大豆异戊烯焦磷酸异构酶基因的电子克隆及生物信息学分析

利用电子克隆方法获得大豆异戊烯焦磷酸异构酶基因(IPI)的cDNA序列,并采用生物信息学方法对该基因及其编码蛋白的一般理化性质、疏水性、信号肽、二级结构和亚细胞定位等方面进行了预测和分析。结果表明,大豆异戊烯焦磷酸异构酶基因的cDNA序列全长1384bp,包含一个906bp的ORF,编码301个氨基酸。大豆IPI酶为一亲水性的非分泌蛋白,α-螺旋和无规则卷曲是其主要的二级结构,该酶定位于叶绿体。     

大豆GmcpSecA基因的克隆及表达特异性

Sec途径是将核编码的叶绿体蛋白输入到类囊体腔的蛋白分选途径之一,对叶绿体正确行使其功能有重要作用。前期研究获得了拟南芥AtcpSecA功能缺失的突变体agyl,其叶片呈黄白色,叶绿体发育缺陷,内部缺少类囊体片层结构。我们从大豆中克隆了拟南芥AtepSecA的同源基因GmcpSecA基因的全长cDNA序列和5’端ATG上游1．5kb的启动子序列,通过RT-PCR的方法对GmcpSecA基因表达的器官特异性进行了初步分析;并构建了GmcpSecA：：GUS和35S：：GmcpSecA融合基因,以农杆菌介导的转化方法获得转基因拟南芥。GUS组织化学染色结果表明：在转基因拟南芥的子叶、叶片、花萼等绿色组织中都有较强的GUS表达,而在非绿色组织中没有GUS表达。通过将过表达载体p35S：：GmcpSecA转化agyl,结果表明GmcpSecA能够部分回补拟南芥agyl突变体的表型。推测GmcpSecA基因具有与AtcpSecA基因相似的功能,在叶绿体发育过程中发挥重要作用。     

大豆ERF转录因子基因GmERF8的克隆与表达分析

ERF转录因子广泛存在于植物中并且参与植物应对生物及非生物胁迫的响应。本研究利用RT-PCR技术从大豆中克隆获得1个新的ERF转录因子基因Gm ERF8,开放阅读框全长627 bp,编码1个由208个氨基酸残基组成的分子量为23.43 k D的蛋白。蛋白结构预测发现,该蛋白含有1个典型的AP2/ERF结合域,2个预测的核定位信号和1个保守的EAR抑制元件。进化分析表明Gm ERF8蛋白与烟草Nt ERF3蛋白的同源性最高。实时荧光定量PCR表明,Gm ERF8在大豆的根和叶中表达量较高。ABA、高盐和低温处理均使Gm ERF8表达量下降;乙烯(ET)和干旱处理则使Gm ERF8的表达量先下降后升高。转录调节能力分析结果显示,Gm ERF8可以抑制报告基因的表达。上述实验结果表明,Gm ERF8可能作为转录抑制子参与大豆对环境胁迫的应答。     

大豆PM34基因生物信息学预测及表达分析

以大豆叶片总RNA为模板,采用RT-PCR法从吉豆2号品种中克隆获得大豆种子成熟蛋白( PM34)基因序列,利用生物信息学方法对大豆PM34基因编码的蛋白进行预测。结果表明：该基因编码蛋白理论分子量为31.7 kDa,等电点为6.60,为亲水性蛋白;该蛋白中无跨膜结构;该蛋白中不存在信号肽。 PM34基因编码蛋白的二级结构中α螺旋占12.97％,无规则卷曲占41.30％,β折叠占45.73％。 PM34基因编码蛋白的三级结构预测表明,同源模建的模板是3ijr.1.A,是一种短链脱氢酶/还原酶,与该蛋白的同源性为54.65％。在进化关系上,与绿豆、苜蓿的亲缘关系相对较近。采用实时定量PCR方法( qRT-PCR),检测大豆PM34基因在大豆各器官中的表达方式,结果表明该基因在大豆根、茎、叶、花中的表达活性低,而在种子中,尤其是成熟种子中的相对表达活性很高。该研究结果为大豆PM34基因结构和功能的进一步研究奠定了基础。     

大豆GmCOL1和GmCOL13启动子和基因组基因的克隆与生物信息学分析

以大豆天隆1号为材料提取基因组DNA,分别克隆到长2 631 bp的Gm COL1启动子和2 809 bp的Gm COL13启动子。此外,还克隆到Gm COL1和Gm COL13基因组基因长度分别为3 488 bp和2 798 bp,它们分别编码含348个和366个氨基酸的蛋白质。利用Plant CARE分析Gm COL1和Gm COL13的启动子序列发现,它们均含有以下调控元件:生物钟元件(Circadian)、光响应元件(ACEG-box等)、ABA响应元件(ABRE)、干旱诱导元件(MBS)、低温响应元件(LTR)。Prot Param分析表明,Gm COL1和Gm COL13蛋白质的分子量分别为38.47 k D和40.91 k D,并且都是亲水性蛋白。GOR分析显示,Gm COL1和Gm COL13的二级结构含有Alpha helix,Extended strand和Random coil。在线网站PROSITE的分析说明,Gm COL1和Gm COL13有两个Zinc finger B-box和一个CCT domain(CO,CO-LIKE and TOC1 domain)结构域。     

