苹果MAX1基因的克隆和表达及启动子分析

MAX1(MORE AXILLARY GROWTH1)是独脚金内酯(Strigolactones,SLs)合成途径中的关键基因,为了研究MAX1在苹果分枝调控中的功能,以苹果‘长富2号’(Malus domestica‘Nagafu 2’)腋芽为材料,采用PCR方法,克隆MdMAX1基因,进行生物信息学和表达水平分析;采用瞬时表达转化烟草,进行GUS染色,分析MdMAX1启动子活性。结果表明:(1)成功克隆得到苹果MAX1,其开放阅读框(ORF)1620 bp,编码539个氨基酸;系统进化和基序分析表明,MdMAX1和已知的A1型MAX1相似。(2)qRT-PCR分析表明,MAX1基因在‘长富2号’嫁接苗茎中高表达,并在腋芽本身有表达;RNA-seq分析表明,细胞分裂素(6-BA)处理苹果腋芽96 h后MAX1基因的表达水平显著降低。(3)成功克隆获得‘长富2号’MAX1启动子序列片段(1500 bp),顺式作用元件预测显示MdMAX1启动子序列中存在光响应元件,GUS活性分析表明光照处理能够减弱MAX1启动子的活性。该研究为进一步研究苹果MAX1参与SLs合成、调控苹果分枝的功能奠定了基础。     

油葵HaGPAT1基因的克隆及表达分析

该研究利用RT-PCR技术,从油葵(Helianthus annuus L.)种子中克隆了甘油-3-磷酸酰基转移酶(GPAT)基因(HaGPAT1),对其进行生物信息学分析,并通过实时荧光定量PCR技术(qRT-PCR)检测该基因在不同组织、种子不同发育时期以及不同胁迫条件下的表达特征。结果表明:HaGPAT1基因全长为1 656bp,编码551个氨基酸,相对分子量为62.132kD,等电点为8.84。系统进化树分析表明,HaGPAT1蛋白与高等植物莴苣的GPAT1亲缘关系最近。qRT-PCR分析表明,HaGPAT1基因在油葵花蕊中的表达水平最高,开花后17d的种子中次之;在干旱和盐胁迫条件下,HaGPAT1基因的表达水平均显著上调。研究推测,HaGAT1基因可能在油葵花器官发育中发挥重要作用,并且参与了油葵对干旱和高盐的抗性调节。     

苹果酸度相关基因MdPH1的克隆、表达及亚细胞定位分析

以苹果属（Malus）植物沧江海棠（M.ombrophila Hand.-Mazz）的果实为材料,对其发育过程中苹果酸的含量进行测定,并结合转录组测序的方法筛选控制果实酸度的候选基因。结果显示：MdPH1候选基因的编码区包含2829 bp,编码942个氨基酸;基因组序列全长为4269 bp,包含8个外显子和7个内含子。对10份苹果种质资源中PH1基因序列的分析结果表明,该基因序列中存在22个单核苷酸多态性（SNP）,其中13个位于内含子区,9个位于外显子区;位于最后一个外显子上SNP（G/A）的变异导致了编码氨基酸从缬氨酸变为异亮氨酸。MdPH1蛋白包含8个跨膜结构域,其中蛋白N端包含3个跨膜结构域,C端包含5个跨膜结构域。系统进化分析结果显示,苹果中的PH家族成员与梨（Pyrus communis L.）中的PH家族成员聚集成一簇。组织特异性表达结果发现,MdPH1基因在苹果果实中的表达量最高,其次是叶、花和根,茎中表达量最低。亚细胞定位分析表明MdPH1蛋白定位于液泡膜上。     

