遮荫对彩叶植物矾根夏季适应性表型的影响

以彩叶植物矾根(Heuchera micrantha)‘蜜桃’(‘Georgia Peach’)、‘小珍珠’(‘Petite pearl fairy’)、‘花毯’ (‘Tapestry’)为材料,研究不同遮荫处理对矾根观赏特征、高温半致死温度以及成活率的影响。结果表明,在遮荫条件下,三个矾根品种株高增加、叶面积变大、花序变长、开花推迟,‘蜜桃’和‘小珍珠’花期延长,‘花毯’花期缩短。遮荫引起‘蜜桃’和‘小珍珠’叶绿素含量、类胡萝卜素含量显著上升,花色素苷含量明显下降,叶色由红、紫色向灰绿色转变,叶片彩化度下降;‘花毯’的叶绿素、类胡萝卜素和花青素含量均随遮荫度增加显著上升,其叶色由浅绿转为深绿,叶脉紫红色加重,彩化度提高,观赏性增强。随着遮荫度提高,三个矾根品种的高温半致死温度明显升高,成活率显著上升。相关性分析表明,三个矾根品种的成活率与最高气温、最大光强、气温、光强分别存在极显著负相关关系,与相对湿度以及该品种的高温半致死温度分别存在极显著正相关关系。多元逐步回归分析表明,高光强是引起‘蜜桃’成活率下降的关键因素,‘小珍珠’的成活率主要取决于高温半致死温度,‘花毯’的成活率主要受极端高温的影响。     

核糖体结合位点序列对大肠杆菌中HBcAg重组质粒表达的影响

用Bal-31外切酶调整乙肝病毒核心抗原(HBcAg)基因非编码区长度并克隆到质粒pKK 223-3中,获得了不同水平地表达HBcAg的重组质粒pKL系统。该系统所表达的HBcAg蛋白分子量为21000D。DNA序列分析发现高、中、低表达水平的3个重组质粒的SD序列到HBcAg基因的ATG之间的距离分别为12bp、13bp和19bp,高、低表达质粒的mRNA核糖体结合位点序列的二级结构分析显示,二者的自由能相差约3倍,且低表达质粒的mRNA的SD序列中的3个碱基及AUG中的3个碱基都参与配对,而高表达质粒只有SD序列中的2个碱基参与配对,表明SD序列到ATG的距离及mRNA的二级结构均在HBcAg的表达调控中起重要作用。     

基于k-tuple组合的酵母ncRNA与mRNA的比较研究

ncRNA和mRNA一样,都是重要的功能分子。以k-tuple(k字)含量为特征,对酵母ncRNA成熟序列和mRNA的编码区、上游序列与下游序列进行了分类与比较研究,结果显示:基于ncRNA成熟序列与mRNA编码区的3-tuple的含量,ncRNA和mRNA的交叉有效性分类精度(leave-one out cross-validation,LOOCV)平均值达到93.93%;基于上游序列4-tuple和5-tuple的含量,分类精度分别为92.49%和92.76%;基于下游序列4-tuple和5-tuple的含量,分类精度分别为91.58%和90.60%;利用上游序列和下游序列的4-tuple与5-tuple的含量,其平均分类精度分别为94.68%和94.83%;通过t检验,得到了在ncRNA和mRNA上、下游序列中具有显著统计学差异的k-tuple。上述结果表明,基于ncRNA成熟序列与mRNA编码区的3-tuple含量和基于ncRNA与mRNA上、下游序列的4或5-tuple含量可以有效地区分ncRNA与mRNA。此研究结果不仅有助于准确识别ncRNA与mRNA,还有助于发现ncRNA特异的转录因子结合位点。     

