珙桐中一个与低温相关基因的克隆及其表达研究

低温诱导膜蛋白是由低温诱导表达蛋白基因编码的一类疏水性蛋白,在植物抵御寒冷环境时起着一定的保护作用。从珙桐cDNA文库中获得一个未知基因（DiRCI）,该基因长539bp,其中包括174bp的开放阅读框,92bp的5′末端非编码区和273bp的3′末端非编码区,编码57个氨基酸残基蛋白,在氨基酸水平上同源性较高的是车前草的低温诱导膜蛋白（登入号：ACA66247.1）,其相似性为89.5%。半定量RT-PCR分析发现,25℃以上,该基因在珙桐各器官中基本上均未表达,但经8℃低温处理时,在成熟叶片、叶柄和成熟未萌发的种子中均有表达,但是在根中基本没有表达,进一步研究发现该基因在24h～48h内表达量增多并达到最高值,48h后其表达量逐渐减弱直至消失,说明该基因确实与低温诱导相关,从而初步推测该基因为低温诱导膜蛋白基因。该基因的克隆丰富和保存了珙桐基因资源,并为进一步研究冷胁迫的分子机制奠定了基础。     

Prokaryotic Expression and Bioinformatics Analysis of Cytosolic Malate Dehydrogenase from Camellia sinensis(Theaceae)

The complete gene of cytosolic malate dehydrogenase (cMDH) from Camellia sinensis, called Cs cMDH, was obtained by RT PCR and rapid amplification of cDNA ends (GenBank accession number GQ845406). This gene was 1 235 bp in length, encoding a protein of 332 amino acids with the putative molecular weight of 355 kD. The Ecoli Rosetta (DE3) harboring pGEX MDH was induced by 05 mmol·L 1 IPTG at 32℃ for 3 hours, and a 615 kD glutathione Stransferase (GST) fused MDH was obtained in soluble form. The results of NCBI BLAST revealed that Cs cMDH shared 88%-93% of amino acid sequence identity with other cMDH from different higher plants. According to the multiple sequence alignment based on the three dimensional structure of protein, Cs cMDH was predicted to be a dimer with thirteen β sheet and thirteen α helix of each subunit. Cs cMDH contains typical fingerprint sequence (G12AAGQIG18) as all MDHs. The amino acid D43 in Cs cMDH is conserved in all NAD MDHs. Cs cMDH also has some conserved sequence units homologous to other NAD MDHs, such as NAD+ binding sites, catalytic motif and substrate binding sites. Moreover, Cs cMDH contains six Cys which are highly conserved in all plant NAD cMDHs. Therefore, Cs cMDH was inferred to be NAD dependent cMDH. The present study may provide the fundament for the further functional characterization of Cs cMDH.     

蝴蝶兰PhTSJT1基因的克隆及在低温胁迫下的表达分析

本研究从蝴蝶兰叶片中克隆了茎部特异基因Ph TSJT1的全长序列(GenBank登录号为MF797883),并分析了其在不同组织及低温胁迫下的表达特性。结果表明,Ph TSJT1基因全长994 bp,编码239个氨基酸,属于Class-Ⅱ谷氨酰胺酰胺基转移酶超家族成员;同源性分析表明,该蛋白与多种植物的茎部特异蛋白和铝诱导蛋白有较高的同源性,进化上与小兰屿蝴蝶兰的茎部特异蛋白亲缘关系最近;该基因在营养器官中表达水平较高,在花器官中表达水平较低;13℃/8℃(昼/夜)的低温胁迫抑制PhTSJT1基因的转录表达,并随着低温胁迫时间的延长,Ph TSJT1基因的表达水平逐渐降低,在温度恢复正常时其表达水平升高;4℃冷胁迫低温条件下,PhTSJT1基因在处理1 h时,表达水平升高,处理8 h时表达水平最高,16 h后表达水平逐渐降低。由此推测,PhTSJT1参与4℃冷胁迫的分子调控。本研究不但有助于理解热带亚热带植物的耐冷机制,也为蝴蝶兰新品种的遗传改良提供帮助。     

