杜氏盐藻rbcS启动子的克隆和功能分析

为提高转基因盐藻的表达效率,利用基因组步行方法和巢式PCR,从盐藻中克隆了1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶（Rubisco）的小亚基基因rbcS 的5'上游调控序列,并对其进行序列分析和转基因功能分析。采用Dra I、EcoR V、Pvu II和Stu I四种平端限制内切酶分别酶切盐藻基因组DNA,并与接头连接,构建基因组步行文库GWL 1、GWL 2、GWL 3和GWL 4;设计特异引物从这四种文库中扩增rbcS基因的5'上游调控序列。在GWL 1、GWL 4中分别扩增出约1.2 kb的片段。对该序列的分析表明,它的3'端与已知盐藻rbcS cDNA 的5'端序列完全一致,说明是该基因的5'端上游区,并且包含多个与转录调控有关的保守序列（如TATA-box、CAAT-box）,富含GT的重复序列。此序列EcoR I下游的片段与除草剂抗性基因bar相融合,构建表达载体,电击法转化盐藻。通过对转化藻株的抗性筛选以及PCR和Southern blot检测,表明该区域能驱动外源基因bar在转基因盐藻中的表达,推断是盐藻rbcS基因的启动子调控区。     

杜氏盐藻psaB基因cDNA克隆及系统进化分析

根据真核生物莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)、Chlamydomonas moewusii及Chlorella vulgaris等光系统Ⅰ反应中心蛋白psaB基因的氨基酸高度保守序列,设计一对简并引物,利用TRIzol试剂提取杜氏盐藻(Dunaliella salina)细胞的总RNA,通过RT-PCR,得到的一段长为1.8kb左右的cDNA片段。PCR产物经T-A克隆并测序以及测序结果推导成氨基酸序列进行同源性比较,表明所克隆的1815bp序列为杜氏盐藻光系统Ⅰ反应中心psaB基因的cDNA片段,GenBank收录号为AY820754。根据已经得到的psaB的核苷酸序列推导成氨基酸序列与一些已知物种的psaB氨基酸序列相比较,同源性分别为Chlamydomonas reinhardtii 92%,Chlamydomonas moewusii 91%,Chlorella vulgaris 86%,Mesostigma viride 85%,Phy -scomitrella patenssubsp.Patens 85%,Nephroselmis olivacea 84%。此外,psaB密码子偏爱性分析表明:杜氏盐藻psaB基因第三位密码子A和T的组成分别为35.7%和39.17%,而G和C分别为7.27%和17.85%,即杜氏盐藻psaB基因密码子的组成大多为NNA和NNT。根据psaB基因的特征,作者对绿藻门的50个物种的psaB基因作了进化分析,结果表明:杜氏盐藻与Haematococcaceae中的大多数种类进化地位最为接近,这为更进一步弄清杜氏盐藻的遗传背景提供了理论依据。     

杜氏盐藻psaB基因cDNA的克隆与序列分析

根据真核生物莱茵衣藻(Chlamydornonas reinhardtii)、Chlamydomonas moewusii、Chlorella vulgaris以及Mesostigma viride的psaB基因的氨基酸高度保守序列,设计一对简并引物,利用TRIzol试剂提取杜氏盐藻(Dunaliella salina)细胞的总RNA,通过RTPCR,得到的一段长为1．8kb左右的cDNA片段。PCR产物经T-A克隆并测序分析以及测序结果推导成氨基酸序列进行同源性比较．表明所克隆的1815bp序列为杜氏盐藻psaB cDNA片段,GenBank收录号为AY820754。根据已经得到的psaB序列推导成氨基酸序列与一些已知物种的psaB基因相比较,同源性分别为Chlamydomonas reinhardtii 92％,Chlamydornonas moewusii 91％,Chlorella vulgaris 86％,Mesostigma viride 85％,Physcomitrella patens subsp．Patens 85％,Nephroselmis olivacea 84％。据此可推断本实验中所克隆的序列为杜氏盐藻psaB cDNA序列.     

