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。     

天祝白牦牛IGF-2基因的cDNA克隆

旨在克隆天祝白牦牛胰岛素样生长因子2(IGF-2)基因编码区全长cDNA序列,为研究该基因的生理功能奠定基础。运用cDNA末端快速扩增(RACE)技术获得天祝白牦牛IGF-2基因全长cDNA序列。扩增获得天祝白牦牛IGF-2基因全长cDNA序列为1 060 bp(GenBank登录号:KF682139),ORF长540 bp,编码179个氨基酸。其编码的氨基酸与已报道哺乳动物IGF-2氨基酸序列同源性在80%-92%之间。天祝白牦牛IGF-2基因的成功克隆为进一步研究该基因的功能奠定了基础。     

大头金蝇β-actin基因克隆与多克隆抗体制备

为深入研究大头金蝇Chrysomya megacephala(Fabricius)关键功能基因的表达调控,运用RT-PCR和RACE技术,克隆获得大头金蝇β-actin基因cDNA全长序列(GenBank登录号为KC207081),并对其进行生物信息学分析。大头金蝇β-actin基因cDNA全长1 355 bp,其中开放阅读框(ORF)为1 131 bp,编码376个氨基酸,5'UTR长度为87 bp,3'UTR约为110 bp。ORF编码的蛋白质分子量为41.8 D,等电点5.286,氨基酸序列与其他昆虫β-actin一致性高达97%-99%,且含有由6个β-actin蛋白家族特有的保守模式(motif)所构成的指纹。根据对β-actin氨基酸序列的亲水性、抗原性和表面可及性分析预测,设计并合成β-actin抗原多肽(CysGPYARVKRHQKGLKT),免疫新西兰兔获得多克隆抗体,其效价远高于1∶64 000。采用Western Blot技术检测大头金蝇各发育阶段的β-actin蛋白表达,结果表明β-actin表达恒定。本文的研究结果为大头金蝇功能基因的深入研究提供了坚实的基础。     

绞股蓝鲨烯环氧酶基因的克隆与序列分析

根据已报道植物鲨烯环氧酶(squalene epoxidase,SE)基因cDNA序列的保守区域设计引物,利用RT-PCR和RACE技术,对绞股蓝SE基因进行克隆及序列分析.结果表明,绞股蓝SE基因cDNA全长为1 818 bp,编码一个由525个氨基酸残基组成的多肽.绞股蓝SE基因编码的氨基酸序列中含有52.4%的非极性疏水性氨基酸,26.1%极性中性氨基酸,9.0%酸性氨基酸,12.6%碱性氨基酸.Blast结果显示,绞股蓝SE基因核苷酸序列与其他已报道的植物SE基因相似性为73%～82%,推导的氨基酸序列相似性为63.2%～79.4%.SE氨基酸序列进化分析发现,绞股蓝SE与绿珊瑚、拟南芥亲缘关系较近.     

草鱼RBM cDNA克隆及序列分析

目的:克隆草鱼RNA剪切蛋白(RNA binding motif protein-RBM)基因.方法:采用RT -PCR技术从草鱼性腺总RNA中克隆RBM基因,将其插入pBS-T载体上,经菌液PCR鉴定后进行 测序并对测序结果进行生物信息分析.结果:获得草鱼RBM cDNA部分序列 ,大小为384bp,预 测编码127个氨基酸残基;RBM基因进化与物种形态进化类似;不同物种间RBM基因一级结构 保守性不高,但氨基酸序列保守性较高,且存在高度保守的氨基酸位点.结论: 成功地克隆了草鱼RBM cDNA部分序列,为获RBM cDNA全长序列及后续研究提供理论基础.     

无苞芥NAC转录因子基因OpNAC026的克隆与分析

在新疆耐逆植物无苞芥幼苗cDNA文库的随机克隆测序结果中,发现1条与拟南芥NAC转录因子基因AtNAC026高度相似的5′端EST序列(GenBank登录号为JZ151854),对该克隆进行3′端测序,拼接得到一条全长1 327bp的cDNA序列,该序列包含一个906bp的最大开放阅读框(ORF),推测编码301个氨基酸。根据该ORF序列设计引物,利用RT-PCR技术对其进行克隆,将该基因命名为OpNAC026(GenBank登录号为KM457621)。理化性质分析表明,OpNAC026蛋白是一个无跨膜区域的亲水蛋白,在N端具有一段保守结构域;蛋白质二级结构预测显示,OpNAC026蛋白包含54个α-螺旋和12个β-转角。系统进化树分析表明,OpNAC026基因与拟南芥AtNAC026和AtNAM进化关系最近。实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析显示,OpNAC026基因在无苞芥的各组织中都有表达,在叶中表达量最高;高盐胁迫处理24h、干旱12h、ABA 6h、4℃低温8h处理均可明显诱导OpNAC026基因的表达。研究表明,OpNAC026基因可能参与无苞芥抗逆机制的调控。     

