梭梭甜菜碱醛脱氢酶基因克隆及序列分析

采用RT-PCR、RACE等方法从超旱生、耐盐植物梭梭(Haloxylon ammodendron)中扩增出BADH基因的cDNA序列(命名为HaBADH),其开放阅读框为1 503 bp,推测的氨基酸序列全长为500个氨基酸残基,并含有醛脱氢酶所具有的高度保守的十肽(VTLELGGKSP)以及与酶功能有关的半胱氨酸残基(C).其核苷酸序列与藜科几种盐生植物如盐爪爪(Kalidium foliatum)、中亚滨藜(Atriplex centralasiatica)、三角叶滨藜(Atriplex triangularis)、菠菜(Spinacia oleracea)、山菠菜(Atriplex hortensis)和甜菜(Beta vulgaris)等的相似性均在85%以上,推导编码蛋白的氨基酸序列一致性均在87%以上,表明BADH基因在藜科植物中是一种比较保守的基因.研究结果为进一步从分子水平探明梭梭的抗旱、耐盐机制,挖掘并利用植物抗逆基因奠定基础.     

绞股蓝法呢基焦磷酸合酶基因的克隆及其序列分析

目的:克隆并分析绞股蓝法呢基焦磷酸合酶(FPS)基因的全长序列。方法:参照罗汉果法呢基焦磷酸合酶基因,设计扩增绞股蓝FPS基因的3′RACE引物,采用3'RACE和5'RACE法克隆绞股蓝FPS基因全长cDNA。结果:获得绞股蓝FPS基因全长cDNA序列共1288个核苷酸,包含一个1026核苷酸的开放读框,编码342个氨基酸残基,推断该蛋白的相对分子质量为3.94×104。NCBI Blast结果显示绞股蓝FPS基因编码蛋白的氨基酸序列与已知的植物FPS氨基酸序列的同源性为91%~74%,核酸序列的同源性为88%~78%。结论:克隆了绞股蓝FPS基因全长cDNA序列,为进一步研究绞股蓝FPS基因的表达及三萜皂苷合成通路关键酶分子的进化奠定了基础。     

四翅滨藜AcDHN基因的克隆及其抗逆功能分析

脱水素（dehydrin,DHN）是一类胚胎发育后期丰富蛋白（LEA）,在植物脱水条件下能保护细胞内蛋白质和膜结构免受破坏。本研究中,从四翅滨藜（Atriplex canescens）cDNA文库克隆得到逆境胁迫相关蛋白基因AcDHN的全长cDNA（登录号：JN974246）,并进行序列分析。将4cD鼢别插入到原核表达载体pET28a和双元表达载体pYES-DEST52中,通过转化大肠杆菌和酿酒酵母进行原核表达分析和真核表达分析。结果表明：AcDHN序列全长为1408bp,完整的开放阅读框长为1017bp,由338个氨基酸残基组成,预测蛋白质分子量为38.3kDa,理论等电点为6．47,AcDHN与仙人掌中DHN蛋白同源性为55％。AcDHN基因在大肠杆菌BL21（DE3）中诱导表达出分子质量约45．2kDa的融合蛋白。重组酵母菌株能表现出艮好抗逆性,特别是对NaCl、低温、Na2CO3和NaHCO3胁迫的抗逆性,其中抗碱胁迫能力表现最强。     

滨藜（Atriplex patens）核糖体失活蛋白基因的克隆和分析

为开发利用新疆野生植物滨藜,采用反转录-多聚酶链式反应(RT-PCR),从滨藜（Atriplex patens）叶中克隆核糖体失活蛋白（ribosome inactivating proteins ,RIPs）基因的完整读码框ORF片段.序列分析表明,该片段大小为843 bp,编码1 条长280个氨基酸肽链, 其中N 端的26个氨基酸是信号肽.滨藜核糖体失活蛋白（ApRIP）属Ⅰ型核糖体失活蛋白.同源性比较分析显示,滨藜RIP与藜科植物藜的核糖体失活蛋白,天花粉蛋白（TCS）和美洲商陆蛋白（PAP）基因序列的同源性分别为82%,41%和55%.氨基酸序列比对和SWISS-MODEL同源模建分析表明,滨藜RIP的3′端氨基酸肽链具有与其它RIP相同的活性中心位点"EAARXKXI".     

