甘蔗乙烯合成酶基因家族三个成员的克隆与序列分析

ACC（1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid）合成酶是高等植物乙烯生物合成途径中的限速酶.根据已克隆的植物ACS（1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid synthase）基因同源序列,设计简并引物,以甘蔗叶片总DNA为模板,通过PCR扩增,得到3条特异性强的扩增片段：Sc-ACS1为1 041 bp、Sc-ACS2为1 345 bp和Sc-ACS3为1 707 bp.将序列在GenBank核酸数据库进行同源性搜索,结果表明,3个片段均为ACS基因,推导编码的蛋白质序列分别包含326、242和310个氨基酸.其中,Sc-A CS1和Sc-ACS3同源性最高,核苷酸序列和蛋白质氨基酸序列分别有98%和96%同源,与禾本科植物玉米Zm ACS6、水稻OS-ACS2、毛竹等ACS基因家族也有很高的同源性,核苷酸序列同源性为88%-98%,蛋白质氨基酸序列同源性为73%-81%.甘蔗Sc-ACS2与水稻OS-ACS5在核苷酸和氨基酸序列上分别有91%和79%同源性,但与甘蔗Sc-ACS1和Sc-ACS3基因成员之间,氨基酸同源性分别只有45%和49%.系统进化分析表明,Sc-ACS1和Sc-ACS3基因与玉米Zm ACS6基因亲缘关系最近,而Sc-ACS2基因与水稻OS-ACS5基因亲缘关系最近.Southern杂交表明三基因在基因组中确实存在而且是多拷贝基因.三个片段已在GenBank数据库中注册,注册号分别为AY620985、AY620986和AY788919.     

草鱼CYP1A和ACT基因cDNA片段的克隆与鉴定

以Trizol法分别提取BNF诱导和对照处理草鱼的肝组织总RNA并合成cDNA第一链,以此为模板利用1对ACT特异性引物和(8条)6对CYP1A简并引物进行扩增。结果显示,引物对F0-R0在对照和诱导草鱼中均扩增得到预期ACTcDNA片段,而引物对F4-R4在诱导草鱼中获得预期CYP1A cDNA产物。这两个cDNA片段分别进行克隆、测序和比对,BLAST结果表明草鱼ACTcDNA片段(800 bp)与GenBank中ACT基因(登录号M25013)同源性为99.1%,推导氨基酸序列同源性为99.2%;草鱼CYP1A cDNA片段(439 bp)与鲤鱼同源性最高,为92.5%,推导氨基酸同源性为96.6%。上述序列提交GenBank,获得登录号分别为DQ211096和DQ211095。通过Mega 3.1软件的Neighbor-joining程序对CYP基因的部分cDNA序列和氨基酸序列进行比对分析并绘制进化树,根据CYP1A部分蛋白的系统发育关系,在进化上可以将参与比对的真骨鱼划分为4个主要的分支。     

杜氏盐藻RuBisCO小亚基基因的克隆和分析

根据莱菌衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)、团藻(Volvox carteri)、伞藻(Acetabularia cliftonii)等生物的1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(RuBisCO)的小亚基rbcS基因氨基酸的高度保守序列,设计一对简并引物,进行RT-PCR.209 bp的PCR产物经测序分析及进行氨基酸序列同源性比对,表明克隆的序列为盐藻rbcS基因的cDNA片段.根据该序列信息,采用RACE(rapid amplification of cDNA ends) 方法扩增其5'上游未知区和3'下游未知区.5'RACE得到的cDNA长度为约300 bp,3'RACE得到的长度约380 bp.三段序列拼接后cDNA全长为878bp,其中开放读码框包括190个氨基酸.此cDNA序列,推导成氨基酸序列与已知物种的rbcS基因相比对,同源性分别为V.carteri 78%,C.reinhardtii 75%,A.cliftonii 67%,据此可推断所克隆的序列为盐藻RuBisCO的小亚基cDNA序列,GenBank收录号为AY739272.     

