花生类受体蛋白激酶基因AhBAK1的克隆及原核表达

BAK1是富含亮氨酸重复序列型类受体蛋白激酶,参与调控植物先天免疫反应过程中的程序性细胞死亡过程。实验室已有的花生铝胁迫转录组数据揭示AhBAK1为铝胁迫响应基因。为研究其在花生抗铝机制中的作用,该文分析了铝胁迫下AhBAK1在花生耐铝品种‘99-1507’和铝敏感品种‘中花2号’(‘ZH2’)根尖中的转录变化,采用RT-PCR技术进行扩增AhBAK1的完整CDS序列,并对序列特征进行了分析。结果表明:AhBAK1显著响应铝处理,且在‘99-1507’中有着更强的诱导表达; AhBAK1包括625个氨基酸残基,属富亮氨酸重复区类受体激酶,具跨膜域和蛋白激酶催化结构域,不存在信号肽,预测定位于细胞质膜;我们进一步构建了含有AhBAK1激酶域的pGEX-6p-1-AhBAK1-CD重组质粒,体外诱导表达出约70kD可溶性蛋白,经凝胶亲和层析纯化,最终得到基于蛋白印迹实验(Western Blot)验证正确的重组蛋白。为进一步研究AhBAK1的生物学功能和生化功能奠定了基础。     

‘潘那利’番茄碱性螺旋环螺旋转录因子基因的克隆与表达分析

碱性螺旋环螺旋(basic/Helix Loop Helix, bHLH)转录因子是植物最大的转录因子家族之一,其广泛参与植物逆境胁迫响应。该研究从野生‘潘那利’番茄(Solanum pennellii Correll)中成功克隆出bHLH转录因子基因SpbHLH89(Sol Genomics登录号Sopen04g001150),采用qRT PCR分析其在干旱胁迫下的表达模式,并利用异源表达初步分析其对非生物胁迫的响应。结果表明：(1)SpbHLH89编码区包含684 bp,编码227个氨基酸,具有典型的碱性螺旋环螺旋区,主要定位于细胞核中;进化树结果显示,SpbHLH89转录因子高度保守,与拟绒毛烟草NtbHLH94(Nicotiana tomentosiformis)存在高度相似性。(2)qRT PCR结果显示,SpbHLH89在‘潘那利’番茄的茎、叶和花中均有表达,其表达量受干旱胁迫诱导。(3)SDS PAGE与Western bloting结果显示,pET 30a SpbHLH89重组蛋白大小约为31 kD。(4)在盐胁迫(400 mmol/L NaCl)和干旱胁迫(600 mmol/L甘露醇)条件下,异源表达重组蛋白的E. coli BL21(DE3)重组菌生长速度提高,说明异源表达SpbHLH89转录因子基因可提高细菌对非生物胁迫的耐受性。     

葡萄Alfin like转录因子家族的鉴定和表达分析

Alfin like (AL) 转录因子家族对高盐、低温、干旱等非生物胁迫反应具有重要的调控作用。该研究采用同源比对的方法检索鉴定葡萄AL转录因子家族基因、分析其生物信息学特性,并采用qRT PCR方法分析非生物胁迫下AL基因的表达特征,以探究葡萄AL基因在非生物逆境胁迫中的功能。 结果表明：(1)在葡萄中共鉴定出6个AL基因家族成员,分别命名为VvAL1~VvAL6,且6个成员分别分布在6条染色体上。(2)葡萄中AL转录因子具有高度保守的DUF3594结构域和PHD结构域,各家族成员均含有5个外显子和4个内含子;上游启动子区域分析发现大量植物激素与非生物胁迫响应相关的顺式作用元件。(3)基因芯片表达模式分析显示,盐、干旱、ABA胁迫以及低温(5 ℃)处理均显著影响葡萄AL家族基因(VvAL1~VvAL6)的表达。(4)qRT PCR检测显示,不同胁迫处理下AL基因在葡萄叶片中的表达水平不同;ABA处理下葡萄AL转录因子家族基因表达量较对照均显著下调,但在PEG处理下差异不显著;在盐胁迫处理下,VvAL2、VvAL4、VvAL5基因的表达量均显著上调,分别是对照的23倍、8.5倍和10.5倍,而VvAL1和VvAL6基因的表达量均显著下调,分别是对照的33倍和25倍。研究发现,葡萄AL转录因子家族与植物激素和非生物胁迫密切相关,尤其是该家族基因强烈响应高盐胁迫。     

