植物分子生物学中的双元系统

现代植物分子生物学理论研究和实际应用,发展了许多双因子系统即双元系统,其中具有代表性的有双元载体系统和双元标签系统.双元载体系统的构建是基于T-DNA的转移机制,由两种质粒组成,一种为穿梭载体,另一种为辅助载体.双元标签系统是以Ac转座子和Ds转座子构建的.Ac/Ds转座系统在高等植物基因的识别、克隆和对植物发育过程的基因表达中广泛应用.     

植物分子生物学中的双元系统

现代植物分子生物学理论研究和实际应用,发展了许多双因子系统既双元系统,其中具有代表性的有双元载体系统和双元标签系统,双元载体系统的构建是基于T-DNA的转移机制,由两种质粒组成,一种为穿梭载体,另一种为辅助载体,双元标签系统是以Ac转座子和Ds转座子构建的Ac/Ds转座系统在高等植物基因的识别、克隆和对植物发育过程的基因表达中广泛应用。     

拟南芥雄性不育基因ds254的定位及其表达模式

通过Ac／Ds转座子系统的诱变，得到拟南芥突变体DS254．它的发育进程比野生型慢，植株比野生型矮小，连座叶柄比野生型的短，花苞数目比野生型的多，分枝的数量比野生型的多，且雄性不育．遗传分析表明突变体属于隐性单基因突变，稳定遗传，并且与Ds是紧密连锁的。可能是Ds插入直接引起的突变．TAIL—PCR的方法将该基因定位在第4条染色体上．Ds上携带的GUS基因表迭的初步分析表明，GUS基因在突变体的花药和连座叶中表达，说明该基因也可能在这些部位表达．突变体的表型分析结果说明该基因可能在植物的许多发育过程中起作用．     

大花蕙兰MADS-box基因ChMADS1的克隆及表达分析

根据MADS～box基因保守区结构,设计简并性引物,从大花蕙兰（Cymbidium hybridium）子房中分离和克隆到一个MADS—box基因全序列cDNA（ChMADS1）,序列分析表明该基因长871bp,含一个编码228个氨基酸的完整开放读码框,具有典型的植物MADS—box蛋白结构,由MADS盒、I、K、C区四部分组成．该基因编码的蛋白质与另两种兰花的AP3类MADS盒基因蛋白质PeAP3（89％／94%）和DcOAP3A（89％／95％）同源性较高,属于B组AP3基因家族中的paleoAP3基因．RT—PCR和反Northern杂交分析进一步证实其在子房以及花的各个器官中表达,是B组AP3基因家族中具特殊表达功能的一个新成员．     

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.     

利用Tn5转座子构建杆状病毒AcMNPV随机突变体的初步研究

以杆状病毒模式种AcMNPV为研究对象,应用基于Tn5转座子的随机转座的方法,构建杆状病毒突变体库将果蝇hsp70启动子后接绿色荧光蛋白基因后插入Tn5转座子,构建了可以在昆虫细胞中表达,易于跟踪的转座载体．利用体外转座系统将转座子随机插入AcMNPV基因组,并用转座反应液转染Sf21细胞,得到了表达绿色荧光蛋白的病毒突变体库进一步纯化了两株病毒B9F和Li6A,进行了转座子插入位点的分析,确定两株病毒中,转座子分别插入了94K基因和p10基因．该方法将为杆状病毒功能基因组研究提供重要的手段。     

盐生杜氏藻(6-4)光裂合酶在大肠杆菌CPD缺陷株SY2中的功能鉴定

将盐生杜氏藻（6—4）光裂合酶基因Ds64PHR的编码序列构建到表达载体pET32a中,利用高效转化法将构建好的表达载体转入E．coli．CPD光裂合酶缺陷菌株SY2中,诱导表达（6-4）光裂合酶融合蛋白,对其功能进行验证．在含有Amp的LB平板上涂布相同数量的大肠杆菌,改变紫外照射强度、光照修复时间,统计最终的菌株存活率．经研究发现,在基因水平上,SY2中表达的盐生杜氏藻（6—4）光裂合酶具有修复紫外诱导损伤的功能,光照是修复功能实现的必需条件．     

根癌农杆菌介导的绿色荧光蛋白基因在水稻植株中的表达

将改良的绿色荧光蛋白（EGFP）基因插入到植物表达载体中,构建了ubi启动子驱动下的植物表达载体p13UEGFP．通过根癌农杆菌介导转化水稻的胚性愈伤组织,经潮霉素筛选,获得抗性愈伤组织和再生植株．对T2代植株进行PCR分析、激光共聚焦显微镜检测和RT—PCR分析,结果表明,绿色荧光蛋白基因已经在转基因植株中稳定表达．     

蒺藜状苜蓿尿卟啉原Ⅲ甲基转移酶基因MtSUMT1的克隆及分析

利用RT—PCR的方法克隆了蒺藜状苜蓿尿卟啉原Ⅲ甲基转移酶基因MtSUMT1,（GenBank登录号：EF520735）,经核苷酸序列测定分析,发现该基因的完整阅读框共1086bp,推测其编码361个氨基酸,由核苷酸推导出的氨基酸序列比对发现该蛋白与UPM1（Arabidopsis thaliana）、ZmSUMT1（Zea mays）的一致性分别高达70％和63％．对其编码的蛋白序列进行了结构域和功能预测．用半定量PCR方法检测不同组织,发现该基因是普遍表达的．     