基于κ-tuple组合的酵母ncRNA与mRNA的比较研究

ncRNA和mRNA一样,都是重要的功能分子.以κ-tuple(κ字)含量为特征,对酵母ncRNA成熟序列和mRNA的编码区、上游序列与下游序列进行了分类与比较研究,结果显示:基于ncRNA成熟序列与mRNA编码区的3-tuple的含量,ncRNA和mRNA的交叉有效性分类精度(leave-one out cross-validation,LOOCV)平均值达到93.93%;基于上游序列4-tuple和5-tuple的含量,分类精度分别为92.49%和92.76%;基于下游序列4-tuple和5-tuple的含量,分类精度分别为91.58%和90.60%;利用上游序列和下游序列的4-tuple与5-tuple的含量,其平均分类精度分别为94.68%和94.83%;通过t检验,得到了在ncRNA和mRNA上、下游序列中具有显著统计学差异的κ-tuple.上述结果表明,基于ncRNA成熟序列与mRNA编码区的3-tuple含量和基于ncRNA与mRNA上、下游序列的4或5-tuple含量可以有效地区分ncRNA与mRNA.此研究结果不仅有助于准确识别ncRNA与mRNA,还有助于发现ncRNA特异的转录因子结合位点.     

人生长激素基因在小鼠细胞中的调节表达

我们已经提过,在人生长激素基因周围是否存在着一些序列,它们使生长激素基因可以被糖皮质激素所诱导。用同转化法将含有人生长激素基因的重纽克隆引入鼠成纤维细胞染色体,在有糖皮质激素存在下,同转化体可被诱导出8到5倍的人生长激素mRNA,对人生长激素蛋白的分泌也有相似的诱导。诱导所需的DNA序列位于DNA5’端,有500个核苷酸。把该DNA6’端片段融合到一个非激素敏感基因的结构基因中,例如胸苷激酶,可使该基因对糖皮质激素的诱导产生反应。     

5′端非翻译区对LT-B基因表达的影响

mRNA5＇端非翻译区的不同结构可影响基因表达,为了改善编码人毒素源性大肠杆菌热敏感肠毒素B亚单位的LT-B基因的表达水平,我们把该基因置于pBV220载体的P_RP_L串联启动子下游,构建了带有不同核苷酸组成的5＇端非翻译区的重组体。这些重组体分别在大肠杆菌HB101和DH5α中表达。结果表明,起始密码前有两个连续串联SD序列的LT-B基因的表达水平低于只有单个SD序列下的表达水平,而翻译偶联可使表达改善;用不同的SD序列LT-B基因的表达水平也有所不同,用基因本身SD序列可能要比用pBV220P_L启动子下游的SD序列好;在只含单个LT-B基因SD序列的重组体中,5＇端非翻译区序列的长短对LT-B基因表达没有什么影响;重组体在HB101中的表达水平高于在DH5α中的表达水平。     

牛生长激素基因克隆和核苷酸序列

我们从牛基因文库小分离出编码牛生长激素基因。发现该基因编码区的核苷酸序列和近乎全长的牛生长激素CDNA克隆的核苷酸序列是一致的。该基因序列长约1800碱基对,含有四个插入顺序。具有227核苷酸的第二个插入顺序不含有象在大鼠生长激素基因中发现的那个重复因子。通过比较牛、人和大鼠生长激素基因的5’和3’侧翼区与非转译区发现许多具有高度保守顺序的区域。值得注意的是在所有这三种动物的生长激素基因中都具有一个38核苷酸的同源顺序,其位于离它们的转录起始座位上方大约100碱基对的5’侧翼区中。     

非编码序列对仙台病毒HN基因表达的调控作用

仙台病毒的血凝素神经氨酸酶 (HN)蛋白在COS 7细胞中得到了表达 .结果表明 ,SRα启动子驱动HN基因表达的活性高于鸡 β肌动蛋白启动子 .而且 ,HN基因的 5′非编码序列能促进其表达 .Northern杂交证明 ,高表达是由HN mRNA转录引起 .为研究HN基因 5′编码序列对其转录的调控作用 ,用位点专一性突变分别以角蛋白基因和细胞色素P45 0基因的 5′非编码序列替代HN基因的 5′非编码序列 ,并分别缺失HN基因 3′非编码序列 ,构建了一系列表达载体 .以氯霉素乙酰转移酶(CAT)基因为报道基因 ,用S1酶对HN mRNA转录量进行定量分析 .实验证明 ,HN基因 5′非编码序列能非特异性提高HN mRNA的转录 ,3′非编码序列对其转录也有某种特殊的调控作用 .     

