甘蓝型油菜BnDHAR基因的克隆及表达分析

在甘蓝型油菜矮化突变体与其高秆亲本构建的消减杂交文库中,得到一长约230bp与编码脱氢抗坏血酸还原酶的DHAR基因核苷酸序列相似的DNA片段.采用同源克隆技术,在甘蓝型油菜中获得该基因的全长cDNA序列,命名为BnDHAR.BnDHAR与已公布的甘蓝型油菜基因组中的该基因核苷酸序列完全一致.对BnDHAR基因不同发育时期组织的表达分析的结果显示,BnDHAR基因在高秆油菜苗期的叶中表达量最高,是矮化突变体的5倍,在根、茎中表达极低,具有组织特异性.非生物胁迫显著影响BnDHAR表达,高温胁迫使其表达升高,盐胁迫处理9h时达最高,而干旱胁迫时表达量在处理12h时才达最高.     

水稻矮化突变体G蛋白α亚基基因的结构和表达

利用γ-Co60辐射诱发水稻特光矮-2(Oryza sativa L.cv.TGA-2)产生变异,获得一种稳定遗传的新型水稻矮化突变体dwarf69.dwarf69和TGA-2及其杂交后代F1、F2、F3成熟期的株高数据表明矮化表型受一对隐性基因控制.进一步研究发现,虽然dwarf69和TGA-2的G蛋白α亚基基因(Rice G protein alpha-subunit,RGA)编码区核苷酸序列只有一个核苷酸的差异,但RGA在野生型TGA-2中的表达量明显高于在突变体dwarf69中的表达量.对矮化突变体dwarf69和野生型TGA-2的RGA基因5＇上游区的序列分析表明,dwarf69 RGA 5＇上游区比TGA-2RGA5＇上游区多出1076bp.首次报道水稻矮化突变体中的RGA5＇上游区序列与其野生种的RGA5＇上游区序列存在显著的差异.     

甘蓝型油菜Tic21基因克隆、表达及拷贝数鉴定

根据拟南芥Tic21基因编码区设计引物,在甘蓝型油菜中扩增并克隆到其cDNA同源基因,命名为BnTic21(GenBank登录号HQ613273),测序结果显示该基因含有5个外显子,4个内含子,cDNA编码区大小为885 bp,编码294个氨基酸,蛋白理论分子量约为31.24kD,等电点11.10.与拟南芥、豌豆等物种氨基酸序列相似性在60.40%～87.75%之间.实时定量PCR对其不同组织特异性表达分析表明:BnTic21在油菜不同部位均有表达,茎尖最高,子叶、真叶、下胚轴次之,根表达量最低.用实时定量PCR检测表明BnTic21在甘蓝型油菜基因组中约有2个拷贝.     

非生物胁迫对油菜脯氨酸积累与BnGG2基因表达的影响

测定了非生物胁迫处理后甘蓝型油菜矮化突变体NDF-1及其野生型“3529”游离脯氨酸含量和G蛋白γ亚基基因BnGG2的表达变化.结果表明,从表型上看,突变体比野生型更耐胁迫.NDF-1和“3529”中脯氨酸含量随高温、高盐和干旱胁迫时间递增,但NDF-1中脯氨酸含量低于“3529”.NDF-1和“3529”中BnGG2基因均可被高盐(200 mmol/L NaCl)和干旱(20% PEG 6000)诱导,而被高温(40 ℃)抑制,NDF-1比“3529”反应更迅速明显.低温(4 ℃)胁迫后脯氨酸和BnGG     

甘蓝型油菜G蛋白β亚基过量表达载体和RNA干扰载体的构建及遗传转化

构建了含甘蓝型油菜G蛋白β亚基BnGB1基因的过量表达载体pFGC5941-BnGB1和RNA干扰(RNAi)载体pFGC5941-Ri-BnGB1,将构建的两个载体分别经根癌农杆菌介导,转化甘蓝型油菜"R197"下胚轴外植体,经过外植体的预培养、共培养以及选择培养后,获得再生植株24株.经PCR鉴定,其中有1株为BnGB1基因过量表达转基因植株,2株为BnGB1基因RNA干扰转基因植株.RT-PCR结果显示,相对于野生型"R197"油菜,过表达转基因植株中的BnGB1基因的表达量提高,而RNA干扰转基因植株中BnGB1基因的表达量降低.     

甘蓝型油菜矮化突变体的茎秆发育转录组分析

甘蓝型油菜矮化突变体"NDF-1"是从高秆油菜"3529"理化诱变群体中分离的矮化突变体,它的株高只有高秆亲本的1/3,是一个优良的甘蓝型油菜矮化资源.本文应用RNA-Seq测序技术分析了"NDF-1"茎开始伸长的抽薹期和花期转录组,为深入了解油菜茎秆发育机理提供基因组层面的参考.抽薹期和花期的测序数据通过筛选得到了4.55亿条质量合格的clean reads.经过对高质量序列的组装注释,筛选得到"NDF-1"和"3529"间的2147条差异表达基因(DEGs).选择其中的20个差异表达基因进行了荧光定量PCR验证.通过GO和KEGG分析,发现"NDF-1"的矮化与赤霉素、生长素和油菜素内酯相关,细胞伸长异常和细胞壁的不正常形成也影响"NDF-1"的茎秆发育.从差异基因中筛选出与植物矮化性状相关的基因,为利用矮化基因改善性状和矮化机理的研究和提供了更多信息.     