西瓜八氢番茄红素合成酶基因片段的克隆和序列分析

以西瓜品种ZXG00152为材料,提取瓜瓤总RNA,进行反转录,依据植物八氢番茄红素合成酶(PSY)的氨基酸保守序列设计引物,以cDNA第一链为模板,扩增得到长约750 bp的cDNA片段。将该片段克隆到pMD19-T载体,测序结果表明该基因片段长748 bp,编码249个氨基酸,Blast搜索结果表明,由该片段推导出的氨基酸序列与其它植物的八氢番茄红素合成酶有较高的同源性,其中与甜瓜的一致性达到97.8%。该片段已在GenBank中登录(登录号:DQ494214)。     

木薯Actin基因片段的克隆及序列分析

克隆木薯Actin基因片段,为研究其他基因在木薯中的表达和调控提供内参基因.通过比较拟南芥、蓖麻和麻风树Actin基因cDNA同源区域,根据基因的保守序列设计一对简并性引物,采用RT-PCR的方法扩增Actin基因片段,使用分子生物学软件进行分析.结果显示,获得一段大小为698 bp的基因片段,编码233个氨基酸;该基因序列与其他Actin基因核苷酸序列的同源性均在85%以上,氨基酸序列的同源性达94%以上;系统进化分析表明,木薯Actin基因与大戟科植物橡胶、麻风树及蓖麻的亲缘关系最近,与毛果杨、陆地棉及木瓜等植物Actin基因具有较高的保守性.克隆的基因片段为木薯Actin基因片段,并命名为msACT.     

烟草黄酮醇合成酶基因的克隆及其序列分析

根据已知的黄酮醇合成酶cDNA保守序列设计引物,用RT-PCR技术从烟草叶片中扩增获得黄酮醇合成酶cDNA片段,再用RACE方法得到其两端序列。根据获得的序列,设计引物分离得到完整的1188bp的黄酮醇合成酶基因,其开放阅读框编码346个氨基酸。序列分析显示,烟草黄酮醇合成酶与高杯花、矮牵牛和马铃薯的同源性分别为87％、86％和84％,与其它物种中的同源性也在80％左右,表明不同物种中黄酮醇合成酶基因具有高度同源性。此外,在氨基酸水平上,该酶与其它依赖于2-酮戊二酸的双加氧酶及其相关酶也具有同源性。     

甘薯叶绿体rbcL基因的克隆与序列分析

根据烟草、水稻和菠菜叶绿体的全基因组序列设计引物,以甘薯的叶绿体基因组DNA为模板,PCR扩增包舍甘暑叶绿体rbcL完整基因(GenBank登录号为AY942199)在内的一段序列.序列分析表明:此片段的全长为1 627 bp,包括1 443bp的编码区序列在内.推测编码480个氨基酸,同时构建了此片段的限制性酶切图谱.相似性比较显示,此基因编码区序列与烟草、菠菜、小麦、水稻、玉米、矮牵牛、紫花苜蓿、拟南芥、莨菪、葡萄以及甜菜的rbcL基因核苷酸的同源性为85%～98%,氨基酸的同源性为92%～95%.     

应用RACE法克隆鸽恒定链基因的研究

为比较禽类恒定链的结构和功能, 应用RACE (Rapid Amplification of cDNA Ends) 技术首次克隆并鉴定了鸽恒定链基因。首先用一对含高度保守的DNA片段的简并引物, 从鸽脾细胞RNA扩增部分恒定链片段, 接着测序并设计新引物分别从5′和3′RACE扩增延长该片段。最后根据全基因的序列设计上、下游引物,获得大小为1 050 bp的全长cDNA。比较核苷酸序列, 鸽与鸡的Ii链同源性达到82.8％, 而与人等其它动物的同源性则在52.0％以上; 其中633 bp的开放阅读框编码211个氨基酸残基的前体蛋白。推导和分析氨基酸序列表明, 分子结构与鸡恒定链相似, 其中有些氨基酸残基表现出较高的保守性。     

小麦胁迫相关基因W1的克隆及表达模式分析

应用噬菌体原位杂交技术从干旱胁迫诱导的小麦cDNA文库中克隆到一个胁迫诱导的基因片段别。删全长cDNA为901bp,其中,编码区长498bp,编码166个氨基酸。Southern杂交表明,W1是一个低拷贝基因。RT—PCR结果表明,W1受干旱、低温的诱导,但不受高盐的诱导。氨基酸序列分析发现W1有一个USP保守区（pfam00582）。同源性分析发现W1与一个水稻胁迫诱导蛋白（NM_001061239）的同源性为83％,但该类蛋白的功能尚无报道。肼是小麦第1个被克隆的胁迫相关蛋白基因,该基因的克隆有助于阐明小麦的抗逆机制,并为今后培育抗逆性小麦品种提供候选基因。     

蒙古冰草Actin基因片段的克隆及序列分析

旨在利用同源序列法分离蒙古冰草(Agropyron mongolicum Keng)Actin基因同源片段,为研究其他基因在蒙古冰草中的表达和调控提供内标参照.根据禾本科植物小麦Actin基因(AB181991)的保守序列设计2对引物A4和A5,采用RT-PCR扩增蒙古冰草的Actin基因片段,分别得到656 bp和848 bp的片段,使用DNAman和DNAuser等分子生物学软件进行序列分析,将2个片段的重复序列合并后获得一段长度为962 bp的基因片段,编码237个氨基酸,将克隆的Actin基因片段命名为MwACT.该序列与其它植物Actin基因核苷酸序列的同源性均在80%以上,其中与小麦、大麦的同源性达到94%;与氨基酸序列的同源性均在90%以上.     

