龙胆FtsZ基因的克隆及其在花瓣发育过程中的表达

以用RT-PCR从龙胆中克隆的FtsZ基因的cDNA片段(约800bp)作为探针,从cDNA文库中筛选到全长cDNA.递推氨基酸序列分析表明,该cDNA编码的多肽具有FtsZ蛋白的典型保守序列,N端氨基酸序列具有质体导肽特征,推测在叶绿体内起作用.随着龙胆花瓣发育进程,与质体分裂相关的FtsZ基因表达逐渐减弱,类胡萝卜素生物合成代谢途径中的Zds基因表达逐渐增强;叶绿素含量降低而类胡萝卜素含量增高,叶绿体逐渐转变成花色体,花色由绿转黄.     

烟草叶绿体分裂基因NfFtsZ2-1的克隆与功能分析

FtsZ蛋白在叶绿体的分裂过程中担负着重要作用.高等植物中FtsZ蛋白的陆续发现和功能分析加深了人们对叶绿体分裂机制的认识.植物中的ftsZ基因可分为两个明显不同的家族,在对烟草ftsZ1家族的研究基础上,对烟草ftsZ2家族成员的NtFtsZ2-1基因做了进一步的功能分析.研究结果表明,NtFtsZ2-1在叶绿体的分裂过程中发挥着重要作用,该基因的过量与减弱表达均对叶绿体的形态和数目产生了明显的影响.     

烟草ftsZ基因表达对质体发生的影响

FtsZ是广泛存在于原核生物和高等植物中的一种功能蛋白,它控制着原核细胞和质体的分裂过程.为进一步认识原核细胞和质体分裂的分子机制及真核细胞的起源和进化等重要问题,研究了该基因的表达调控特征.从烟草克隆ftsZ cDNA,构建了谷胱甘肽转移酶(GST)与FtsZ融合蛋白的表达质粒,并将其导入到在异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)诱导下能高效表达的大肠杆菌JM109中.高表达的融合蛋白通过谷胱甘肽-琼脂糖亲和层析和SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳纯化后,用以免疫兔子制备抗血清.免疫印迹法表明烟草ftsZ基因的表达具有明显的组织器官特征,在质体(叶绿体)分裂活跃的部位表达强,其表达量为幼嫩花瓣>幼叶>幼根>老叶>茎.黑暗培养1d对ftsZ基因表达似乎无影响,随黑暗培养时间延长,FtsZ蛋白表达逐渐降低,叶绿体转化成为体积小、数目众多(增加2～3倍)的淡黄色或白色质体.该实验结果证明,光对植物ftsZ基因表达很可能无直接影响,ftsZ基因表达的强弱是决定质体(叶绿体)分裂和细胞中质体(叶绿体)数目多少的主要原因之一.     

烟草叶绿体分裂基因NtFtsZ2—1的克隆与功能分析

FtsZ蛋白在叶绿体的分裂过程中担负着重要作用。高等植物中FtsZ蛋白的陆续发现和功能分析加深了人们对叶绿体分裂机制的认识。植物中的ftsZ基因可分为两个明显不同的家族，在对烟草ftsZ1家族的研究基础上，对烟草FtsZ2家族成员的NzFtsX2—1基因做了进一步的功能分析。研究结果表明，NtFtsZ2—1在叶绿体的分裂过程中发挥着重要作用，该基因的过量与减弱表达均对叶绿体的形态和数目产生了明显的影响。     

Cloning of two plastid division ftsZ genes from Nicotiana tabacum and their expression in E.coli

Two cDNAs of plastid division gene NtFtsZ1-1 and NtFtsZ1-2 are isolated from Nicotiana tabacum by RT-PCR and rapid amplification cDNA ends (RACE) method. Analysis of the deduced amino acid sequences encoded by NtFtsZ1-1 and NtFtsZ1-2 indicate that these two proteins possess the typical conservative motifs and GTP binding sites existing in all FtsZ proteins. The existence of putative plastid transit peptide in their N-terminal suggests that there are at least two transit-peptide containing FtsZ proteins in higher plants. Phylogenetic analysis based on amino acid sequences of FtsZ proteins also supports this interference. These two NtFtsZ genes demonstrate a similar expression pattern during the plant development, detected by Northern blot. Expression of NtFtsZ1-1 and NtFtsZ1-2 in E.coli interrupts the normal division process of host cells. These results suggest the diverse functions of FtsZ proteins in higher plants.     