茶树肌动蛋白基因（CsActin1）全长cDNA克隆与生物信息学分析

以茶树（Camellia sinensis）萌动芽为材料,根据茶树萌动芽芽抑制消减杂交文库中分离得到的肌动蛋白（actin）基因的5′-片段设计引物,利用3′-RACE技术克隆了其cDNA全长序列,该基因cDNA全长1 470 bp,命名为CsActin1（GenBank登录号HQ235647）。序列分析表明,CsActin1开放阅读框长1 134 bp,编码377个氨基酸,5′非编码区100 bp,3′非编码区236 bp。推测的蛋白质分子量为41.70 kD,等电点约为5.31,具有肌动蛋白家族的特征信号序列（YVGDEAQs.KRG和WIAKaEYDE）和肌动蛋白相关蛋白的特征信号序列（LLTEApLNPkaNR）。CsActin1与GenBank中注册的其它植物肌动蛋白核苷酸序列的相似性在80%以上,氨基酸序列相似性在95%以上。与其它植物肌动蛋白的进化树分析结果表明,茶树肌动蛋白与杨树的两个肌动蛋白间的亲缘关系最为密切。并对推导的蛋白结构进行了分析。     

东亚飞蝗中肠几丁质酶基因的克隆、序列分析及组织定位

通过RACE方法,克隆了东亚飞蝗Locusta migratoria manilensis (Meyen)几丁质酶基因 (LmChi)cDNA全序列 (GenBank 登录号：EF092841)。获得的cDNA全长1 604 bp,其中可读框1 452 bp, 编码483个氨基酸。推测其氨基酸序列与18家族昆虫几丁质酶有较高的相似性。与其他几丁质酶一样,东亚飞蝗几丁质酶序列也包含一个信号肽、一个几丁质酶活性位点、一个碳端丝氨酸富集区和一个几丁质结合域。半定量RT-PCR研究表明,LmChi基因只在东亚飞蝗不同发育阶段的中肠组织中表达,而在东亚飞蝗体壁、前肠和后肠均没有发现LmChi基因的转录。     

紫色马铃薯类黄酮3，′5′-羟化酶基因（StF3′5′H）的克隆及分析

类黄酮3′,5′羟-化酶（ flavonoid 3′,5′-hydroxylase, F3′5′H）是植物花青素生物合成途径中的一个关键酶,紫色土豆（ Solanum tueb or sum） F3′5′H基因的克隆将为花青素合成调控和花青素代谢工程研究提供优质基因资源。研究采用RACE技术克隆了紫色土豆F3′5′H基因的cDNA全长序列,用生物信息学方法对其核苷酸和蛋白质序列进行了分析,并用半定量PCR 技术分析了F3′5′H基因在不同组织中的表达情况,同时研究了赤霉素和蔗糖处理后F3′5′H基因表达与花青素积累之间的相关性。研究结果表明,克隆的紫色土豆F3′5′H的cDNA全长为1854 bp,包含一个1530 bp的完整ORF,共编码509个氨基酸。生物信息学分析表明,StF3′5′H基因推测编码的氨基酸序列与其它植物的F3′5′H蛋白的相似性很高。 StF3′5′H基因的表达具有组织特异性,在紫色土豆根、茎和叶柄中都有表达,其中在叶柄中表达最强,而在块茎、叶轴和叶片中几乎检测不到StF3′5′H基因的表达。赤霉素和蔗糖能促进紫色土豆StF3′5′H基因的表达,进而促进花青素的积累。     

