齿瓣石斛AP3基因的克隆及序列分析

采用RACE技术从石斛花序中克隆了MADS-box家族AP3基因,该基因全长947 bp,包括完整的编码区、5'-UTR和3'-UTR,编码227个氨基酸.生物信息学分析表明,该基因编码相对分子量为26.5 KD的碱性疏水蛋白,具有保守MADS区和半保守K区结构域,与蝴蝶兰和拟南芥AP3同源蛋白相似性高达92%和90%.     

拟南芥Formin家族蛋白AFH14基因的克隆及功能结构域分析

应用RT-PCR的方法从拟南芥cDNA中克隆了AFH14的全序列,并对其功能结构域进行分析。发现所克隆的目的基因编码区全长3 102 bp,与基因组序列比对发现该基因包含18个内含子和18个外显子,编码1 033个氨基酸残基。通过与其它formin成员的序列比对分析,发现AFH14是一个典型的拟南芥II型formin,包括PTEN结构域。     

木榄细胞膜Na~+/H~+逆向运输蛋白BgSOS1功能的初步验证

根据木榄BgSOS1的序列信息从木榄中克隆到了全长的BgSOS1基因,该片段包含1个3 462 bp的开放阅读框,可编码1 153个氨基酸的多肽.生物信息学的分析结果表明:该氨基酸序列所编码的蛋白与拟南芥、番茄、水稻、小麦、盐芥和杨树的SOS1蛋白高度同源,同源性分别为63.86%,66.61%,62.18%,60.19%,63.97%和75.97%;BgSOS1蛋白的N端含有12个跨膜的结构域,C端为1个较长的胞内结构域.尽管单个BgSOS1的表达并不能提高转基因酵母的抗盐性,但SOS1,SOS2和SOS3共表达的酵母,其抗盐性明显提高,这表明SOS2/SOS3蛋白激酶复合体可能通过调控BgSOS1的Na+/H+交换功能来提高木榄的抗盐机理.     

小麦泛素融合降解蛋白基因全长cDNA的克隆及分析

实验利用RT-PCR技术，在小麦矮苏3品种中克隆了1个编码泛素融合降解蛋白基因的cDNA，并且含有完整的5′端，将该基因命名为Tufd1，利用RACE技术克隆了该cDNA的3′端。根据这2段cDNA克隆，设计特异引物，利用RT-PCR扩增出了Tufd1完整的开放读码框(ORF)，其编码区长948bp，编码315个氨基酸的多肽，在NCBI中运行BLAST。分析表明，Tufd1蛋白同拟南芥的UFD1蛋白有74％的同源性，在所编码的多肽链的N-端有UFD1保守结构域，可作为催化蛋白降解的信号。     

拟南芥atfes1a突变体种子的热敏感性分析

根据基因芯片数据等生物信息学资料,我们锁定一些未知的且被高温诱导的基因,并获得了一个推测编码蛋白含armadillo/beta-catenin repeat(简称ARM)结构域的突变体salk-021784,该突变体缺失AtFes1A基因,该基因编码一种受高温诱导的ARM 蛋白.利用抗体检测了在拟南芥种子发育过程中AtFes1A的热诱导表达特征, 通过表型分析发现,热处理后的突变体种子萌发率明显低于热处理后的野生型,表明AtFes1A蛋白与拟南芥耐热有关.     

编码拟南芥含BAG结构域蛋白的原核表达载体构建

生物信息学分析显示,拟南芥基因At5g62390编码一种钙调素结合蛋白,在其钙调素结合结构域有一个BAG(Bcl-2-associated athnogene)结构域存在,与钙调素结构域部分重叠.为了从实验上进一步研究该蛋白的钙调素结合特征及BAG结构域在钙调素结合中可能的调节作用,通过聚合酶链式反应(PCR)扩增不同结构域编码区的cDNA序列,构建到原核表达载体pET32-a中.测序分析表明:目的序列已正确克隆到表达载体上,为进一步表达目的蛋白及其不同结构域用于生化功能鉴定打下了基础.     

