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10 828条籼稻全长cDNA的分离和注释华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室国家植物基因研究中心谢卡斌、张建伟、向勇等与中国科学院国家基因研究中心冯旗、韩斌等九位专家教授,对此课题作了研究和注释。它们对全长cDNA基因组学和蛋白质组学研究有着非常重要的价值。以分离籼稻基因组全长cDNA为目标,从优良的籼稻恢复系明恢63中分离到10 828条非冗余的全长cDNA,其中780条是新的水稻表达序列,新得到的全长cDNA至少满足以下两个条件之一:(1)5'端序列包含粳稻日本晴的全长cDNA新预测的完整的OKF(9 078条);(2)包含同源蛋白质对应的完整N未端编码序列(6 543条)。在分离到的全长cDNA中,53%的序列比报道的粳稻全长cDNA有更长的5'端非翻译区(5'UTK);90.28%(9 776条)的序列能定位到粳稻基因组序列上,92.7%(10 046条)的序列可以定位到籼稻基因组序列上;     

10828条籼稻全长cDNA的分离和注释

华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室国家植物基因研究中心谢卡斌、张建伟、向勇等与中国科学院国家基因研究中心冯旗、韩斌等九位专家教授,对此课题作了研究和注释。它们对全长cDNA基因组学和蛋白质组学研究有着非常重要的价值。以分离籼稻基因组全长cDNA为目标,从优良的籼稻恢复系明恢63中分离到10828条非冗余的全长cDNA,其中780条是新的水稻表达序列。[第一段]     

水稻杂种与亲本间差异表达cDNA片段S600的分离克隆

采用cDNA-AFLP技术分离克隆了水稻杂种与亲本间差异表达基因片段S600。Northern杂交结果表明:在分蘖期和始穗期,S600在杂种和父本中表达丰度均较高,而在母本中表达丰度相对较低。S600在分蘖期和始穗期表达量不同,暗示了该基因的表达还受到发育时期的调节。同源搜索结果表明S600片段是水稻SBPase的部分编码序列。为了获得完整编码序列,以S600序列检索粳稻日本晴cDNA数据库,获得了两个高度同源(99%)且功能未知的全长cDNA克隆(AK062089和AK065773)。序列分析表明它们均包含一个相同的1179bp的开放阅读框,编码392个氨基酸组成的水稻SBPase前体,其中包含有与底物结合、氧化还原调节有关的保守氨基酸残基。检索发现该基因在水稻日本晴基因组中只有单个座位。     

水稻冷胁迫诱导的甲基化差异片段CIDM7的分离和分析

文章采用基于AFLP的甲基化敏感扩增多态性的方法对5℃冷处理48小时的水稻9311叶片DNA胞嘧啶甲基化模式进行了初步研究,发现冷处理48小时后9311基因组中一些CCGG位点发生了重新甲基化或去甲基化,并获得一些与水稻cDNA高度同源的甲基化差异片段,其中CIDM7 (cold-inducing differential methylation)片段在冷胁迫后去甲基化。Northern杂交证明CIDM7在冷胁迫后增强表达。通过在日本晴全长cDNA数据库中的同源搜索获得其全长cDNA序列,该cDNA序列全长1422 bp,编码425个氨基酸,经氨基酸序列分析为一个具有F-box结构的假定蛋白。CIDM7为单拷贝,定位于日本晴10号染色体12.56 ~12.57 Mb。     

水稻杂种与亲本间差异表达cDNA片段S 600的分离克隆

采用cDNA-AFLP技术分离克隆了水稻杂种与亲本间差异表达基因片段．S600,Northern杂交结果表明：在分蘖期和始穗期,S600在杂种和父本中表达丰度均较高,而在母本中表达丰度相对较低。S600在分蘖期和始穗期表达量不同,暗示了该基因的表达还受到发育时期的调节。同源搜索结果表明S600片段是水稻SBPase的部分编码序列。为了获得完整编码序列,以S600序列检索梗稻日本晴cDNA数据库,获得了两个高度同源(99％)且功能未知的全长cDNA克隆(AK062089和AK065773)。序列分析表明它们均包含一个相同的1179bp的开放阅读框,编码392个氨基酸组成的水稻SBPase前体,其中包含有与底物结合、氧化还原调节有关的保守氨基酸残基。检索发现该基因在水稻日本晴基因组中只有单个座位。     

