苎麻转录因子基因BnMYB3的克隆及表达分析

该研究采用RACE技术,从苎麻中克隆到1个MYB转录因子基因(BnMYB3)的全长cDNA序列(GenBank登录号为MF741320.1)。生物信息学分析表明,BnMYB3基因cDNA全长为1 216bp,包括900bp编码区序列,编码含有299个氨基酸的蛋白,其分子量约为33.63kD,理论等电点为9.16;该蛋白质含有2个典型的MYB结构域,属于R2R3-MYB。从苎麻基因组中克隆了BnMYB3基因1 681bp启动子序列,该序列包含ABRE、GARE-motif、CGTCA-motif和TGACG-motif等多个逆境相关的顺式作用元件。实时荧光定量PCR分析表明,BnMYB3为组成型表达基因,在茎和叶中的表达量显著高于根;BnMYB3基因能够响应镉胁迫,且表达量随镉胁迫处理时间和处理浓度的增加而显著上升。     

牡丹PoSAD基因克隆与表达分析

以凤丹牡丹(Paeonia ostii)叶片为试验材料,采用RACE和RT-PCR方法,克隆得到凤丹牡丹硬脂酰-ACP去饱和酶基因SAD的cDNA全长,命名为PoSAD(GenBank登录号为KY038819)。序列分析表明,该基因cDNA序列全长1 559bp,其中开放阅读框1 197bp,编码398个氨基酸,3′端非编码区长172bp,5′端非编码区长123bp。多序列比对结果表明,凤丹牡丹PoSAD氨基酸序列含有2个保守结构域。系统发育分析结果显示,凤丹牡丹与蓖麻处于同一分支,其亲缘关系最近。TMHMM和TargetP亚细胞定位分析得知,PoSAD蛋白无跨膜区域,可能定位于叶绿体中发挥功能。组织特异性结果分析表明,PoSAD基因在凤丹牡丹的根、茎、叶、花瓣、雌蕊、雄蕊、种子中均有表达,且在花瓣中表达量最高,雌蕊中次之,在根中的表达量最低;不同时期种子中,60d表达量最高,80d次之,10d中表达量最低。     

脊尾白虾血蓝蛋白大亚基基因的克隆及表达分析

应用RACE技术克隆脊尾白虾血蓝蛋白大亚基基因, 并通过攻毒实验揭示脊尾白虾血蓝蛋白基因的先天免疫防御作用, 为脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)的免疫防治研究提供依据和思路。研究成功克隆了脊尾白虾血蓝蛋白大亚基基因全长cDNA序列, 该大亚基cDNA全长 2192 bp, 开放式阅读框长 2034 bp, 5′非编码区长 21 bp, 3′非编码区长 137 bp, 将该基因命名为 EcHcL。EcHcL编码 667 个氨基酸, 前 21 个氨基酸组成信号肽, 推测成熟肽的分子量为 78.5 kD。Blast比对结果显示, 由脊尾白虾血蓝蛋白EcHcL序列推导的氨基酸序列与日本沼虾、凡纳滨对虾血蓝蛋白氨基酸序列的同源性分别达到 87%、73%, 其M结构域氨基酸序列与斑节对虾、日本对虾等物种同源性性高达 90% 左右, 由此推断该cDNA序列属于血蓝蛋白家族。组织表达分析结果显示, EcHcL基因在脊尾白虾鳃、卵巢、肝胰腺、心脏、肠、肌肉、胃、腹神经节、眼柄、血细胞中均有表达, 肝胰腺中相对表达量最高。Real-time PCR分析发现EcHcL基因在金黄色葡萄球菌、副溶血弧菌和对虾白斑综合征病毒(WSSV)感染后脊尾白虾肝胰腺和血细胞中的表达量显著增加, 并具有不同的时空表达模式, 推测脊尾白虾EcHcL基因在免疫防御中具有重要作用。     