原核表达中优化起始密码下游序列的软件设计与实现

在原核表达中影响外源基因表达效率的因素有很多,这其中翻译起始效率起了非常重要的作用。翻译起始效率又主要受SD序列、SD序列与起始密码子之间的间距、DB(DownstreamBox)序列、mRNA翻译起始区(TIR)的二级结构和稀有密码子等因素的影响。主要针对DB序列和5′端稀有密码子的优化设计了软件。通过计算机对序列进行分析比对后,按照匹配碱基数、匹配位置、密码子使用频率平均值的顺序进行排序,给出一些优化序列,并给出了软件算法。     

不同低温需求量砂梨休眠相关基因PpMADS13的特征及表达模式

为探究福建主栽的不同低温需求量砂梨Pyrus pyrifolia品种中休眠相关基因PpMADS13-1和PpMADS13-3序列及表达特征,以‘黄花’、‘蜜雪’两品种休眠时期的花芽为材料,克隆PpMADS13-1和PpMADS13-3基因,利用荧光定量PCR技术分析基因在休眠时期的表达变化情况。结果显示,PpMADS13-1序列在砂梨两品种间较保守,而PpMADS13-3序列在两品种间保守性较差;‘黄花’梨PpMADS13-1hh和PpMADS13-3hh在休眠期间随着休眠的解除下调表达,‘蜜雪’梨PpMADS13-1mx和PpMADS13-3mx在休眠期间呈现“M”型表达趋势。PpMADS13-1和PpMADS13-3均对砂梨的花芽休眠解除起到调控作用,在不同低温需求量品种间PpMADS13-1和PpMADS13-3的休眠调控模式有所不同。     

盐胁迫对不同品种小白菜种子萌发特性的影响

采用5个小白菜(Brassica chinensis)品种(‘七宝青’、‘夏冬青’、‘四月慢’、‘南京中杆’和‘605’),用100 mmol/L NaCl对种子发芽作盐胁迫处理,从发芽势、发芽率、发芽指数、盐害指数、胚长和胚鲜重等指标比较了5个小白菜品种的抗盐性。结果表明,‘七宝青’种子的耐盐性优于其它品种。     

小米psbA基因5''末端非编码区的结构特征

以小米(Setaria italica)为材料,克隆了含有叶绿体psbA基因的2.2kb EcoRⅠ片段,测定了该基因5＇末端非编码区的核苷酸序列。序列分析显示psbA基因5＇末端非编码区存在着与原核类似的启动子结构,其“-10”区的序列为TATACT,与原核生物“-10”共有基序(Consensus motif)仅相差一个核苷酸;其“-35”区的序列为TTGACA,与原核生物“-35”共有基序完全相同。另外,在“-10”区和“-35”区之间还存在着一个类似真核启动子结构的“TATATA”保守序列。这些结果表明小米psbA基因的启动子既具有原核的特征又具有真核的特征。小米psbA基因的mRNA前导序列长87bp,与高粱完全一致,而比水稻多出了“CTATTTT”7个核苷酸,比小麦、大麦和黑麦多出了“TTTT”4个核苷酸。因此推测在禾本科的C_3和C_4植物之间,psbA基因mRNA前导序列区的差异可能具有普遍性。计算机分析结果显示,以上6种植物的psbA基因mRNA前导序列区内均能形成小的茎环结构,而且这段“CTATTTT”额外序列恰好位于茎环结构中,造成了6种植物间茎环大小的差异。这一小的二级结构可能对psb…     