猪繁殖与呼吸综合征病毒S1株基因组序列测定和分析

应用RT-PCR方法分段扩增出PRRSV上海分离株S1毒株的4条基因大片段,扩增后的产物分别克隆于pCR-XL-TOPO载体鉴定后测序,同时应用RACE方法对S1毒株的3′和5′基因末端进行了成功的扩增并克隆于pMD-18T载体进行测序,按顺序将这些序列进行拼接得到PRRSVS1株全基因组cDNA序列。测序结果表明PRRSVS1株基因组全长15441bp,包含9个开放式阅读框,5′UTR含有189nt,3′端UTR含有181nt,其中包含30ntPoly(A)。基因组序列分析结果显示该病毒与ATCCVR-2332和BJ-4分离株的核苷酸同源性分别99.5%和99.6%。与另一国内分离株CH-1a的核苷酸同源性为90.8%。     

中国科学家绘制籼稻高质量参考基因组序列图谱

2005年多国合作的国际水稻(Oryza sativa)基因组测序项目绘制了粳稻(O.sativa subsp.japonica)品种日本晴的参考基因组序列。最近,中国科学家发布了2个籼稻(O.sativa subsp.indica)品种(明恢63和珍汕97)的高质量参考基因组序列,为籼稻的功能基因组学研究和分子育种应用提供了便利。     

油桐尺蠖单粒包埋核型多角体病毒(BusuNPV)BamHI-H片段的序列分析

对油桐尺蠖单粒包埋核型多角体病毒(Buzura suppressaria single-nucleocapsid nucleopolyhedrovirus, BusuNPV)基因组中BamHI-H片段的序列进行分析,该片段全长2 422 bp,包括三个开放阅读框:p47基因(AcMNPV ORF40的同源区)的5′端,完整的组织蛋白酶基因(cathepsin)(AcMNPV ORF127的同源区)和p74基因(AcMNPV ORF138的同源区)的3′端.序列比较分析表明,BusuNPV的这三个基因与其它杆状病毒的同源基因具有相同的结构保守区.BusuNPV基因组BamHI-H片段上这三个基因的排列顺序完全不同于AcMNPV相应基因的排列顺序.     

运用重叠延伸PCR技术构建在甘丙肽全长cDNA嵌入第二内含子的重构分子

构建嵌入第二内含子的甘丙肽(Galanin,GAL)全长基因组cDNA的重构分子。通过RT-PCR扩增出cDNA编区的序列,分别从基因组中扩增出cDNA的5′和3′端部分非编码序列;使用重叠延伸PCR(overlap extention PCR,OE-PCR)方法将三个片段重叠获得全长cDNA序列;再将全长cDNA从第三外显子第15个碱基处分成两部分,分开的cDNA前半部分和后半部分以及第二内含子进行重叠延伸获得重构分子,含有第二内含子的甘丙肽(GAL)全长基因组cDNA;将重构分子连入pMDI9-Tsimple载体。电泳分析观察到清晰的重构分子片段;测序显示重构分子由所设计的序列组成,第二内含子插入的位置准确,且无移码。使用重叠延伸PCR能够成功在cDNA中插入内含子获得一段重构基因。     

