Me ASR定位在细胞核,实时荧光定量PCR分析表明该基因的表达显著受渗透胁迫和ABA诱导。结果表明,Me ASR可能作为转录因子参与木薯对干旱逆境胁迫应答及ABA信号调节。