利用基因芯片对一高保守基因进行肿瘤相关分析

本对大规模人类cDNA测序过程中获得的一条高保守基因进行了初步功能研究,生物信息学研究发现该基因在人类、小鼠、果蝇、拟南芥和裂殖酶母中都有很高的保守性,其他分析预测该基因可能具有肿瘤相关性。RT－PCR分析表明,该基因在成人和胎儿组织中广泛谱表达。利用基因芯片分析该基因在7例肝癌、5例胰腺癌、2例喉癌和2例肺癌中表达情况,结果证实了该基因的肿瘤相关性,并且提示该基因在不同类型中可能处于不同的地位。     

一步法RT-PCR克隆水稻线粒体磷转运蛋白基因及其序列特征分析

以水稻广亲和品种Cpslo17幼穗为材料,用一步法RT—PCR（逆转录聚合酶链式反应）克隆了一个长度为1118bp的编码线粒体磷转运蛋白的OsMPT基因。序列分析表明其包含了基因完整的编码序列,编码由368个氨基酸组成的线粒体磷转运蛋白,它与玉米、大豆、Lotus japonicus、Betula pendula、拟南芥的线粒体磷转运蛋白氨基酸序列相似率分别为93．5％,85．6％,83．8％,83．7％,81．1％。氨基酸疏水谱分析显示它有线粒体磷转运蛋白家族高度保守的6个跨膜结构域。水稻线粒体磷转运蛋白N端富含精氨酸（Arginine）、丙氨酸（Alanine）和丝氨酸（Serine）。iPSORT预测其蛋白N端具有定位于线粒体的信号肽序列,进一步分析表明此编码区段有6个外显子和5个内含子。RT—PCR结果表明,OsMPT基因在水稻两个亚种粳稻和籼稻的叶片中均有表达,在Cpslo17营养器官和生殖器官中都有高水平表达。水稻线粒体磷转运蛋白的克隆和表达分析将为研究其结构和生物学功能奠定基础。     

拟南芥与水稻之间简单重复序列的比较分析

利用Perl,C 语言编写了鉴定和分析简单重复序列的一系列程序,在全基因组水平上分析了拟南芥(ArabidopsisthalianaL.)简单重复序列的分布及简单重复序列和基因的关系。共发现5652个简单重复序列(≥20bp),大约每20.6kb有1个简单重复序列。拟南芥各染色体之间简单重复序列的密度基本一致。拟南芥的27480条编码序列中,只有677条编码序列含有725个简单重复序列,其中的3碱基简单重复序列多数对应的是小的亲水性的氨基酸。在拟南芥和水稻(OryzasativaL.)第4号染色体的高度保守的基因中,简单重复序列却并不保守。通过比较拟南芥和水稻之间简单重复序列的差异,推论出:水稻的全基因组和基因中简单重复序列的密度都比拟南芥大,这可能是水稻基因组序列比拟南芥大的原因之一,水稻基因组中0.21%来自简单重复序列,而拟南芥中只有0.13%;不但不同物种的基因组对简单重复序列的偏好性不同,而且不同物种的基因对简单重复序列的偏好性也不同。在水稻和拟南芥中都发现了一些嵌套性的卫星序列。     

拟南芥与水稻之间简单重复序列的比较分析

利用Peri,C 语言编写了鉴定和分析简单重复序列的一系列程序,在全基因组水平上分析了拟南芥(Arabidopsisthaliana L.)简单重复序列的分布及简单重复序列和基因的关系.共发现5 652个简单重复序列(≥20bp),大约每20.6kb有1个简单重复序列.拟南芥各染色体之间简单重复序列的密度基本一致.拟南芥的27 480条编码序列中,只有677条编码序列含有725个简单重复序列,其中的3碱基简单重复序列多数对应的是小的亲水性的氨基酸.在拟南芥和水稻(Oryza sativa L.)第4号染色体的高度保守的基因中,简单重复序列却并不保守.通过比较拟南芥和水稻之间简单重复序列的差异,推论出:水稻的全基因组和基因中简单重复序列的密度都比拟南芥大,这可能是水稻基因组序列比拟南芥大的原因之一,水稻基因组中0.21%来自简单重复序列,而拟南芥中只有0.13%;不但不同物种的基因组对简单重复序列的偏好性不同,而且不同物种的基因对简单重复序列的偏好性也不同.在水稻和拟南芥中部发现了一些嵌套性的卫星序列.     