西伯利亚蓼钙调蛋白基因的克隆及其在盐胁迫下的表达

已从西伯利亚蓼叶中cDNA文库中获得的钙调蛋白EST序列,采用cDNA末端快速扩增（RACE）技术克隆了具有完整编码区的钙调蛋白基因的cDNA序列（GenBank登录号GQ988382）,命名为PsCaM。该基因全长615bp,编码区为450bp,编码149个氨基酸,5＇非翻译区为63bp,3＇非翻译区为102bp。同源性分析表明,该蛋白与其他植物钙调蛋白高度保守,氨基酸同源性高达98%。用实时荧光定量PCR研究3%NaHCO3胁迫下西伯利亚蓼基因表达的结果显示,自然条件下,该基因在叶中表达量最高,地下茎次之,茎中最低;盐胁迫下CaM在西伯利亚蓼的地下茎、茎和叶中均有表达,表达模式不同。     

光皮桦中4-香豆酸辅酶A连接酶基因Bl4CL的克隆和表达分析

以从光皮桦茎叶组织提取的mRNA为模板,根据其他已克隆到的阔叶类树种中4-香豆酸辅酶A连接酶(4CL)基因的同源序列设计兼并引物,进行RT-PCR扩增,获得部分基因片段,然后结合5’,3’RACE方法从光皮桦中扩增出1个4CL基因的全长cDNA序列,命名为Bl4CL。该基因cDNA全长为1983bp(GenBank登录号FJ410448),具有完整的开放阅读框架(69～1697bp),编码蛋白为542个氨基酸,包含一个AMP结合功能域和一个含有12个氨基酸的功能基序。与其他植物中的4CL进行同源性比对的结果显示,Bl4CL蛋白与东北白桦的同源性最高,达到了98%。该基因在光皮桦的根和茎中表达量较高,而在花和叶中的表达量低。     

毛尖紫萼藓泛素延伸蛋白基因克隆及序列分析

目的:该文首次从毛尖紫萼藓中克隆到泛素延伸蛋白基因的全长,为深入研究其功能打下基础。方法:提取植物的总RNA,经反转录得到cDNA,根据实验室得到的毛尖紫萼藓泛素延伸蛋白基因的EST序列设计引物,基于3’RACE(Rapid Ampli-fication of cDNA End)技术克隆得到全长序列,使用分子生物学软件进行序列分析。结果:获得了cDNA全序列,GenBank登录号为JQ659260,序列全长为673bp,开放阅读框为471 bp,编码156个氨基酸残基。结论:通过Blast P对其编码的氨基酸序列进行比对结果显示:毛尖紫萼藓泛素延伸蛋白与小立碗藓、北美云杉、葡萄、蓖麻、毛果杨、紫茎泽兰的泛素延伸蛋白的同源性均在96%以上。     

石蒜儿茶酚氧位甲基转移酶基因克隆与原核表达

采用同源克隆与RACE相结合的方法,首次从石蒜叶片中克隆到可能与加兰他敏生物合成相关的儿茶酚氧位甲基转移酶基因,命名为LrCOMT。核酸序列分析显示,该cDNA全长1 246bp,开放阅读框1 101bp,编码366氨基酸。氨基酸序列分析与比对发现,LrCOMT编码的氨基酸序列具有COMT蛋白的特征区域,且与鸢尾、玉米、烟草等植物COMT的同源性大于60%。将LrCOMT基因连接到原核表达载体pET-29a上,转化大肠杆菌BL21(DE3)的原核表达结果显示,重组蛋白受IPTG诱导表达,分子量大小约为40kD,与已报道的其他植物COMT大小基本一致。     

西伯利亚蓼硫堇基因的克隆和序列分析

根据西伯利亚蓼抑制消减文库(SSH)中获得的硫堇(THI)基因的部分序列,应用RACE技术克隆了具有PolyA的全长cDNA序列。基因全长789bp,5'非翻译区90bp,3'非翻译区276bp,开放阅读框编码140个氨基酸。序列分析表明,该编码蛋白与大多数植物THI蛋白前体高度相似,N端具24个氨基酸的信号肽,中间46个氨基酸为成熟THI部分,C端的70个氨基酸为酸性多肽部分。西伯利亚蓼THI蛋白与丹参等双子叶植物THI蛋白有较高的同源性,具保守的植物THI标签序列C-C-X(5)-R-X(2)-[FY]-X(2)-C。此成熟THI蛋白带正电荷,偏碱性,推定可能具有抗病原微生物活性,为一种新的植物THI蛋白,GenBank登录号为DQ981482。     