苹果酸度相关基因MdPH1的克隆、表达及亚细胞定位分析

以苹果属(Malus)植物沧江海棠(M. ombrophila Hand.-Mazz)的果实为材料,对其发育过程中苹果酸的含量进行测定,并结合转录组测序的方法筛选控制果实酸度的候选基因。结果显示:MdPH1候选基因的编码区包含2829 bp,编码942个氨基酸;基因组序列全长为4269 bp,包含8个外显子和7个内含子。对10份苹果种质资源中PH1基因序列的分析结果表明,该基因序列中存在22个单核苷酸多态性(SNP),其中13个位于内含子区,9个位于外显子区;位于最后一个外显子上SNP(G/A)的变异导致了编码氨基酸从缬氨酸变为异亮氨酸。MdPH1蛋白包含8个跨膜结构域,其中蛋白N端包含3个跨膜结构域,C端包含5个跨膜结构域。系统进化分析结果显示,苹果中的PH家族成员与梨(Pyrus communis L.)中的PH家族成员聚集成一簇。组织特异性表达结果发现,MdPH1基因在苹果果实中的表达量最高,其次是叶、花和根,茎中表达量最低。亚细胞定位分析表明MdPH1蛋白定位于液泡膜上。     

基因的克隆及表达分析

DNA重组激活基因（Recombination activating genes RAG）是脊椎动物特异性免疫反应的关键基因,也是脊椎动物进化分析的标记基因之一。鲫鱼具有很强的适应性和抗病能力,是我国广泛养殖的重要经济淡水鱼;由于具有不同的倍性和丰富的遗传多样性,又是研究鱼类基因组进化的独特材料。本研究用PCR方法扩增、克隆了鲫鱼的Rag基因。鲫鱼Rag1基因从起始密码到终止密码总长4188bp,由三个外显子和两个内含子组成,其中开放阅读框长3192bp,编码1063个氨基酸。Rag2基因从起始密码到终止密码总长1593bp,没有内含子,只有单一的编码区,编码530个氨基酸。Rag1和Rag2基因的ORF和氨基酸序列在不同鱼类中的对比结果表明其在进化过程中非常保守。不同鱼类Rag1基因的第二内含子也是高度保守的,转录因子结合位点分析表明在第二内含子的保守区域中有许多转录因子的可能结合位点。其中有一段在所有已知鱼类中都存在的保守区域是与性腺发育相关的转录因子SRY和SOX5的可能结合位点,提示Rag1基因的表达可能与性腺发育具有相关性。用RT-PCR方法进行的组织特异性表达分析表明Rag1基因在鲫鱼成体的头肾和精巢都能检测到表达,提示Rag基因不仅主导了免疫组织中的DNA重组,也可能参与了生殖细胞的DNA重组。RT-PCR检测证明Rag1基因在鲫鱼胚胎发育至第5天开始表达,在第7天鲫鱼胚胎的胸腺原基中可检测到Rag1基因mRNA的杂交信号,在第9天鲫鱼胚胎的胸腺原基中可以检测到很强的Rag1 mRNA原位杂交信号,说明该时期可能是鲫鱼免疫基因重组的活跃时期。     

苹果MpSNAT1的克隆与表达特性分析

以‘富士’和‘嘎啦’苹果(Malus pumila)叶片总RNA为模板,克隆5-羟色胺-N-乙酰基转移酶(SNAT)基因,利用DNAMAN、MEGA 5.1等软件对该基因进行生物信息学分析,采用荧光定量PCR技术测定SNAT的表达水平。结果表明,获得的苹果SNAT全长c DNA序列为750 bp,编码249个氨基酸,命名为Mp SNAT1(登录号MF443136)。Mp SNAT1编码蛋白的理论分子量约27.8 k Da,为非分泌型、亲水的不稳定蛋白,具有乙酰基转移酶(GNAT)功能结构域。序列多重比对及系统进化树分析表明,Mp SNAT1编码氨基酸序列与桃和拟南芥的同源性高,一致性分别为91.2%和63.6%。炭疽叶枯病菌接种后,苹果叶中Mp SNAT1表达量升高,但‘富士’和‘嘎啦’中基因上调水平和持续时间存在显著差异。此外,外源褪黑素处理后,苹果叶中Mp SNAT1显著上调表达,但外源水杨酸(SA)处理后,Mp SNAT1表达量均不同程度降低,表明该基因表达不受SA诱导。     