杜氏盐藻psaB基因cDNA的克隆与序列分析

根据真核生物莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)、Chlamydomonas moewusii、Chlorella vulgaris以及Mesostigma viride的psaB基因的氨基酸高度保守序列,设计一对简并引物,利用TRIzol试剂提取杜氏盐藻（Dunaliella salina）细胞的总RNA,通过RT-PCR,得到的一段长为1.8kb左右的cDNA片段。PCR产物经T-A克隆并测序分析以及测序结果推导成氨基酸序列进行同源性比较,表明所克隆的1815bp序列为杜氏盐藻psaB cDNA片段,GenBank收录号为AY820754。根据已经得到的psaB序列推导成氨基酸序列与一些已知物种的psaB基因相比较,同源性分别为Chlamydomonas reinhardtii 92%,Chlamydomonas moewusii 91%,Chlorella vulgaris 86% , Mesostigma viride 85%,Physcomitrella patens subsp.Patens 85%, Nephroselmis olivacea 84%。据此可推断本实验中所克隆的序列为杜氏盐藻psaBcDNA序列。     

杜氏盐藻泛素基因cDNA的克隆及系统进化分析

根据玉米,水稻等物种泛素序列设计一对简并引物.提取杜氏盐藻细胞的总RNA,利用RT-PCR方法扩增盐藻泛素基因的cDNA片断,回收两个长度不同的片断ubi-1和ubi-2,将其克隆到pMDl8-T载体上,测序后进行序列分析,为克隆杜氏盐藻泛素基因的cDNA序列并进行进化分析.结果 ubi-1经测序后得到一个完整拷贝(228 bp)和一个不完整的泛素cDNA序列(191 bp).Ubi-2经测序后得到两个拷贝(556 bp)和一个不完整的泛素cDNA序列(191 bp).盐藻3个不同拷贝泛素cDNA序列之间存在差异,但所编码氨基酸序列相同.盐藻泛素cDNA序列与其他物种的泛素cDNA序列具有高的同源(70%～85%),所推导的氨基酸序列与其他物种仅存在1～2个氨基酸的差异.进化分析显示,所分离的盐藻泛素基因与两个模式生物果蝇和衣藻的泛素基因共处一个进化支,彼此亲缘关系最近.盐藻泛素基因与其他物种的泛素基因可能来自共同的"祖先"基因.在进化中高度保守.     

杜氏盐藻叶绿体atpA基因片段的克隆及序列分析

根据莱因衣藻、卵形肾藻、普通小球藻等10种藻类的atpA全基因氨基酸高度保守序列,设计简并引物,利用PCR方法从盐藻叶绿体DNA中扩增出约400bp的片段,将该片段连接到T-vector上进行序列测定。结果表明,核苷酸长度为405bp,编码135个氨基酸。推导的氨基酸序列与莱因衣藻的同源性为92%,普通小球藻88%,Mesostigmaviride87%,卵形肾藻86%,Cyanidioschyzonmerolae85%。以所克隆的DNA片段为探针,与盐藻叶绿体基因组进行SouthernBlot杂交结果有明显的杂交信号。据此可推断本实验中所克隆的序列为杜氏盐藻叶绿体atpA基因片段。该基因序列已被GenBank收录,接受号为AY435096。     

杜氏盐藻光系统Ⅰ反应中心psaB基因cDNA克隆及系统进化分析

杜氏盐藻是一种抗逆性很强的单细胞真核绿藻,能在010525mol/L 的盐水中生长,繁殖1。杜氏盐藻的突出优点在于培养条件简单,光合自养,抗逆性极佳,这些特性为利用其进行实验提供了便利。本研究通过比较现有已知物种的psaB 基因的氨基酸序列,利用 psaB 基因的氨基酸高度保守序列设计一对简并引物,采用 RT2PCR 从杜氏盐藻中克隆了psaB cDNA 片段,为进一步研究杜氏盐藻A2 亚基的结构与功能以及它的光合机理打下基础,同时通过 psaB 基因的进化分析可以更加深刻地了解杜氏盐藻与其他高等植物以及真核藻类之间的亲缘关系.       