稀有的黑檀体基因(ebony)5'UTR自发突变导致黑腹果蝇的黑条体突变

由于果蝇Drosophila群体中有很多自发突变其中包括多种体色突变,因此它是一个研究自发突变的优秀的模式体系。本研究证实我们实验室发现的一个可以引起果蝇体色突变的自发突变(bsr)是一个黑檀体(e)的等位基因,将其命名为ebsr。序列分析显示ebsr的5′端缺失了953个碱基,其中包括外显子1后端的206个碱基及相连的内含子1的747个碱基。逆转录PCR结果显示5′端的缺失导致内含子1不能从mRNA中剪接掉,由此导致该mRNA的翻译起始密码子AUG前端增加了一个3.2kb的序列。该序列导致ebsr的mRNA的5′UTR(5′-untranslated region)区较野生型基因增加近3kb的长度。通过mRNA二级结构分析发现这个增加的3kb的片段可以形成复杂的颈环结构(stem-loop)。免疫印迹结果显示该突变基因没有基因产物产生。本研究进一步证实了由于mRNA的5′UTR序列结构的改变可以影响到蛋白质的翻译。     

不同品种草莓果实挥发性物质的GC-MS分析

以草莓‘晶玉’、‘甜查理’、‘晶瑶’、‘章姬’和‘丰香’等5个品种为材料,采用顶空固相微萃取-气质联用技术,分析各品种果实挥发性物质成分差异,为草莓香味育种提供依据。结果表明,5个品种果实挥发性物质中酯类均占59%以上(59.36%～77.12%);丁酸乙酯、己酸乙酯、沉香醇、呋喃酮、丁酸甲酯、己酸甲酯、2-庚酮和橙花叔醇是5品种果实中主要的特征香味物质。     

串珠镰孢霉D-泛解酸内酯水解酶基因的克隆及在大肠杆菌中的表达

利用D_泛解酸内酯水解酶N末端序列,并根据NCBI中公布的D_泛解酸内酯水解酶cDNA序列设计了一个特异引物,该引物结合Oligo(dT) 1 5,以串珠镰孢霉(Fusariummoniliforme)CGMCC 0 5 36mRNA反转录得到的总cDNA为模板进行扩增,获得约1 5kb左右的片段,将其克隆到T载体上进行测序,对测得的序列进行分析,重新设计了一对引物,并在引物两端分别加上限制酶EcoRⅠ和SalⅠ的识别位点序列,利用热启动PCR成功地扩增出了D_泛解酸内酯水解酶基因,基因片段长度为114 6bp ,该序列同来源于尖镰孢霉菌(F .oxysporum)AKU 370 2菌株的编码D_泛解酸内酯水解酶cDNA结构基因的同源性为90 0 6 %。将所得片段定向克隆到pTrc99a载体中,转化至JM10 9感受态细胞,筛选出了阳性克隆。经IPTG诱导阳性菌,进行SDS_PAGE电泳,检测出在约4 0kD处有一蛋白表达带。对两株重组基因工程菌的比活力进行测定,结果分别为37U和4 1U。     

逆转录法筛选mRNA靶点设计核酶对GPA的表达干预实验研究

采用自行设计5’固定3’随机的文库对基因mRNA进行杂交用于逆转录反应以筛选mRNA的寡核苷酸结合靶点。对人I型跨膜糖蛋白-血型糖蛋白A （glycophorin A,GPA）的mRNA筛选了4个反义寡核苷酸可结合靶点,分别设计反义核酸（Antisense）,分别加入mRNA中用RNase H验证各靶点的核酸结合和切割效率,最终确定2个高效结合和切割靶点。再设计Ribozyme,构建表达核酶（Ribozyme）质粒,利用慢病毒（Lentivirus）包装技术,感染人源红系白血病细胞株K562细胞,在细胞水平验证其下调GPA基因表达的效果,对转染细胞mRNA进行反转录和Real Time PCR分析mRNA表达水平,并在蛋白水平进行了Western Blot分析。结果表明文库结合逆转录方法筛选靶点设计的Ribozyme具有高效率下调膜受体表达的作用,GPA为I型跨膜糖蛋白,该实验为筛选mRNA靶点提供参考方法,并对膜受体表达干预有参考价值。     