棕色棉F3'H-羟化酶基因的克隆与生物信息学分析

根据葡萄的类黄酮3′-羟化酶(F3'H)基因全长cDNA序列Blast所得棉花的EST序列设计引物,以开花后16 d(DPA16)的新彩棉5号(xC-5)纤维为材料,利用RACE和RT-PCR技术分离得到了2个类黄酮3′-羟化酶基因cDNA序列,此2个序列编码区完全相同,仅在3'UTR区存在片段长短的差异,推测可能是基因转录后加工方式不同所造成.克隆所获得的棉花F3'H基因编码区全长1 533 bp,编码510个氨基酸,氨基酸序列分析预测表明,该基因所编码蛋白含有一个跨膜结构域,是一种分泌蛋白,定位于内质网上,并含有一段与细胞色素P450功能区相匹配的保守功能域;序列比对结果表明,棉花F3'H基因与其他多个物种的F3'H基因在氨基酸序列上有较高的同源性;聚类分析结果表明,棉花F3'H蛋白与双子叶植物大豆的F3'H亲缘关系较为接近,而与单子叶植物高梁等作物则较远.     

刚毛柽柳S-腺苷甲硫氨酸合成酶(ThSAMS)基因的克隆及表达分析

通过对刚毛柽柳转录组分析,克隆获得了一条与S-腺苷甲硫氨酸合成酶(SAMS)基因同源性高的基因,命名为ThSAMS。序列分析结果表明:ThSASM基因全长cDNA为1185bp,编码394个氨基酸,编码蛋白相对分子质量为97.85kDa,理论等电点为5.02。通过生物信息学分析表明,ThSASM基因编码的氨基酸与其他物种SAMS基因编码的氨基酸具有很高的同源性,其中与枣的同源性最高,达95%。实时荧光定量PCR(quantitativereal-timePCR,qRT-PCR)分析表明,ThSASM表达受NaCl、聚乙二醇(PEG)和ABA处理做出应答,暗示ThSASM可能参与了刚毛柽柳对盐和干旱的胁迫应答,为进一步研究SAMS基因在植物胁迫应答中的功能及作用机制提供了参考依据。     

红树林植物木榄水通道基因的克隆和表达

根据植物水通道基因保守区设计简并引物,采用RT-PCR方法,从木榄树叶中分离出水通道基因的cDNA片段;3′RACE获得3′端cDNA序列;再经5′RACE获得5′端部分cDNA序列,命名为PIP2,GenBank登录号为EF126757。该基因全长843个碱基,编码281个氨基酸,具有典型的植物水通道基因结构。该基因编码的蛋白质与含羞草(PIP2;5)、欧洲葡萄(PIP)、拟南芥(PIP3)等水通道蛋白的同源性分别为90%、91%、88%。Northern杂交分析表明,该基因在木榄树不同器官中的表达差异明显:根部有较高的表达水平,茎部较弱,而在叶中只能检测到微弱的信号。     

中华蜜蜂蜂毒镇静肽基因的cDNA克隆和表达

从中华蜜蜂 (Apisceranacerana)工蜂毒腺中快速抽提总RNA ,用RT PCR扩增得到大小约为2 5 0bp的cDNA片段 ,测序得到的片段长度为 2 34bp ,为蜂毒前镇静肽原 (preprosecapin)基因编码区的cDNA .以 3′RACE方法 ,扩增和测定了 3′端非编码区 2 19bp序列 .中蜂前镇静肽原cDNA序列与已报道的欧洲意蜂该基因cDNA序列具有 92 %同源性 ,氨基酸序列具有 87%同源性 .代表成熟肽镇静肽的最后 2 5个氨基酸序列 ,中蜂与意蜂同源性为 88% .3′端非编码区cDNA序列与欧洲意蜂序列有 73 1%同源性 .将中华蜜蜂蜂毒镇静肽成熟肽编码区与 3′非编码区部分克隆 ,构建了镇静肽与谷胱甘肽转移酶融合表达的载体pGEX AcSecapin .将载体转化大肠杆菌BL2 1(DE3)进行融合表达 .表达产物与抗GST抗体在 2 9kD处有很强的交叉反应 .大肠杆菌超声破碎后的上清液用SDS PAGE检测到表达的蛋白多为可溶性融合蛋白 ,通过亲和层析柱纯化和凝血酶的切割得到了镇静肽蛋白     