杜氏盐藻的耐盐机制研究进展和基因工程研究的展望

概述了杜氏盐藻 (Dunaliellasalina)的耐盐机制和基因工程的研究进展。盐藻的耐盐机制十分复杂 ,短时间内通过细胞体积的改变来调节渗透压平衡 ,之后通过甘油的合成与转化恢复细胞正常形态和大小。渗透调节过程中 ,还涉及到蛋白质的合成。cDNA文库和基因组文库已经建立 ;几种基因已被克隆 ,如碳酸酐酶基因和硝酸还原酶基因等 ;GUS(β_葡糖苷酸酶 )基因已成功地转入盐藻细胞内。另外 ,对盐藻的基因工程作了简单的展望     

杜氏盐藻的耐盐机制研究进展和基因工程研究的展望

概述了杜氏盐藻（Dunaliella salina）的耐盐机制和基因工程的研究进展。盐藻的耐盐机制十分复杂,短时间内通过细胞体积的改变来调节渗透压平衡,之后通过甘油的合成与转化恢复细胞正常形态和大小。渗透调节过程中,还涉及到蛋白质的合成。cDNA文库和基因组文库已经建立;几种基因已被克隆,如碳酸酐酶基因和硝酸还原酶基因等;GUS（β_葡糖苷酸酶）基因已成功地转入盐藻细胞内。另外,对盐藻的基因工程作了简单的展望。     

杜氏盐藻两种碳酸酐酶基因启动子的克隆和功能研究

将克隆得到的杜氏盐藻DCA7和CA基因的启动子区与bar基因和NOS polyA终止子片段融合,分别构建成pMDDC-B和pMDC-B转基因杜氏盐藻表达载体。用基因枪法将两种表达载体转化人杜氏盐藻细胞,通过除草剂草丁膦筛选培养获得转化藻株,对转化藻株进行分析。对转化杜氏盐藻藻株的筛选培养结果表明：pMDDC-B和pMDC-B载体中的外源bar基因能在杜氏盐藻细胞中稳定或瞬时表达。同时在氦气压力为690kPa条件下,微弹轰击2次比微弹轰击1次或3次的效果更好。对pMDDC-B转化杜氏盐藻得到的稳定表达的转化藻株进行的PCR和Southern印迹分析的结果表明：外源的bar基因确已整合到杜氏盐藻基因组中。Northern印迹分析表明：DCA7基因启动子驱动bar基因在杜氏盐藻细胞中的表达效率受氯化钠浓度梯度调控。推测首次克隆得到的DCA7基因启动子可能是一种活性高、安全性好的高渗诱导性启动子;杜氏盐藻DCA7和CA基因启动子区的GT高度重复序列,可能与杜氏盐藻高度耐盐的分子机制有关。     

盐藻新基因DsSTPK的克隆及生物信息学分析

采用RT-PCR和RACE技术克隆了杜氏盐藻DsSTPK的1种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶基因（GenBank accession No.JN625213）,命名为DsSTPK,并对其进行了生物信息学分析. 结果表明,盐藻DsSTPK基因的cDNA全长为3 129 bp,可阅读框为2 184 bp,编码727个氨基酸.该蛋白为亲水性蛋白,无信号肽,无跨膜区域,为非跨膜蛋白,且定位于细胞质基质,二级结构的主要元件为无规卷曲和α 螺旋,三维建模成功,在167~190位有1个蛋白激酶的ATP结合区、293~305位1个丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶活性区,存在多个潜在的磷酸化位点.进一步的进化分析表明,其与衣藻、团藻亲缘关系最近. 这些研究结果为进一步阐明DsSTPK的功能及作用机制奠定了基础.     

