丙二酸盐克罗诺杆菌PspA包涵体蛋白的表达、复性及纯化方法优化

为研究丙二酸盐克罗诺杆菌(Cronobacter malonaticus)中噬菌体休克蛋白A(phage shock protein A,PspA)的结构与功能，文章构建了PspA融合蛋白表达载体，但重组蛋白以包涵体形式大量表达；为获取较高浓度的可溶性蛋白进行后续探究，使用尿素裂解液使蛋白变性后，经多种方法复性GST-PspA包涵体蛋白，使其重新恢复生物学活性。研究结果表明，4℃低温条件下包涵体蛋白经尿素梯度稀释透析以控制复性速率，防止蛋白分子快速聚集，可以实现高效复性和纯化GST-PspA融合蛋白。为进一步探索Psp系统中各蛋白的功能及相互作用的研究提供一定的参考。     

利用拟南芥鉴定双孢蘑菇Hsp20和Adcs基因的耐温功能

双孢蘑菇2个差异表达基因热休克蛋白基因(Hsp20)和4-氨基-4-脱氧分支酸合成酶基因(Adcs)通过根癌农杆菌(Agrobacterium)介导的花序浸渍法转化拟南芥(Arabidopsis thaliana),经草铵磷筛选、聚合酶链式反应(PCR)鉴定和蛋白质印迹(Western blot)鉴定表明,Hsp20基因和Adcs基因已整合到拟南芥基因组中并过表达.对转基因植株和野生型对照进行高温胁迫,比较其耐热性差异.结果显示:经过45℃热激1h处理,Hsp20基因转化拟南芥下胚轴恢复生长,部分幼苗存活;Adcs基因转化拟南芥与野生型一样下胚轴未恢复生长,幼苗基本未存活.实验表明,Hsp20基因对蘑菇的耐热性有直接作用,而Adcs基因对蘑菇的耐热性可能无直接作用.     

SAP蛋白与植物的抗逆性

植物在非生物逆境胁迫下会产生多种诱导蛋白以适应胁迫环境,其中SAP蛋白(Stress Associated Protein) 因其抗非生物胁迫的能力逐渐受到广泛关注.该文介绍SAP家族基因和蛋白的特性、分类以及SAP基因的表达调控、转基因研究的进展,并对该蛋白的应用前景进行了展望.     

胁迫相关蛋白(SAP)与植物的抗逆性

植物在非生物逆境胁迫下会产生多种诱导蛋白以适应胁迫环境,其中SAP蛋白(Stress Associated Protein)因其抗非生物胁迫的能力受到广泛关注.该文介绍SAP家族基因和蛋白的特性、分类以及SAP基因的表达调控、转基因研究的进展,结合课题组对高粱SAP的研究,对该蛋白的应用前景进行了展望.     

核桃JrHSP20-1基因鉴定及温度胁迫响应功能分析

探讨核桃(Juglans regia)热激蛋白响应温度胁迫的分子调控机理,为核桃防寒工作等提供理论指导.通过对核桃‘香玲’转录组分析获得1个热激蛋白家族基因HSP20(命名为JrHSP20-1)的全长cDNA序列.采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析在40,44,48,16,10,6℃胁迫下JrHSP20-1在核桃根、茎、叶中的表达.并将JrHSP20-1构建酵母表达载体PYES2-JrHSP20-1进行温度胁迫功能分析.结果显示,JrHSP20-1基因全长891bp,编码的蛋白分子量为33.57KD,含296个氨基酸,理论等电点为5.07.表达分析显示,JrHSP20-1在不同组织均有不同程度的表达;根中,44℃时JrHSP20-1被诱导为对照的2.3倍,48℃时达对照的74.5倍,10℃时被诱导为对照的12.0倍;茎中,48℃时上调最大为对照的300.2倍;叶中,在48℃和16℃胁迫下被诱导较高,分别为对照的82.1,53.8倍.酵母温度胁迫实验发现,在53℃和-20℃胁迫下,重组酵母INVSC1(pYES2-JrHSP20-1)的生命活力及恢复活性明显优于对照酵母INVSC1(pYES2).得出核桃JrHSP20-1基因的表达具有一定的组织特性,响应于温度胁迫诱导,且JrHSP20-1基因能有效提高转基因酵母对高温和低温的耐受力,表明JrHSP20-1基因是核桃抗寒耐高温的有效候选基因,为进一步研究JrHSP20-1的抗寒功能打下基础.     