盐地碱蓬(Suaeda salsa)中SsINPS基因的分子克隆及表达特性分析

肌醇 1 磷酸 (I 1 P)合成酶 (EC5 .5 .1 .4,INPS)是肌醇生物合成中的关键酶 ,催化葡萄糖 6 磷酸 (G 6 P)到I 1 P的反应。从该实验室已构建的NaCl40 0mmol/L处理的盐地碱蓬 (Suaedasal sa)cDNA文库中克隆了肌醇 1 磷酸合成酶的全长cDNA (S .salsamyo inositol 1 phosphatesynthase,SsINPS) ,基因注册号为AF43 3 879。SsINPS全长约 1 986bp ,含有开放式阅读框架 1 5 3 0bp ,3′和 5′的非翻译区分别为 1 3 9bp和 3 1 7bp ;推导的氨基酸序列全长 5 1 0个氨基酸残基 ,分子量约为 5 6 .7kD ,pI值为 5 .3 5。BLAST同源性分析表明 ,该cDNA与已报告的冰叶日中花 (Mesembryanthemumcrys tallinum)的INPS基因同源性最高 ,其中 ,核苷酸水平的同源性为 91 % ,氨基酸水平上的同源性为84%。以SsINPS全长cDNA为探针进行的South ern杂交结果表明 ,SsINPS基因在盐地碱蓬基因组中只有一个拷贝 ;Northern结果表明 ,在盐处理(40 0mmol/L的NaCl)下 ,SsINPS在叶中的表达量有显著的增加。从而说明SsINPS在盐胁迫下是上升调节的     

Molecular Characterization and Expression Analysis of Heat Shock Cognate 70 After Heat Stress and Lipopolysaccharide Challenge in Sea Cucumber (Apostichopus japonicus)

A gene encoding hsc70 was cloned from the sea cucumber Apostichopus japonicus and named AjHsc70. The full-length cDNA sequence was 2,508 bp, containing a 5′-UTR of 77 bp, an ORF of 2,010 bp encoding 670 amino acids, and a 3′-UTR of 421 bp. Quantitative RT-PCR analysis revealed that AjHsc70 was expressed constitutively in all of the tested tissues with respiratory tree tissue showing the highest expression level. AjHsc70 expression was significantly induced by lipopolysaccharide, and the expression levels peaked at different sampling times in the body wall (24 h), coelomocytes (12 h), and intestine and respiratory tree tissues (6 h). After heat stress, AjHsc70 expression in intestine, coelomocytes, and body wall decreased acutely at first and then increased slightly. AjHsc70 expression patterns indicated that hsc70 plays an important role in mediating the responses of A. japonicus to bacterial challenge and heat stress.     

荒漠昆虫小胸鳖甲抗菌肽Attacin基因的克隆及低温表达模式分析

昆虫在低温冷驯化过程中会发生很多基因表达的改变, 从转录组层面上开展广泛的研究有助于全面认识昆虫对冷响应的分子机制。为了对荒漠昆虫小胸鳖甲Microdera punctipennis的 4℃低温转录组数据中一个上调表达的Attacin基因（MpAttacin1）进行深入了解并分析其对低温诱导的响应情况, 本研究通过生物信息学分析对该基因进行了鉴定, 并利用实时荧光定量PCR对其在低温下的mRNA水平进行了检测。结果表明： 获得的MpAttacin1 cDNA长度为523 bp, 包含一个456 bp的开放阅读框和67 bp的5′端非翻译区。MpAttacin1编码含有151个氨基酸残基的多肽, N端含有17个氨基酸的信号肽序列。同源性分析表明, 其氨基酸序列与其他鳞翅目、 双翅目和鞘翅目昆虫的抗菌肽Attacin具有30%~40%的一致性。以邻接法（neighbor-joining, NJ）构建的系统进化树表明, 小胸鳖甲Attacin1与其他鞘翅目昆虫的Attacin起源于共同的祖先, 属于Attacin_C超家族。实时荧光定量PCR分析结果显示, 在4℃与-4℃低温胁迫时, MpAttacin1基因的转录都呈现先升高后降低的应激反应趋势, 但在对低温的响应时间和强度上有所不同。在4℃处理5 h和9 h后, MpAttacin1的表达量分别为对照组的2.3和3.8倍, 而在-4℃处理7 h和9 h后, 分别为对照组的2.4和1.5倍。这些研究表明, 除已知的抗菌功能外, Attacin在昆虫的低温适应过程中可能也发挥着重要的作用。     