悬钩子属植物肌动蛋白基因片段的克隆与表达

目的:克隆悬钩子属植物肌动蛋白基因(actin),为研究该物种中其他基因的表达和调控提供内标基因.方法:利用一对特异性引物从黑莓、悬钩子杂种和树莓品种中克隆actin cDNA片段,对其进行序列分析和半定量RT-PCR表达分析.结果:从3个品种中均获得一条783 bp actin cDNA片段,编码260个氨基酸,3条actin片段与其他植物核苷酸序列的同源性都在82%以上,与其他植物氨基酸序列同源性也均在95%以上;树莓和悬钩子杂种品种的actin核苷酸和氨基酸序列同源性均达99%,系统进化分析也发现两者亲缘关系较近些;表达分析发现actin基因在各品种不同组织中均有一定的表达量.结论:首次克隆了悬钩子属植物肌动蛋白基因actin,将来自黑莓和树莓品种的序列登录在GenBank,登录号分别为HQ439556和HQ439557.     

甜菜ATP合酶β亚基基因atpB的克隆、序列分析及进化

atpB基因编码ATP合酶β亚基,是光合作用中的重要基因。ATP合酶是生物体内能量代谢的关键酶,参与氧化磷酸化和光合磷酸化反应。利用植物叶绿体基因组在进化过程中高度保守的特点,根据已知植物烟草、水稻和菠菜等的叶绿体基因组全序列,设计并合成了一对引物,以甜菜叶绿体DNA为模板,PCR扩增得到包含atpB完整基因(GenBank登录号为DQ067451)在内的一段序列,测序与序列分析表明:该克隆片段全长2 293 bp,其中包括有1 497 bp的编码区序列,推测编码498个氨基酸。同源性比较,该克隆基因与烟草、菠菜、油菜、水稻atpB基因的核苷酸序列同源性分别为90.92%、95.79%、87.71%和86.37%,推测的氨基酸序列同源性分别为94.58%、97.19%、92.17%和91.97%。同时,建立了几种植物的氨基酸序列系统进化树。     

金银花黄酮醇合成酶基因全长克隆及其序列分析

根据已知的其它物种黄酮醇合成酶cDNA保守序列设计引物,用RT-PCR技术从金银花叶片中扩增获得黄酮醇合成酶基因部分eDNA序列,再用RACE技术获得其两端序列.序列拼接得到完整的1 248bp的黄酮醇合成酶基因,根据获得的序列,设计引物扩增获得1 001 bp的开放阅读框,编码333个氨基酸.序列分析显示,金银花黄酮醇合成酶与烟草、马铃薯和桔梗的同源性分别为86％、83％和80％,与其它物种的同源性也在80％左右,表明不同物种中黄酮醇合成酶基因具有高度同源性.     

厚藤Actin基因片段的克隆及序列分析

为研究功能基因在厚藤(Ipomoea pes-caprae L)中的表达和调控提供内参基因,本文根据Actin基因的保守区设计简并性引物,采用RT-PCR克隆厚藤的Actin基因片段,然后将获得的片段连接于克隆载体上进行测序,并运用分子生物学软件对该基因序列进行分析。结果表明,该基因片段大小为554bp,编码184个氨基酸;该序列与其他植物Actin基因的cDNA序列的同源性均在80%以上,与氨基酸序列的同源性在94%以上。由此得出,本研究克隆的基因序列为Actin基因片段,将其命名为IpActin1,并登录在GenBank,登录号为KU564627。     