蓖麻RcMsc2基因功能分析

G2/有丝分裂特异性细胞周期蛋白 2(G2/mitotic-specific cyclin-2,Msc2)作为高等植物应对逆境胁迫的关键调控蛋白,参与多个抗逆境胁迫的应答。为探究RcMsc2基因的功能,该研究从蓖麻叶片组织中成功克隆了RcMsc2,并利用生物信息学分析RcMsc2蛋白的结构和潜在功能,同时借助qRT-PCR方法分析RcMsc2基因的组织表达特性和非生物胁迫表达特性。结果表明:(1)RcMsc2基因位于蓖麻第5号染色体长臂,该基因的CDS(coding sequence)区是1 299 bp,编码432个氨基酸。(2)RcMsc2蛋白拥有细胞周期(cyclin)家族特征结构域,是一个不稳定酸性亲水蛋白,无跨膜域和信号肽,相对分子量为49.38 kD。(3)RcMsc2蛋白质的二级、三级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主。(4)RcMsc2蛋白与麻风树和巴西橡胶树的CYCB2蛋白的序列同源性最高,且同被聚为Group Ⅱ。(5)35S-RcMsc2-GFP融合蛋白定位于细胞核。(6)RcMsc2基因在蓖麻的所有组织中均有表达且主要在根和茎中发挥作用; 非生物胁迫分析表明RcMsc2基因可以被脱落酸(abscisic acid, ABA)、盐、干旱和低温处理诱导表达,并且RcMsc2基因对低温胁迫的响应最敏感。综上表明,该研究较全面地分析了RcMsc2基因的结构特征、系统进化和表达模式,为揭示RcMsc2基因在蓖麻的生长发育和应答冷胁迫过程中的功能提供了理论参考。     

垫状卷柏SpLEA1基因克隆及干旱胁迫下的表达分析

晚期胚胎发育丰富蛋白(late embryogenesis abundant,LEA),广泛存在于生物体内,与植物抗逆性密切相关,可在干旱胁迫下保护植物细胞,减少植物损伤。垫状卷柏(Selaginella pulvinata)是一种在干旱胁迫下生存能力极强的蕨类植物,具有很强的恢复能力。为探究垫状卷柏SpLEA1基因在耐旱植物中的分子机制与表达特征,该研究以高耐旱性植物垫状卷柏为实验材料,基于转录组测序结果,采用RT-PCR技术获得SpLEA1基因cDNA序列,采用HiTail-PCR技术获得启动子序列,利用生物信息学对序列进行了分析,并采用qRT-PCR技术分析了SpLEA1基因在干旱胁迫下的表达模式。结果表明:(1)垫状卷柏SpLEA1全长为476 bp,开放阅读框(ORF)为279 bp,共编码92个氨基酸,通过在线工具预测到蛋白分子量为9 491.46 Da, 等电点为5.45,蛋白结构预测分析表明该蛋白为亲水性蛋白,含有10个磷酸化位点,二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主。(2)预测到SpLEA1蛋白的保守结构域为Lea-5,来源于LEA1家族。基于系统发生树和遗传距离矩阵,发现垫状卷柏SpLEA1与来自鹰嘴豆(Cicer arietinum )和红车轴草(Trifolium pratense)的Lea-5蛋白同源性较高。(3)对启动子序列进行顺式作用元件的预测分析发现SpLEA1基因启动子含有5类激素响应元件和与干旱胁迫响应有关的功能元件。(4)在自然干旱处理下SpLEA1基因表达上调,并在12 h时达到峰值,在24 h干旱后进行复水处理,表达量显著下调。综上所述,SpLEA1基因在垫状卷柏中很可能参与了干旱胁迫响应机制的相关调控。该结果为进一步研究垫状卷柏SpLEA1基因在干旱胁迫下的功能及其表达调控机制提供了参考。     