黑曲霉3.795glaA基因及其5'调控区的克隆和序列分析

黑曲霉Ｔ２１是由黑曲霉３．７９５经诱变育种获得的糖化酶高产菌株,为阐明其高产的分子机制,由黑曲霉３．７９５克隆了糖化酶结构基因及其５′旁侧序列,并与黑曲霉Ｔ２１的相应序列进行了比较．由黑曲霉３．７９５菌丝体分离染色体ＤＮＡ,Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交分析表明,糖化酶结构基因位于～２．５ｋｂ的ＥｃｏＲⅠ－ＥｃｏＲⅤ染色体ＤＮＡ片段上,在此ＥｃｏＲⅠ位点上游约１．０ｋｂ处有一ＳａｌⅠ位点．为构建糖化酶结构基因及其５′旁侧序列的基因组文库,该染色体ＤＮＡ分别用ＥｃｏＲⅠ＋ＥｃｏＲⅤ和ＥｃｏＲ＋ＳａｌⅠ消化,琼脂糖凝胶电泳分离并回收长度在１．０ｋｂ左右和２．５ｋｂ左右的ＤＮＡ片段,分别与ｐＵＣ１９载体连接后转化入Ｅ．ｃｏｌｉＤＨ５．用原位杂交方法筛选到了携带糖化酶基因编码区及其１５０５ｂｐ５′旁侧序列的阳性克隆．对克隆片段的ＤＮＡ序列进行了测定并与黑曲霉Ｔ２１的相应序列进行了比较,结果表明,在糖化酶基因编码区及其１５０ｂｐ３′非编码区内,未发现碱基差异,但在－３４０～－１５０５的５′上游区内发生了９个位置的碱基变化,包括缺失、插入和替换．这些结果表明,黑曲霉Ｔ２１与３．７９５的糖化酶产量的差异与其结构基因无关,但可能与其     

油菜BnMKK2基因的克隆及表达分析

通过实验从陇油6号油菜中克隆得到了一种新的MAPK激酶基因BnMKK2基因的cDNA,全长1 344 bp,其中包括5′非翻译区（5′UTR）111 bp,3′非翻译区（3′UTR）165 bp,开放阅读框（ORF）长1 068 bp,编码355个氨基酸,该基因编码的蛋白质分子量为39.3 kDa,理论等电点为6.8。与拟南芥AtMKK2有很高的同源性,因此命名为BnMKK2(GenBank登录号:HQ848661)。该基因实时荧光定量PCR分析表明,BnMKK2基因的表达受低温胁迫诱导。     

鸡含锰超氧化物歧化酶cDNA克隆及序列分析

 为弄清鸡含锰超氧化物歧化酶 (manganese containingsuperoxidedismutase ,MnSOD)的cDNA序列 ,以开展动物锰营养学的深入研究 ,根据已知鸡MnSOD的N端氨基酸序列设计简并引物 ,应用 3′RACE(rapidamplificationofcDNAends)技术 ,扩增克隆了鸡心肌MnSOD 990bp的 3′cDNA片段 .再根据 3′RACE片段测序结果设计引物进行 5′RACE ,结果获取了一个与 3′RACE片段相互重叠的鸡心肌MnSOD 52 1bp的 5′RACE片段 ,并对其进行了克隆测序 .最后根据 3′RACE片段和 5′RACE片段序列信息进行拼接 ,从而获取鸡MnSODcDNA的全序列信息 .研究结果表明 :鸡MnSODcDNA全长为 110 8个核苷酸 ,其中 5′非翻译区 2 5个核苷酸 ,编码区 675个核苷酸 ,3′非翻译区 4 0 8个核苷酸 ,编码一个长 2 2 4个氨基酸残基的蛋白质前体 .其中信号肽长 2 6个氨基酸残基 ,成熟肽长 198个氨基酸残基 ,分子量为 2 2kD .与人、大鼠、线虫、果蝇等真核生物MnSOD氨基酸序列的同源性分别为82 4 %、84 .7%、62 .4 %、59.3% .     