牦牛CAPN1基因的克隆与序列分析

CAPN1是影响肌肉嫩度的数量性状位点 (QTL)的候选基因。根据GenBank发表的普通牛CAPN1基因序列设计特异性引物,以天祝白牦牛cDNA为模板,分段进行PCR扩增,克隆,测序。应用生物软件BioEdit对各测序结果进行序列拼接共获得牦牛CAPN1 cDNA 片段2267bp,其中包含一个2151bp的完整的开放阅读框(ORF),以及3’和5’末端非编码区的部分序列(77bp和166bp) 。分析表明：牦牛CAPN1基因编码区全长2151bp,共编码716个氨基酸。与已报道的牛,猪,人小鼠的序列进行比较,核苷酸同源性分别为99.3%,93.9%,90.0% ,85.5% 。预测氨基酸的同源性分别为99.4%,96.1%,94.6%,89.0%,并且对牦牛CAPN1四个结构域分别进行NCBI BLAST发现四个结构域在以上四个物种中都显示出很好的保守性,最为保守的在结构域Ⅳ(>96%)。牦牛与牛产生的 14个核苷酸突变中,有3个产生了氨基酸突变,均发生在结构域Ⅲ。构建分子系统进化树表明：聚类结果与传统分类学相符。     

杜氏盐藻泛素基因cDNA的克隆及系统进化分析

根据玉米,水稻等物种泛素序列设计一对简并引物.提取杜氏盐藻细胞的总RNA,利用RT-PCR方法扩增盐藻泛素基因的cDNA片断,回收两个长度不同的片断ubi-1和ubi-2,将其克隆到pMDl8-T载体上,测序后进行序列分析,为克隆杜氏盐藻泛素基因的cDNA序列并进行进化分析.结果 ubi-1经测序后得到一个完整拷贝(228 bp)和一个不完整的泛素cDNA序列(191 bp).Ubi-2经测序后得到两个拷贝(556 bp)和一个不完整的泛素cDNA序列(191 bp).盐藻3个不同拷贝泛素cDNA序列之间存在差异,但所编码氨基酸序列相同.盐藻泛素cDNA序列与其他物种的泛素cDNA序列具有高的同源(70%～85%),所推导的氨基酸序列与其他物种仅存在1～2个氨基酸的差异.进化分析显示,所分离的盐藻泛素基因与两个模式生物果蝇和衣藻的泛素基因共处一个进化支,彼此亲缘关系最近.盐藻泛素基因与其他物种的泛素基因可能来自共同的"祖先"基因.在进化中高度保守.     

血色红假单胞菌Form Ⅱ Rubisco基因的克隆及序列分析

根据GenBank中已登录的FormⅡRubisco(cbbM)基因序列,设计一对引物R1和R2,并在引物5′端分别加上SmaI和NotI位点。以血色红假单胞菌1．2352的染色体为模板,通过PCR扩增目的片段,克隆后测序。核苷酸序列测定结果表明,该菌株的cbbM基因全长为1.386bp,共编码461个氨基酸,推导的氨基酸序列与其它生物相应序列的同源性在76％～90％之间。表明了cbbM基因在进化上的保守性。     

百合查尔酮合成酶(CHS)基因的克隆与分析

以东方百合“索邦”基因组DNA为模板进行PCR扩增,将得到的目的片段克隆至pGEM-T easy载体后进行测序.结果表明,目的序列全长1 307 bp,经BLA ST分析,与鸢尾、玉米、水稻等植物的查尔酮合成酶(CHS)基因核苷酸同源性在70%以上;与已经克隆的CHS cDNA序列相比,CHS DNA序列中包含2个外显子和1个内含子,内含子全长82 bp,符合TG-AG特征.将得到的序列提交G enB ank,序列号为DQ 471951.     

苦荞中查尔酮合成酶全长基因的克隆及其序列分析

选用乌克兰伊琳娜苦荞为试验材料,以从叶片中提取的RNA为模板,应用RACE技术结合CODEHOP引物设计方法成功克隆出苦荞中查尔酮合成酶cDNA序列后,将其序列电子合并其全长后设计基因全长特异性引物.以DNA为模板进行PCR扩增出基因序列.通过生物信息学分析表明,该基因金长为1 906 bp,具有一个463 bp的内含子序列,编码区长度为1188 bp,编码395个氨基酸.Blastn序列比对发现本试验所获得的CHS基因序列与相近物种Rheum palmatum(登录号:DQ205352.1)的CHS基因同源性达86％.将得到的序列命名为RaCHS并提交GenBank,登录号为HQ434624.应用Clustalxl.81和MEGA4软件构建系统进化树,并进行了同源性分析.     

小麦eIF3c基因片段的克隆及序列分析

根据真核翻译起始因子eIF3c的保守序列,搜索小麦EST,由拼接的序列设计引物,从普通小麦‘川麦107'幼苗总RNA中克隆出1102bp的小麦eIF3c1基因片段命名为WeIF3c1.序列分析表明,该片段推断的氨基酸序列与两个拟南芥、水稻、甜樱桃、人类、线虫、老鼠等物种的真核翻译起始因子eIF3c相比较同源性分别为69、61%、85%、72%、38%、36%和38%.