铁皮石斛蔗糖磷酸合成酶基因的克隆与原核表达

应用同源序列克隆法克隆了铁皮石斛蔗糖磷酸合成酶(SPS)基因cDNA全长,并进行了原核表达分析,为进一步研究该基因的时空表达、功能分析及多糖合成机理提供理论依据。结果表明:(1)铁皮石斛SPS基因cDNA全长3 502bp,编码区3 186bp,GenBank登录号JF423929。该基因编码1 061个氨基酸,与文心兰的SPS基因氨基酸序列的一致性最高为93%,与其他科植物SPS基因的氨基酸序列的一致性均高于60%。(2)原核诱导表达结果显示,SPS基因在大肠杆菌中的重组蛋白分子质量约为118.7kD,其表达与序列分析推测的结论一致。(3)生物信息学分析表明,铁皮石斛SPS基因的二级结构包括了螺旋、β-折叠和无规则卷曲,是非跨膜结构的亲水性不稳定蛋白,有2个功能结构域,分别是蔗糖合成功能域及糖基转移功能域。     

大叶蛇葡萄无色花色素还原酶基因的克隆及其序列分析

无色花色素还原酶(LAR)是植物类黄酮合成途径中一个关键酶。本研究根据大叶蛇葡萄转录组测序得到了无色花色素还原酶(LAR)基因序列,通过RT-PCR技术克隆得到LAR基因cDNA全长,并对该序列进行生物信息学分析。结果表明:大叶蛇葡萄LAR基因cDNA全长为1 267 bp,包含一个长度为1 170 bp的开放阅读框,编码389个氨基酸,理论蛋白分子质量为42.38 kD,等电点为7.73。氨基酸多序列比对发现,该序列与同科植物葡萄等具有较高的同源性。生物信息学分析表明LAR为亲水性蛋白,不含信号肽,很可能定位于细胞质。本研究为进一步研究LAR基因的功能,阐明该基因在大叶蛇葡萄类黄酮合成路径中的作用提供了新的线索。     

人PRKAG2全长基因的体外拼接及TA克隆载体的构建

目的:应用体外基因拼接及TA克隆技术构建含PRKAG2基因的载体.方法:通过商业途径购得PRKAG2基因的一个转录变体cDNA质粒(GenBank登记号BC 068598),其在N端缺失了44个氨基酸,根据已知的PRKAG2基因序列(GenBank登记号NM_016203),设计搭桥引物及序列扩增引物,通过PCR搭桥方法,合成完整全序列的PRKAG2基因,并将其克隆到TA载体,将得到的阳性克隆测序鉴定.结果:拼接出全长1759bp的PRKAG2基因,目的基因连接到载体后测序与设计的PRKAG2基因完全一致.结论:成功的构建了全长人PRKAG2基因的TA克隆,为进一步研究PRKAG2基因的功能提供了模板.     

栗疫病菌泛素结合酶基因(CpUBC)全长cDNA的电子克隆

电子克隆是一类近来发展起来的,通过有限的部分序列信息探针在Genbank数据库中比对,进而获得全长cDNA的真核基因克隆策略,而且该方法获得的全cDNAD克隆能为RT-PCR所验证.本研究首次应用电子克隆技术从粟疫病菌中克隆到一个1023个核苷酸长度的泛素结合酶基因(CpUBC)的全长cDNA.由NCBI提供的免费ORF Finder软件推导的该基因的开放阅读框(ORF)全长444个核苷酸,且起始密码子ATG及终止密码子TAG分别位于该泛素结合酶基因(CpUBC)cDNA的第245个核苷酸和第686个核苷酸.序列分析表明该基因(CpUBC)与稻瘟菌(Maganaporthe grises)、粗糙脉孢菌(Neurosporacrassa)及绿僵菌(Metarhizium anisopliae)在核苷酸水平的同源性分别为80.0%、73.2%和64.95;在氨基酸水平上的相似性分别为93.8%、72.2%和66.9%.     