建兰Actin基因cDNA全长的克隆及其表达分析

根据单子叶植物的肌动蛋白基因(Actin)的保守区序列设计引物,采用RT-PCR和RACE技术从建兰(Cymbidium ensifolium)中分离出Actin基因cDNA全长.序列分析结果表明,建兰Actin基因长度为1 434 bp,编码区长度为1 134 bp,编码377个氨基酸,将其命名为CeActin,GenBank登录号为JN613147.CeActin推导的氨基酸序列与其他植物的同源性都较高,具有高度的保守性.采用半定量RT-PCR技术分析CeActin在建兰各组织及花不同发育时期的表达情况,结果表明,表达量没有明显差异,表明CeActin基因可作为内参基因.     

斜带石斑鱼2种胰脂肪酶基因全长cDNA序列的克隆与分析

利用RT-PCR和RACE方法克隆得到斜带石斑鱼（Epinephelus coioides）肝胰脏中胆盐活化的胰脂肪酶(bile salt-activated lipase,BSAL)和依赖于辅酶的胰脂肪酶(colipase-dependent pancreatic lipase,PL)基因的全长cDNA序列.BSAL基因全长cDNA序列1 796 bp,编码558个氨基酸,该蛋白序列含有BSAL的全部特征结构区,与其他脊椎动物BSAL的氨基酸序列同源性为49.9%～57.3%.PL基因的全长cDNA序列1 503bp,编码465个氨基酸,该蛋白序列含有PL全部的特征结构区,与其它脊椎动物PL的氨基酸同源性为49.1%～73.9%.系统树分析表明,斜带石斑鱼BSAL和PL与其它物种BSAL、PL和胰脂肪酶相关蛋白(PL-RP)聚于进化树的两个不同分支,属于2种不同的胰脂肪酶.结果证实,在同一鱼类体内也存在BSAL和PL两种胰脂肪酶基因.     

绵羊FGF5基因的克隆、表达及RNA干扰

根据牛的成纤维细胞内生长因子5(Fibroblast growth factor 5,FGF5)基因cDNA序列设计引物,PCR扩增得到绵羊FGF5基因cDNA的开放阅读框序列,并比较和其他6种高等哺乳动物的序列同源性;同时研究该基因在绵羊多种组织的表达情况,以及研究以细胞模型RNA干扰下的表达情况。结果表明,绵羊FGF5基因ORF全长为813 bp,编码270个氨基酸,分子量约为29.58 kDa,理论等电点10.59。绵羊FGF5基因cDNA序列与牛、人、小鼠、大鼠、犬和猫的对应序列同源性高度保守,预测氨基酸序列同源性同样具有高度保守性。RT-PCR分析表明FGF5在绵羊皮肤、小肠、肾脏、心脏、肝脏、脾脏、胰脏和肺中均有表达,皮肤中表达量最高。构建该基因的原核表达载体和RNAi载体,IPTG诱导在大肠杆菌中融合表达获得55 kDa的蛋白条带,设计的RNA干扰片段能显著抑制FGF5基因的表达。文章为进一步阐明绵羊FGF5的功能尤其是在羊毛生长发育中的作用提供了理论和实验基础。     

梭梭CMO基因的克隆与植物表达载体的构建

采用RT-PCR、RACE等方法从超旱生耐盐植物梭梭(Haloxylon ammodendron)中扩增出甜菜碱合成过程中的限速酶胆碱单加氧酶(CMO)编码基因的cDNA序列(命名为HaCMO),其开放阅读框为1 344 bp,推测的氨基酸序列全长为447个氨基酸残基.根据已获得的开放阅读框,构建重组植物表达载体pCAMBIA2300-HaCMO.HaCMO核苷酸序列与藜科几种盐生植物如菠菜(Spinacia oleracea)、山菠菜(Atriplex hortensis)、辽宁碱蓬(Suaeda liaotungensis)、盐角草(Salicornia europaea)和甜菜(Beta vulgaris)等的一致性均在74.5%以上,推导编码蛋白的氨基酸序列一致性均在73.5%以上,表明CMO编码基因在藜科植物中是一种比较保守的基因.研究结果为进一步从分子水平探明梭梭的抗旱、耐盐机制,挖掘并利用植物抗逆基因奠定了基础.     