十字花科部分蔬菜HRD基因的克隆与生物信息学分析

根据NCBI上得到的拟南芥HRD基因序列,利用同源序列克隆的方法,设计引物,从12种十字花科蔬菜中克隆出其核酸序列,并进行生物信息学分析,旨在验证克隆出的序列与拟南芥HRD基因是否具有同源性.对这些得到的核酸序列从DNA序列、氨基酸序列的相似性、亲/疏水性、2级结构、功能域、3级结构、同源进化树等进行了预测和较为全面的分析.结果显示经PCR扩增,都得到了大小与拟南芥HRD基因基本一致的序列,长度在555bp左右.其基因序列、氨基酸序列比对同源性分别达到93.14%和89.74%;亲/疏水性分析表明该基因编码的蛋白为亲水性蛋白;推导的氨基酸序列中均存在AP2功能结构域,属于十字花科AP2/ERF类家族转录因子基因;同源进化树分析表明它们具有很高的同源性,说明所克隆的序列与拟南芥HRD基因由同一个基因进化而来,是十字花科植物中的保守基因.     

小拟南芥双键还原酶基因OpDBR的克隆及表达分析

从小拟南芥,又名无苞芥(Olimarabidopsis pumila,异种名Arabidopsis pumila)幼苗叶片c DNA文库中获得1条与拟南芥烯醛双键还原酶基因At DBR1(Gen Bank登录号为NP_197202.2)高度相似的EST序列,该序列包含1个1041 bp的最大开放阅读框(ORF),推测编码346个氨基酸(Gen Bank登录号为KU845686)。利用RT-PCR技术从小拟南芥叶片的c DNA中克隆了该基因,命名为Op DBR。比对分析结果表明,该基因属于中链还原/脱氢酶(medium chain reductase/dehydrogenases,MDR)超级家族,具有double bond reductase-like保守蛋白结构域;该蛋白的二级结构包含106个α-螺旋和48个β-转角。系统进化树分析结果表明,Op DBR编码产物与预测的亚麻芥烯醛双键还原酶(Gen Bank登录号为XP_010492631.1)遗传关系最为接近,属于同一进化分支。实时荧光定量RT-PCR(q RT-PCR)结果显示,Op DBR在小拟南芥的不同组织中都有表达,茎中表达量最高,根中最低。其在200 mmol/L Na Cl、4℃、100μmol/L ABA、20%PEG-6000处理下的表达结果分析显示,该基因可能在小拟南芥应对逆境胁迫时起着重要作用。     

假俭草EoNLA基因克隆与其转基因拟南芥在不同磷水平下的表型鉴定

【目的】磷元素是植物必需的大量营养元素,在植物的生长发育中必不可少。NLA(nitrogen limitation adaptation)蛋白是一种RING型E3泛素连接酶,参与磷转运蛋白的泛素化调控,在植物体的磷素平衡调节方面发挥重要作用。以假俭草这类天然适应低磷土壤条件的植物为研究材料,通过研究假俭草EoNLA的磷高效转运分子机制,为草坪草适应酸性土壤生境的磷高效转运分子育种和栽培调控提供理论依据。【方法】通过RACE方法克隆获得EoNLA基因,应用生物信息学分析确定基因的全长序列及编码氨基酸序列,采用原生质体瞬时表达体系确定EoNLA蛋白膜定位;通过qRT-PCR方法分析EoNLA基因低磷诱导下的表达模式,并通过农杆菌介导转化拟南芥进行基因功能鉴定。【结果】EoNLA基因序列全长1 353 bp,编码一个长度为331个氨基酸的蛋白。该蛋白具有NLA蛋白典型的RING结构域和SPX结构域,EoNLA蛋白定位于细胞膜,EoNLA基因在根组织的表达量显著高于在茎和叶的表达。【结论】EoNLA基因具有根组织表达特异性,且基于拟南芥转基因植株进行的功能鉴定,进一步显示EoNLA基因具有磷素调控相关的功能。     

沙冬青AmDREB1F基因的克隆与表达载体构建

DREB(dehydration responsive element binding protein)类转录因子在植物耐逆性中起重要作用.利用RNA-Seq技术从蒙古沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)中鉴定出一个受低温和干旱强烈诱导的DREB基因,并用PCR方法克隆到其完整编码区的cDNA和gDNA.二者均由726bp组成,故无内含子.推测其蛋白产物含241个氨基酸残基和1个保守的AP2结构域及核定位信号,很可能定位于细胞核.因为与拟南芥等植物DREB1F蛋白同源性较高,故将该基因命名为AmDREB1F.将其编码区cDNA片段成功构建到植物表达载体pCAMBIA3301上,为进一步研究其功能奠定了基础.     