BnGID1基因干扰载体的构建和对甘蓝型油菜的转化

BnGID1基因是本实验室克隆到的AtGID1基因在甘蓝型油菜(Brassica nupus L.)中的同源基因.为了验证该基因在甘蓝型油菜中的功能,我们利用pFGC5941双元载体构建了BnGID1基因的干扰载体并将其转化入甘蓝型油菜野生型“3529”中,得到了BnGID1基因表达被部分抑制的转基因植株.性状观察证明,在BnGID1基因表达被部分抑制后,植株表现出明显的矮化特征,高度显著降低,叶片产生皱缩.与水稻,拟南芥中的GID1基因缺失突变体的性状比较证明BnGID1基因具有与OsGID1,AtG     

甘蓝型油菜BnBRI1基因过量表达载体和RNA干扰载体的构建及遗传转化

构建了含甘蓝型油菜BnBRI1基因过量表达载体pFGC5941-BnBRI1和RNA干扰载体pFGC5941-BnBRI1-Ri,以根癌农杆菌介导的方法转化甘蓝型油菜"W679"下胚轴外植体,经PCR鉴定,获得18株转基因阳性植株,其中1株为BnBRI1基因过量表达转基因植株,17株为BnBRI1基因RNA干扰转基因植株.经RT-PCR鉴定显示,在过表达转基因植株中BnBRI1基因表达量比野生型甘蓝型油菜高,而在RNA干扰转基因植株中表达量比野生型低,RNA干扰BnBRI1基因的表达导致了植株的矮化,矮化植株将可用于油菜株型的遗传改良,以培育适于机械化生产的中矮秆油菜新品种.     

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.     

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.     

甘蓝型油菜BnBRI1基因的克隆及表达分析

以拟南芥油菜素内酯受体BRI1基因序列设计同源简并引物,利用同源克隆技术,克隆了甘蓝型油菜中编码油菜素内酯受体基因全长cDNA序列,命名为BnBRI1(GenBank:JX871217),该基因开放阅读框(ORF)大小为3591bp,与拟南芥中BRI1基因(GenBank:NM_120100)相似性为94.21%,编码1196个氨基酸,与拟南芥中BRI编码的氨基酸相似性为89.23%.采用实时定量PCR分析表明,BnBRI1基因在根、茎、叶中都有表达,但表达量存在显著差异.在两叶一心期和花期的根中表达量最高,四叶一心期和抽薹期的叶中表达量最高.     

异三聚体G蛋白在拟南芥生长过程中的作用

利用拟南芥的野生型和异三聚体G蛋白α亚基基因GPA1缺失突变体(gpα1-1,gpα1-2)和超表达突变体(wGα,cGα)为材料,对植株生长发育的一些形态指标进行了观测比较．结果表明2个缺失突变体的植株高度、叶片宽度、长角果果柄长度都明显超过野生型,而超表达突变体的部分指标与野生型相比也有明显差别．实验结果表明,异三聚体G蛋白参与某些器官生长发育的调节,初步证明G蛋白α亚基在伸长生长过程中可能起负调节作用。     

甘蓝型油菜独脚金内酯相关基因的克隆与表达分析

独脚金内酯(strigolactones,SLs)是一类新鉴定的植物激素,参与抑制茎分枝.采用同源克隆技术自甘蓝型油菜中得到了三个SLs相关基因,分别命名为BnMAX4,BnMAX1和BnD14,其CDS各长1707,1593,804bp,推测编码的蛋白质功能分别为β-类胡萝卜素加氧酶,细胞色素P450,α/β水解酶.RT-qPCR表达分析显示在野生型甘蓝型油菜二叶及四叶一心期的各组织器官中,BnMAX4主要在二叶一心期的根中表达;BnMAX1无明显表达优势组织;BnD14在二叶一心期的叶中高表达.旱胁迫及盐胁迫处理时BnMAX4的表达趋势为骤降;BnMAX1旱胁迫处理时表达量降低,盐胁迫处理时先下降后上升,9h后又下降;BnD14旱胁迫处理时在3h与12h各有两个表达高点,盐胁迫处理时在3h表达量最高.     

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.     