大豆中L34基因的克隆与表达分析

目的:采用分子手段试图分离与大豆种子低温吸胀相关的基因.方法:利用cDNA-AFLP(cDNA-amplified fragment length polymorphism)和RACE技术从大豆种子胚轴中克隆到一个编码132 kD的全长核糖体蛋白基因,命名为SOL34.结果:序列分析表明,SOL34和苜蓿(gi | 113205273 |)、茄科植物(gi | 48057670 |)及拟南芥(gi | 2500376 |)中L34蛋白基因的同源性分别为95%、95%和90%.半定量RT-PCR结果表明:大豆种子在4℃下吸胀24h内,胚轴中的SOL34被诱导表达,其中当种子低温吸胀6h,SOL34表达量升高非常明显,18h的表达量最大,24h表达量和18h相似;SOL34在大豆不同部位的表达不同,4叶期的大豆幼苗经过低温处理后,根尖中SOL34的表达比非处理材料增强约5倍,同时比胚轴中高约2倍;但是在叶片中,SOL34表达量并没有受到温度的影响,表达量也很弱,说明SOL34在叶片中是组成型表达.结论:结果分析表明,SOL34可能和大豆根的代谢有关.     

大豆酪氨酸氨基转移酶基因的克隆与表达分析

采用电子克隆与实验克隆相结合的方法获得了大豆酪氨酸氨基转移酶基因的cDNA序列,GenBank登录号为DQ003328.序列分析结果表明,该cDNA序列含有一个编码425个氨基酸的完整的开放读码框,5′非翻译区具有多个同框终止密码子,3′端具有3个加尾信号和polyA尾巴.启动子区除含有通用核心元件外,还含有许多与光反应有关的作用元件.氨基酸序列比对和系统发育分析结果显示,不同物种之间酪氨酸氨基转移酶的氨基酸序列同源性较高.电子表达分析和RT-PCR组织表达分析结果表明,该基因的表达量与组织中叶绿体含量具有很高的关联,强光逆境能够上调该基因的表达.     

大豆开花基因GmCO和GmFT的克隆及表达

为了研究大豆光周期反应是否受开花基因CO(CONSTANS)和FT(FLOWERING LOCUS T)调控,采用同源序列法从大豆中分离了CO和FT的同源物GmCO和GmFT.GmCO和GmFT分别编码151和109个氨基酸,与水稻和拟南芥中相关蛋白的氨基酸序列同源性达到70%以上.通过RT-PCR分析GmCO和GmFT在短日照(short daylength,SD)、自然光照(natural light,NL)和长日照(long daylength,LD)处理大豆不同发育阶段叶片中的表达发现,GmCO在LD处理大豆早期发育的叶片中高丰度表达,GmFT在SD和NL处理大豆开花时期的叶片中高丰度表达.上述结果表明,GmCO和GmFT的表达与大豆开花时间及光照长度密切相关,且GmCO抑制GmFT的表达.     

大豆食心虫储存蛋白hexamerin基因的克隆与表达分析

【目的】储存蛋白是昆虫发育、变态和生殖过程中氨基酸的主要来源,Hexamerin是储存蛋白家族重要成员,在昆虫的生长发育中起着重要作用。为了研究hexamerin基因(SpbHex)在大豆食心虫Leguminivora glycinivorella Matsumurav生长发育过程中的作用,对大豆食心虫SpbHex基因进行克隆与表达分析。【方法】利用RT-PCR和RACE技术克隆SpbHex的cDNA全长序列,并通过qPCR研究其在不同发育阶段和幼虫不同组织的表达情况。【结果】SpbHex基因cDNA序列全长2 161 bp,其中开放阅读框2 112 bp,编码703个氨基酸。蛋白预测分子量84.15 ku。hexamerin基因在大豆食心虫不同发育阶段和不同组织中均有表达。在不同生长发育阶段中4龄幼虫的表达量较高,1龄和成虫的表达量较低;在不同组织中脂肪体的表达量较高,表皮中的表达量最低。【结论】本研究克隆了大豆食心虫储存蛋白hexamerin基因,并对其在大豆食心虫中表达模式进行分析,为进一步明确hexamerin基因在大豆食心虫生长发育中的作用奠定基础。     

Plant Regeneration from Protoplasts of Soybean (Glycine max L.)

Protoplasts were isolated enzymatically from immature cotyledons of soybean. The protoplasts divided to form calli in the K8P liquid medium. The calli further grew to 2–3 mm on the solid K8 medium and were transferred onto the MSB medium (MS minerals+B5 organic components+0.5–1.0 mg/l 2,4-D+0.2–0.5 mg/l BA) to obtain compact and nodular calli. Shoot formation was initiated on M1 medium (MSB medium with 0.15 mg/1 NAA, and BA, KT and ZT, 0.5 mg/l of each, 500 mg/1 CH). Differentiation frequency was 13.6–24.2%. Plants have been regenerated from protoplasts of immature cotyledons in 2 cultivars, and normal pods were obtained from them.     