茶树CsLEA5基因的克隆及表达分析

该研究以茶树‘龙井长叶’为材料,克隆获得了茶树胚胎发育晚期丰富蛋白基因CsLEA5的cDNA序列,该序列全长515 bp,包含一个375 bp的开放阅读框,编码124个氨基酸,预测蛋白分子量为13.5 kD,理论等电点为5.92。蛋白序列分析结果显示,CsLEA5为高亲水性和稳定性蛋白,且含有一个典型的LEA_3保守结构域,属于LEA蛋白中LEA_3亚家族成员。CsLEA5基因启动子区域包含多种与逆境响应相关的顺式作用元件,如乙烯响应元件（ERE）、胁迫响应元件（STRE）、创伤响应元件（WUN motif）及MYB、MYC转录因子识别位点等。qRT PCR分析显示,CsLEA5基因表达具有明显的组织特异性,在叶片中的表达量最高,其次是嫩茎,而在其他组织器官中的表达量较低,且CsLEA5基因表达受低温和干旱胁迫的诱导。研究表明,CsLEA5基因可能在茶树响应低温和干旱胁迫过程中发挥重要作用。该研究对了解茶树抗逆分子机制,筛选抗性候选基因资源提供了重要理论依据。     

不结球白菜金属硫蛋白基因的克隆及表达分析

通过RACE技术,从不结球白菜抗病品种‘苏州青’叶片克隆到金属硫蛋白(metallothionein)基因的全长cDNA序列(BcMT2)。序列分析结果表明,BcMT2基因的cDNA全长为528 bp,其中开放阅读框长度为243 bp,共编码80个氨基酸,相对分子质量为8.02×10³ Da,理论等电点是4.61。氨基酸同源系统进化分析表明,不结球白菜BcMT2基因属于Ⅱ类植物MT2基因家族,且与同科植物的进化关系相近,其中与大白菜第5号染色体的基因(Bra029765)相似性最高(100%)。qRT PCR分析表明,BcMT2基因在不结球白菜叶中表达最强;霜霉病菌诱导后,BcMT2基因在抗病品种‘苏州青’中的表达量于48 h达到峰值,而在感病品种‘矮脚黄’中的表达量于72 h达到峰值;盐处理条件下,BcMT2基因在抗病品种‘苏州青’中的表达量于12 h达到峰值,而在感病品种‘矮脚黄’中的表达量于24 h达到峰值;ABA处理下,‘苏州青’中其表达量于24 h达到峰值,且在‘矮脚黄’中BcMT2基因的表达趋势与‘苏州青’类似;干旱处理条件下BcMT2基因的表达在两材料中均受到抑制。BcMT2原核表达分析发现,在37 ℃、1.0 mmol·L^-1IPTG诱导2、4 、6 h后,均检测到了一条蛋白分子质量约为8×10³ Da的表达特异条带,这与预期融合蛋白的相对分子质量的理论值8.02×10³ Da相符。研究表明,不结球白菜BcMT2基因在受到生物胁迫和非生物胁迫等逆境条件下均发挥着重要作用,且BcMT2在大肠杆菌中成功实现融合表达,为进一步进行蛋白水平和转基因功能研究奠定了基础,也为选育高产、优质的不结球白菜新品种提供重要的理论依据。     

茎用莴苣2个WRKYⅢ亚族转录因子基因的克隆与表达

为了揭示WRKYⅢ亚族转录因子基因在茎用莴苣不同生物学过程中的作用,该研究在茎用莴苣品种‘永安红’中克隆得到了2个WRKYⅢ亚族转录因子基因LsWRKY08和LsWRKY37,并对其进行了序列比对、进化树构建、qRT PCR分析、互作网络及启动子分析,为深入研究茎用莴苣WRKYⅢ亚族转录因子的功能、提高茎用莴苣的产量和品质奠定理论基础。结果表明：(1)LsWRKY08和LsWRKY37转录因子分别含有945和930 bp的开放阅读框,分别编码314和309个氨基酸。(2)qRT PCR分析表明,LsWRKY08基因在叶片中的表达量比在根和茎中的表达量高,其中在茎膨大过程中,其表达量逐渐降低,而在干旱、高温、低温、盐等非生物胁迫中的表达量均比对照提高,且LsWRKY08基因在SA处理中表达量较对照明显增加;LsWRKY37基因在根中的表达量比在叶和茎中高,其在茎膨大过程中的表达模式与LsWRKY08基因不同,LsWRKY37基因在不同非生物胁迫下的表达模式存在差异。(3)互作网络分析发现,LsWRKY08和LsWRKY37可与植物防御相关蛋白以及其他转录因子存在互作;启动子鉴定发现,LsWRKY08和LsWRKY37基因启动子区存在多个顺式作用元件,其中LsWRKY37启动子含有W box元件,表明LsWRKY37可能与其他WRKY转录因子之间存在自我调节和交叉调节。研究认为,LsWRKY08和LsWRKY37基因能响应不同非生物胁迫以及激素处理,但2个基因之间表达模式存在差异,推测同一亚族的转录因子基因功能可能存在差异,且LsWRKY08和LsWRKY37转录因子可通过与其他蛋白相互作用或受其他基因调控来参与不同的生物学过程。     