玉米生物钟基因ZmPRR1-2的克隆及表达分析

为探究玉米生物钟基因ZmPRR1-2的功能及表达特性，解析玉米光周期途径调控开花的机理，该研究以玉米骨干自交系‘黄早4’为材料，克隆ZmPRR1-2基因的cDNA序列并进行生物信息学分析；利用qRT-PCR技术对该基因进行组织特异性表达分析和48 h的昼夜节律表达分析。结果表明：(1)成功克隆获得ZmPRR1-2基因的编码区全长1 554 bp,编码517个氨基酸，编码的蛋白属于PRR基因家族，含有1个REC结构域和1个CCT结构域，多序列比对和系统进化分析显示ZmPRR1-2基因在禾本科植物中高度保守；ZmPRR1-2蛋白属亲水性蛋白，不包含跨膜结构域和信号肽。(2)ZmPRR1-2基因在玉米叶片中的表达量最高，显著高于其他7个组织，表明该基因主要在叶片中发挥功能，而在果穗和花丝中表达量相对较低，且显著低于雄穗中的表达量。(3)昼夜节律表达分析显示，在短日照条件下，ZmPRR1-2基因的表达量于光照3 h后开始逐渐上升，在光照结束后3 h时达到表达高峰；在长日照条件下，于光照6 h后ZmPRR1-2基因的表达量才开始逐渐上升，且在光照结束时达到表达高峰。研究认为，ZmPRR1-2基因...     

粘虫甘油醛-3-磷酸脱氢酶基因cDNA的克隆、序列分析及表达量检测

运用RT-PCR和RACE技术,以粘虫(Mythimna separata(Walker))cDNA为模板,对甘油醛-3-磷酸脱氢酶(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase,GAPDH)基因进行克隆获得全长cDNA序列,并利用生物信息学方法,对GAPDH全长cDNA序列及推测得到的GAPDH蛋白序列进行分析.结果表明,获得的粘虫GAPDH基因cDNA序列长度为1 317 bp,其中包括80 bp的5′非编码区、238 bp的3′非编码区和999 bp的开放阅读框(Open Reading Frame,ORF),编码一个332个氨基酸蛋白,具有GAPDH蛋白家族的两个功能结构域.该GAPDH蛋白理论相对分子质量为35.498 6 kDa,等电点为7.63,富含6种类型的特定功能位点.该蛋白序列与其他动物GAPDH蛋白序列具有77.4%～92.9%高度同源性.GAPDH基因表达量检测结果显示GAPDH在粘虫6种不同组织间表达量无显著差异(P0.05),表明GAPDH可作为研究粘虫功能基因表达量分析的可靠内参基因.该基因的cDNA序列已经递交GenBank并获得登录号为HM055756.     

猪JARID1C基因的cDNA克隆、生物信息学及组织表达谱分析

JARID1C是高度保守的ARID蛋白家族的成员,该家族的蛋白参与并引起一系列生物学效应,如染色质重塑、细胞增殖与分裂、个体发育以及基因转录调控。JARID1C在人脑中表达丰富,对脑的发育和维持正常功能具有重要作用,突变可引起智力迟钝。本研究采用电子克隆（insilicocloning）的方法并结合5′末端快速扩增技术（RACE）,从猪卵巢中克隆到JARID1C的全长cDNA序列（GenBank登录号：EF139241）。猪JARID1C基因的cDNA全长5,908bp,包括4,551bp的开放阅读框（ORF）、522bp的5′非翻译区（5′UTR）和835bp的3′非翻译区（3′UTR）,polyA加尾信号序列AATAAA位于5,881bp和5,886bp之间。生物信息学分析揭示JARID1C蛋白含有1517个氨基酸残基,定位于细胞核中,该蛋白含有5个保守的结构域：JmjN结构域、ARID结构域、JmjC结构域、C5HC2锌指结构域和PHD锌指结构域。应用ClusterW程序分别对猪、狗、小鼠、大鼠、人和猿的JARID1C核苷酸序列和氨基酸序列进行多重序列比对,发现猪的JARID1C与其他哺乳动物具有很高的相似性。借助Mega3.1软件,采用N-J算法构建JARID1亚家族蛋白的系统进化树,揭示不同物种的进化关系。应用实时荧光定量PCR技术分析该基因在不同组织的表达差异,结果表明该基因在各组织均不同程度地表达,其中在肺和骨骼肌表达水平最低,而在脑和性腺表达水平最高。     

小麦NBS类抗病基因同源cDNA序列的克隆与特征分析

根据已克隆植物抗病(R)基因NBS保守结构域设计简并引物,采用RT-PCR和cDNA末端快速扩增技术(RACE),在小麦抗叶锈病近等基因系材料TcLr19中进行抗病同源基因cDNA全长的扩增。获得了1个通读的NBS类抗病同源基因S11A11cDNA序列,该序列全长2923bp,编码878个氨基酸序列。生物信息学分析结果表明,该片段含有NB-ARC保守结构域和多个LRR结构域。聚类分析表明,S11A11编码的蛋白与小麦抗叶锈病基因Lr1编码的蛋白亲缘关系较近,而与Lr10亲缘关系较远。半定量RT-PCR分析表明,该基因在小麦叶片中为低丰度组成型表达。本研究在TcLr19小麦中成功获得了抗病基因同源序列,为最终克隆小麦抗叶锈病目的基因奠定了基础。     