天麻中一种抗真菌蛋白基因的克隆

依据天麻(GastrodiaelataBl.f.flavidaS.Chow)抗真菌蛋白GAFP_1的N端部分氨基酸序列设计简并引物,通过RACE(快速分离cDNA末端)的方法扩增得到GAFP_1全长cDNA。该cDNA包含一个编码171个氨基酸的ORF,推导的多肽序列与测得的蛋白质部分序列相同;在5′端有一个长为55bp的5′非编码区;终止密码子下游有一个141bp长的3′非编码区,其中含有两个加poly(A)信号及长度为26个腺苷酸的poly(A)。经检索发现该推导蛋白序列与火烧兰(Epipactishelloborine)和二叶兰(Listeraovata)的甘露糖结合蛋白以及雪花莲(Galanthusnivalis)中的甘露糖结合凝集素具有很高同源性。     

cDNA文库与RACE方法结合克隆一个马铃薯病程相关蛋白基因cDNA

为克隆马铃薯晚疫病抗性相关基因,深入研究马铃薯晚疫病抗性机制,应用SMART LD—PCR技术,以晚疫病菌混合小种诱导48h的水平抗性马铃薯(Solanum tuberosum L．)(R—gene—free)叶片为材料,构建了一个富集晚疫病抗性相关基因的cDNA文库。为提高克隆全长cDNA的效率,将cDNA文库与RACE技术结合,依据本实验室得到的病原诱导表达片段测序结果,在其内部设计两个特异引物,与文库载体臂上的通用引物配对,以文库噬菌体DNA为模板,用高保真PCR分别扩增出cDNA5′端与3′端,从而简便、快捷地得到全长cDNA序列。采用此方法,在马铃薯中克隆了一个受晚疫病菌诱导表达的cDNA,该cDNA长904bp,5′端有29bp的非翻译区,3′端具有完整的polyA尾,包含一个678bp的完整开放阅读框架,编码226个氨基酸(GenBank登录号：AY 185207)。BLAST检索发现其氨基酸序列与烟草一个新的病程相关蛋白基因NtPRp27具有90％的同源性,在马铃薯中尚未发现与之同源的已知基因。Northern杂交结果表明,水杨酸(SA)、茉莉酸(JA)、茉莉酸甲酯(MeJA)、机械伤害和渗透胁迫都能诱导该基因表达。该基因可能是马铃薯一个新的病程相关蛋白基因。     

金龟子绿僵菌中性海藻糖酶基因的克隆及其表达特性分析

根据中性海藻糖酶NTL基因的同源序列设计引物,PCR扩增出杀蝗专一菌株———金龟子绿僵菌CQMa102NTL基因片段,利用5′_RACE和3′_RACE扩增出NTLcDNA的5′和3′端序列,经拼接得到CQMa102NTL基因cDNA全长。根据其全长cDNA序列,设计引物PCR扩增出CQMa102NTL的完整基因。为了解该基因的上游调控信息,采用PanhandlePolymeraseChainReactionAmplification方法扩增其上游序列。序列分析表明,CQMa102NTL全长DNA3484bp,cDNA全长2385bp,编码737个氨基酸的蛋白,推测蛋白分子量为83.1kD;含有3个内含子,包含一个依赖于cAMP的磷酸化作用位点(RRGS)和一个钙附着位点(DTDGNMQITIED);上游序列含有一个压力反应元件(CCCCT);与金龟子绿僵菌广谱性菌株ME1NTL的核苷酸序列和氨基酸序列分别具有93%和99%同源性,由此确定该序列为金龟子绿僵菌中性海藻糖酶基因序列。Southern杂交表明,NTL基因在CQMa102基因组中为单拷贝。Northern杂交表明,NTL基因转录出约2.5kb的mRNA单带,在液体培养条件下,对数生长前期表达水平最高,对数生长后期降到最低,进入稳定生长期后表达水平又有所提高。金龟子绿僵菌CQMa102中性海藻糖酶基因DNA全长和cDNA全长登录GenBank,登录号分别为:AY557613,AY557612。     