人类新基因C17orf32的电子克隆和编码区序列RT-PCR验证

利用生物信息学与实验验证的技术路线,成功地克隆了人类新基因C17orf32的cDNA(GenBank登记号：AY074907和TPA: BK000260),发现C17orf32的完整开放阅读框架(ORF,31～657 bp）cDNA（627 bp）与人类假定基因LOC124919 ORF(25～807 bp)的25～651位只有一个碱基不同.经RT-PCR验证并cDNA测序、人类表达序列标签(EST)数据库的BLAST检索和基因组成规律分析三方面的结果,均支持C17orf32的序列,而不支持LOC124919的编码序列.C17orf32基因组序列全长4.610 kb,含有6个外显子和5个内含子,cDNA序列全长1 679 bp, ORF横跨全部6个外显子.该基因ORF翻译起始处符合Kozak规则,ORF起始码上游同一相位有终止码,ORF后有2个加尾信号和PolyA尾.C17orf32基因的成功克隆表明,NCBI GENOME Annotation Project在2001年12月预测的人类假定蛋白XP-058865编码基因LOC124919的模式参考序列XM-058865中存在偏差,即在C17orf32基因cDNA的406与407位碱基之间错误插入一个碱基G, 从而导致在插入位点后,ORF编码125位氨基酸以后蛋白质序列的改变,出现260个氨基酸的多肽.因此,应慎重看待计算机注释的人类基因组编码序列.建立的技术路线有助于发现更多新的人类功能基因.     

鳜鱼胰蛋白酶和淀粉酶与胃蛋白酶原基因的克隆与序列分析

采用RT-PCR及RACE法,克隆得到鳜鱼(Siniperca chuatsi)肝胰脏胰蛋白酶(trypsin, Try)、淀粉酶(amylase, Amy)基因 cDNA全序列.结果表明,鳜鱼Try基因cDNA全长为896 bp,其中开放阅读框 (open reading frame,ORF)为744 bp,编码247个氨基酸. 序列同源性分析发现,鳜鱼Try与 斑马鱼(Danio rerio)、非洲爪蟾(Xenopus laevis)、 小鼠Try和人TRY氨基酸序列同源性分别为81.4%、75.3%、74.5%和71.4%.鳜鱼Amy 基因cDNA全长为1 647 bp,其中ORF为1 539 bp,编码512个氨基酸.鳜鱼Amy与斑马鱼 、非洲爪蟾、小鼠Amy和人AMY氨基酸序列同源性分别为79.7%、75.4%、71.9%和70.9%. 同时对鳜鱼基因组进行PCR,获得鳜鱼Try、Amy与胃蛋白酶原(pepsinogen, Pep)全基因组DNA序列.序列分析表明,鳜鱼Try基因由4个内含子和5个外显子组成,全长1 362 bp;鳜鱼Amy基因由8个内含子和9个外显子组成,全长4 267 bp;鳜鱼Pep基因由8个内含子和9个外显子组成,全长 4 032 bp,与其它脊椎动物基因结构相似.应用Genome walker方法在鳜鱼克隆得到长度分别为1 189 bp、413 bp和527 bp的Try、Amy和Pep基因的5′侧翼区序列以及1段长为704 bp的Pep 基因3′侧翼区序列,并利用相关软件预测其中具有多个可调节其表达的调控元件.鳜鱼Try、Am y和Pep基因组全序列的克隆及其序列、结构分析和分子系统进化等的研究,为鱼类消化代谢相关基因的生理功能及表达调控机理进一步研究提供依据.     

猪SOCS-2基因的克隆及序列分析

从中国地方猪品种八眉猪(BaMei)肾脏组织中提取总RNA,采用RT-PCR方法克隆了猪SOCS-2(suppressor of cytokinesignaling-2,细胞因子信号转导抑制因子-2)基因的cDNA序列,经T/A克隆,插入到pMD19-T载体上,导入大肠杆菌DH-5α,阳性克隆经PCR鉴定后进行测序,将测序结果与GenBank中已登录的人、大鼠和小鼠SOCS-2基因的序列进行同源性比较,利用生物信息学和分子生物学软件对猪SOCS-2基因编码的蛋白进行结构预测。结果表明:首次成功克隆了猪SOCS-2基因的cDNA序列(GenBank登录号为EF121242),其长度为822bp,该基因ORF区核苷酸序列与其他物种相比同源性达到93%以上,氨基酸同源性则达到89%以上,生物信息学分析表明该蛋白分子量为22.25kD,等电点pI=8.30,包含199个氨基酸残基。该基因cDNA序列的克隆,有利于进一步研究SOCS-2调节机体发育的分子机理。     

小麦ζ-胡萝卜素脱氢酶cDNA全序列的克隆

目的:从普通小麦品种EM12中克隆ζ-胡萝卜素脱氢酶(ζ-carotene desaturase,ZDS)基因的cDNA全长序列.方法:根据已报道的EST序列,应用cDNA末端快速扩增(RACE)技术,对EST两端未知序列进行扩增、克隆和测序.结果:克隆得到cDNA全长序列2 150bp,其ORF序列为1 707bp,预测编码568个氨基酸残基,推测蛋白质分子量62.5kDa,带有一段19aa的信号肽序列.结论:根据同源序列分析,该序列与水稻ZDS蛋白的同源性为97%,与玉米ZDS蛋白的同源性为91%,而且与其他高等植物的ZDS都具有较高的同源性.该基因序列的分离与克隆为进一步开展小麦β-胡萝卜素生物合成机制的研究和利用转基因技术提高小麦β-胡萝卜素含量的研究奠定了基础.     