大豆食心虫储存蛋白hexamerin基因的克隆与表达分析

【目的】储存蛋白是昆虫发育、变态和生殖过程中氨基酸的主要来源,Hexamerin是储存蛋白家族重要成员,在昆虫的生长发育中起着重要作用。为了研究hexamerin基因(SpbHex)在大豆食心虫Leguminivora glycinivorella Matsumurav生长发育过程中的作用,对大豆食心虫SpbHex基因进行克隆与表达分析。【方法】利用RT-PCR和RACE技术克隆SpbHex的cDNA全长序列,并通过qPCR研究其在不同发育阶段和幼虫不同组织的表达情况。【结果】SpbHex基因cDNA序列全长2 161 bp,其中开放阅读框2 112 bp,编码703个氨基酸。蛋白预测分子量84.15 ku。hexamerin基因在大豆食心虫不同发育阶段和不同组织中均有表达。在不同生长发育阶段中4龄幼虫的表达量较高,1龄和成虫的表达量较低;在不同组织中脂肪体的表达量较高,表皮中的表达量最低。【结论】本研究克隆了大豆食心虫储存蛋白hexamerin基因,并对其在大豆食心虫中表达模式进行分析,为进一步明确hexamerin基因在大豆食心虫生长发育中的作用奠定基础。     

簸箕柳AP3同源基因SsMADS的克隆与特性分析

用cDNA末端快速扩增(rapid-amplification of cDNA ends,RACE)方法从簸箕柳雄花序中克隆了一个AP3同源基因的cDNA,长826 bp,包括完整的编码区、5′-UTR和3′-UTR,并将其相应的基因命名为SsMADS。该基因由7个外显子和6个内含子组成,编码区长723 bp,编码241个氨基酸,其N-端具有典型的MADS保守结构域。序列分析表明,SsMADS编码的氨基酸序列与毛果杨(Populus trichocarp)AP3同源蛋白有95.7%相似性,与其他几种柳属植物的AP3同源蛋白相似性达96.1%～99.6%。实时定量RT-PCR表明,SsMADS在叶、茎和根中表达量极低,在花序中表达量较高,并且其表达量在花器官的早中期发育阶段逐步提高,说明该基因在簸箕柳花器官的发育中起作用。     

三疣梭子蟹HMGBa基因克隆及其应答不同病原入侵的表达特征

为研究三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)高迁移率族蛋白B (High-mobility group box protein, HMGB)在其先天免疫中发挥的功能, 利用RACE技术首次克隆得到了三疣梭子蟹HMGBa基因, 命名为PtHMGBa。其cDNA序列全长1030 bp, 其中5′端非编码区(UTR)为94 bp, 3′端非编码区(UTR)为255 bp, 开放阅读框(ORF)为681 bp, 编码一个含有227个氨基酸, 分子量25.82 kD, 理论等电点为5.94的蛋白质。PtHMGBa蛋白包含2个HMG盒结构域和一个酸性尾部结构域。分析表明, 三疣梭子蟹HMGBa氨基酸序列与凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei) HMGBa相似度最高。实时荧光定量PCR结果显示, PtHMGBa基因在血细胞和肝胰腺的表达量最高, 在眼柄中表达量最低。在副溶血弧菌和WSSV感染过程中, PtHMGBa基因在肝胰腺和血细胞中均出现了表达上调。其中, 经副溶血弧菌感染后, 该基因在上述2种组织中分别于48h和6h达到表达量的峰值; 经WSSV感染后, 该基因在2种组织中均在12h达到表达量的峰值。结果表明PtHMGBa基因参与了三疣梭子蟹抵御外来病原的免疫响应, 研究为深入开展三疣梭子蟹和其他甲壳动物的免疫调控机理提供了科学依据。     

Sequence Analysis of the Genome of Carnation (Dianthus caryophyllus L.)