猪水泡病病毒HK′1／70株基因组全长cDNA的构建及其序列测定

从实验感染猪水泡病病毒(SVDV)的乳鼠组织中提取RNA,利用长距离的RACE技术,扩增出覆盖SVDVHK′1/70株全基因组的2个忠实性的cDNA重叠片段(3′PCR片段和5′PCR片段),分别克隆进pGEM-T Easy载体。利用AatⅡ和BssHⅡ酶切含5′PCR片段的重组质粒,回收目的片段,定向克隆于含3′PCR片段的重组质粒,构建出了SVDV HK′1/70株全长cDNA重组质粒,然后进行序列测定。结果表明,HK′1/70株基因组全基因组序列长7 401 nt(poly A除外),其中5′NCR长743 nt,该毒株蛋白编码区的核苷酸序列为6 558 nt,编码一个长2 185个氨基酸的聚合蛋白,3′NCR长102 nt,其后是至少含有74个A碱基的poly A尾。在HK′1/70株全长cDNA序列的5′端引入了T7启动子序列,在poly A3′端引入了Psp1406Ⅰ识别序列。通过序列同源性和进化树分析,结果表明,HK′1/70属于第Ⅱ抗原遗传群,SVDV与CB5的遗传关系最近,且位于CB5遗传进化树的分支上。HK′1/70株全长cDNA的序列测定及构建,为拯救SVDV和在分子水平进一步深入研究SVDV打下坚实的基础。     

猪繁殖与呼吸综合征病毒S1株基因组序列测定和分析

应用RT-PCR方法分段扩增出PRRSV上海分离株S1毒株的4条基因大片段,扩增后的产物分别克隆于pCR-XL-TOPO载体鉴定后测序,同时应用RACE方法对S1毒株的3'和5'基因末端进行了成功的扩增并克隆于pMD-18T载体进行测序,按顺序将这些序列进行拼接得到PRRSV S1株全基因组cDNA序列.测序结果表明PRRSV S1株基因组全长15441 bp,包含9个开放式阅读框,5'UTR含有189nt,3'端UTR含有181nt,其中包含30nt Poly (A).基因组序列分析结果显示该病毒与ATCC VR-2332和BJ-4分离株的核苷酸同源性分别99.5%和99.6%.与另一国内分离株CH-1a的核苷酸同源性为90.8%.     

血红密孔菌(Pycnoporussanguineus)漆酶基因的克隆与序列分析

为克隆血红密孔菌 (Pycnoporussanguineus)漆酶基因 ,根据真菌漆酶氨基酸序列保守区设计了 1对简并引物 .以血红密孔菌基因组DNA为模板 ,PCR扩增出长 12 2 7bp的漆酶基因片段 .以此序列为基础 ,通过 5′及 3′RACE技术克隆出漆酶全长cDNA序列 ,序列长为 190 2bp ,其 5′端和 3′端非编码区长分别为 5 1bp和 2 97bp ,开放阅读框长 15 5 4bp ,编码 5 18个氨基酸的蛋白 .该蛋白具有 4个铜离子结合区域 ,预测其相对分子量为 5 6 313 2 ,等电点为 5 5 9,其氨基酸序列与Pycnoporuscinnabarinus漆酶 (lcc3 2 )的同源性最高 ,为 96 % .以该cDNA编码区的两端序列为引物 ,PCR扩增得到漆酶的长度为 2 15 4bp的全长DNA序列 ,序列中包括 10个内含子序列 ,长为 5 2～ 70bp     

绵羊钙调蛋白调节基因Calponin h1 的分子克隆

在一项研究中我们发现雌激素体在胚胎发育后期对绵羊子宫平滑肌Calponin (CaP) 基因的活动有明显上调作用,而CaP一直被作为观察其他基因表达水平变化的基准参照基因（Reference Gene）。迄今为止, 绵羊CaP尚未完整克隆,为进一步了解其结构和功能,根据人、小鼠和家猪的同源保守区序列设计锚定寡核苷酸引物,通过5′-RACE及3′-RACE方法克隆了绵羊子宫平滑肌组织全长CaP h1 cDNA (GenBank登录号： AY327118), 在cDNA序列的基础上, 又通过PCR-SSP方法获得了CaP h1基因除内含子1、2之外的其余4个内含子全部序列 （GenBank登录号分别为：AY771807,AY771808, AY771809, AY771810） 。DNA序列测定和分析表明,绵羊子宫平滑肌CaP h1 cDNA全长1499bp, 编码297个氨基酸,5′-UTR及3′-UTR分别为79bp和529bp。CaP h1基因组DNA的克隆和序列分析表明,绵羊CaP全长约8kb,由 7个外显子和6个内含子组成。 同源序列比较发现,该基因外显子在不同物种间相对保守;与人类、野猪、小鼠、大鼠和鸡Calponin mRNA同源性分别为88％、92％、81％、79％和81％,但不同物种间内含子存在较大差异(>50%)。本研究填补了绵羊CaP基因分子克隆的空白,为进一步研究该基因的功能及子宫平滑肌收缩的调节机理奠定了基础。     