中华鲟促性腺激素释放激素受体基因cDNA序列的克隆及表达分析

为了研究中华鲟(Acipenser sinensis)促性腺激素释放激素受体(Gonadotropin-releasing hormone receptor, GnRH-R)基因在中华鲟中的组织表达特征, 为中华鲟生长发育调控研究提供基础数据, 通过构建中华鲟(Acipenser sinensis)垂体的SMART cDNA质粒文库, 采用cDNA末端快速扩增(RACE), 克隆得到了中华鲟GnRH-R基因的cDNA全长序列。该序列全长1530 bp, 有478 bp的5′非翻译区, 579 bp的开放阅读框和473 bp的3′非翻译区, 共编码192个氨基酸, 其成熟多肽含有5个Ｎ连糖基化位点。通过和已知其他鱼类的GnRH-R基因进行氨基酸序列多重比对, 发现其与真鲷(Pagrus major)的同源性最高, 为76%, 与米氏叶吻银鲛(Callorhinchus milii)的同源性最低, 为39%。采用实时荧光定量PCR (Real time PCR)方法, 检测了GnRH-R的mRNA在中华鲟心、肝、脾、肾、肠道、精巢、肌肉及脑组织中的表达状况, 发现其在精巢中大量转录, 而在其他组织中则表达微弱。以上结果表明中华鲟GnRH-R基因在性腺发育特别是精子发生过程中可能起重要作用。     

转天山雪莲sikPIP3基因烟草的获得及抗逆性鉴定

利用PCR技术从实验室建立的天山雪莲DNA文库中克隆了天山雪莲质膜水孔蛋白基因sikPIP3,构建了植物表达载体pBI121-sikPIP3,通过农杆菌介导法转化烟草品种NC89,经PCR和RT-PCR检测证明目的基因成功导入并得到了表达,采用水分胁迫进行抗旱分析和采用冷冻胁迫进行抗寒性分析。结果显示:(1)克隆出具有水孔蛋白基因特性的sikPIP3基因。(2)经断水干旱处理,转基因烟草的生长表型优于野生型烟草,特别是在断水9d的情况下,野生型烟草已经完全萎蔫,转基因烟草萎蔫症状较轻;生理指标测量结果显示,转基因烟草的相对电导率和MDA的含量低于野生型烟草,相对含水量和CAT活性高于野生型烟草。试验表明转sikPIP3烟草的抗旱性高于野生型烟草。(3)经不同温度胁迫处理,转基因烟草的生长表型优于野生型烟草,特别是在-4℃冷处理6h情况下,野生型烟草已经完全萎蔫,转基因烟草只出现少量伤斑;生理指标分析结果表明,转基因烟草的相对电导率和MDA的含量低于野生型烟草,CAT活性高于野生型烟草。试验表明转sikPIP3烟草的抗寒性高于野生型烟草。综合结果表明:sikPIP3基因在抗逆基因工程方面具有较高的应用前景。     

Molecular characterization and expression analysis of a GTP-binding protein (MiRab5) in Mangifera indica

The Rab family, the largest branch of Ras small GTPases, plays a crucial role in the vesicular transport in plants. The members of Rab family act as molecular switches that regulate the fusion of vesicles with target membranes through conformational changes. However, little is known about the Rab5 gene involved in fruit ripening and stress response. In this study, the MiRab5 gene was isolated from stress-induced Mangifera indica. The full-length cDNA sequence was 984 bp and contained an open reading frame of 600 bp, which encoded a 200 amino acid protein with a molecular weight of 21.83 kDa and a theoretical isoelectric point of 6.99. The deduced amino acid sequence exhibited high homology with tomato (91% similarity) and contains all five characteristic Rab motifs. Real-time quantitative RT-PCR analysis demonstrated that MiRab5 was ubiquitously expressed in various mango tree tissues at different levels. The expression of MiRab5 was up-regulated during later stages of fruit ripening. Moreover, MiRab5 was generally up-regulated in response to various abiotic stresses (cold, salinity, and PEG treatments). Recombinant MiRab5 protein was successfully expressed and purified. SDS-PAGE and western blot analysis indicated that the expressed protein was recognized by the anti-6-His antibody. These results provide insights into the role of the MiRab5 gene family in fruit ripening and stress responses in the mango plant.     