The whole-genome sequence of carnation (Dianthus caryophyllus L.) cv. ‘Francesco’ was determined using a combination of different new-generation multiplex sequencing platforms. The total length of the non-redundant sequences was 568 887 315 bp, consisting of 45 088 scaffolds, which covered 91% of the 622 Mb carnation genome estimated by k-mer analysis. The N50 values of contigs and scaffolds were 16 644 bp and 60 737 bp, respectively, and the longest scaffold was 1 287 144 bp. The average GC content of the contig sequences was 36%. A total of 1050, 13, 92 and 143 genes for tRNAs, rRNAs, snoRNA and miRNA, respectively, were identified in the assembled genomic sequences. For protein-encoding genes, 43 266 complete and partial gene structures excluding those in transposable elements were deduced. Gene coverage was ∼98%, as deduced from the coverage of the core eukaryotic genes. Intensive characterization of the assigned carnation genes and comparison with those of other plant species revealed characteristic features of the carnation genome. The results of this study will serve as a valuable resource for fundamental and applied research of carnation, especially for breeding new carnation varieties. Further information on the genomic sequences is available at http://carnation.kazusa.or.jp.     

续随子ElFAD2基因的序列及表达特性分析

为了研究油酸脱氢酶(FAD2)基因ElFAD2对续随子(Euphorbia lathyris L.)中不饱和脂肪酸合成的调控作用,该研究在续随子转录组数据的基础上经筛选获得ElFAD2基因序列,并对其序列及表达特性进行分析。序列分析结果显示,ElFAD2基因全长1 907 bp,ORF长1 152 bp,共编码383个氨基酸,包含有典型的脂肪酸去饱和酶结构域。续随子ElFAD2蛋白理论等电点为8.08,属于稳定蛋白,包含4个跨膜区和3个保守的组氨酸簇。基于FAD2的系统发育分析表明,续随子与同科植物乌桕(Triadica sebifera L.)的亲缘关系最近。荧光定量PCR分析发现,ElFAD2基因在不同器官中均有表达,且在花后15 d的种子中表达量最高,在叶与花后30 d及45 d种子中的表达量相当,而在根、茎、花中的表达量最低。该研究结果为深入探讨续随子ElFAD2基因的生物学功能提供了基础数据,也为解析续随子种子中脂肪酸合成的分子机制奠定了基础。     

银杏bHLH91转录因子基因的克隆及表达分析

bHLH转录因子在植物的生长发育、胁迫应答和次生代谢中具有重要的调控作用。该研究通过PCR技术从银杏(Ginkgo biloba)叶中分离得到了一个bHLH基因的cDNA序列,并将其命名为GbbHLH91。序列分析结果显示扩增的GbbHLH91基因cDNA序列长度为1 425 bp,开放阅读框是1 065 bp,编码354个氨基酸,分子量为40.1 kDa,等电点为8.20。系统进化分析结果显示,从用于进化树构建的bHLH蛋白质聚类情况来看,银杏GbbHLH91蛋白与裸子植物油松(Pinus tabuliformis)bHLH蛋白亲缘关系最近,且与被子植物无油樟(Amborella trichopoda)bHLH蛋白相似性达到60%,表明该基因在进化过程中相对比较保守。实时荧光定量PCR分析发现银杏bHLH91基因在银杏的各个组织中均有表达,其中在银杏叶中表达量最高,在根和茎中基因的表达量次之,在银杏雌花和果中表达量较少,在雄花中的表达水平最低;GbbHLH91基因在不同发育时期的银杏叶片中,表达量也存在一定的差异,其中在4月中旬该基因的表达水平达到最高,而后随着叶片的生长发育,该基因的表达水平呈现下降趋势。该研究结果为进一步验证GbbHLH91基因的功能奠定了前期基础。     

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。     

无芒隐子草CsPEAMT基因克隆及表达特性分析

以无芒隐子草(Cleistogenes songorica)干旱胁迫下的cDNA文库中磷酸乙醇胺N-甲基转移酶(phosphoethanolamine N-methyltransferase,PEAMT)基因的EST序列为基础,采用RACE方法克隆该基因编码区序列,该序列全长为2 104bp,开放读码框1 506bp,编码501个氨基酸。无芒隐子草PEAMT蛋白编码的氨基酸序列与多种植物的PEAMT氨基酸序列有较高相似性,其中与高粱SbPEAMT、玉米ZmPEAMT的蛋白序列相似性最高(93%),说明PEAMT基因在植物进化中非常保守。采用实时定量RT-PCR分析无芒隐子草幼苗在干旱过程中CsPEAMT基因的表达结果显示,干旱胁迫诱导CsPEAMT基因在根和叶中大量表达,且在干旱第8天时CsPEAMT基因在叶和根中表达量分别是未干旱对照的43.35倍和13.25倍,复水后CsPEAMT基因的表达量开始下调。研究表明CsPEAMT基因可能是无芒隐子草抗旱性相关的基因。     