水蕨(Ceratopteris thalictroides)查尔酮合成酶基因的克隆和表达

查尔酮合酶(chalcone synthase, CHS)是植物类黄酮化合物合成的关键酶,有关蕨类植物CHS基因的序列及功能信息尚不完善。本研究采用快速扩增cDNA末端(RACE)技术克隆获得了模式蕨类植物——水蕨(Ceratopteris thalictroides)CtCHS基因(GenBank登录号:JX027616.1),其cDNA序列全长为1616 bp,具有3个外显子和2个内含子,开放阅读框(ORF)为1215 bp,编码404个氨基酸。进化树分析表明,CtCHS与问荆(Equisetum arvense)、松叶蕨(Psilotum nudum)和3种薄囊蕨的查尔酮合成酶基因聚为一枝,说明这些蕨类植物亲缘关系较近且为单系起源。通过构建原核表达体系成功获得CtCHS蛋白的多克隆抗体并用于免疫印迹分析,结果表明CtCHS基因的表达明显受紫外光(UV)诱导。CtCHS基因的克隆与表达分析为进一步研究水蕨类黄酮化合物的合成及其调控机制提供了依据。     

青皮苦瓜鲨烯合酶基因ORF序列的克隆和正选择分析

为研究葫芦科植物中三萜皂苷生物合成通路中的关键酶鲨烯合酶的分子进化,克隆青皮苦瓜鲨烯合酶基因的c DNA序列,并进行正选择分析。根据葫芦科植物之间的同源性设计青皮苦瓜鲨烯合酶引物。采用3'RACE和5'RACE快速扩增技术分两步进行巢式PCR扩增鲨烯合酶ORF序列。根据克隆出来的青皮苦瓜编码框序列以及在Gen Bank数据库中完整的陆生植物鲨烯合酶编码框序列信息,用贝叶斯方法和PAML4软件进行鲨烯合酶的正选择分析。青皮苦瓜鲨烯合酶基因c DNA的克隆,命名为Mc SS,其c DNA序列全长为1 548 bp,ORF 1 251 bp,编码417个氨基酸残基。通过正选择运算,检测到33个正选择位点,其正选择位点主要集中在第二跨膜区及其两侧。本研究成功克隆得到青皮苦瓜鲨烯合酶基因全长c DNA序列并对其正选择分析,在三萜合成通路上为鲨烯合酶的定点突变提供重要参考。     

牛Irak-1基因的电子克隆及生物信息学分析

电子克隆提供了一种利用基因组数据库克隆新基因全长cDNA序列的策略。利用小鼠Irak-1基因编码序列(NM_008363)为种子序列进行电子克隆获得了牛Irak-1基因完整编码序列。然后,用生物信息学方法分析了该基因的结构,微卫星位点,密码子偏性和氨基酸的同源性等。结果表明:该基因cDNA全长2 645bp,无内含子,最大开放阅读框2 157bp,编码718个氨基酸,与小鼠的同源性为77%。     

大豆异戊烯焦磷酸异构酶基因的电子克隆及生物信息学分析

利用电子克隆方法获得大豆异戊烯焦磷酸异构酶基因(IPI)的cDNA序列,并采用生物信息学方法对该基因及其编码蛋白的一般理化性质、疏水性、信号肽、二级结构和亚细胞定位等方面进行了预测和分析。结果表明,大豆异戊烯焦磷酸异构酶基因的cDNA序列全长1384bp,包含一个906bp的ORF,编码301个氨基酸。大豆IPI酶为一亲水性的非分泌蛋白,α-螺旋和无规则卷曲是其主要的二级结构,该酶定位于叶绿体。     

烟草烟酰胺酶基因的克隆及序列分析

烟酰胺酶是烟草中烟碱合成途径中的关键酶之一.在植物中,通过烟酰胺酶的催化作用,烟酰胺转化成烟酸,烟酸是合成烟碱的一个重要底物.从烤烟品种南江3号(Nicotiana tobacum cv.Nanjiang-3)均一化全长cDNA文库中克隆获得烟草烟酰胺酶基因cDNA全长序列(命名为T-nic1),GenBank中的登录号为HQ448853,该基因全长为841 bp.利用ORF finder和ProtParam软件分析显示,它包含一个完整的开放读码框,编码一个含有162个氨基酸、等电点为4.94、分子量为18.2 kD的小分子量蛋白.Blast搜索结果及进化分析结果表明,该基因编码的蛋白与毛果芍药、拟南芥中的烟酰胺酶序列具有较高的同源性,其氨基酸序列一致性分别为71%、67%.