At3g13600截短型蛋白的原核表达载体的构建

拟南芥基因At3g13600编码一种钙调素结合蛋白,序列分析表明,该基因cDNA序列全长1 818 bp,编码一个具有606个氨基酸残基的多肽,推测分子量为68.9 kD;在At3g13600蛋白的N端存在IQ钙调素结合构象.为了从实验上进一步研究该蛋白的钙调素结合特性,通过逆转录聚合酶链式反应( RT-PCR)扩增含...     

甘蓝型油菜G蛋白β亚基基因的克隆和表达分析

根据拟南芥等G蛋白β亚基基因的DNA序列,采用RT-PCR技术从甘蓝型油菜中克隆了一个编码G蛋白β亚基基因的全长cDNA,命名为BnAGB1.BnAGB1含有1134 bp的完整开放阅读框,编码378个氨基酸,与其它植物的Gβ亚基氨基酸序列有很高的同源性,且具有保守的Gα、Gγ结合区域及WD-40结构域.对甘蓝型油菜矮化突变体及其野生型中不同组织和不同发育时期的BnAGB1表达进行实时定量PCR分析表明:BnAGB1在矮化突变体和野生型的各个组织中均有表达;在生长旺盛期的子叶期、抽薹期和荚果期有较高的表达,而在两片真叶期、四片真叶期和花期表达较低;而且,在所有分析的不同时期和组织中,矮化突变体中的表达均显著或极显著高于野生型.以上结果表明,BnAGB1参与了甘蓝型油菜的生长发育进程的调控,与油菜矮化突变性状表现可能相关.     

白菜型油菜RAV基因的克隆及表达分析

基于拟南芥RAV类转录因子的序列,通过RACE方法获得白菜型油菜RAV基因的cDNA序列,全长1 306bp,其中包括5′-UTR109bp,3′-UTR171bp,开放阅读框1 026bp,编码341个氨基酸,预测蛋白分子量为38.03u,理论等电点为9.2,含有相对保守的AP2和B3结构域.多序列比对和系统进化分析表明,油菜RAV与拟南芥RAV1具有很高的一致性,为88.0%.实时荧光定量PCR结果表明,油菜RAV基因受低温和盐胁迫的诱导,推测该基因在响应非生物胁迫中发挥重要作用.     

拟南芥RING finger结构域AtHHR1基因的功能初步研究

为了研究拟南芥基因AtHHR1(编码一个含有RING finger结构域的E3连接酶)是否参与热胁迫响应,构建了athhr1/AtHHR1互补转基因株系.对突变体、互补株系及野生型进行热胁迫处理,发现突变体的萌发率、叶绿素及脯氨酸含量高于野生型,而互补株系均低于野生型.通过real-time PCR定量检测发现,热诱导后拟南芥热信号通路中相关热激蛋白基因在突变体中表达比野生型中高.研究结果初步表明AtHHR1基因在拟南芥的热胁迫响应中起负调控作用.     

拟南芥类结瘤素基因At1g01070的生物信息学分析

类结瘤素基因在非结瘤植物生长发育中承担着重要的功能,但仅少数基因的功能被鉴定.本研究对拟南芥类结瘤素MtN21(Medicago truncatula NODULIN 21)家族成员At1g01070进行了生物信息学分析及亚细胞定位验证.结果表明,At1g01070有两种可变剪切体,编码两种蛋白At1g01070.1和At1g01070.2,前者比后者在N端多47个氨基酸,它们的分子量分别为40KD和35KD,等电点分别为9.2和8.9;均含有2个MtN21蛋白的特征结构域EamA(药物/代谢物转运结构域),At1g01070.1比At1g01070.2多一个PLN00411结构域,且其靠近N端的EamA结构域较后者长;三级结构均由7个α-螺旋和一些不规则卷曲组成,分别含有10个和8个疏水跨膜区,均含13个磷酸化修饰位点,亚细胞定位预测主要定位在质膜;进化上,与琴叶拟南芥(Arabidopsis lyrata)亲缘关系最近;亚细胞定位结果显示At1g01070.1定位在质膜,与预测结果一致.推测At1g01070在植物体内可能参与物质运输.     

