砂藓生长素受体基因RcTIR1的克隆及表达分析

本研究我们试图利用PCR技术从砂藓中克隆TIR1基因的cD NA全长序列,对其进行了生物信息学分析,采用实时荧光定量PCR分析该基因在复水和干旱过程的表达情况。我们将砂藓转录组测序获得的生长素受体蛋白基因序列命名为Rc TIR1,基因cD NA全长为1 110 bp,开放阅读框(ORF)长度为615 bp,共编码204个氨基酸。生物信息学分析显示,该基因所编码蛋白理论等电点为5.70,不稳定指数为32.85,总平均亲水性为-0.027,无跨膜区和信号肽,亚细胞定位在细胞核。利用实时荧光定量PCR方法检测对该基因在砂藓复水和快速干旱过程中的表达模式显示在砂藓的复水过程和干旱处理中该基因均有差异性表达。通过研究砂藓生长素受体蛋白基因Rc TIR1与砂藓干旱胁迫的关系,为植物逆境胁迫机制的研究以及该基因的实际应用奠定基础。     

砂藓ATP合酶Ⅱ亚基基因的克隆及表达分析

ATP合酶是光合作用中光合磷酸化和呼吸作用中氧化磷酸化反应的关键酶,影响着细胞生命活动所需的ATP的产生。为研究ATP合酶在苔藓植物中的生物学功能,本研究克隆得到砂藓ATP合酶Ⅱ亚基基因,命名为Rcatp G。生物信息学分析表明,砂藓的c DNA序列长为1 220 bp,其中开放阅读框(ORF)为756 bp,编码251个氨基酸的多肽序列;预测分子质量为27.48 k D,等电点为9.20,含有ATP-synt_B保守结构域;推测Rcatp G蛋白为不稳定蛋白,不属于跨膜蛋白且不存在信号肽。系统发育分析显示,Rcatp G蛋白与小立碗藓atp G蛋白亲缘关系最近。实时荧光定量PCR分析显示,Rcatp G基因在复水过程和脱水胁迫处理中均能表达。因此,推测Rcatp G基因在砂藓的复水过程和脱水胁迫处理中起着一定的作用。     

毛尖紫萼藓超氧化物歧化酶基因GpSOD的克隆及表达分析

超氧化物歧化酶(SOD)在植物中普遍存在,具有清除自由基、维持活性氧代谢平衡的功能,在植物抗逆中发挥着重要的作用。本研究以耐旱能力极强的毛尖紫萼藓(Grimmia pilifera)为试材,采用RACE技术克隆获得1个超氧化物歧化酶基因SOD的cDNA序列,命名为GpSOD(GenBank登录号:GU989312)。该基因全长726 bp,编码区为465 bp,编码154个氨基酸。序列分析表明:该基因编码蛋白是非分泌性疏水蛋白,具有2个铜锌超氧化物歧化酶位点,属于Sod Cu基因家族,与其他植物超氧化物歧化酶的同源性为68.8%~86.8%。实时定量PCR检测结果显示,虽然GpSOD在干旱及复水条件下均有表达,但GpSOD受干旱诱导表达明显,且复水处理抑制其表达,表明GpSOD蛋白与毛尖紫萼藓响应干旱胁迫的过程密切相关,该结果为进一步寻找高效抗氧化胁迫基因提供前提条件。     

砂藓抗旱相关转录因子基因RcbZIP1的克隆与表达分析

bZIP转录因子是植物体内一类比较大的转录因子家族,在植物的生长发育以及抗逆反应中起着非常重要的作用。本研究成功从砂藓(Racomitrium canescens)中克隆得到一条bZIP转录因子基因的cDNA序列,命名为RcbZIP1。对RcbZIP1进行了表达载体构建和生物信息学分析,以及砂藓在复水和脱水处理中RcbZIP1的表达变化检测。结果表明,RcbZIP1的cDNA开放阅读框长1026bp;编码蛋白质的氨基酸数目为341,相对分质量约为37.52kD,理论等电点为7.14;不稳定指数为56.98,脂肪指数为73.43,总平均亲水性为-0.580,预测该蛋白为亲水性蛋白,不含有信号肽,可能定位于细胞核内。实时荧光定量PCR结果显示,RcbZIP1基因的表达量在复水过程中呈现先骤升后波动下降的变化趋势,在脱水处理时间达到一定长度时表现出骤升的变化,由此可初步推断bZIP1可能参与干旱胁迫应答。     