割手密醛脱氢酶ScALDH基因的克隆与表达分析

该研究从甘蔗细茎野生种(割手密Saccharum spontaneum)中克隆抗旱相关的基因Sc ALDH,并分析其在干旱处理条件下的表达情况和序列特征。利用RT-PCR技术克隆甘蔗的ALDH基因片段,并对其核苷酸和氨基酸序列进行分析。使用NCBI Blastx、ORF finder、Mega、NCBI Conserved Domain Search等程序对其分别进行不同物种氨基酸比较、开放阅读框(ORF)寻找、进化树及保守序列分析,并用Real Time-PCR分析所克隆基因在干旱胁迫前后的表达差异。结果表明:克隆出甘蔗的ALDH基因片段,总长度为1996bp,其中蛋白质编码区(CDS)全长1524bp,编码508个氨基酸;与其它物种ALDH类蛋白氨基酸序列有很高的同源性,有ALDH家族的保守序列,并含有完整的开放阅读框,系统进化树分析显示与玉米的蛋白质亲缘关系最近;Real timePCR数据表明,在干旱胁迫下,随着干旱时间的延长,该基因的表达量呈持续积累的表达模式。总体上来说,该基因对干旱胁迫显著表达。利用RT-PCR技术克隆的甘蔗ALDH基因,属于ALDH蛋白家族的一员,具有其典型的功能域,该基因在干旱胁迫过程中参与抗旱作用。该研究结果为野生种资源开发、优良抗旱亲本选择和培育抗旱性强甘蔗品种提供了参考依据。     

Transformation of carnation with genes related to ethylene production and perception: towards generation of potted carnations with a longer display time

Potted carnation (Dianthus caryophyllus L. cv. Lillipot) plants were transformed with cDNAs for carnation 1-aminocyclopropane-1-carboxylate (ACC) synthase (DC-ACS1, s/aACS transgenes) or ACC oxidase (DC-ACO1, s/aACO transgenes) in sense or antisense orientation or mutated carnation ethylene receptor cDNA (DC-ERS2′) by Agrobacterium-mediated gene transfer. The presence of acetosyringone at 100 μM in media for shoot culture prior to leaf explant preparation and preculture of Agrobacterium in addition to the conventional method of addition to media for infection and coculture, and the use of water instead of nutrient media for infection and coculture increased the transformation efficiency to 4.0% compared to the 0.1% obtained by the conventional method. PCR analysis as well as Southern blot analysis confirmed the integration of the ethylene-related transgenes. Leaflet segments of cultured shoots of some lines transformed with s/aACO transgenes had less activity to convert ACC to ethylene than that of the non-transformed control plant, indicating that the integrated s/aACO transgenes reduced the expression of endogenous ACC oxidase gene (DC-ACO1) in the cultured shoots.     

云杉NBS-LRR基因的克隆与表达分析

为深入研究NBS-LRR基因在川西云杉(Picea balfouriana)抗落针病过程中的分子作用机制,该研究根据GenBank数据库中其他植物NBS-LRR基因保守序列设计引物,利用RT-PCR技术,克隆云杉NBS-LRR基因全长cDNA序列(PbNBS-LRR),分析该基因及其编码蛋白的相关信息并进行基因表达研究。结果表明:(1)成功获得PbNBS-LRR基因的全长2 616 bp(基因登录号:MK044348),且包含一个2 508 bp的完整阅读框(ORF),共编码836个氨基酸,其氨基酸序列具有NBS-LRR类抗病基因典型的NB-ARC结构域和LRR结构域。(2)云杉PbNBS-LRR与北美云杉(Picea sitchensis)NBS-LRR类抗病蛋白相似性最高,达到98%;分子进化分析进一步表明,PbNBS-LRR与北美云杉NBS-LRR亲缘关系最近,其次为糖松(Pinus lambertiana)和火炬松(Pinus taeda)。(3)qRT-PCR分析表明,NBS-LRR基因在川西云杉、粗枝云杉(Picea asperata)和丽江云杉(Picea likiangensis)的根、树干韧皮部、嫩枝及针叶中均有表达,在川西云杉和粗枝云杉的根部以及丽江云杉的树干韧皮部中表达量最高;在落针病病原菌侵染川西云杉和粗枝云杉的初期(5月)以及丽江云杉的后期(9月),NBS-LRR基因的表达量最高,分别为对照的1.73倍、2.11倍和90.49倍,表明NBS-LRR基因参与了云杉落针病的防御反应。