DnaJI-like蛋白eDNA的克隆及其在重金属胁迫下的表达研究

差别筛选HgCl₂胁迫的菜豆幼苗叶片cDNA库,分离出一个重金属胁迫应答基因克隆PvSR6(Phaseolus vulgaris stress-related)．DNA和氨基酸序列同源性分析结果表明PvSR6基因编码一种DnaJ—like蛋白．Northern blot结果表明：PvSR6主要在根中表达,叶片和茎中表达较少;重金属(Hg,Cd,As,Zn和Cu等)能强烈地诱导其基因在叶片的表达．推测DnaJ-1ike蛋白在保护细胞膜和酶蛋白的结构和功能及提高植物的抗逆性方面有重要作用。     

甘薯、番茄和拟南芥中丝氨酸羟甲基转移酶基因家族功能研究

丝氨酸羟甲基转移酶(serine hydroxymethyltransferase, SHMT)普遍存在于植物中,在高等植物的一碳代谢和光呼吸过程中起着重要作用,然而该家族在甘薯中的功能尚不清楚。文章通过同源比对获取甘薯、番茄、拟南芥中21个SHMT基因家族的信息,通过系统进化树分析,发现21个SHMT蛋白形成4个分支;利用蛋白motif分析、蛋白结构域分析、基因外显子内含子结构分析、蛋白的二级结构和三级结构预测、蛋白质理化性质分析、核定位序列(nuclear localization sequence, NLS)、亚细胞定位分析预测,发现蛋白高级结构和基因结构在同一分支内更为保守,即同源性越高的蛋白,其结构、性质更为接近。通过对番茄中SHMT基因进行表达量分析,发现SHMT基因可能在番茄种子发育、开花、果实成熟方面发挥作用。另外,通过对拟南芥SHMT(AtSHMT)家族在胁迫条件下的表达水平进行分析,推断多个AtSHMT基因对胁迫尤其是盐胁迫、冷胁迫、热胁迫产生应答,表明SHMT基因家族在胁迫应答中起到调控作用。综上,文章将甘薯、番茄、拟南芥中SHMT基因家族的生物信息学分析及基因表...     

用抑制差减杂交技术分离烯丙异噻唑诱导水稻特异表达的基因

烯丙异噻唑(PBZ)处理水稻根能使其产生对稻瘟病的系统获得性抗性,因此在东南亚稻区被广泛用于防治稻瘟病,然而关于其作用的分子机理还知之甚少．运用抑制差减杂交技术,试图通过分离鉴定受PBZ诱导调控的关键基因,探索其作用的分子机理．以PBZ处理后的水稻叶片cDNA为目标群体(tester),以未处理水稻叶片cDNA为对照群体(driver),用经过对照cDNA差减的、烯丙异噻唑处理的cDNA群体构建了一个含260个重组子的差减文库．通过差示筛选鉴定出了26个。PBZ诱导水稻特异表达和增强表达的候选克隆．对26个cDNA克隆进行了双向测序和同源性比较,发现其中3个克隆：rJAB1,rTAB2和蛋白磷酸酯酶2Aδ调节亚基同型物基因,位于抗病相关信号转导途径上,它们与哺乳动物和人类免疫途径上的信号因子有明显相似之处,因此推断可能与诱导抗性有关．另外8个克隆与已知基因同源性为70％～99％．经Northern杂交分析,其中rJAB1(编码c-jun激活区结合蛋白1)受烯丙异噻唑和稻瘟菌诱导表达;膜糖蛋白同源基因及肌动蛋白(actin)α1受烯丙异噻唑诱导表达,部分克隆为低丰度转录本．     