香蕉果实冷胁迫相关MaWRKY11转录因子的特性、互作蛋白筛选与鉴定

为探讨香蕉(Musa acuminata)响应冷胁迫的分子机制,从香蕉果实冷害的数字基因表达谱中筛选并分离了1 个WRKY转录因子,命名为MaWRKY11。MaWRKY11 具有2 个WRKY 保守结构域,属于I 类WRKY 成员,定位于细胞核,是核蛋白。MaWRKY11 具有转录激活活性,且激活区在N 端。实时荧光定量PCR 分析表明MaWRKY11 受冷胁迫诱导,外源茉莉酸甲酯(MeJA)处理减轻香蕉果实冷害的同时也上调了其表达。另外,酵母双杂交筛选表明,MaWRKY11 可与脱水诱导的早期应答蛋白MaERD 相互作用。这些表明MaWRKY11 可能通过与逆境相关蛋白如MaERD 互作来响应香蕉果实的冷胁迫。     

文心兰不育花粉粒形态观察及相关基因克隆与表达分析

该研究以文心兰品种‘柠檬绿’（雄性不育）和‘巧克力’（可育）为试验材料,对花粉团和花粉粒的形态进行观察,并在转录组数据分析的基础上,利用RT PCR技术从‘柠檬绿’中克隆了1个MYB转录因子基因（OnMYB106）,用qRT PCR技术分析该基因的相对表达量,以初步鉴定‘柠檬绿’花粉败育特征,揭示花粉败育与OnMYB106基因的调控关系。结果显示：（1）‘柠檬绿’花粉团药室明显变扁,外壁凹陷、皱缩。（2）‘柠檬绿’花粉细胞内含物缺失,细胞质空泡化严重,花粉粒形态异常,花粉壁发育不连续,有许多孔洞（并非萌发孔）。（3）成功克隆获得‘柠檬绿’MYB106的基因序列,命名为OnMYB106,其开放阅读框为819 bp,编码272个氨基酸;其基因组序列与cDNA比对显示,OnMYB106基因含有3个外显子和2个内含子。（4）生物信息学分析表明,OnMYB106属于SANT 超家族,具有2个连续的MYB DNA binding结构域,是一个典型的R2R3 MYB转录因子;进化树分析表明,OnMYB106与高粱、水稻和二穗短柄草的MYB106蛋白序列的一致性最高,进化距离最近。（5）qRT PCR分析显示,OnMYB106在‘柠檬绿’花粉团中下调表达;该基因在‘柠檬绿’不同组织器官中均有表达,但在花中表达量最高,假鳞茎中表达量最低;在不同花期中,花苞期表达量最高,盛开期只有微量表达。研究认为,‘柠檬绿’花粉壁发育异常可能导致其花粉败育;OnMYB106基因可能在‘柠檬绿’花器官的生长发育中起重要的调控作用,并且该基因可能属于花粉发育“早期”表达基因,主要影响‘柠檬绿’花粉壁的的形成。     

拟南芥AtNHX2启动子的克隆及表达模式分析(英)