油菜烯醇酶基因的克隆与分析

烯醇酶(enolase)是糖酵解途径中的一个重要酶类,它能够催化磷酸甘油酸酯(2-PGA)生成磷酸烯醇丙酮酸酯(PEP).我们通过RACE-PCR方法从油菜(Brassica napus L.)中克隆到了编码烯醇酶的全长基因.序列分析表明该基因全长cDNA为1 624bp,拥有一个由444个氨基酸组成的开放读码框,所编码的蛋白质分子量为47.38 kD,等电点为5.78.比较发现,油菜烯醇酶与已分离出的其他烯醇酶氨基酸序列有较高的同源性.Southern杂交结果显示烯醇酶以低拷贝形式在油菜基因组中存在.RT-PCR和Northern分析表明烯醇酶基因在100 mmol/L盐浓度胁迫条件下表达量上升,而在低温诱导时表达量下降.该研究表明所克隆基因是植物烯醇酶基因家族的新成员.     

油菜烯醇酶基因的克隆与分析(英文)

烯醇酶(enolase)是糖酵解途径中的一个重要酶类,它能够催化磷酸甘油酸酯(2-PGA)生成磷酸烯醇丙酮酸酯(PEP)。我们通过RACE-PCR方法从油菜(Brassica napus L. )中克隆到了编码烯醇酶的全长基因。序列分析表明该基因全长cDNA为1624bp,拥有一个由444个氨基酸组成的开放读码框,所编码的蛋白质分子量为47.38kD,等电点为5.78。比较发现,油菜烯醇酶与已分离出的其他烯醇酶氨基酸序列有较高的同源性。Southern杂交结果显示烯醇酶以低拷贝形式在油菜基因组中存在。RT-PCR和Northern分析表明烯醇酶基因在100mmol/L盐浓度胁迫条件下表达量上升,而在低温诱导时表达量下降。该研究表明所克隆基因是植物烯醇酶基因家族的新成员。     

小胸鳖甲热激蛋白基因(Mphsp70)的克隆、序列分析及温度对其表达的影响

采用RACE-PCR技术,从荒漠甲虫小胸鳖甲Microdera punctipennis Kaszab克隆hsp70基因全长cDNA序列,命名为Mphsp70。测序结果表明,序列全长2207bp,该序列覆盖了完整编码区,编码647个氨基酸,分子量大小为70.69ku,理论等电点为5.57(GenBank登录号JF421286.1)。此序列包含142bp的5'端非翻译区和124bp的含有多聚腺苷酸信号序列AATAAA和poly A尾的3'端非翻译区以及1941bp的开放阅读框。该基因无内含子,符合诱导型Hsp70的特征。经BLAST检索分析,由Mphsp70的核苷酸序列推定的氨基酸序列与已知的光滑鳖甲Hsp70高度同源,同源性高达97.22%。通过荧光定量RT-PCR技术研究昆虫受到高温胁迫时该基因的表达,结果表明:经37℃和42℃处理昆虫1h后诱导昆虫体内hsp70的表达,其表达量分别为对照组(25℃)的21.57倍和389.3倍,随着处理时间的延长,表达量降低。该研究结果为深入研究小胸鳖甲的抗逆机理提供了新的思路。     

cDNA Cloning and Characterization of Enolase from Cotton (Gossypium barbadense)

The full-length enolase-encoding cDNA was cloned from cotton (Gossypium barbadense). This gene (GenBank Accession No.: AY297757) had a total length of 1580 bp with an open reading frame of 1338 bp and encoded a predicted polypeptide of 445 amino acid residues with a molecular weight of 47.73 kD. Comparison of it primary structure with those of other enolases revealed a remarkable degree of conservation, except for the presence of an insertion of 5 amino acid residues unique to higher plant enolases. Southern blotting analysis of genomic DNA indicated enolase was likely to be a low-copy gene in the cotton genome. The enolase gene was induced in response to submergence, ABA, salt and high temperature stress. Our studies suggested that the cloned gene was a new member of plant enolase gene family, which contributed to the energy supply in stress-treated tissues.