水稻细胞质铜锌超氧化物歧化酶基因的序列和表达分析

以水稻(Oryza sativa)品种Cpslo17幼穗为材料,通过RT-PCR克隆了长度为698bp的编码水稻细胞质铜锌超氧化物歧化酶基因(OsCu/Zn-SOD)。序列分析表明其覆盖基因完整编码框,编码由152个氨基酸组成的蛋白,它与玉米(Zea maize)Cu/Zn-SOD基因序列的相似率为88%。TargetP和ChloroP预测编码蛋白N端无信号肽序列,且此编码区段有8个外显子和7个内含子。利用Swiss-Model站点预测OsCu/Zn-SOD三维结构,并分析其铜锌离子结合位点的结构。RT-PCR结果表明OsCu/Zn-SOD在水稻不同品种均有表达,但表达量存在差异,OsCu/Zn-SOD在Cpslo17的分裂旺盛的幼嫩组织如幼穗、开花期花序和未成熟种子中表达量较高,而在叶片中表达量相对较低,在愈伤组织中表达微弱。     

水稻瘤矮病毒基因组S9片段的基因结构特征

应用RT-PCR技术克隆了水稻瘤矮病毒(RGDV)中国广东信宜分离物(RGDV-C)的基因组S9片段,测定了全序列并进行了生物信息学分析。结果表明,RGDV-C S9片段全长共有1202bp(登录号AY556483),含有一个长的开放阅读框,这一开放阅读框编码一个由323个氨基酸残基组成的多肽,推测分子量约35.6kDa,与泰国分离物(RGDV-T)的全序列相比,它们的核苷酸长度相等,核苷酸同源性为98.1%,氨基酸同源性为98.5%。RGDV S9片段编码的Pns9蛋白在植物呼肠孤病毒属内未发现同源蛋白,其功能尚待确定。利用NCBI的BLAST查找与比较,发现Pns9与伯氏疏螺旋体(Borrelia burgdorferi)ATP依赖的Clp蛋白水解酶组分[ATP-dependent Clp prote-ase proteolytic component(clpP-1)]有21.8%的氨基酸序列同源性。     

水稻瘤矮病毒基因组S9片段的基因结构特征

应用RT-PCR技术克隆了水稻瘤矮病毒(RGDV)中国广东信宜分离物(RGDV-C)的基因组S9片段,测定了全序列并进行了生物信息学分析.结果表明,RGDV-C S9片段全长共有1202bp(登录号AY556483),含有一个长的开放阅读框,这一开放阅读框编码一个由323个氨基酸残基组成的多肽,推测分子量约35.6kDa,与泰国分离物(RGDV-T)的全序列相比,它们的核苷酸长度相等,核苷酸同源性为98.1%,氨基酸同源性为98.5%.RGDV S9片段编码的Pns9蛋白在植物呼肠孤病毒属内未发现同源蛋白,其功能尚待确定.利用NCBI的BLAST查找与比较,发现Pns9与伯氏疏螺旋体(Borrelia burgdorferi)ATP依赖的Clp蛋白水解酶组分[ATP-dependent Clp protease proteolytic component(clpP-1)]有21.8%的氨基酸序列同源性.     

一个高亲和力水稻根系磷转运蛋白候选基因片段的克隆

磷是影响作物产量的主要限制因子之一,植物在缺磷条件下主要高亲和力的磷转蛋白对磷进行有效吸收,利用ＲＴ－ＰＣＲ技术,经过缺磷处理水稻京系１７（Oryza sativa L.ssp. japonica cv.Jingxi１７）的根系中的克隆到一个１１７８bp的磷转 蛋白基因片段ＯjPT1,测序后与ＧenBank中的已知序列进行氨基酸水平上的同源性比较,结果表明,该序列与拟南芥、马铃薯、番茄、苜蓿、长春花等植物的同源性分别在７０％左右,并且与酵母、ＶＡ菌和子囊属脉胞菌等的磷转运蛋白也表出出较高的同源性。通过ＲＴ－ＰＣＲ结果证明,该基因片段为诱导表达,该基因已被ＧenBan接收（收录号为ＡＦ２３９６１９）。     

中华鳖4个Sox基因保守区的序列分析

采用PCR技术,扩增和克隆了中华鳖Sox基因（TSSox）。经DNA序列分析显示,Sox基因在系统进化上十分保守,其中TSSox4与鸟类LF4基因编码的氨基酸序列完全相同、与人类SOX4和Sox4编码的序列仅一个氨基酸的差异;TSSox5与鸟类的LF5基因的编码也仅一个氨基酸发生了改变;TSSox2与海龟的TSox2相似性最高。4条TSSox序列中,TSSox与人SRY基因序列相似性最高,达75％;序列上的相似性可能暗示了它们在功能上的保守性。     