毛尖紫萼藓GpUCH基因克隆及表达分析

从毛尖紫萼藓干旱cDNA文库中筛选了一条与抗旱相关的泛素羧基末端水解酶基因的EST序列,采用RACE技术从毛尖紫萼藓中克隆出了该基因的cDNA全长序列,命名为白UCH。对该基因的序列特征、进化关系和表达谱进行了分析,为全面研究其功能奠定了基础。该基因cDNA全长951bp,开放阅读框711bp,共编码236个氨基酸。生物信息学分析显示,印UCH基因相对分子质量为25．7kD,等电点为4．67,为不稳定蛋白,属于跨膜蛋白但不存在信号肽。系统进化树分析表明,GpUCH与小立碗藓UCH蛋白一致性较高。实时荧光定量PCR结果显示,GpUCH基因在复水和干旱的条件下均能表达,但是在不同的条件下表达情况差异显著。表明该基因可能在毛尖紫萼藓干旱过程中发挥一定的作用。     

砂藓MYB转录因子基因RcMYB的克隆及表达分析

以砂藓(Racomitrium canescens)转录组测序获得的一条与抗旱相关的MYB转录因子基因为基础,采用RT-PCR技术克隆得到该基因的cDNA全长序列,命名为RcMYB。该序列全长为862bp,开放阅读框为726bp,共编码氨基酸241个。该基因的蛋白相对分子质量为28.8 kD,等电点为7.77,不稳定系数为70.03,是不稳定性蛋白,平均亲水数为-0.548,预测分析该蛋白具有强亲水性。蛋白结构域分析表明,RcMYB蛋白含有Myb-DNA结合结构域和MYB-CC结构域。实时荧光定量PCR研究表明,在复水过程和干旱处理的条件下RcMYB基因均有所表达。上述研究结果为基因RcMYB的功能研究奠定基础。     

毛尖紫萼藓抗旱相关基因Gp-LEA的克隆与表达分析

以毛尖紫萼藓干旱cDNA文库中获得的一段与LEA基因同源性较高的EST序列为基础,采用RACE技术分离该基因cDNA全长序列,命名为Gp-LEA。Gp-LEA基因的cDNA全长814bp,开放阅读框456bp,编码含151个氨基酸蛋白质。生物信息学分析结果显示,Gp-LEA蛋白为稳定蛋白,分子质量为16.612kD,理论等电点（pI）为5.06,含有LEA₂功能结构域,不属于跨膜蛋白且不存在信号肽。系统发生分析表明,Gp-LEA基因编码蛋白与花旗松LEA蛋白亲缘关系最近。荧光定量PCR分析显示,Gp-LEA基因在复水和快速干旱模式下均能表达。推测Gp-LEA基因在毛尖紫萼藓的复水和干旱过程中起着重要作用。     

玉米逆境胁迫响应基因ZmbZIP71的克隆与表达分析

从玉米抗旱自交系CN165中克隆得到了与逆境胁迫相关的bZIP（Basic Leucine Zipper Protein）基因ZmbZIP71。ZmbZIP71基因的开放阅读框为471 bp,编码156个氨基酸,相对分子量为17.59 kDa,等电点pI为9.24。ZmbZIP71蛋白包含真核生物中高度保守的bZIP结构域。ZmbZIP71基因编码区的基因组序列全长为1050 bp,包括2个外显子和1个内含子。利用实时荧光定量PCR方法分析ZmbZIP71基因在玉米不同组织中的表达差异及其在非生物胁迫下的表达模式,结果表明,该基因在雄穗和雌穗中的表达量较高,并且受干旱、低温和ABA的胁迫诱导上调表达,在盐胁迫下下调表达。     

