麻疯树基因JcKNOX1的克隆和表达调控分析

KNOX同源异型盒基因在植物生长发育中扮演着极其重要的角色,首次从大戟科植物麻疯树cDNA中克隆到一个同源异型盒基因,命名为JcKNOX1.其开放阅读框全长693bp,编码230个氨基酸残基,预测蛋白质等电点pI=6.13,分子量PA=25.92kD.聚类分析表明,JcKNOX1与毛白杨在进化上具有最近的亲缘关系,其次是甜橙.荧光定量PCR检测发现,JcKNOX1基因在麻疯树植株各个器官中均有表达,幼嫩部位表达量明显高于成熟器官,表达量依次为:茎尖嫩叶茎叶花叶柄根;对麻疯树幼苗进行ABA和低温胁迫发现,JcKNOX基因表达量明显增加.上游调控元件预测分析表明,该基因可能在麻疯树光调节、激素调控、花粉基因特异性表达、逆境调控等重要生物学过程中具有重要作用.     

水稻C2H2型锌指蛋白OsZAT12转化拟南芥功能的初步研究

摘要:植物C2H2型锌指蛋白是植物转录调节因子中的大家族,通过转录调控、翻译后调节和蛋白质间的相互作用在植物发育和环境胁迫中发挥关键作用. 本研究在水稻基因组中克隆到一个C2H2型锌指蛋白,命名为OsZAT12. 生物信息学分析显示OsZAT12全长597bp,其中不包含内含子,其蛋白质序列含有199个氨基酸,具有两个典型的C2H2锌指结构. OsZAT12蛋白定位于细胞核,在根中特异性表达.过表达拟南芥植株与野生型比较,其根变短,子叶的变绿率明显降低,植株矮小.初步推断OsZAT12可能影响植物生长发育尤其是根的伸长.     

一个麻风树Kunitz型蛋白酶抑制剂基因的克隆和鉴定

通过PCR技术克隆得到一个麻疯树Kunitz型蛋白酶抑制剂基因(JcKTI)的开放阅读框序列(540bp),对应的基因组序列不含内含子.该序列编码一个含有179个氨基酸残基的成熟多肽,其在根和茎中的表达最高,在叶片和种子中较低.原核表达的重组蛋白显示出一定的抑制牛胰蛋白酶的活性,过表达该基因的转基因烟草蛋白提取物对胰蛋白酶具有一定抑制作用,同时转基因烟草叶片可使进食后的棉铃虫幼虫生长发育受阻,摄食量减少.上述结果暗示JcKTI基因可能在麻疯树根和茎的抗虫应答中扮演着一定的角色.     

杨树MAGPIE和JACKDAW基因克隆、表达及蛋白互作研究

利用RACE技术从杨树不定根中克隆获得PeMGP和PeJDK基因全长cDNA序列,分别包含1 434 bp和1 518 bp长度的开放阅读框。两者都含2个内含子,其氨基酸序列均有4个保守结构域:2个C2H2型锌指结构域ZF1(CX2-4CX3FX4LX2HX3-5H)和ZF2(CX4CXnHXnX4H),2个C2HC型锌指结构域ZF3(CX2CXnHX3C)和ZF4(CXCXnHX3C)。在根茎叶中均检测到PeMGP和PeJKD基因的表达,但它们在杨树不定根发育过程中具有动态的表达模式。杨树原生质体瞬时表达揭示,PeMGP和PeJDK蛋白都定位于细胞核,两者在细胞核发生相互作用。     

杨树MAGPIE和JACKDAW基因克隆、表达及蛋白互作研究

利用RACE技术从杨树不定根中克隆获得PeMGP和PeJDK基因全长cDNA序列,分别包含1 434 bp和1 518 bp长度的开放阅读框。两者都含2个内含子,其氨基酸序列均有4个保守结构域:2个C2H2型锌指结构域ZF1(CX2-4CX3FX4LX2HX3-5H)和ZF2(CX4CXnHXnX4H),2个C2HC型锌指结构域ZF3(CX2CXnHX3C)和ZF4(CXCXnHX3C)。在根茎叶中均检测到PeMGP和PeJKD基因的表达,但它们在杨树不定根发育过程中具有动态的表达模式。杨树原生质体瞬时表达揭示,PeMGP和PeJDK蛋白都定位于细胞核,两者在细胞核发生相互作用。     