葡萄VvBAP1基因的克隆及表达特性分析

以抗性葡萄品种‘F-242’组培苗为材料, 利用同源克隆法克隆了葡萄VvBAP1基因。测序结果显示, VvBAP1扩增片段大小为531 bp, 可编码176个氨基酸序列。利用生物信息学分析VvBAP1基因编码的蛋白序列显示, 该蛋白分子量为19.43 kDa, 含有保守的钙离子依赖性的C2结构域; 等电点pI为9.42; 不稳定系数为37.09, 推测为稳定的亲水性蛋白; 含有多个丝氨酸/苏氨酸磷酸化位点。实时荧光定量PCR表明, 该基因在根茎叶中均有表达, 其中在叶片中表达量较高; 盐胁迫、低温等逆境因子及逆境相关的信号物质, 如水杨酸和一氧化氮均可诱导VvBAP1的表达, 其中低温对其表达量影响更为显著, 推测该基因参与了葡萄抵御逆境胁迫的过程, 尤其是与低温相关的过程。     

枸杞MADS-box1基因的克隆及组织表达分析

MADS-box转录因子是果实成熟调控网络中的关键因子之一,调控果实发育、成熟与开裂、花器官的形成、光合作用与营养代谢以及激素信号转导等生理活动.本研究以宁夏枸杞果实为材料,利用RACE技术克隆枸杞MADS-box1基因,通过BLASTN进行相似性分析;采用DNAMAN软件构建进化树;采用ExPaSy的SOPMA和Ph...     

鲫鱼Dnmt1基因cDNA的克隆及表达分析

研究克隆了编码鲫鱼Dnmt1蛋白的cDNA序列,并对Dnmt1基因的时空表达模式和表达丰度差异进行了分析。该cDNA全长4912bp,编码1503个氨基酸。鲫鱼Dnmt1蛋白与其他物种Dnmt1蛋白的同源性分析表明,N端调节区的保守性较低,但C端的催化区是高度保守的。整胚原位杂交显示,Dnmt1 mRNA在胚胎发育早期是广泛分布的,随着胚胎的发育,Dnmt1 mRNA在眼睛、脑部和已成熟体节的信号较强烈,显示了明显的区域性差异。实时定量PCR结果显示在鲫鱼胚胎发育早期有丰富的母源Dnmt1 mRNA存在,在早期发育过程中其丰度逐渐降低,在胚胎发育至2d后,Dnmt1 mRNA丰度又升到较高水平。RT-PCR检测表明在肝、心、脾、肾、脑、肌肉、视网膜等成体组织中都有Dnmt1的表达,但实时定量PCR结果显示在细胞分裂增殖旺盛的组织中表达水平明显较高。上述结果提示鲫鱼Dnmt1可能参与了胚胎基因组DNA甲基化的重编程,甲基化表观遗传学式样的确立和合子核基因正确时空表达模式形成的调节控制。       

黄鳝转铁蛋白受体1基因的克隆及表达分析

旨在研究黄鳝转铁蛋白受体1基因的功能及其组织表达特异性,采用同源克隆结合RACE技术从黄鳝肝脏中分离其转铁蛋白受体1基因,用生物信息学方法对获得的氨基酸序列进行分析,用半定量RT-PCR技术研究各组织中Tf R1表达水平。结果表明,克隆获得黄鳝Tf R1,Gen Bank注册序列号为KF819396。该c DNA全长2 839 bp,5'UTR长134 bp,3'UTR长380 bp,编码一个长774个氨基酸的多肽链。氨基酸多序列比对结果表明,黄鳝Tf R1基因推断的氨基酸序列同其他鱼类的同源性较高,达55.68%-68.41%;而同哺乳动物的Tf R1基因同源性较低。半定量RT-PCR分析表明,黄鳝Tf R1基因转录本在不同组织表达量有明显差异;在血细胞中表达量最高,而在肾脏、脾脏和小肠中表达中等,在肝脏、胃、皮肤、脑、心脏和肌肉中表达量很低。     