西瓜八氢番茄红素合成酶基因全长的克隆与表达分析

通过RT-PCR和RACE技术从西瓜果实中克隆八氢番茄红素合成酶（PSY）基因的cDNA全长,用生物信息学方法对其cDNA序列及推测氨基酸序列进行分析,并用实时荧光定量PCR技术研究PSY在不同瓤色西瓜果实发育过程中的表达情况.结果表明,PSY基因cDNA全长1 561 bp（GenBank登录号为KC166870）,其开放阅读框为1 266 bp,编码421个氨基酸.该基因及其推导的氨基酸序列与同为葫芦科的其他植物的PSY及氨基酸序列的同源性分别为87％和91％以上;序列分析显示,PSY氨基酸序列N末端存在转运肽信号序列.不同瓤色西瓜果实发育过程中PSY的表达存在明显差异,红瓤果实中的表达量最高,这表明PSY可能与红瓤果实中积累较多的类胡萝卜素有关;PSY的表达量均高于PSY-A,推测PSY基因主要负责果实中类胡萝卜素的合成.     

大黄鱼cyclin B1和cdc2 cDNA序列特征及组织表达分析

成熟促进因子(MPF)是诱导细胞从G2期转入M期的关键因子,在配子成熟过程中具有重要作用.MPF由周期蛋白B(cyclin B,CB)和周期蛋白依赖性蛋白激酶(CDK1,由cdc2基因编码)2个亚基组成.本研究克隆了大黄鱼(Larimichthys crocea)cyclin B1(Lc-cb1)和cdc2(Lc-cdc2)基因的cDNA序列,并分析了这2个基因mRNA的组织表达特征,为解析MPF在大黄鱼性腺发育和配子成熟的作用机理奠定基础.Lc-cb1基因全长cDNA 1 882bp,可编码397个氨基酸的蛋白;Lc-cdc2基因全长cDNA序列1 151bp,可编码303个氨基酸的蛋白.基于Lc-cb1 cDNA序列推导的氨基酸序列与6种脊椎动物的CB1氨基酸序列有较高相似性(67%~84%),并具有周期蛋白盒、毁坏盒、以及蛋白酶K位点(RRxSK)等CB预期特征.基于Lc-cdc2的cDNA序列推导的氨基酸序列也与其他6种鱼类的CDK1氨酸酸序列有较高相似性(88%~97%),并具有丝氨酸/苏氨酸激酶催化结构域、ATP结合相关的保守序列(GxGxxGxV)、周期蛋白结合相关的PSTAIRE序列等CDK1的预期特征.可见,本研究克隆获得的2条序列是Lc-cb1和Lc-cdc2 cDNA全长.实时荧光定量PCR结果显示,Lc-cb1和Lc-cdc2的2个基因mRNA表达具有相似的组织特异性,在性腺中mRNA水平均远远高于其他组织,表明Lc-cb1和Lc-cdc2是大黄鱼性腺发育相关的重要基因.     

野桑蚕Ras1基因的cDNA克隆及转录表达谱研究

采用RT-PCR的方法,克隆了野桑蚕Bombyx mandarina Ras1基因,获得了其cDNA序列.该序列长640bp,含有1个579bp的完整开放阅读框,有2个外显子,1个内含子,编码1个由192个氨基酸残基组成的蛋白质,其蛋白质的分子量和等电点分别为21 800和6.24.推导的氨基酸序列与其它物种Ras1基因相应氨基酸序列有较高的同源性,该序列具有它们的Ras1基因所共有的典型特征.组织特异性表达分析表明该基因在野桑蚕的丝腺、脂肪体、表皮、中肠和马氏管中均有表达.这些结果为进一步研究野桑蚕Ras1基因的功能奠定了分子基础.     