水稻OsDHHC13基因参与氧化胁迫响应的初步研究

DHHC型锌指蛋白参与细胞内蛋白质的棕榈酰化修饰,对细胞和个体的生长发育起着重要的调控作用.OsDHHC13是典型的DHHC型锌指蛋白基因.生物信息学分析发现,OsDHHC13的启动子区域含有胁迫及光响应元件,而且其编码蛋白是具有4个跨膜结构域的典型膜蛋白.对OsDHHC13过表达株系进行H2O2的氧化胁迫处理发现,过表达株系幼苗的根显著长于野生型,说明OsDHHC13能解除H2O2对根生长的抑制,提高了抗氧化胁迫的能力.随后H2O2含量测定发现,OsDHHC13过表达株系幼苗根部的H2O2含量显著低于野生型.进一步的qRT-PCR分析发现,与清除H2O2相关的酶基因的转录水平在过表达株系中显著升高,说明OsDHHC13能促进清除H2O2的相关酶基因的表达,调节内源性H2O2的动态平衡.总之,本研究结果初步证明锌指蛋白基因OsDHHC13正调控水稻的抗氧化胁迫能力.     

麻疯树亚硝基谷胱甘肽还原酶（JcGSNOR）的克隆与功能分析

本研究克隆出了麻疯树亚硝基谷胱甘肽还原酶（JcGSNOR）cDNA的全长序列,并分析了其在麻疯树各部位中的表达情况.结果表明,在所有参试的器官中,JcGSNOR基因皆有表达,其中在种子种表达量最大,其次为根茎,叶表达量最少.对新基因编码蛋白的理化性质进行分析后发现JcGSNOR的分子量约为40.256 kDa,等电点约为6.74;同源性分析表明,JcGSNOR基因与其它植物GSNOR基因核甘酸序列相似度达到80%以上,说明JcGSNOR是GSNOR蛋白家族的一个新发现的成员.同时将JcGSNOR基因与pY     

一个在麻疯树根和茎高表达的Kunitz型蛋白酶抑制剂基因JcKTI具有抗虫活性

通过RT-PCR和PCR技术,从麻疯树基因组中克隆得到一个Kunitz型蛋白酶抑制剂基因（JcKTI）的开放阅读框序列。对应开放读码框的基因组序列不含有内含子。该开放阅读框长度为540bp,编码一个含有179个氨基酸残基的成熟多肽,具有典型的Kunitz家族结构特征。组织特异性表达研究显示,JcKTI基因在根和茎中的表达丰度最高,在叶片和种子中表达较低。构建原核表达载体pET32-JcKTI在大肠杆菌BL21中表达,获得纯化的重组蛋白,该蛋白显示出一定的抑制牛胰蛋白酶的活性。将该基因在烟草中过表达,明胶酶法和BAEE法的结果均显示转基因植物的蛋白提取物对胰蛋白酶具有一定抑制作用,进一步的抗虫实验结果表明转基因烟草叶片可使进食后的棉铃虫幼虫生长发育受阻,并减少对叶片的吞食。上述结果暗示JcKTI基因可能在麻疯树根和茎的抗虫应答中扮演着一定的角色。     

麻疯树JcCBF3基因的克隆及其抗寒功能初探

从麻疯树中克隆到一个CBF3基因,命名为JcCBF3,ORF全长678bp,编码225个氨基酸;氨基酸序列同源性比对结果显示JcCBF3与其他物种CBF序列具有较高的同源性,与木薯和橡胶树的相似度最高,达到79%和74%.RT-qPCR结果表明低温胁迫12h后JcCBF3基因的表达量达到峰值,为对照的62倍.将JcCBF3构建到植物过表达载体pBI121上并成功转化烟草.低温处理下转基因烟草幼苗的游离脯氨酸含量和超氧化物歧化酶活性的增幅均大于野生型烟草,并且JcCBF3基因的过表达增强了含有CRT/DRE元件的下游抗性基因的表达.     

大豆GmNF-YA8的生物信息学及盐胁迫表达分析

本实验对大豆GmNF-YA8基因进行了生物信息学分析和高盐胁迫下表达量的检测.GmNF-YA8位于大豆基因组9号染色体上,cDNA全长1121 bp,开放阅读框615bp,编码204个氨基酸.GmNF-YA8蛋白分子量22.7 kD,pI 6.16.GmNF-YA8蛋白氨基酸序列中含有1个CBF保守结构域.GmNF-Y...     

青杄PwWrbA基因克隆及表达分析

色氨酸阻遏结合蛋白(tryptophan repressor-binding protein,WrbA)是一种重要的抗氧化酶类,参与了多种逆境反应。笔者通过RACE-PCR的方法克隆得到青杄WrbA基因的cDNA全长,共1 045 bp,编码区651 bp,编码203个氨基酸。利用生物信息学工具对其进行理化性质、二级结构和三级结构的分析,该蛋白理论分子质量21.80 ku,pI值6.43,N端11—15位氨基酸和C端112—165位氨基酸是FMN结合位点。荧光定量PCR和半定量RT-PCR发现青杄PwWrbA在各组织中都有表达,但在针叶中表达量最高。同时,PwWrbA在NaCl和ABA胁迫处理后表达量升高,H₂O₂也会影响其表达的改变,H₂O₂处理6 h后表达量上调。因此,PwWrbA是一个新的WrbA基因,推测其可能在青杄逆境胁迫应答中发挥作用。     