烟草BRANCHED1-Like基因的克隆及表达分析

TCP基因家族CYC/TB1簇中成员BRC1在调控植物侧枝发育的过程中发挥重要作用。本研究利用电子克隆的策略结合RT-PCR方法从普通烟草（Nicotiana tabacum）中克隆到4个NtBRC1-Like基因,分别命名为NtBRC1-Like1、2、3和4。4条基因的CDS序列长度分别为1140、1062、987和1041bp,分别编码由379、353、328和346个氨基酸组成的蛋白,这4个蛋白与CYC/TB1簇中其它成员具有较高同源性。蛋白质保守结构域分析表明,4个NtBRC1-Like基因编码蛋白除具有TCP核心结构域外,还具有CYC/TB1簇蛋白特有的R结构域。系统进化树分析表明,NtBRC1-Like蛋白都是TCP家族CYC/TB1簇中的成员,且4个NtBRC1-Like蛋白可以被分成两组,NtBRC1-Like1和4为一组,NtBRC1-Like2和3为另一组。荧光定量PCR分析发现,4条烟草NtBRC1-Like基因的表达呈现明显的组织特异性,且其表达模式可分为两种：NtBRC1-Like1和4的表达模式相似,在腋芽中有极高的表达;NtBRC1-Like2和3的表达模式十分相像,在叶和腋芽中的表达量都显著高于其它组织。推测烟草BRC1基因可能存在类似番茄BRC1基因在功能上保守与进化的情况。     

新疆无苞芥锌指蛋白基因的克隆及表达分析

利用同源克隆法从新疆无苞芥中克隆获得1个锌指蛋白基因(OpZFP)。序列分析表明,OpZFP基因的开放阅读框为684bp,推测编码含227个氨基酸的蛋白质。生物信息学分析显示,OpZFP蛋白含有1个典型的C2H2型锌指结构,在C端含有一个可能具有转录抑制功能的EAR结构域。系统进化树分析表明OpZFP编码产物与拟南芥AtZFP1、琴叶拟南芥AlZFP1的进化关系较近。分离了OpZFP基因2 095bp的启动子序列,发现该启动子与拟南芥AtZFP1基因的启动子序列只有84.4%的相似性,启动子分析表明二者存在多处不同的顺式作用元件。半定量RT-PCR分析表明,OpZFP在根、茎、叶、花和果荚中均有表达,在根中的表达量最高。OpZFP基因受高盐、干旱和低温等胁迫的诱导表达,表明该蛋白涉及多种胁迫相关的信号传导途径。     

牙鲆emx1基因的克隆及表达

为阐述空通气孔同源框1(empty spiracles homeobox 1,emx1)基因在牙鲆发育中的作用,通过PCR技术克隆牙鲆emx1基因,运用Bio Edit、MEGA等软件分析其序列结构特征,并采用荧光定量PCR技术分析其在牙鲆早期发育和组织分布中的表达情况。结果成功获得一长度为1 127 bp的牙鲆emx1 c DNA序列,其中包括708 bp的开放阅读框,编码235个氨基酸。同源性比对发现,牙鲆emx1基因的氨基酸序列与雀鲷和花鳉同源性最高,为95%,与其它物种如斑马鱼、墨西哥脂鲤、原鸡、热带爪蟾、小鼠和人的同源性分别为87%、84%、83%、80%、72%和72%。系统进化树分析显示,牙鲆Emx1蛋白与鱼类Emx1紧密聚为一支。荧光定量PCR显示,emx1基因在牙鲆卵巢中的表达量丰富,精巢中次之,而在其他各组织的表达量则较低。emx1在从原肠胚到孵化后10 d的牙鲆早期发育中也发现了相对较高的表达,且在胚孔封闭和心跳期有最高的表达。结果表明emx1基因很可能在牙鲆早期发育和生殖系统中发挥重要作用。     