AtNHX2基因是拟南芥NHX基因家族的一员,编码了一种液泡膜中的Na⁺/H⁺反向运输体并对拟南芥的耐盐能力起着重要的作用.采用PCR扩增的方法克隆了拟南芥AtNHX2基因启始密码子上游约2.8 kb的DNA片段,并将其克隆到植物表达载体pCAMBIA1301-1中,通过基因枪轰击洋葱表皮瞬时表达的方法,初步检测启动子的活性.将重组质粒pCAMBIA1301-1/AtNHX2 promoter转化拟南芥并筛选纯合子.AtNHX2 promoter-GUS分析显示AtNHX2在所有的组织中均有表达,包括根尖.在保卫细胞中检测到了强烈的GUS表达,这一结果表明,AtNHX2对特殊细胞的pH调控和K⁺自身稳定方面起着重要的作用.AtNHX2启动子的活性可被NaCl抑制,并且抑制的强度和NaCl的浓度成正相关. 300 mmol/L KCl处理可增强启动子的活性,说明NaCl和KCl是在转录水平上调控AtNHX2的表达.在老叶中GUS活性比在新叶中GUS活性强,这说明了AtNHX2优先将有毒的离子积累在老叶中,从而有利于植物的正常发育.在根毛细胞中也观测到了强烈的GUS活性,这就暗示了AtNHX2在扩大的液泡中储存Na⁺.     

夏枯草PvGGPPS基因的克隆和诱导表达分析

为探究夏枯草中GGPPS基因的生物学特性及功能,该文在夏枯草转录组测序的基础上设计特异性引物,采用逆转录PCR技术获得夏枯草中GGPPS基因的全长核苷酸序列,并进行生物信息学分析;采用qPCR法分析PvGGPPS基因在不同外源性物质诱导下在夏枯草果穗中的表达量以及该基因在夏枯草不同组织中的表达量。结果表明:PvGGPPS基因开放阅读框1 092 bp,编码363个氨基酸,理论分子量为38 815.68 D,等电点为5.69。PvGGPPS蛋白具有异戊烯基焦磷酸合酶家族的特征结构域。系统进化树表明PvGGPPS蛋白与丹参、毛喉鞘蕊花GGPPS蛋白具有较高的亲缘关系。qPCR分析表明,PvGGPPS基因在叶中表达量高于果穗及茎。对果穗施加7种外源性物质处理24 h后,GA3处理组该基因表达量升高。PvGGPPS基因在夏枯草不同组织中表达量差异较大,且受外源物质诱导表达。该研究结果为进一步研究PvGGPPS基因对夏枯草萜类成分合成途径中的功能及表达调控奠定基础。     

以核多角体病毒为载体在家蚕中生产外源蛋白

以家蚕核多角体病毒(BmNPV)为载体,在家蚕幼虫或家蚕培养细胞系中表达的外源基因越来越多,其表达的产物已涉及到医用药物、医疗诊断、疫苗生产、生物防治等诸多领域,文章就BmNPV的特性及其基因组构造,多角体蛋白基因的特性,重组BmNPV的构建及其在家蚕幼虫体内和细胞系中的表达,BmNPV-家蚕表达系统的外源蛋白生产效率及其应用等各个方面作了全面、系统的综述.     

春性甘蓝型油菜BnFY34基因的克隆及序列分析

春性甘蓝型油菜杂交种由于发育期较长,极大地限制了该油菜在高寒地区的推广。为了从春性特早熟甘蓝型油菜中筛选出苗期和蕾期差异表达的基因,该研究以春性特早熟甘蓝型油菜为材料,利用cDNA-AFLP技术筛选出1个春性特早熟甘蓝型油菜苗期特异表达的基因片段,并采用RACE技术成功分离克隆了该基因,命名为BnFY34。通过对该基因的测序和生物信息学分析,发现该基因序列大小为455 bp,包含完整的开放阅读框(ORF),编码一个由71个氨基酸残基组成的蛋白,推测的蛋白质分子量为8.04 kD,理论等电点为10.25,其三级结构中含有3个α螺旋,不含β折叠。同时,将BnFY34基因与甘蓝型油菜基因组序列进行比对,结果显示BnFY34基因位于C4染色体上,由3个外显子和2个内含子组成。另外,通过对该基因与其他植物同源基因的亲缘关系进行了分析,结果表明BnFY34基因与芸薹属植物属于同一亚族,并且与甘蓝型油菜中已报到的未诠释基因XM_013837282.1的相似度达100%,其功能有待进一步研究。该研究结果对春油菜产量和品质的早熟转基因育种具有重要意义。     

巴斯德毕赤酵母的基因表达系统研究进展

巴斯德毕赤酵母是一种近年来广泛使用的基因表达系统,它具有表达率高、遗传稳定、产物可分泌、发酵工艺成熟等许多优点.综述了该系统在载体类型、载体元件（包括启动子、选择标记和信号肽序列）、受体类型、以及提高整合拷贝数等方面的进展.     