四翅滨藜盐胁迫应答基因AcPsbQ1的克隆及其在酵母中的功能分析

光系统II亚基蛋白Q(Photosystem II subunit Q, PsbQ)是组成光系统II(PSII)复合体的重要外周蛋白之一,对维持PSII放氧活力起重要作用。在盐胁迫下,高浓度的Na⁺和Cl^-在叶绿体中积累会严重破坏叶绿体的结构,抑制光合作用,使植物生长缓慢。文章通过筛选盐生植物四翅滨藜(Atriplex canescens) cDNA文库,获得一个在PSII中与放氧关系密切的放氧复合体蛋白基因PsbQ,命名为AcPsbQ1(GenBank登录号：KJ027025)。AcPsbQ1基因开放阅读框为699 bp,编码由233个氨基酸组成的前体蛋白。为了研究该基因的功能,文章克隆了AcPsbQ1基因并转化至酵母中,高盐和干旱胁迫处理实验表明转AcPsbQ1基因酵母相比于野生型酵母对高盐和干旱有更强的耐受力。为了进一步研究AcPsbQ1是否参与植物抗逆应答反应,利用实时荧光定量PCR法测定AcPsbQ1在胁迫处理条件下的表达变化。结果表明,用0.4 mol/L NaCl处理四翅滨藜12 h后,AcPsbQ1基因的表达量明显高于未处理的对照,表明AcPsbQ1基因的表达受盐胁迫诱导,同时,干旱胁迫也会提高AcPsbQ1基因的表达水平。上述结果表明该基因可能参与盐生植物四翅滨藜的抗逆胁迫应答反应。     

光皮桦ACC氧化酶基因BlACO的克隆和表达分析

ACC（1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid）氧化酶（ACO）是植物乙烯合成过程中的关键限速酶,对乙烯的合成具有重要的调控作用。以光皮桦茎叶组织提取的RNA为模板,据已报道的ACO同源序列设计简并引物,通过RT-PCR扩增获得部分基因片段,结合5＇,3＇RACE方法从光皮桦中扩增出1个ACO的全长cDNA序列。该基因cDNA全长1262bp,具有一个957bp的完整开放阅读框架,编码含318个氨基酸的蛋白。与其他植物中的ACO基因进行同源性比对的结果显示,BlACO蛋白与欧洲白桦的同源性最高,达到97%。该基因在光皮桦的雄花和雌花中表达量较高,而在茎中的表达量较低。     

甘菊BADH基因cDNA的克隆及在盐胁迫下的表达

利用PCR、RT-PCR和PCR-RACE技术,从菊科植物甘菊(Dendranthema lavandulifolium)中克隆到2个甜菜碱醛脱氢酶(betaine aldehyde dehydrogenase,BADH)基因的同源基因,分别命名为DlBADH1和DlBADH2,GenBank登录号分别为DQ011151和DQ011152.DlBADH1的cDNA全长1821 bp,其开放阅读框编码503个氨基酸的蛋白质;DlBADH2全长1918 bp,编码506个氨基酸的蛋白质.两个基因核苷酸序列的同源性为97%,推导的氨基酸序列的同源性为98%.与已发表的其它植物BADH基因氨基酸序列的同源性在64%以上.在推导的氨基酸序列中,均含有醛脱氢酶所具有的高度保守的十肽(VTLELGGKSP)以及与酶功能有关的半胱氨酸残基(C).在推导的氨基酸序列的系统关系中,甘菊位于其它双子叶植物和单子叶植物之间,与其植物分类的系统关系相吻合.RT-PCR-Southern半定量表达分析表明,甘菊BADH基因家族中存在表达受盐诱导的成员.