棉卷叶野螟泛素基因的克隆、序列分析及原核表达

本研究用RT-PCR方法,克隆了棉卷叶野螟Haritalodes derogata (Fabricius)泛素基因编码区,GenBank登录号为EU580145。序列分析表明,该编码区长228 bp,编码76个氨基酸,推测的编码蛋白的相对分子质量和等电点分别为8.53 kD和5.83。同源性比较发现,棉卷叶野螟泛素基因与其他10种昆虫泛素基因在氨基酸水平上具有93%以上的相似性。系统发育树显示棉卷叶野螟与斜纹夜蛾Spodoptera litura (Fabricius)遗传距离较近,通过同源建模获得了该棉卷叶野螟基因编码蛋白的理论三维结构。将棉卷叶野螟泛素基因与pET-32a(+)连接,构建原核表达载体pET-32a-ub,经IPTG诱导,棉卷叶野螟泛素基因在大肠杆菌BL21(DE3) 中高效表达。本研究成功克隆了棉卷叶野螟泛素基因的编码区,并经Western blotting分析证明实现了该基因的原核表达,为进一步研究其在该昆虫体内的作用机理奠定了基础。     

草莓MET1基因启动子克隆及瞬时表达分析

根据草莓MET1类DNA甲基转移酶基因(FaMET1)全长序列设计引物,通过PCR获得了该基因翻译起始位点上游669 bp的序列.生物信息学分析表明,该序列中存在启动子的基本元件TATA-box、CAAT-box和多个胁迫诱导元件.进一步构建了FaMET1基因启动子驱动GUS的植物表达载体FMpro::GUS,通过农杆菌注射法转化草莓果实细胞,结果表明,该序列能够驱动GUS在草莓果实中瞬时表达,为进一步研究FaMET1的表达调控奠定了基础.     

褐飞虱基因BphMIF1克隆及表达分析

【目的】克隆水稻重要害虫褐飞虱Nilaparvatalugens唾液蛋白基因BphMIF1,探析BphMIF1在响应褐飞虱取食过程中的表达谱。【方法】采用RT-PCR法克隆了褐飞虱唾液蛋白基因BphMIF1,测序后对序列进行生物信息学分析,使用实时荧光定量PCR(qPCR)对褐飞虱1-5龄若虫及成虫以及不同成虫虫体部位BphMIF1的表达量进行分析,同时对BphMIF1进行了原核表达分析。【结果】克隆得到BphMIF1基因,编码119个氨基酸。qPCR结果表明BphMIF1基因在若虫4龄期表达会迅速上调,在成虫的头、胸、腹均有表达,以腹部表达量最高。原核表达结果显示褐飞虱BphMIF1基因以0.5mmol?L-1的IPTG作为诱导浓度,诱导时间为4h表达效果较好。【结论】BphMIF1基因在褐飞虱成虫头、胸、腹部均有表达,在若虫不同发育历期其表达量有所差异且在4龄若虫时期表达量有显著上调。该结果可为BphMIF1在褐飞虱取食过程中的功能研究奠定基础。     

金柑FcSOC1同源基因的克隆及表达分析

通过检测这对同源基因的表达水平,来分析这对同源基因与花器官发育的关系。采用同源克隆技术从金柑花中克隆出Fc SOC1基因的c DNA全长序列并进行生物信息分析;利用实时荧光定量PCR技术分析Fc SOC1基因在金柑不同组织、器官的表达特性。序列分析表明获得这对同源基因全长为660 bp和636 bp,分别编码220和212个氨基酸,分别命名他们为Fc SOC1a和Fc SOC1b。同源性分析显示,其与同属于芸香科的克里曼丁桔,相似性达98%,和甜橙的相似性也达到90%以上。实时荧光定量PCR表示Fc SOC1a和Fc SOC1b在营养器官和生殖器官均有表达。在营养器官的表达略有不同,但是在生殖器官的表达均在花蕾发育初期与后期急剧升高,并且在花中的表达量明显大于在其他部位的表达量。这对同源基因的高表达部位为茎、叶、花蕾、花芽、花瓣、花托、子房。Fc SOC1a和Fc SOC1b在花中显著表达,根据其表达特性推测,其可能在调控花器官发育上起着重要作用。根据这两个基因在营养器官的表达不同以及之间同源性较低,说明其功能已经出现分化。     