神经系统特异表达基因调控机理的研究进展

神经系统特异性基因正确的时空表达受细胞内外信号的调控,信号传导途径最终的靶位点是能结合特异转录因子的DNA序列.目前发现的决定神经系统基因特异性表达的顺式作用元件既有增强子,也有沉默子.它们可以特异性地增强基因在神经系统的表达,或特异性抑制基因在非神经系统的表达. 顺式元件要发挥这些作用,依赖于与其结合的反式因子,而这些反式因子又能与其他蛋白质或DNA序列发生互动, 通过协调作用,共同决定基因的时空表达顺序.     

硫色曲霉木聚糖酶基因xynA与xynB在大肠杆菌中的融合表达及酶学性质分析

根据硫色曲霉木聚糖酶基因xynA和xynB序列设计引物，PCR扩增获得574 bp、594 bp的目的基因片段．两段DNA分别用EcoRⅠ/BamHⅠ、BglⅡ/HindⅢ酶切后，连接到载体pET-28a(+)的多克隆位点，构建了xynA和xynB融合表达载体pET-xynAB，即在木聚糖酶A和B之间引入了7个氨基酸的寡肽序列(GlyGlyGlySerGlyGlyGly)．将pET-xynAB转化大肠杆菌BL21，经IPTG诱导，SDS-PAGE检测到了一条约50 ku的特异性表达条带．Ni-NTA柱纯化后的特异性蛋白经8 mol/L脲素变性，梯度透析使蛋白质复性．酶学性质分析表明，该重组木聚糖酶的最适催化温度为50℃，最适pH值为4.4．在pH 2.4～5.4范围内，酶的相对活性都在75%以上，重组酶在80℃保温30 min还有近50%的残余酶活．不同种类的金属离子对重组酶的活力影响不同．     

影响大肠杆菌中外源基因表达的因素

大肠杆菌已经被广泛地应用于表达各种外源基因,但是,不同的外源基因在表达效率上却有很大的差异,文章综述了影响大肠杆菌中外源基因表达的因素,这将有助于认识大肠杆菌中外源基因表达的规律,以便采取有效的方法提高外源基因在大肠杆菌中的表达效率．     

日本鬼鲉毒腺cDNA表达文库的构建和初步分析

以海洋生物日本鬼鲉毒腺为材料,应用SMART^TM cDNA Library Construction技术,构建以真核表达载体pcDNA3.0为基础的日本鬼鲉毒腺cDNA表达文库.通过对文库克隆的序列测定和初步生物信息学分析,获得94个日本鬼鲉毒腺新表达序列标签（ESTs）,其中已确定全长cDNA的克隆有35个,包括溶细胞素基因、类短链神经毒素蛋白、C型凝集素、巨噬细胞迁移抑制因子、致病相关基因等,这些基因在日本鬼鲉中绝大多数为首次发现.日本鬼鲉毒腺cDNA表达文库的成功构建,为深入研究日本鬼鲉毒腺的组分及其分子作用机理奠定了基础.     

Hepcidin的基因克隆及其在毕赤酵母中的分泌表达

根据已知hepcidin氨基酸序列,参照毕赤氏巴斯德酵母( Pichia pastoris) 密码子偏好性,设计合成了hepcidin目的基因。所合成的hepcidin基因全长96bp,其5′ 端引入KEX2基因产物（Kex2）的特异性识别位点序列,以保证表达产物具有天然N端。通过基因重组的方法将hepcidin基因克隆到pPicZαA 载体中,构建了分泌型重组酵母表达载体pPICZαA_Hepc,经电转至毕赤酵母GS115中表达。使用浓度高达1500 μg/mL的Zeocin 筛选得到高拷贝插入GS115菌株,经摇瓶发酵和甲醇诱导,上清液有明显的hepcidin表达,表达量达到100 mg/L。初步抗菌特性研究表明,该表达产物对枯草芽孢杆菌有明显的抑菌作用,而对大肠杆菌抑菌效果不明显。