毕赤酵母△~9-脂肪酸脱氢酶基因的克隆和表达

根据真菌Δ9-脂肪酸脱氢酶保守的氨基酸序列设计简并引物进行PCR,获得一个741 bp的毕赤酵母cDNA片段,再根据获得的部分序列设计基因特异性引物,通过cDNA末端扩增技术(RACE)获得该cDNA的3′和5′序列,从而得到全长为1 689 bp的cDNA序列.序列分析结果表明,该序列具有一个长度为1 194 b p、编码397个氨基酸的开放阅读框(PPD9).与报道的Δ9-脂肪酸脱氢酶一样,推测的氨基酸序列具有膜整合脂肪酸脱氢酶特异性的3个组氨酸保守区和疏水结构,在其氨基酸序列的C-末端具有类似于细胞色素b5的血红素结合区.该序列为一个新的编码Δ9-脂肪酸脱氢酶的基因,为了验证其功能,把开放阅读框序列PPD9亚克隆到表达载体pYES 2.0,构建重组表达载体pYPPD9,并转化到酿酒酵母的Δ9-脂肪酸脱氢酶缺陷型菌株DTY-11A中进行表达。通过平板互补实验结果表明,该序列在酿酒酵母中获得表达。所编码的蛋白具有Δ9-脂肪酸脱氢酶活性,能弥补DTY-11A中由于Δ9-脂肪酸脱氢酶的缺失而引起的致死性突变。     

黄蜀葵查尔酮合成酶基因AmCHS克隆及序列分析

从黄蜀葵(Abelmoschus manihot) 花瓣中通过简并引物克隆得到查尔酮合成酶基因cDNA 核心序列,根据核心序列设计特异引物,再应用5′RACE 和3′RACE 技术分别扩增该序列的5′末端和3′末端序列,最后通过序列拼接获得黄蜀葵查尔酮合成酶基因（AmCHS）cDNA全序列.序列分析结果表明AmCHS cDNA编码区长1170 bp,编码389个氨基酸.其氨基酸序列与其它已知高等植物CHS基因具有很高的同源性,并且包含了CHS具有的活性位点和催化位点等保守性位点.     

黄蜀葵查尔酮合成酶基因AmCHS克隆及序列分析

从黄蜀葵(Abelmoschus manihot) 花瓣中通过简并引物克隆得到查尔酮合成酶基因cDNA 核心序列,根据核心序列设计特异引物,再应用5′RACE 和3′RACE 技术分别扩增该序列的5′末端和3′末端序列,最后通过序列拼接获得黄蜀葵查尔酮合成酶基因（AmCHS）cDNA全序列.序列分析结果表明AmCHS cDNA编码区长1170 bp,编码389个氨基酸。其氨基酸序列与其它已知高等植物CHS基因具有很高的同源性,并且包含了CHS 具有的活性位点和催化位点等保守性位点.     

野桑蚕Ras 2基因的cDNA分子克隆及其特征

基于家蚕(Bombyx mori)Ras2基因的cDNA序列设计引物,利用逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR)克隆了野桑蚕(Bombyx mandarina)Ras2基因,得到的cDNA序列长631bp,含有一个603bp的完整开放阅读框,由2个外显子和1个内含子组成,编码一个由200个氨基酸残基组成的蛋白质.该蛋白质的等电点为6.33,分子量为22.866kD.其氨基酸序列与其他昆虫Ras2氨基酸序列的同源性较高,且具有它们Ras2基因的典型特征.组织表达谱表明,该基因mRNA在野桑蚕的表皮、马氏管、中肠、脂肪体、丝腺中均有不同程度的表达.     

一个与油菜黄化相关的未知功能基因克隆及表达

以构建的油菜幼叶黄化突变体Cr3529消减文库中一个未知功能的差异表达基因片段为基础,应用RACE-PCR技术,扩增并克隆到两个cDNA全序列,分别命名为BnCr4和Bn-Cr4-1.测序结果显示,BnCr4编码区序列大小为1395 bp,编码465个氨基酸,而BnCr4-1编码区序列长1311 bp,编码437个氨基酸.BLAST结果表明它们与拟南芥中的一个未知功能基因的cDNA同源性分别为87%和80%.功能预测显示它们含有与蛋白质的修饰作用有关的多个活性位点,如磷酸化、糖基化、酰胺化以及磷酸泛酰巯基乙胺结合位点,可能是一种新的与cAMP介导的蛋白质磷酸化与去磷酸化作用有关的蛋白.Northen杂交结果显示该基因在Cr3529子叶期和幼叶期的表达高于野生型油菜,显示该基因的表达与突变性状紧密相关.最后,原核表达了BnCr4,得到了与预计分子量相同的融合蛋白.     