水稻矮缩病毒小外壳蛋白基因的合成、克隆和序列分析

从感染水稻矮缩病毒(RDV)的水稻叶片中分离纯化了RDV,用人工合成的寡核苷酸为引物,合成了长度为1.0kb的小外壳蛋白基因,经PCR扩增后,克隆至pUC-19载体上。以双脱氧链终止法测序得到其全长序列,同已发表的RDV日本分离物小外壳蛋白基因序列相比有很高的同源率。     

水稻基因组测序及基因功能的鉴定

水稻是重要的粮食作物。作为单子叶模式植物,水稻基因组的大规模测序具有巨大的理论价值和现实意义。目前已获得了籼稻“93—11”和粳稻“日本晴”高质量的基因组数据,这为在基因组水平上深入研究其生长、发育、抗病和高产等的遗传机理提供了便利,从而为进一步解决世界粮食危机提供了新的突破口和契机。随着水稻基因组计划的顺利结束,其研究重心也已由建立高分辨率的遗传、物理和转录图谱为主的结构基因组学转向基因功能的研究。结构基因组学研究获得的大量序列数据为揭示和开发功能基因开辟了广阔的前景。目前,利用图位克隆和电子克隆等方法已成功分离了多个水稻抗病、抗虫、抗逆境、抗倒伏、高产、优质等重要农艺性状相关的基因,对培育水稻新品种,促进农业的可持续发展意义重大。据估计,水稻至少拥有3．7万个非转座因子相关的蛋白编码基因。因此,完成全基因组序列测定后,重要基因功能的鉴定已成为当前基因组学研究的主要目标。反向遗传学、大规模基因功能表达谱分析和蛋白质组研究等策略已在研究水稻重要基因的功能方面发挥了重要作用。文章综述了水稻基因组测序及基因功能研究的现状,并就新基因发掘和基因功能注释的方法作了评述,期待为水稻遗传工程和育种实践提供参考。     

Genome Sequencing and Identification of Gene Function in Rice

Rice is known to be one of the most important crops for human consumption. As the model cereal crop, large-scale sequencing of rice genome must play quite important roles both in theoretical research and practical application in rice breeding, which announces the opening of another new way to resolve the world food crisis. At present, the emphasis of rice genome research has been transferred from structure genomics to functional analysis. The discovery of new genes and annotation of gene function was believed to be an important issue in functional genomics research. In this article, the sequencing and functional research of the rice genome were reviewed. These results may provide some useful clues for rice genetic engineering and breeding practices.     

高覆盖率水稻ＢＡＣ库的构建及抗病基因相关克隆的筛选

利用含Ｘa4、xa5和xa13 3个水稻白叶枯病抗性基因的累加系ＩＲＢＢ５６构建了一个水稻细菌人工染色体文库,该文库包含５５２９６个克隆,平均插入升段为１３２kb。按水稻基因组为４５０Ｍb计,该文库覆盖１４倍基因组,筛选出任一水稻基因或序列的概率为９９．９９％。用均匀分布的３个叶绿体基因和４个线粒体基因克隆作探针筛选文库,结果显示该文库中含细菌器基因组ＤＮＡ同源序列的克隆数小于１％、用分布于水稻３条不同染色体、分别与Ｘa4、xa5和xa13连锁的ＤＮＡ标记筛选文库,分别检测出１１－１０６个阳性克隆,为克隆这些基因打下了基础。该文库对水稻基因组的高度覆盖率和较大的插入片段,非常适合于物理作图和基因的分离和克隆。     

水稻种子发育期间特异锌指蛋白基因的筛选与分析

.锌指蛋白基因是植物基因组中最大最复杂的基因家族之一.大部分的锌指模体存在于转录因子中,它们在转录水平上参与植物生长发育及植物对生物和非生物胁迫的反应.为了解锌指蛋白基因在水稻种子发育中的作用,本研究通过多种数据库搜索获得了878个水稻锌指蛋白基因.从中选取311个利用RT-PCR技术分析它们在水稻成熟期根、茎、叶、花及不同发育阶段种子中的表达特征.结果发现,共有196个基因能在至少1个水稻器官中表达,其中10个为种子特异性表达基因.进一步分析发现,10个特异表达基因在水稻种子不同发育阶段中的表达具有种子阶段表达特异性.同时分析它们的基因及蛋白结构特点,结果显示它们的结构较简单,其中3个蛋白含有线粒体靶肽,5个蛋白含有CCCH锌指结构域.另外,分析种子特异性表达基因上游调控区的顺式作用元件,结果表明它们都含有TATA-box、CAAT-box和种子特异调控元件,除此之外还发现了光、激素和胁迫反应相关调控元件.这些结果为进一步研究它们在种子发育过程中的生物学功能提供了有用的线索.     