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RTPCR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（GSPR）cDNA全序列和α基因（PR130）cDNA部分序列．结果显示γ基因cDNA全长1885bp,编码一个含457个氨基酸的蛋白质．而α基因cDNA长1781bp,编码的多肽共含426个氨基酸,系v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EFHAND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．     

大熊猫核糖体蛋白S12亚基基因(rpS12)的cDNA克隆及序列分析

根据已报道的部分哺乳动物核糖体蛋白S12亚基基因(rpS12)的相关信息设计引物,运用RT-PCR技术,从大熊猫的肌肉组织总RNA中成功克隆了核糖体蛋白S12亚基基因的表达序列,对其进行了克隆、测序及分析.结果表明:大熊猫核糖体蛋白S12亚基基因的表达序列全长为422bp,开放阅读框(ORF)为399bp,编码132个氨基酸的蛋白质,该蛋白的相对分子质量为1.45×104,PI为6.81,含有1个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点,3个N-豆蔻酰化位点和一个核糖体蛋白S12 signature位点.该基因的表达序列及其编码的氨基酸序列与已报道的部分哺乳动物有很高的相似性.     

甘蓝型油菜异胡豆苷合成酶（Strictosidine synthase）cDNA的克隆与分析

以无花瓣与正常甘蓝型油菜幼嫩花蕾(长度小于0.2 mm)建立的差异表达文库中发现的异胡豆苷合成酶基因(STR)的一个cDNA片段为基础,利用RACE方法获得了甘蓝型油菜的STR基因cDNA全序列BnSTR.序列分析表明BnSTR全长1408 bp,开放阅读框从第20个碱基到第1291个碱基,推导的蛋白序列与Arabidopsis thaliana, Lycopersicon esculentum, Oryza sativa, Rauvolfia manni, Catharanthus roseus和Ophiorrhiza pumila中STR的同源性分别是91, 41.8, 36.2, 31.2, 29.2和28.4%.表达结果显示,与野生型相比,油菜BnSTR在无花瓣突变型幼嫩花蕾中表达量明显下降, BnSTR可能与花瓣的发育有关.     

大熊猫核糖体蛋白L30亚基基因(RPL30)的cDNA克隆及序列分析

RPL30是核糖体大亚基60S的组成部分,由RPL30基因所编码,主要存在于真核生物中.根据已报道的部分哺乳动物核糖体蛋白L30亚基基因(RPL30)的相关信息设计引物,运用RT-PCR技术,以大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)的肌肉组织为材料,成功地克隆了核糖体蛋白L30亚基RPL30基因,并对其进行了测序及初步分析.结果表明:大熊猫L30亚基基因的表达序列长为388bp,开放阅读框(ORF)为348 bp,编码115个氨基酸的蛋白质,并含有6个功能位点.进一步分析发现,该基因的表达序列及其编码的氨基酸序列与已报道的人、牛、褐家鼠、小家鼠有很高的相似性,其表达序列同源性分别为93.97%,96.26%,89.66%和89.94%,其编码的氨基酸序列同源性分别为99.13%,98.26%,99.13%,99.13%,且其蛋白质的高级结构相似性也很高.     

海甘蓝硫甙合成关键酶S-GT基因克隆及种子特异性hpRNAi载体构建

根据甘蓝型油菜S-GT(thiohydroximate S-glucosyltransferase)基因cDNA序列设计引物,以海甘蓝总DNA为模板进行PCR扩增.获得S-GT基因全长.克隆的海甘蓝S-GT序列与甘蓝型油菜序列相比,除74 bp的内含子部分外有92个碱基的差别,相似性高达93.4%.分析显示该序列均有完整的开放阅读框,并表明所克隆的海甘蓝S-GT序列编码465个氨基酸,在第10个位点上比甘蓝型油菜序列少一个丙氨酸(A),总共有23个氨基酸不同,相似性为95.06%.根据获得的基因序列设计引物扩增出同一基因序列相同但是带有不同酶切位点的两个片段,将两个片段反向插入到已构建的带有种子特异表达载体内含子的两端,成功构建了海甘蓝S-GT基因的种子特异性hpRNAi载体,为特异性降低海甘蓝的种子硫甙奠定了基础.     

大熊猫核糖体蛋白S26亚基基因(rps26)的cDNA克隆及序列分析

为了解大熊猫核糖体蛋白亚基rps26基因的结构特点及其与已报道的人和其他哺乳动物核糖体蛋白亚基基因rps26的异同,以大熊猫的肌肉组织为材料,根据已报道的部分哺乳动物核糖体蛋白S26亚基基因(rps26)的相关信息设计引物,运用RT-PCR技术,成功地克隆了核糖体蛋白亚基基因rps26的表达序列,并对其进行了测序及初步分析.结果表明:大熊猫rps26亚基基因的表达序列长为413 bp,开放阅读框(ORF)为348 bp,编码115个氨基酸的蛋白质,该蛋白的相对分子质量为13.025 2×103,等电点为11.61.拓扑预测显示该蛋白含有3个功能位点:1个N-糖基化位点,1个酪蛋白激酶Ⅱ蛄姿峄?位点和1个核糖体蛋白S26e signature位点.进一步分析发现,大熊猫rps26基因与已报道的人、西藏黄牛、野猪、褐家鼠和小家鼠5个哺乳动物物种的表达序列其编码的氨基酸序列具有很高的相似性:编码序列同源性分别为90.23%、91.67%、92.82%、87.36%和86.78%;氨基酸序列同源性均为99.86%.