野桑蚕漆酶基因克隆、序列分析及转录表达谱研究

利用RT-PCR方法,克隆了野桑蚕Bombyx mandarina漆酶基因,获得了其cDNA序列.该序列长2 317bp,含有一个2 295bp的完整开放阅读框,有8个外显子,7个内含子,编码一个由764个氨基酸残基组成的蛋白质,其蛋白质的分子量和等电点分别为84 340.91和6.61.推导的氨基酸序列与其它鳞翅目昆虫(Laccase)基因相应氨基酸序列有较高的同源性,该序列具有它们的漆酶基因所共有的典型特征.组织特异性表达分析表明了该基因仅在野桑蚕的表皮、头部、中肠和血液中有表达.这些结果为进一步研究野桑蚕漆酶基因的功能提供了分子基础.     

金鱼蛋白磷酸酶2A-B"家族Alpha和Gamma调节基因的cDNA克隆及mRNA表达

以金鱼卵巢组织作为材料,运用RT-PCR和cDNA末端快速扩增(RACE)技术克隆得到蛋白磷酸酶2A(PP2A)调节亚基B"家族中γ基因(G5PR)cDNA全序列和α基因(PR130)cDNA部分序列.结果显示γ基因cDNA全长1885 bp,编码一个含457个氨基酸的蛋白质.而α基因cDNA长1781 bp,编码的多肽共含426个氨基酸,系α亚基的部分蛋白序列.它们与已知其他物种对应的B"家族蛋白质均有着很高的同源性.结构预测分析发现,α和γ两条多肽均存在PP2A调节亚基B"家族成员共有的两个EF-HAND结构域.用RT-PCR的方法检测了这两个基因在金鱼不同组织和胚胎发育不同时期的mRNA表达水平.结果表明,γ亚基在金鱼多种组织和各个胚胎发育时期中均有较高表达且表达量比较平均,仅在卵巢和精巢组织中最为丰富.与γ亚基表达模式相比,α亚基表达呈现明显的组织和胚胎发育阶段差异性,在卵巢和肌肉组织中最高,在肾脏和鳃中最低,在原肠胚、神经胚、脑泡分化和体色素等胚胎发育时期的表达较弱,而在其他时期中的表达较强.据此,推测α、γ两调节亚基可能在金鱼不同组织和胚胎发育过程中起着特定的作用.此外,进一步的分析发现,α基因除参与PP2A全酶功能外还可能具有独立的功能.     

皱纹盘鲍Hdh-MMP-1基因cDNA的克隆及原核表达

利用同源克隆方法和cDNA末端快速扩增(RACE)技术,从皱纹盘鲍(Haliotis discus hannai)肌肉组织中克隆得到基质金属蛋白酶-1基因(Hdh-MMP-1)cDNA全长序列(GenBank登录号:KR537291)。结果表明,Hdh-MMP-1 cDNA全长2136 bp,其中ORF长度为1551 bp,编码区含有516个氨基酸残基,预测其分子质量为58.94 ku,理论等电点为5.99。Hdh-MMP-1具有MMPs家族典型的N-端前肽区、催化区、铰链区和C-端类血红素结合区。利用SOPMA和SWISS-MODEL软件对该基因编码蛋白质高级结构进行了预测分析。氨基酸序列相似性结果显示,Hdh-MMP-1不仅与多种生物MMP-1基因具有序列相似性,且与某些软体动物和虫类的MMP-14及MMP-19也具有序列相似性。多序列比对结果显示,Hdh-MMP-1与红螺鲍、杂色鲍、美洲牡蛎的MMP-1相似性分别为95.29%、82.35%、38.85%。随后,构建了表达载体pET28a-catMMP-1,利用大肠杆菌原核表达系统,在大肠杆菌BL21 (DE3)中成功对该蛋白质催化区进行异源表达。     