毕赤酵母新型反向筛选标记基因的鉴定

利用转座子突变技术构建毕赤酵母菌株突变库,并分离出能够在含雷帕霉素（10 ng/mL）培养基中生长的突变株mut375.通过热不对称交错PCR（TAIL-PCR）获取转座子侧翼序列,对转座子的插入位点进行定位.转座子插入PAS_Chr2-2₀375基因,破坏了其开放阅读框的完整性,将该基因命名为kFPR1.本研究利用同源重组敲除kFPR1基因使毕赤酵母产生了雷帕霉素抗性,回补该基因功能的菌株则不能在含雷帕霉素的培养基上生长.基于kFPR1基因的特性,建立了一种适用于毕赤酵母的无标记基因操作方法.以kFPR1作为反向筛选标记成功构建了表达EGFP的重组菌株并且回收了ZeoR筛选标记,为毕赤酵母的遗传操作提供了新的筛选工具.     

Cloning and expression of <Emphasis Type="Italic">AtPLC6</Emphasis>, a gene encoding a phosphatidylinositol-specific phospholipase C in <Emphasis Type="Italic">Arabidopsis thaliana</Emphasis>

A full-length cDNA clone corresponding to a putative phosphatidylinositol-specific phospholipase C(PIPLC) was isolated from Arabidopsis thaliana by screening a cDNA library and using RT-PCR strategy.The cDNA,designated AtPLC6,encodes a putative polypeptide of 578 amino acid residues with a calculated molecular mass of 66251.84 D and a pI of 7.24. The sequence analysis indicates that the polypeptide contains X, Y, EF-hand and C2 domains.The overall structure of putative AtPLC6 protein, like other plant PI-PLCs,is most similar to that of mammalian PLCδ The recombinant AtPLC6 protein expressed in E. coil was able to hydrolyze phosphatidylinositol 4,5-biophosphate (PIP2) to generate inositol 1,4,5-trisphate (IP3) and 1,2-diacylglycerol (DAG).The protein hydrolyzes PIP2 in a Ca^2 -dependent manner and the optimum concentration of Ca^2 is 10μmol/L.These results suggested that AtPLC6 gene encodes a genuine PIPLC.Northern blot analysis showed that the AtPLC6 gene is expressed at low level in all examined tissues, such as roots,stems,leaves,flowers,siliques and seedlings under normal growth conditions.The gene is strongly induced under low temperature and weakly induced under various stresses,such as ABA, high-salt stress and heat. These results suggested that AtPLC6 might be involved in the signal-transduction pathways of cold responses of the plants.     

Molecular cloning and complete amino-acid sequence of form-I phosphoinositide-specific phospholipase C

We report the molecular cloning and sequence of a phosphoinositide-specific phospholipase C (PI-PLC), an enzyme that is of particular interest because of its central role in cell signal transduction. The signals in question are those delivered by hormones to their cell-surface receptors that activate PI-PLC by means of a guanine nucleotide binding protein. Activation of the enzyme leads to the hydrolysis of phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate to two second messengers, 1,2-diacylglycerol and inositol 1,4,5-trisphosphate, the second of which ultimately mobilizes internal pools of calcium. There are at least five PI-PLC isoenzymes, whose differences in structure and function are unknown. We have focused on isoenzyme I, which we have recently purified and characterized from guinea pig uterus. We have now determined the sequence of a full length complementary DNA of this isoenzyme from the rat. Although the sequence has little similarity with the only other sequenced PI-PLC isoenzyme, it has a surprising degree of similarity to thioredoxins, protein co-factors in thiol-dependent redox reactions.     

6个氨基酸小C肽人胰岛素原类似物基因的构建和表达

用片段置换法，从在Ｃ肽两端具有酶切位点的双突人胰岛素原因中，将Ｃ肽基因替换成含Ａｒｇ－Ａｒｇ－Ｇｌｙ－Ｓｅｒ－Ａｒｇ－Ｌｙｓ６个氨基酸小Ｃ肽基因。将这个小Ｃ肽岛素原类似物基因重组到具有Ｔａｃ启动子的质粒中，并与部分牛凝乳酶原基因融合，在Ｅ．ｃｏｌｉ中得到了高效表达。表达的ＢＣ＇Ａ融合蛋白占菌体总蛋白的１６％。表达产物以包含体形式存在，经ＣＮＢｒ裂解及磺酸，再经复性后，具有对胰岛素的放射免疫活性。     

蛋白磷酸酶2C（PP2C）的表达、 纯化与催化活性

从小鼠肌肉组织中提取了总RNA, 经RT PCR, 扩增出蛋白磷酸酶2C（PP2C）基因, 并构建了pUCm T载体. 经核酸序列分析证明PP2C基因序列正确后, 将pUCm T中的PP2C基因插入pET28a载体中, 构建了表达载体pET28a PP2C, 并转化到E.coli BL21(DE3)进行表达. 经测定, 该菌株表达目的蛋白PP2C的最适条件为： 诱导物IPTG的终浓度为0.8 mmol/L, 37 ℃, 诱导时间为20 h. 在此条件下, PP2C实现了高 效表达, 表达的PP2C蛋白约占菌体总蛋白的18.2%, 其中在裂解上清液、 沉淀中分别占总蛋白的7.1%和11.1%. 经SDS PAGE分析, 表达产物分子量约为42 000. 应用Ni NTA柱实现了可溶性PP2C的纯化, 收率达805%, 纯化的PP2C比活力达34.5 U/mg.     