玉米PDE191基因全长cDNA的克隆及其生物信息学分析

为研究玉米白化相关基因PDE191序列信息和基因功能,以玉米叶片总RNA逆转录后的c DNA为模板,采用RT-PCR和RACE技术克隆出玉米PDE191基因全长c DNA。DNA测序及生物信息学分析表明,玉米PDE191基因c DNA全长1229 bp,编码333个氨基酸的蛋白质,亚细胞定位于线粒体和叶绿体。软件预测PDE191蛋白分子量为37.79 k D,理论等电点为9.12,该蛋白二级结构主要构成元件为?螺旋和无规则卷曲,包含7个MTERF结构域。三级结构预测显示该蛋白为球状结构,预测结果与二级结构预测的结果相符。对该蛋白进行多重序列比对和聚类分析显示,PDE191属于植物MTERF家族,在不同植物中存在其同源蛋白质,其中与拟南芥PDE191氨基酸序列的相似性高达99%。本研究为进一步研究玉米PDE191基因的功能奠定了基础。     

新疆无苞芥OpNAC083基因的克隆与表达分析

本研究通过对新疆耐逆植物无苞芥幼苗c DNA文库的随机克隆测序分析,获得1条与拟南芥NAC转录因子基因At NAC083高度相似的EST序列(Gen Bank登录号为JZ151841),该序列包含1个723 bp最大开放阅读框(ORF),推测编码240个氨基酸。根据该ORF序列设计引物,利用RT-PCR技术从无苞芥叶片的c DNA中克隆了该基因,命名为Op NAC083。比对分析结果表明在其N端具有一段No apical meristem(NAM)保守结构域;该蛋白的二级结构包含33个α-螺旋和11个β-转角。系统进化树分析结果表明,Op NAC083编码产物与拟南芥At NAC083和琴叶拟南芥ANAC083进化关系较近,属于同一进化分支。实时荧光定量PCR(q RT-PCR)分析基因表达结果显示,Op NAC083在无苞芥的不同组织中都有表达,在叶中表达量最高;高盐胁迫处理2 h、ABA处理6 h明显诱导该基因的表达,但PEG-6000和4℃胁迫却抑制该基因的表达。这表明Op NAC083在无苞芥应对盐和ABA胁迫中可能起着重要作用。     

佛手GRAS基因的克隆及表达分析

利用抑制消减杂交法从芸香科柑橘属不耐寒植物佛手中分离得到了一个表达序列标签(EST)片段,结合RACE技术克隆获得该基因的1 669 bp序列,编码区长1 236 bp,编码413个氨基酸.通过Blastn同源序列比对分析,结果显示该基因与拟南芥已知的GRAS基因同源性较高;与GenBank数据库比对分析,表明该基因具有GRAS特有的保守结构域.因此,命名该基因为:CmsGRAS(GenBank登录号:JF440647).用荧光定量聚合酶链式反应(qPCR)的方法研究了该基因在低温胁迫处理下的表达特性,结果显示该基因在低温胁迫后的表达量有明显的变化.     

棉花G.LEC1A基因的克隆和鉴定

为了研究棉花LEC1基因的功能,本研究采用同源克隆方法从海岛棉中克隆棉花LEC1基因(G.LEC1A),构建p CAMG.LEC1A植物表达载体,用农杆菌蘸花法转化拟南LEC1缺失突变体lec1-1,通过干燥筛选方法检验LEC1功能恢复情况。结果表明:G.LEC1A基因的ORF全长为627 bp,编码208个氨基酸,具有LEC1蛋白家族保守的B结构域。组成型表达G.LEC1A可恢复拟南芥lec1-1突变体种子的干燥耐受性。研究结果说明,棉花LEC1A基因是拟南芥LEC1的同功基因。     

八肋游仆虫中ECD1基因的克隆及序列分析

含有CHROMO(chromatin organization modifier)结构域的蛋白参与了异染色质的形成及转录沉默复合物的形成.原生动物游仆虫细胞中既含有转录活跃的大核也含有转录沉默的小核.本实验应用PCR技术从八肋游仆虫(Euplotes octocarinatus)中获得了一个编码含有CHROMO结构域的基因ECD1(Euplotes chromo domain-con-taining protein 1)(GeneBank登录号为FJ357578).大核中含有该基因的微小染色体全长1105 bp.小核中该基因内无内部删除序列IES的存在.通过RT-PCR,证实该基因开放阅读框为645 bp.大核基因中含有三个内含子,转录过程中这些内含子均符合一类内含子GU-AG剪切规则.DNAstar软件分析,该基因编码的蛋白质包含214个氨基酸,分子量24.7 kDa,等电点为5.48.结构域聚类分析表明Ecdl蛋白可能执行与四膜虫异染色质蛋白Pddlp和Pdd3p相似功能,参与大核发育过程中异染色质的形成和IES序列的删除.