油桐尺蠖单粒包埋核型多角体病毒（BusuNPV）BamHI—H片段的序列分析

对油桐尺蠖单粒包埋核型多用体病毒（Buzurasuppressariasingle－nucleocapsidnucleopolyhedrovirus,BusuNPV）基因组中BamHI－H片段的序列进行分析,该片段全长2422bp,包括三个开放阅读框：p47基因（AcMNPVORF40的同源区）的5′端,完整的组织蛋白酶基因（cathepsin）（AcMNPVORF127的同源区）和p74基因（AcMNPVORF138的同源区）的3′端。序列比较分析表明,BusuNPV的这三个基因与其它杆状病毒的同源基因具有相同的结构保守区。BusuNPV基因组BamHI－H片段上这三个基因的排列顺序完全不同于AcMNPV相应基因的排列顺序。     

虾夷扇贝β-actin基因的克隆和序列分析

为进一步研究虾夷扇贝功能基因的表达调控。利用SMART cDNA文库构建试剂盒成功构建了健康虾夷扇贝外套膜和肾脏两种组织的cDNA文库。对随机选取的4009个克隆进行5′端测序,比对,筛选出1条β肌动蛋白同源序列,对此EST序列两端进行扩增、测序,得到肌动蛋白基因cDNA全长序列。肌动蛋白基因cDNA全长1536bp(不包括polyA),5′端非编码区84bp,3′端非翻译区321bp,阅读框1131bp,编码377个氨基酸。在基因组DNA中,该基因被一个内含子分为两段,内含子位于第41和第42个氨基酸之间,长度为1498bp。系统发育分析显示该肌动蛋白属于β类型。本研究得到的虾夷扇贝β-肌动蛋白基因可以被用于作为定量某种虾夷扇贝mRNA的标准,这为继续研究虾夷扇贝其它功能基因,及其分子生物的进一步研究、促进其他相关分子发育和系统进化研究奠定了基础。     

扩展青霉PF898碱性脂肪酶基因组DNA的克隆及序列分析

扩展青霉 (Penicilliumexpansum)PF898可产生一种具有重要工业生产价值的碱性脂肪酶(PEL) .在通过 3′RACE和 5′RACE获得PEL完整的cDNA序列的基础上 ,通过PCR方法首次克隆了该脂肪酶的完整的基因组DNA序列 (GenBank登录号为AF330 6 35 ) .该脂肪酶DNA全长 14 0 4bp ,包括PEL编码区、3′非翻译区和部分 5′非翻译区基因的序列 .编码区DNA由 1135个碱基组成 ,含有 5个内含子 ,大小分别为 5 8bp、4 7bp、5 0bp、5 6bp和 6 9bp .在已报道的丝状真菌脂肪酶中 ,PEL基因的内含子数量最多 ,而其大小与其它丝状真菌脂肪酶基因的内含子一样 ,均为只有几十个碱基的小内含子 .PCR扩增获得的PLEDNA序列还包括由 195个碱基组成的 3′端非编码区序列 ,74个碱基的部分 5′端非编码区序列 .PELDNA全长序列中的 - 2 4至 - 2 7nt为TATAbox ,终止码TGA下游15 6nt出现AATAAA序列 ,TGA下游 182位出现poly(A)尾 ,为典型的真核基因结构 .同源性序列分析表明 ,PEL与其它真菌来源脂肪酶的基因组DNA序列同源性约为 39%～ 4 9% ,PEL内含子之间或PEL内含子与其它丝状真菌脂肪酶基因的内含子之间的序列同源性约 4 2 %～ 5 7% .