SCP-2基因的表达调控研究进展

固醇转运蛋白(SCP-2)是广泛存在于脊椎动物和无脊椎动物中的非特异性脂转运蛋白.任何影响固醇转运蛋白基因表达的因素都会影响甾类激素的合成,进而影响生物体的发育.目前对该基因的转录调控研究较少,主要集中在哺乳动物.环境、激素、转录因子等对SCP-2基因的表达调控均有影响,对SCP-2基因作为害虫防治靶标的可能性进行了初步的探讨.C/EBP蛋白作为调控Sl SCPx基因表达的转录因子,可以调控Sl SCPx基因的表达.推测了C/EBP蛋白成为新的害虫防治的靶标的可能.     

禾谷炭疽菌磷脂酰肌醇特异性磷脂酶C生物信息学分析

磷脂酰肌醇特异性磷脂酶C(PI-PLC)作为植物病原菌G蛋白信号转导过程中的重要调节因子,在对植物侵染、定殖、扩展等致病过程中发挥着重要作用。禾谷炭疽菌侵染玉米、小麦等农作物引起炭疽病,给各国农业生产造成了巨大经济损失。基于酿酒酵母典型PI-PLC序列,利用Blastp以及关键词对禾谷炭疽菌蛋白质数据库进行比对、搜索,以及通过SMART保守结构域分析,明确该菌存在7个典型的PI-PLC;同时,通过对上述氨基酸序列进行细胞信号肽、跨膜结构域以及二级结构等生物信息学分析,明确上述PI-PLC在蛋白质二级结构组成、信号肽等方面均具有一定差异,除Cg PLC1具有信号肽外,其他均不含有;7个PI-PLC中4个定位在细胞质中,其他则定位在细胞核、高尔基体上。此外,通过对禾谷炭疽菌中的7个PI-PLC与其他物种中的30个同源序列进行遗传关系比较分析,发现禾谷炭疽菌中的PI-PLC与C.higginsianum、C.fioriniae等炭疽菌属中的病菌具有较高的同源序列,较近的亲缘关系。该研究为深入开展禾谷炭疽菌PI-PLC定位、功能研究打下坚实的理论基础,同时,也为进一步开展其他炭疽菌的研究提供重要的理论指导。     

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)。     

小鼠胚胎脑特异表达的新基因bsg3的克隆及初步研究

通过消减差异筛选的方法克隆到一个在小鼠胚胎脑特异表达的基因bsg3(brain specific gene 3).它编码的蛋白与人的KIAA0961具有80.3%的同源性.bsg3基因包含一个1644bp的完整阅读框,编码一个含548个氨基酸,具有1个KRAB结构域(kruppel-associated box)和13个C2H2型锌指结构域的蛋白.该基因定位在小鼠第7号染色体上,包含5个外显子,4个内含子.以bsg3基因全长编码区为探针的原位杂交结果显示,bsg3在小鼠胚胎脑及鸡胚脑特异表达.半定量反转录聚合酶链式反应(RT-PCR)的结果表明,在成体小鼠的组织中,bsg3基因脑中表达也较强.这提示bsg3基因可能在小鼠脑发育中起着重要的作用.对bsg3基因时间和空间的表达模式的分析将有助于进一步揭示它在脑发育及功能维持中的作用.     

Induction of the proteolytic activity of a membrane protein in Plasmodium falciparum by phosphatidyl inositol-specific phospholipase C

Membrane anchoring of proteins by a covalently attached glycosyl-phosphatidylinositol moiety has been reported in many different eukaryotic cells including parasite protozoa. The diversity of proteins in which this phospholipid attachment is found suggests that it is functionally important and perhaps also functionally pleiotropic. Studies on the Thy-1 antigen of murine lymphocytes indicate that it can facilitate the lateral mobility of membrane proteins. It can also permit the rapid and specific release of the anchored proteins from the membrane following cleavage by a phosphatidylinositol-specific phospholipase C (PI-PLC). Here we show that this type of anchoring may be involved in the regulation of an enzymatic activity. PI-PLC releases a Plasmodium falciparum membrane protein of relative molecular mass (Mr) 76K (p76) from intact merozoites or isolated schizont membranes and induces a proteolytic activity associated with its soluble form. Endogenous activation of the proteolytic activity of p76 appears to occur at the end of the schizogony and could initiate a cascade of biochemical events associated with merozoite maturation.     

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。