猪Akt3基因克隆、序列分析及组织表达图谱研究

本研究以长白猪(Landrace)肌肉cDNA为模板,克隆得到长白猪Akt3基因.序列分析结果显示:长白猪Akt3基因cDNA全长1493bp,编码一个含479个氨基酸的前体蛋白,与人、牛、小鼠和大鼠的氨基酸序列一致性分别为100%、100%、99.58%、99.79%,具有高度保守性.氨基酸结构分析显示,长白猪Akt3基因都具有典型的Pleckstrin homologous domain(PH)结构域和丝氨酸/苏氨酸磷酸化激活位点.组织表达图谱分析结果显示:Akt3基因在所有检测的家猪组织中均有表达.此外,本研究还将Akt3基因编码区序列克隆转入真核表达载体pcDNA3.1(+)中,为下一步功能验证做准备.     

家鸡单核细胞趋化因子MCP-1克隆、融合表达及序列分析

本研究从鸡cDNA文库中,通过菌落PCR筛选获得单核细胞趋化激活因子(MCP-1)基因的cDNA,将该cDNA中的ORF插入到pET-28a( )质粒(携带T7/lac启动子序列和His-Tag标签序列)中,得到pET-mcp-1质粒;重组质粒转化E.coliBL21(DE3)后,经IPTG诱导表达得到MCP-1和His-Tag的融合蛋白(HisTag-MCP-1)。该基因不仅具有CC趋化因子家族Cys-Cys氨基酸模序,并且与结构和功能相关的氨基酸高度保守。     

猪SOSC5和SOCS6基因克隆及组织表达研究

本文以长白猪(Landrace)大脑cDNA为模板,克隆得到长白猪细胞因子抑制因子SOCS-5基因和长白猪SOCS-6基因.序列分析结果显示:长白猪SOCS-5基因cDNA全长1688 bp,编码一个含有536个氨基酸的前体蛋白,与人、牛、小鼠和大鼠的氨基酸序列一致性分别为97％、97％、94％和95％;SOCS-6基因cDNA全长1645 bp,编码一个含有535个氨基酸的前体蛋白,与人、牛、小鼠和大鼠的氨基酸序列同源性分别为:92％,97％,85％,82％.氨基酸结构分析显示,长白猪SOCS-5和SOCS-6基因都具有典型的中央SH2结构域和C末端有40个氨基酸的SOCS Box结构域;组织表达图谱分析结果显示:长白猪SOCS5基因在大脑、心脏、脾脏、肌肉组织大量表达,在下丘脑、肝脏、肾脏、小肠中也有表达;SOCS6基因在大脑、下丘脑、心脏、肝脏、脾脏、肾脏、肌肉及小肠均大量表达.此外,本研究还将SOCS-5和SOCS-6基因编码区序列克隆转入真核表达载体pcDNA3.1(+)中,为下一步功能验证做准备.     

乌鳢β-肌动蛋白cDNA克隆与表达分析

利用RT-PCR技术首次克隆获得了乌鳢(Channa argus)的β-肌动蛋白基因cDNA序列.结果显示,乌鳢β-肌动蛋白的cDNA序列全长1 813bp,包含一个1 125bp的开放阅读框(ORF),共编码375个氨基酸.蛋白序列分析显示,乌鳢β-肌动蛋白的相对分子质量为41.731kDa,等电点PI为5.16,由20种氨基酸组成(甘氨酸数目占比最高为7.73%,色氨酸数目占比最低为1.07%),含有3个actin信号位点.蛋白同源性分析显示,乌鳢β-肌动蛋白与大西洋鲑、虹鳟、莫桑比克罗非鱼的同源性达99%以上,与非洲爪蟾、鸡和人等脊椎动物的同源性达98%以上,表明β-肌动蛋白基因在不同物种之间具有很高的保守性.基于NJ法的β-actin基因系统发育分析显示,乌鳢处于鲈形目和鲑形目鱼类的基部,并没有与鲈形目鱼类聚类为一支,表明乌鳢β-actin基因的进化速率较其他鲈形目鱼类更慢.组织表达分析显示,乌鳢β-actin在检测的11个组织中均有表达,且表达量比较稳定,表明该基因可作为内参选择时的候选基因,可为乌鳢功能基因研究时的内参选择提供参考.