中间锦鸡儿CiCesA3的克隆及表达分析

为了研究中间锦鸡儿Caragana intermedia纤维素合酶基因(cellulose synthase,CesA)的结构及表达特性,通过同源克隆及RACE(rapid amplification of cDNA end)技术,获得1条中间锦鸡儿CesA基因的全长cNDA序列.NCBI Blast结果显示该基因与野生大豆Glycine soja基因GsCesA3相似度最高(94%),因此命名为CiCesA3.CiCesA3基因cDNA全长为3 475 bp,其中5'UTR长为175 bp,3'UTR长为76 bp,开放阅读框长度为3 225 bp,编码1 075个氨基酸.CiCesA3蛋白预测分子质量为119.89 ku,第16位到第79位氨基酸为CesA蛋白保守的锌指结构(Cx2Cx12FxACx2CxEx5Gx3Cx2C).CiCesA3蛋白C端有6个跨膜结构域,为亲水性蛋白.qRT-PCR检测不同组织中基因表达量的结果表明CiCesA3在叶中表达量最高.以上结果证明中间锦鸡儿CiCesA3基因与其他植物CesA基因相似,并无变异,为阐明中间锦鸡儿纤维素的合成提供了依据.     

甘蓝型油菜CCCH基因BnaA07g26050D的克隆及表达分析

油菜是我国重要的油料作物,它的产量受到各种逆境胁迫的影响.我们之前的研究表明,拟南芥CCCH锌指蛋白At C3H14控制植株生长发育的诸多过程.在本研究中,我们证实甘蓝型油菜CCCH基因Bna A07g26050D(At C3H14的同源基因)响应盐胁迫和干旱胁迫.Bna A07g26050D蛋白C端包含两个串联的CX8CX5CX3H结构域,在酵母中具有转录激活活性,类似于At C3H14.将Bna A07g26050D融合GFP转化拟南芥原生质体,发现其主要定位于细胞质和P-body中.qRT-PCR检测Bna A07g26050D基因的组织表达模式,结果表明该基因主要在上部茎、根和花中大量表达,而在其他组织中表达较低.此外,qRTPCR证实Bna A07g26050D基因在盐胁迫和干旱胁迫下表达量都明显上调,证明该基因可能参与干旱和盐胁迫.我们的研究为利用基因工程技术培育耐盐、旱油菜新品种提供了基因源.     

猪Akt1、Akt2基因克隆与组织表达图谱分析

为了得到长白猪蛋白激酶Akt1和Akt2基因序列并分析其表达模式,本研究使用RT-PCR方法,首先克隆了蛋白激酶Akt1和Akt2的cDNA.序列分析显示:长白猪Akt1基因的cDNA全长1461bp,编码具480个氨基酸残基的前体蛋白,其氨基酸序列与人,牛,大鼠,小鼠同源性达到97%以上.长白猪Akt2基因cDNA全长为1505bp,编码具481个氨基酸残基的前体蛋白,其氨基酸序列与人,牛,大鼠,小鼠的同源性高达97%以上.SMART分析表明,猪Akt1和Akt2蛋白均包含了与PI-3K结合的PH结构域及2个具有丝氨酸/苏氨酸激酶催化活性的S_TKc结构域.RT-PCR检测结果显示:Akt1mRNA在垂体、心脏、肝脏、脾脏、肌肉组织中高表达,在大脑、小脑、肾脏表达丰度较低.Akt2则在小脑、垂体、心脏、肝脏、脾脏和肌肉组织中高表达,而在大脑和肾脏中表达丰度较低.     

麻疯树耐冷基因JcCBF2的克隆及表达模式分析

从麻疯树基因组中克隆到一个CBF2基因(命名为JcCBF2).运用生物信息学的分析手段对该基因序列及其编码的蛋白质序列进行了分析,结果表明JcCBF2蛋白中不止包含保守的AP2/EREBP结合结构域,还具有CBF转录因子特征序列PKK/RPAGRxKFxETRHP、DSAWR.实时荧光定量PCR结果显示,JcCBF2基因主要在麻疯树叶片内转录表达,对低温胁迫极其敏感,但对干旱及盐胁迫不敏感,初步研究表明JcCBF2基因是低温诱导型转录因子.     