木薯MeASR基因克隆及表达分析

脱落酸-胁迫-成熟诱导蛋白(Abscisic acid-stress-ripening,ASR)在植物对非生物逆境胁迫的应答过程中发挥着重要作用。利用PCR技术从木薯中克隆了第一个ASR基因Me ASR,序列分析表明该基因开放阅读框(ORF)330 bp,编码109个氨基酸。多序列比对和进化树分析表明该基因所编码的蛋白具有ASR家族蛋白的保守结构域,与番茄ASR家族蛋白Sl ASR4具有较近的亲缘关系。亚细胞定位分析表明Me ASR定位在细胞核,实时荧光定量PCR分析表明该基因的表达显著受渗透胁迫和ABA诱导。结果表明,Me ASR可能作为转录因子参与木薯对干旱逆境胁迫应答及ABA信号调节。     

东方山羊豆Cu/ZnSOD基因的克隆及表达分析

超氧化物歧化酶是一种广泛存在于真核生物中的金属酶类,在植物的抗逆性中起到重要的作用。文章采用RACE方法,从东方山羊豆中克隆了Cu/ZnSOD基因,并对其进行了初步分析。该基因cDNA序列全长935 bp,开放阅读框600 bp,编码199个氨基酸,蛋白质分子量为20.35 kDa。通过实时荧光定量PCR结果分析,该基因在东方山羊豆叶中表达量最多,茎中次之,根中最少。在NaCl和PEG诱导下,Cu/ZnSOD基因表达量先上调后下降。NaCl诱导24 h后,该基因的表达量显著低于对照。ABA胁迫抑制了该基因的表达。亚细胞定位结果表明,Cu/ZnSOD蛋白定位于叶绿体中。实验结果证明,Cu/ZnSOD基因主要在东方山羊豆的绿色组织中表达,在抵抗渗透性胁迫方面起到一定作用。     

Molecular cloning,characterization and expression analysis of cytoplasmic Cu/Zn-superoxid dismutase (SOD) from pearl oyster Pinctada fucata

Because of its capacity to rapidly convert superoxide to hydrogen peroxide, superoxide dismutase (SOD) is crucial in both intracellular signalling and regulation of oxidative stress. In this paper we report the cloning of a Cu/Zn SOD (designated as pfSOD) from the pearl oyster (Pinctada fucata) using rapid amplification of cDNA ends (RACE) PCR. The full-length cDNA of this Cu/Zn SOD contains an open reading frame (ORF) of 471 bp coding for 156 amino acids. No signal peptide was identified at the N-terminal amino acid sequence of Cu/Zn SOD indicating that this pfSOD encodes a cytoplasmic Cu/Zn SOD. This is supported by the presence of conserved amino acids required for binding copper and zinc. Semi-quantitative analysis in adult tissues showed that the pfSOD mRNA was abundantly expressed in haemocytes and gill and scarcely expressed in other tissues tested. After challenge with lipopolysaccharide (LPS), expression of pfSOD mRNA in haemocytes was increased, reaching the highest level at 8 h, then dropping to basal levels at 36 h. These results suggest that Cu/Zn SOD might be used as a bioindicator of the aquatic environmental pollution and cellular stress in pearl oyster.     

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。     

毛竹抗逆锌指蛋白基因cDNA克隆与序列分析

根据水稻抗逆相关锌指蛋白基因的保守区序列设计引物,以毛竹基因组DNA和cDNA为模板,采用PCR方法,成功扩增出1个含有完整阅读框架的cDNA序列,长度为495bp,序列无内含子,共编码164个氨基酸,将其命名为PeZFP基因(GenBank登录号:FJ472953)。氨基酸序列(GenBank登录号:ACL01101)的分析结果表明,PeZFP与其他锌指结构蛋白有较高的同源性,同水稻锌指结构抗逆蛋白OSIAP1序列相似性高达87.7%,且其序列C端具有典型的AN1类型的锌指结构Cx2-4Cx9-12Cx2Cx4Cx2Hx5HxC,在N端具有典型的A20类型锌指蛋白结构,推测此PeZFP为植物抗逆OsIAP1类似基因,在功能上与毛竹抗逆性相关。