利用大麦寡核苷酸芯片进行小麦苗期叶片热胁迫基因表达谱分析

植物感受热胁迫时基因表达发生变化，而这些差异表达的基因对植物耐热性起着至关重要的作用.为揭示小麦热胁迫响应的分子机理，以38℃热胁迫的小麦幼苗为处理组(HS)，同期未经处理的小麦幼苗为对照组(CK)，分别提取叶片RNA与Affymetrix Barley1基因芯片杂交.杂交结果显示，在总共22840个探针中，对照组(CK)和热胁迫组(HS)共检测到8486个阳性探针，占总探针数的37.15%.利用半定量RT-PCR技术对11个差异表达基因的表达模式进行验证，发现10个基因与芯片的表达类型完全一致. 利用Gene Ontology的GO information对差异表达的基因进行了分类，表明差异表达的基因涉及逆境胁迫、信号转导、物质运输、光合作用、蛋白代谢、脂肪代谢、碳水化合物代谢等多个方面.其中有大量热激蛋白和分子伴侣相关基因上调表达.上调表达的热激蛋白包含热激蛋白各个家族，且上调表达的平均倍数明显高于其他基因的上调倍数.另外泛素—蛋白酶体通路中的多个关键酶的基因也发生了差异表达，预示着负责蛋白质选择性降解的泛素—蛋白酶体通路也参与了植物对热胁迫的应答机制.     

水杨酸对水分胁迫下小麦根交替途径的影响

研究了水杨酸(SA)处理对水分胁迫下小麦抗氰交替途径容量(Valt)、实际运行活性(ρValt)与交替氧化酶AOX表达量的影响. 结果表明：未经SA处理的小麦在胁迫与非胁迫的条件下均存在抗氰呼吸, 水分胁迫可使小麦呼吸活性及基因转录水平下降. 水杨酸可以缓解水分胁迫的影响,增加抗氰交替途径活性,使Valt与ρValt显著提高,SA对小麦氰呼吸起到了诱导作用. Western杂交分析结果显示,小麦在不同处理下Valt与ρValt的差异与AOX蛋白水平的变化相关, 水杨酸(SA)处理时AOX的表达量     

拟南芥中参与盐胁迫应答的基因 At1g14260的功能初探

拟南芥中未知基因At1g14260的表达受到多种非生物胁迫的诱导, 特别是在NaCl的诱导下, At1g14260的表达量明显增加. 对T DNA插入突变体at1g14260(salk 118406)的分析表明, 敲除了基因At1g14260的拟南芥相比野生型对盐胁迫更加敏感. 此外, 构建了融合表达载体PBi221 At1g14260 GFP并且成功转入拟南芥原生质体中, 在荧光显微镜下观察到融合蛋白定位于原生质体细胞核中. 因此, At1g14260可能参与了拟南芥中盐胁迫的过程.     

中间苍白杆菌SCUEC4菌株中尼古丁降解相关ocnC基因的克隆与表达

对中间苍白杆菌SCUEC4菌株中与尼古丁降解相关的ocnC基因进行克隆和表达,并对OcnC蛋白的表达条件进行优化,通过PCR扩增获得ocnC基因,构建重组质粒pET28a(+)-ocnC,转化大肠杆菌BL21(DE3)菌株进行异源表达,采用不同的IPTG浓度、诱导温度和诱导时间对OcnC蛋白进行诱导表达.结果表明:ocnC基因大小为1344 bp,编码蛋白分子量为48.0 kDa,重组表达菌株在IPTG浓度为1.0 mmol·L~(-1)、诱导温度在37℃及诱导表达时间在20 h的优化表达条件时,OcnC蛋白的表达量较高.     

MS2介导的口蹄疫类病毒颗粒疫苗的研究

研究表明,口蹄疫病毒(Foot-and-mouth disease virus,FMDV)的VP1蛋白含有关键的抗原决定簇.根据O/HL-JOC12/03猪源FMDV毒株VP1上第141～160位氨基酸序列设计引物,利用重叠延伸PCR(SOE PCR)技术将该序列插入在大肠杆菌(Escherichia coli)噬菌体MS2外壳蛋白基因的特定位点.然后连接到原核表达载体pET28a上,构建了重组表达质粒28a-CP-VP1,转化BL21(DE3),ITPG诱导表达得到融合表达的CP-VP1.透射电子显微镜下观察融合蛋白CP-VP1成类病毒颗粒(virus-like particles,VLPs)状.间接ELISA实验证实该蛋白能够特异地结合豚鼠抗O型FM-DV的阳性血清,30μg的CP-VP1的VLPs蛋白免疫小鼠后可以诱导其产生高效价的特异抗体.故该口蹄疫病毒抗原决定簇展示在噬菌体MS2上表面的VLPs蛋白具有开发成口蹄疫疫苗的前景.     