一个新C2H2型锌指蛋白的功能的初步研究

通过筛选人18周胎脑cDNA文库,得到一条编码332AA的全长新基因,生物信息学研究表明,该蛋白质序列有2个C2H2型锌指结构,其中1个锌指结构有RNA－binding蛋白特异锌指的特征,虽然同源比较发现与多种蛋白质精氨酸N端转甲基酶（protein arginine N-methyltransferase) 有一定的同源性,但新锌指蛋白不含转甲基酶的活性功能区域,属功能未知的基因,利用芯片研究功能未知基因的表达是一种较好的手段,通过代谢增强剂PMA（phorbol myristae acetate)刺激培养的血管内皮细胞,观察细胞受激活后新锌指蛋白基因的表达变化,结果表明新基因表达量提高了11倍以上,证实新基因属内皮细胞的极早期应答基因（Immediate early response gene,ERG)。     

麻疯树(Jatropha curcas)毒蛋白curcin基因家族成员的分离和描述

麻疯树curcin基因家族中4个成员通过PCR扩增被分离．它们都不合有内含子，序列分析表明它们编码Ⅰ型核糖体失活蛋白（Ribosome-Inactivating Proteins，RIPs），证明curcin基因如同大多数RIPs一样由多基因家族编码．四个curcin基因家族成员和另两个已知curcin基因家族成员的开放阅读框（Open Reading Frame，ORF）的序列比对结果显示curcin基因家族成员至少可分为两个亚类群，亚类群之间的氨基酸序列相似性低于88％．分别将这4个curcin基因家族成员命名为curA2、curA3、curB2、curB3．对四条基因启动子区和ORF生物信息学分析推测CurB2、curB3可能是被真菌及逆境诱导的curcin基因家族成员全长，而curA2、curA3可能是麻疯树胚乳贮存的curcin基因家族成员全长．Southern杂交结果显示，麻疯树基因组中至少有3个以上curcin基因家族成员．     

柽柳ThPR1基因的克隆与表达分析

通过对盐胁迫后刚毛柽柳(Tamarix hispida)7个转录组分析,鉴定获得病程蛋白相关基因PR1(命名为ThPR1)全长cDNA序列,该基因全长756 bp,编码区长537 bp,编码含178个氨基酸的蛋白质,分子质量为20.53 ku,理论等电点(pI)为9.75。为了研究该基因对逆境胁迫的应答情况,采用实时定量RT-PCR技术分析了刚毛柽柳在PEG、NaCl胁迫及外源ABA处理后不同组织中基因的表达。结果表明,NaCl会诱导ThPR1基因在根和叶中的表达,而PEG和ABA处理则抑制该基因在根和叶中的表达。     

大豆转录因子GmVOZ1的生物信息学及干旱胁迫表达分析

利用生物信息学的方法对大豆转录因子GmVOZ1进行了分析,同时利用实时荧光定量PCR对GmVOZ1在干旱胁迫下的表达量进行检测。GmVOZ1位于大豆基因组7号染色体上,mRNA编码序列全长1434bp,编码含有477个氨基酸的蛋白质,分子量53.12kDa,等电点5.87,其蛋白序列中含有一个VOZ-domain。预测结果显示,GmVOZ1蛋白是亲水性蛋白,无信号肽,定位在细胞核内。蛋白系统发育分析结果显示,GmVOZ1与苜蓿MtVOZ和拟南芥AtVOZ1亲缘关系较近。GmVOZ1启动子序列中含有多个光响应元件、激素响应相关元件和逆境响应相关元件。干旱胁迫处理后,GmVOZ1的表达量升高,最高值约为对照组的15倍。上述结果为GmVOZ1在大豆抗旱领域的研究提供理论依据。     

马尾松PmCBL3基因的克隆及其表达分析

【目的】为明确马尾松(Pinus massoniana)CBL基因结构特征及干旱胁迫下的表达特性,探讨该基因在马尾松抗旱调控过程中的生物学功能。【方法】以马尾松优良家系为试材,采用RT-PCR和RACE方法克隆马尾松CBL基因全长cDNA,运用生物信息学方法,分析其蛋白质性质和亲缘关系,利用荧光定量PCR分析干旱胁迫下的基因表达特性。【结果】获得马尾松的一个CBL同源基因,命名为PmCBL3,该基因cDNA序列全长1 035 bp,包括681 bp的完整开放阅读框,编码226个氨基酸。PmCBL3蛋白含4个EF-hand功能域,且相邻EF-hand功能域之间的氨基酸数目非常保守,属于EFh家族蛋白。系统进化分析表明:该蛋白与其他植物CBL同源性达62%～98%,其中与北美云杉(Picea sitchensis)CBL亲缘关系最近。qRT-PCR结果显示,PmCBL3在马尾松根中表达量最高,茎和叶次之; 干旱第15天表达量最大,随干旱胁迫加剧,表达量逐渐降低。【结论】PmCBL3基因属于CBLs家族,与北美云杉亲缘关系最近。该基因响应干旱胁迫,推测其可能参与马尾松干旱逆境的应答调控。