大豆遗传转化研究进展

综述了大豆遗传转化体系及其优缺点,转基因大豆的研究成果、生产状况和生物安全性评价,分析了大豆遗传转化中存在的一些问题及其解决办法,展望了未来大豆遗传转化的发展前景。     

Structural Analysis of N-Glycans of Storage Glycoproteins in Soybean (Glycine max. L) Seed

The structures of N-linked sugar chains (N-glycans) of storage glycoproteins in soybean seeds have been identified. Eight pyridylaminated (PA-) N-linked sugar chains were derived and purified from hydrazinolysates of the storage glycoproteins by reverse-phase HPLC and size-fractionation HPLC. The structures of the PA-sugar chains purified were first identified by two-dimensional PA-sugar chain mapping and ion-spray mass analysis, considering the results of sugar composition analysis or sequential exoglycosidase digestion. The deduced structures were further analyzed by ion-spray tandem mass spectrometry and 500 MHz ¹H-NMR spectrometry. The eight structures fell into two categories; the major class (96.6%) was a typical high mannose-type, the minor class was a xylose containing-type (Man₃Xyl₁GlcNAc₂, Man₃Fuc₁Xyl₁GlcNAc₂; 3.4%).     

栽培大豆中一个线粒体atp6基因的分离与鉴定(英文)

线粒体ATP酶 (mtATPase)复合体在高等植物生命活动中起重要作用。从栽培大豆 (Glycinemax (L .)Merr.)中分离鉴定了一个新的mtATPase第六亚基 (EC 3.6 .1.34 )基因 (atp6 ) ,它编码具 2 2 3个氨基酸的ATP6亚基 ,是所有已克隆的atp6基因中最短的一个 ,并把它命名为atp6copy3(atp6_3)。通过对 9种栽培大豆的PCR分析及序列分析表明atp6_3广泛存在于栽培大豆中。以atp6_3为探针对大豆重组近交系的RFLP分析初步表明栽培大豆线粒体有父性遗传的可能性。水杨酸处理明显抑制atp6的表达 ,并对其可能作用进行了讨论     

大豆查尔酮合成酶(CHS)基因的克隆、表达及其在雪莲提取液中的代谢产物分析

以中国大豆为材料,利用PCR方法克隆查尔酮合成酶（Chalcone synthase,CHS）全基因,采用SOE法克隆得到去掉内含子的查尔酮合成酶基因,核酸序列分析表明,该基因编码区长1170bp,编码390个氨基酸,与已报道的CHS的cDNA序列同源率达到97%。构建pET-GMCHS工程表达质粒,通过大肠杆菌E.coli BL21（DE3）高效表达系统表达大豆CHS。 通过12% SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳分析表明,获得了分子量在42.9KD的一条蛋白质特异表达带。液相色谱分析大肠杆菌E.coli BL21（DE3）高效表达系统在雪莲提取液中的代谢产物,样品和空白对照样对比,样品在273nm,3.0min出现新的吸收峰,质谱分析结果表明CHS利用雪莲提取液中代谢中间产物合成了新的黄酮类物质。     

Isolation and Characterization of a Mitochondrial atp6 Gene from Soybean (Glycine max)

Mitochondrial ATPase (mtATPase) complex plays vital roles in higher plants. It consists of a few subunits. In the present study, a new copy of the mtATPase subunit 6 (EC 3.6.1.34) gene (atp6) was cloned and characterized from Glycine max (L.) Merr., which has the shortest opening reading frame of 223 amino acids in all organisms examined and designated as the atp6 copy3 (atp6 -3). PCR amplifications of the atp6-3 from 9 soybean cultivars combined with sequencing analysis suggested its wide occurrence in G. max. RFLP analysis of a RILs population implied that paternal inheritance of the atp6 -3 might occur in G. max at undetermined frequency. Under salicylic acid (SA)-treated condition, the expression of the atp6 gene was significantly inhibited. The possible role of this inhibition was discussed.     

Histopathology of roots of Glycine max (L.) Merrill induced by root-knot nematode (Meloidogyne incognita)

In Glycine max, the second-stage juveniles of Meloidogyne incognita entered the roots through the apical meristem or elongation zone. The juveniles induced giant cells in the zone of vascular strands. Near the head of the nematode and adjacent to the giant cells, the vascular strands exhibited abnormalities in their shapes and structures; both xylem and phloem were found to be affected. The giant cells had dense and granular cytoplasm, and large nuclei with large nucleoli. Some parenchyma cells exhibited hypertrophy, while others exhibited hyperplasia. The distinctive feature of the study is reporting the occurrence of abnormal xylem, abnormal phloem and abnormal parenchyma.