5种克罗诺杆菌鞭毛蛋白fliC基因的克隆和序列分析

根据C.sakazakii BAA 894全基因组序列中fliC基因(Gene ID:CP000783.1),设计特异性引物,通过PCR方法扩增了5种克罗诺杆菌fliC基因的全长序列,并通过生物信息学方法对fliC基因进行了序列分析.序列分析结果表明:fliC基因的全长为837bp,编码279个氨基酸.同源性分析表明:5种克罗诺杆菌fliC基因的序列相似性为92.11%~99.40%;与其它细菌的fliC序列进行比较,其核酸序列同源性为51.73%~82.57%.这表明克罗诺杆菌fliC基因具有较高的保守性,可作为制备克罗诺杆菌多克隆抗体或单克隆抗体的一种候选抗原.     

宝山堇菜Pb耐性相关基因筛选及表达特性

Cd超富集植物宝山堇菜Viola baoshannensis也有一定Pb耐性/富集能力,为了解宝山堇菜对Pb的耐性/富集分子机制,采用抑制消减杂交技术(suppression subtractive hybridization,SSH),筛选了宝山堇菜根在Pb诱导下差异表达的基因片段,进而对与Pb耐性与富集相关的基因克隆片段(expressed sequence tags,ESTs)进行半定量RT-PCR和Northorn杂交验证。利用SSH方法,从宝山堇菜根部获得27个在Pb胁迫下特异表达的无重复的有意义EST克隆片段。半定量RT-PCR和Northern杂交进一步证实和Lycopersicon esculentum木葡聚糖内源转糖基酶(xyloglucan endotransglycosylase,XTH)基因、Arabidopsis thaliana GTP结合蛋白基因(GTP binding mRNA)基因相似的2个克隆片段在宝山堇菜受Pb胁迫时,为上调表达基因。可初步假设,Pb胁迫下,伴随有细胞壁的变化,GTP结合蛋白可能参与宝山堇菜体内Pb胁迫信号的传导。     

小黑麦NAC转录因子基因TwNAC01克隆及生物信息学分析

NAC(NAM、ATAF1/2、CUC2)是在调控植物发育、衰老、生物与非生物逆境以及激素反应等方面具有重要作用的一类转录因子。为探索六倍体小黑麦耐干旱机制,本研究以六倍体小黑麦为材料,利用快速扩增cDNA末端(RACE)与反转录·聚合酶链反应(RT-PCR)技术克隆到1条NAC转录因子cDNA全长,分析了其生物信息学特点,同时利用实时定量PCR技术分析其在干旱胁迫下的组织部位表达特点。结果表明,所克隆小黑麦基因ORF全长1 059 bp,编码352个氨基酸。该基因预测蛋白中具有NAM亚家族保守的氨基酸序列,且其预测蛋白氨基酸序列与山羊草中的NAC转录因子氨基酸序列同源性高达90%以上。该基因预测蛋白属亲水性蛋白,无跨膜结构域与信号肽区域,二级结构包含45个α-螺旋,57个β-折叠和250个无规则卷曲。预测蛋白定位于细胞核内。在干旱胁迫下,该基因在开花后22 d的小黑麦幼粒和根部的表达量明显高于茎和叶,且表达量显著受干旱胁迫诱导。可见所克隆的基因为小黑麦NAC转录因子,将其命名为TwNAC01(GenBank登录号为MG736919),其在小黑麦抗旱应激反应中具有重要作用。小黑麦NAC转录因子基因TwNAC01的克隆对于揭示小黑麦的抗旱性机制以及小黑麦抗旱基因工程育种具有重要意义。     

抑制铜绿假单胞菌生长的噬菌体K4基因的筛选

噬菌体基因组携带多种影响宿主菌生长的基因,是筛选新型抗菌素的可能靶位.本研究分别克隆铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)噬菌体K4携带的全部75个基因,在阿拉伯糖启动子控制下进行表达.实验结果表明,6个噬菌体基因的表达产物能够显著抑制宿主菌的生长.生物信息学分析显示,基因gp72编码的末端酶大亚基与噬菌体基因组包装过程相关,基因gp49编码假定的5′-3′核酸外切酶,其余4个基因编码产物未发现特定的蛋白结构域.利用脉冲场凝胶电泳分析宿主菌染色体DNA的完整性,在阿拉伯糖诱导5,h时,蛋白Gp17、Gp41、Gp72、Gp29和Gp49能够导致宿主菌染色体DNA的显著降解,这是抑制宿主菌生长的可能原因.蛋白Gp67对宿主菌染色体DNA没有影响,其抑制细胞生长的机制不同于其他蛋白.实验还发现,筛选基因的产物还能影响噬菌体的感染效率.本研究发现的抑制细菌生长的基因,能够为筛选新型抗菌素提供新的靶位.     