水稻双链RNA结合蛋白同源基因OsRBP的克隆及其表达的分析

在基因数据库中发现两个水稻EST片段与大白菜BcpLH基因的双链RNA结合结构域 (dsRBD)有同源的区域 ,根据同源片段的位置特征设计引物 ,用RT-RCR扩增粳稻 (Oryzasativasubsp .japonica)愈伤组织的cDNA ,得到大小为 1.8kb的DNA片段。该cDNA片段含完整的编码区 ,有两个典型的dsRBD ,分别与BcpLH的dsRBD在氨基酸水平上同源性为 75 %左右 ,故将其命名为OsRBP。RT -PCR表达分析显示该基因在未成熟的种子和愈伤组织中表达 ,在根、茎、叶、穗、成熟种子及胚芽鞘中没有表达信号 ,由此推测该基因的表达可能与种子和胚的早期发育相关。该研究首次从水稻中分离到双链RNA结合蛋白基因 ,并初步研究了其表达方式 ,为进一步探讨水稻重要器官的发育和植物中双链RNA结合蛋白的调节作用奠定了基础     

非生物胁迫下水稻OsLRR基因的表达分析

植物中含有多种富含亮氨酸重复（leucine-rich repeats,LRRs）的蛋白质,这类蛋白质在植物生长、发育和抗病反应等方面发挥着重要作用。本研究在水稻中克隆到一个编码LRRs结构的基因OsLRR,以半定量RT-PCR检测了OsLRR在水稻不同组织和不同非生物胁迫的表达情况,并进一步分析了铝毒胁迫下OsLRR在抗铝和铝敏感水稻品种之间的表达差异。结果表明OsLRR在水稻根、叶鞘和叶中都有较高表达。铝、砷、PEG6000和ABA可诱导水稻根中OsLRR的表达,而镉、硝普钠和铁则抑制其表达。只有盐胁迫能诱导叶片中OsLRR的表达。铝毒可以诱导抗铝和铝敏感水稻品种根中OsLRR的表达,但随着处理时间的延长,抗铝品种中OsLRR的表达逐渐加强,而铝敏感品种中OsLRR的表达则逐渐减弱。     

Identification of Two Blast Resistance Genes in a Rice Variety, Digu

Blast, caused by Magnaporthe grisea is one of most serious diseases of rice worldwide. A Chinese local rice variety, Digu, with durable blast resistance, is one of the important resources for rice breeding for resistance to blast (M. grisea) in China. The objectives of the current study were to assess the identity of the resistance genes in Digu and to determine the chromosomal location by molecular marker tagging. Two susceptible varieties to blast, Lijiangxintuanheigu (LTH) and Jiangnanxiangnuo (JNXN), a number of different varieties, each containing one blast resistance gene, Pik^s, Pia, Pik, Pi‐b, Pi‐k^p, Pi‐ta², Pi‐ta, Pi‐z, Pi‐i, Pi‐k^m, Pi‐z^t, Pi‐t and Pi‐11, and the progeny populations from the crosses between Digu and each of these varieties were analysed with Chinese blast isolates. We found that the resistance of Digu to each of the two Chinese blast isolates, ZB13 and ZB15, were controlled by two single dominant genes, separately. The two genes are different from the known blast resistance genes and, therefore, designated as Pi‐d(t)1 and Pi‐d(t)2. By using bulked segregation method and molecular marker analysis in corresponding F₂ populations, Pi‐d(t)1 was located on chromosome 2 with a distance of 1.2 and 10.6 cM to restriction fragment length polymorphism (RFLP) markers G1314A and G45, respectively. And Pi‐d(t)2 was located on chromosome 6 with a distance of 3.2 and 3.4 cM to simple sequence repeat markers RM527 and RM3, respectively. We also developed a novel strategy of resistance gene analogue (RGA) assay with uneven polymerase chain reaction (PCR) to further tag the two genes and successfully identified two RGA markers, SPO01 and SPO03, which were co‐segregated toPi‐d(t)1 and Pi‐d(t)2, respectively, in their corresponding F₂ populations. These results provide essential information for further utilization of the Digu's blast resistance genes in rice disease resistance breeding and positional cloning of these genes.