Cloning and Sequence Analysis of the Gene Encoding (6-4)photolyase from Dunaliella salina

DNA photolyase can repair UV-induced DNA damage in a light-dependent manner. A cDNA of (6-4)photolyase from Dunaliella salina (GenBank accession number: AY845324) was cloned, sequenced and its amino acid sequence was deduced. The derived amino acid sequence showed high homology with other (6-4)photolyases and a predicted 3D model was constructed by homology modeling. Revisions requested 20 May 2005 and 18 August 2005; Revisions received 2 August 2005 and 28 November 2005     

盐藻PSY基因cDNA的克隆、序列测定及其进化分析

以盐藻总RNA为模板,根据已获得的盐藻PSY基因起始和终止密码子附近的核苷酸序列设计引物,通过RT—PCR扩增获得盐藻PSY cDNA片段．盐藻PSY基因cDNA全长1260bp,编码的盐藻PSY蛋白由420个氨基酸组成,大小为47．3kD,等电点为8.67．在GenBank中进行Blast P检索,发现该片段与许多植物PSY具有较高的相似性(78％～89％)．系统进化分析进一步证明,藻类PSY与蓝细菌PSY亲缘关系最近．     

盐生杜氏藻3-磷酸甘油脱氢酶基因克隆及其蛋白质结构预测

本文通过对盐生杜氏藻(Dunaliella salina) cDNA文库进行大规模EST测序并结合RACE实验克隆了盐生杜氏藻3-磷酸甘油脱氢酶基因, 并且通过Southern blotting实验确定了该基因在这个物种中拷贝数。通过生物信息学的方法, 预测该基因所编码的蛋白质结构, 验证了该蛋白质具有3-磷酸甘油脱氢酶完整的功能性结构域和磷酸水解酶类结构域。本实验为解释盐生杜氏藻在面临高渗胁迫下快速合成甘油的机制提供了帮助。     

盐生杜氏藻3-磷酸甘油脱氢酶基因克隆及其蛋白质结构预测

本文通过对盐生杜氏藻（Dunaliella salina）cDNA文库进行大规模EST测序并结合RACE实验克隆了盐生杜氏藻3-磷酸甘油脱氢酶基因,并且通过Southern blotting实验确定了该基因在这个物种中拷贝数。通过生物信息学的方法,预测该基因所编码的蛋白质结构,验证了该蛋白质具有3-磷酸甘油脱氢酶完整的功能性结构域和磷酸水解酶类结构域。本实验为解释盐生杜氏藻在面临高渗胁迫下快速合成甘油的机制提供了帮助。     

Cloning and expression studies of the Dunaliella salina UDP-glucose dehydrogenase cDNA.

The enzyme UDP-glucose dehydrogenase (EC 1.1.1.22) converts UDP-glucose to UDP-glucuronate. Plant UDP-glucose dehydrogenase (UGDH) is an important enzyme in the formation of hemicellulose and pectin, the components of primary cell walls. A cDNA, named DsUGDH, (GeneBank accession number: AY795899) corresponding to UGDH was cloned by RT-PCR approach from Dunaliella salina. The cDNA is 1941-bp long and has an open reading frame encoded a protein of 483 amino acids with a calculated molecular weight of 53 kDa. The derived amino acids sequence shows high homology with reported plants UGDHs, and has highly conserved amino acids motifs believed to be NAD binding site and catalytic site. Although UDP-glucose dehydrogenase is a comparatively well characterized enzyme, the cloning and characterization of the green alga Dunaliella salina UDP-glucose dehydrogenase gene is very important to understand the salt tolerance mechanism of Dunaliella salina. Northern analyses indicate that NaCl can induce the expression the DsUGDH.     

杜氏盐藻基因工程研究现状及应用前景

杜氏盐藻(简称盐藻)作为一种新型生物反应器,成为藻类基因工程的研究热点之一.利用基因工程手段对盐藻进行遗传重组改造以生产外源性物质是目前研究的重要领域.从盐藻相关基因的克隆、cDNA文库的建立、基因组文库的构建、筛选标记的确立和外源基因的表达等五个方面概述了国内外盐藻基因工程的研究进展,并对基因工程技术在盐藻深入研究中的应用作了前景展望.