柽柳 GF14基因的克隆与表达分析

生物体中普遍存在的14-3-3蛋白(也称GF14蛋白)能够参与植物的一系列应激响应过程。笔者以柽柳(Tamarix hispida)为材料,从6个柽柳cDNA文库中分离出5条GF14 基因,依次命名为ThGF14a—ThGF14e。对5条GF14 基因进行生物信息学研究,并利用qRT-PCR技术对胁迫处理后的基因表达模式进行分析。结果显示:ThGF14 蛋白除了N和C末端的氨基酸外均含有一个高度保守的14-3-3 结构域,这些ThGF14蛋白分属于ε-like 和 non-ε 两种类型; 大多数 ThGF14基因在NaCl、PEG、4 ℃、CdCl₂处理不同时间(6,24,48 和 72 h)的叶和根中能够被诱导表达(表达量>2倍),且不同基因间对非生物胁迫应答表现出差异,其中ThGF14c 基因在叶和根中不同胁迫条件下的表达水平均最高。研究表明,柽柳 ThGF14 基因能够参与植物的非生物胁迫应答响应过程。     

柽柳GF14基因的克隆与表达分析（英文）

生物体中普遍存在的14-3-3蛋白(也称GF14蛋白)能够参与植物的一系列应激响应过程。笔者以柽柳(Tamarix hispida)为材料,从6个柽柳cDNA文库中分离出5条GF14基因,依次命名为ThGF14a—ThGF14e。对5条GF14基因进行生物信息学研究,并利用qRT-PCR技术对胁迫处理后的基因表达模式进行分析。结果显示:ThGF14蛋白除了N和C末端的氨基酸外均含有一个高度保守的14-3-3结构域,这些ThGF14蛋白分属于ε-like和non-ε两种类型;大多数ThGF14基因在NaCl、PEG、4℃、CdCl_2处理不同时间(6,24,48和72 h)的叶和根中能够被诱导表达(表达量2倍),且不同基因间对非生物胁迫应答表现出差异,其中ThGF14c基因在叶和根中不同胁迫条件下的表达水平均最高。研究表明,柽柳ThGF14基因能够参与植物的非生物胁迫应答响应过程。     

刚毛柽柳Th2CysPrx基因的互作蛋白及其表达模式分析

【目的】使用酵母双杂交系统研究刚毛柽柳中获得的2CysPrx(硫氧还蛋白过氧化物酶)基因(命名为Th2CysPrx)及编码蛋白的功能。【方法】通过酵母双杂交系统对该基因编码蛋白的互作蛋白进行筛选,进一步利用qRT-PCR 技术分析NaCl 和PEG₆₀₀₀ 胁迫下刚毛柽柳叶组织和根部组织中Th2CysPrx 基因与其互作蛋白基因的表达模式。【结果】酵母双杂交系统筛选获得了4 个可能与Th2CysPrx 互作的蛋白,分别为丙氨酸-乙醛酸转氨酶2(alanine-glyoxylate aminotransferase 2,ThAGT2)、苹果酸脱氢酶(malate dehydrogenase,ThMDH)、黄酮醇合酶(flavonol synthase,ThFLS)和扩展蛋白(expansin,ThEXP)。基因表达分析结果显示:盐胁迫下,柽柳叶和根中,Th2CysPrx和ThAGT2 基因的表达模式基本一致; 而干旱胁迫下,Th2CysPrx和ThAGT2 基因在叶和根中具有相同的表达模式。【结论】在盐和干旱胁迫下,ThAGT2 基因与Th2CysPrx 表达模式均趋于一致,表明Th2CysPrx 基因均可能通过与ThAGT2 基因的互作共同参与抗逆过程,为进一步研究Th2CysPrx 基因的抗逆机制,以及与其他抗逆基因的关系提供了依据。