稀有的黑檀体基因（ebony）5′UTR自发突变导致黑腹果蝇的黑条体突变

由于果蝇Drosophila群体中有很多自发突变其中包括多种体色突变, 因此它是一个研究自发突变的优秀的模式体系。本研究证实我们实验室发现的一个可以引起果蝇体色突变的自发突变（bsr）是一个黑檀体（e）的等位基因, 将其命名为e^bsr。序列分析显示e^bsr的5′端缺失了953个碱基, 其中包括外显子1后端的206个碱基及相连的内含子1的747个碱基。逆转录PCR结果显示5′端的缺失导致内含子1不能从mRNA中剪接掉, 由此导致该mRNA的翻译起始密码子AUG前端增加了一个3.2 kb的序列。该序列导致e^bsr的mRNA的5′UTR（5′-untranslated region）区较野生型基因增加近3 kb的长度。通过mRNA二级结构分析发现这个增加的3 kb的片段可以形成复杂的颈环结构（stem-loop）。免疫印迹结果显示该突变基因没有基因产物产生。本研究进一步证实了由于mRNA的5′UTR序列结构的改变可以影响到蛋白质的翻译。     

基于线粒体COI基因序列的文蛤属(软体动物门:帘蛤科)系统发育关系(英文)

测定了4种文蛤属贝类的15个个体的COI基因序列,并从GenBank下载了短文蛤 (M. petechialis)的相应序列。比对后的序列长度为574 bp,包括93个简约信息位点,A、T、C和G的平均含量分别为21.15%、44.71%、14.05%和20.09%。通过对序列的分析,共定义了12个单倍型：文蛤 (M. meretrix) 4个,斧文蛤 (M. lamarckii) 2个,丽文蛤 (M. lusoria) 3个,琴文蛤 (M. lyrata) 1个,短文蛤2个。以青蛤(Cylina sinensis)为外群,用MP法和贝叶斯法构建系统树。结果显示,短文蛤、丽文蛤和文蛤为亲缘关系较近的物种, 支持短文蛤和丽文蛤为文蛤的同物异名的观点。     

桃叶珊瑚属植物的叶绿体基因组结构特征及系统发育分析

为确定桃叶珊瑚属(Aucuba)植物叶绿体基因组的结构及其序列变异,揭示其属下种间亲缘关系,该研究对桃叶珊瑚(A. chinensis)、花叶青木(A. japonica var. variegata)等6种桃叶珊瑚属植物和丝缨花属植物黄杨叶丝缨花(Garrya buxifolia)进行二代测序,利用生物信息学软件对其叶绿体基因组序列进行组装和注释,并进行基本特征分析、序列比较以及系统发育分析。结果表明:(1)桃叶珊瑚属植物叶绿体基因组具典型的环状四分体结构,6条序列全长157 891～158 325 bp,均编码114个基因,包括80个蛋白质编码基因、30个tRNA基因和4个rRNA基因。(2)6种植物叶绿体基因组高频密码子数均为29个,偏好以A/U结尾,确定了这6条序列的最优密码子共100个,包含12个共有的最优密码子。(3)6条叶绿体基因组序列共检测到270条散在重复序列,133条串联重复序列以及412个SSR位点。(4)比较基因组学分析结果表明,该属植物叶绿体基因组序列高度保守。(5)从叶绿体基因组中筛选出10个高变片段。(6)系统发育分析结果显示支持桃叶珊瑚属为一个支持率较高的单系,与丝缨花属关系较近。该研究中的5种桃叶珊瑚属植物以及1种丝缨花属植物的叶绿体基因组均为首次测序组装,揭示了桃叶珊瑚属及其属下种间的系统发育关系,为桃叶珊瑚属植物的分类鉴定和系统发育提供了参考资料。