大豆再生相关基因GmRUB1的克隆及表达分析

大豆再生过程涉及细胞的分裂和分化、器官的决定和形成。RUB1基因在物质的转移和积累以及泛素化过程等多层次、多途径发挥着重要的调控作用。本研究利用实验室前期转录组测序技术得到差异表达基因GmRUB1,该基因是大豆再生中泛素化过程重要的组成部分,应用PLACE数据库、Interpro、expasy数据库、SOPMA、Phyre、Protscale、MEGA5等工具对该基因的启动子元件、编码氨基酸的功能、亲水性、疏水性、等电点、二级结构、三级结构、同源性比较进行分析。并研究了该基因在大豆品种东农50各器官中的表达分析。结果表明,其前体序列具有很多与再生相关的响应元件,理论等电点为7.67,脂肪系数为79.34,稳定系数为48.06,属于不稳定蛋白,GmRUB1编码的蛋白属于泛素结合蛋白,有一个泛素化过程中的E2连接酶的结构域,二级结构中24.59%为α螺旋结构,39.34%为不规则卷曲,10.93%为β转角,25.14%为延伸链,三级结构共有122个氢键,6个螺旋结构,18个转角结构,亲水性平均系数为-0.389,GmRUB1基因与苜蓿亲缘较近,qRT-PCR结果表明GmRUB1的表达量在果实中较高,说明GmRUB1基因可能参与大豆再生过程。随后对该基因进行了克隆及表达载体构建。上述结果初步分析了GmRUB1基因编码氨基酸的生物信息学及表达情况。并通过对其进行克隆和载体构建,对今后进一步研究该基因的功能,提高大豆再生率,建立稳定的大豆再生体系提供了理论基础。     

家蚕细胞周期蛋白基因BmCcnl1的克隆及表达分析

家蚕Bombyx mori由受精卵到完成胚胎发育孵化的过程中, 细胞进行大量的分裂和分化, 然而滞育性卵的胚胎细胞分化至G2期便停滞在此阶段。为了探索这一发育阶段细胞内的分子调控, 本研究以人Homo sapiens的细胞周期蛋白基因cyclin L1为模板, 成功克隆了家蚕同源基因BmCcnl1（GenBank登录号: FJ889988）。BmCcnl1基因开放阅读框（open reading frame, ORF）全长1 254 bp, 编码417个氨基酸。利用Protean软件分析得出BmCcnl1蛋白预测分子量为49 kDa, 等电点为9.84。利用DNA重组技术构建了BmCcnl1基因的重组表达载体pET-21d-BmCcnl1, 对其进行原核表达, 其表达的蛋白以包涵体形式存在。利用RT-PCR技术分析了BmCcnl1基因在胚胎发育过程中的转录水平, BmCcnl1基因在非滞育性卵的胚胎发育阶段基本保持相对稳定的转录表达, 而滞育性卵从蛾体产下经过72 h后已经检测不到BmCcnl1基因的转录。结果提示, BmCcnl1基因与胚胎期滞育及非滞育性卵的发育调控相关。对该基因的克隆和表达分析为今后研究家蚕胚胎发育及细胞周期调控奠定了基础。     

丹参抗性基因SmORA1的克隆及诱导表达分析

该研究采用PCR方法从丹参中克隆出一条乙烯应答因子结合蛋白(ERF)转录因子编码基因,命名为SmORA1,GenBank登录号为KT359598。经分析发现该基因全长648bp,不包含内含子,编码206个氨基酸残基。编码蛋白SmORA1含有典型的AP2结合结构域。表达分析结果表明,SmORA1主要在丹参根中表达,且该基因的表达明显受到茉莉酸甲酯(MeJA)、脱落酸(ABA)、乙烯(ET)、机械创伤和病原菌等逆境信号的诱导,但低温和脱水情况下SmORA1表达下调。研究表明,SmORA1参与丹参生物胁迫反应,可整合JA、ABA、ET和病原菌等胁迫信号途径。