拟南芥中一个经典阿拉伯半乳糖蛋白的亚细胞定位

为确定拟南芥中一个经典阿拉伯半乳糖蛋白(arabinogalactan-protein,AGP)的亚细胞定位,克隆了这个基因的编码区,与绿色荧光蛋白(GFP)基因构建融合表达载体,经农杆菌介导转化烟草BY-2悬浮细胞.利用激光扫描共聚焦显微镜,在稳定转化的BY-2细胞表面观察到绿色荧光.研究结果表明,此AGP分布在细胞膜表面.     

刀额新对虾周期蛋白B基因的分子克隆及序列分析

周期蛋白B(cyclin B)是真核生物细胞周期的一种重要调控原件,通过调节周期蛋白依赖性蛋白激酶(cyclindependent kinase,CKD)的活性可以控制细胞周期.运用RACE(rapid-amplification of cDNA ends)技术克隆了刀额新对虾(Metapendeusensis)cyclin B基因.刀额新对虾cyclin B的cDNA全长为1681 bp,5′端非编码区为111 bp,3 ′端非编码区为355 bp,开放阅读框为1215 bp,编码404个氨基酸,平均分子质量为45767.9 u,pl为8.81.Blast比对后发现,其氧摹酸序列与斑节对虾(Penaeus monodon)的同源性达约90％.基于cyclin B序列所绘制的进化树基本上能反映出各物种间的进化关系.半定量RT-PCR结果显示,刀额新对虾的cyclinB基因在不同组织表达中具有明显的组织特异性,在鳃、卵巢和心脏中有较高的表达量,在眼柄神经节和胸神经节中表达量较低.推测该差异性主要与cyclin B在细胞周期中调控细胞分裂的功能有关.     

黑线仓鼠Cry1、Cry2克隆及生物信息学分析

隐花色素(Cryptochromes,包括Cry1和Cry2)编码黄素腺嘌呤二核苷酸结合蛋白,是昼夜节律核心振荡器复合物的关键组分,是各种生理功能的重要调节因子.本实验以黑线仓鼠(Cricetulus barabensis)为材料,通过设计特异性引物,RT-PCR技术克隆得到黑线仓鼠Cry1 cDNA序列1822 bp(GeneBank登录号:MK796241)、Cry2 cDNA序列1945 bp(GeneBank登录号:MK796242).运用生物信息学对Cry1、Cry2核酸序列以及蛋白质序列进行分析,构建系统进化树,结果表明:测得的Cry1 cDNA包括一个完整的开放阅读框1764 bp,部分5′端非翻译区和部分3′非翻译区,编码587个氨基酸,A+T含量略高于G+C含量;测得的Cry2的cDNA包括一个完整的开放阅读框1794 bp,部分5′端非翻译区和部分3′非翻译区,编码597个氨基酸,G+C含量远高于A+T含量,提示其Tm值较高,热稳定性强. CRY1、CRY2理论蛋白分子量为66469.86 Da、67427.08 Da,等电点(pI)为8.40、8.82,均为不稳定蛋白. CRY1、CRY2蛋白跨膜区和疏水性分析和信号肽分析等均表明,整体疏水性不强,为亲水性蛋白;没有信号肽,不属于分泌蛋白,与其作为转录抑制因子相符合.功能结构域预测表明,二者均含有两个高度保守的功能结构域:DNA光解酶及FAD结合域.同源性比对及系统进化树分析显示,黑线仓鼠与中国仓鼠亲缘关系最近,与灵长类目及鸡形目亲缘关系较远,这与传统的分类物种分类方式相一致,证实本实验测得的Cry1、Cry2基因序列正确,体现了Cry1、Cry2进化的保守性.本实验为探究昼夜节律基因Cry1、Cry2在动物繁殖调控中的作用奠定了基础,具有重要的理论意义.     

活体烟草BY-2悬浮细胞微丝骨架的标记

微丝骨架是细胞骨架的重要成员,在细胞的多项生理活动中发挥着重要作用.本论文利用荧光标记鬼笔环肽技术和GFP融合蛋白技术,对活体烟草BY-2悬浮细胞中微丝骨架的标记方法进行了探索,结果表明,10nmol/L的Alexa488-Phalloidin为细胞微丝骨架标记的最佳浓度,利用PCR等技术构建pPZP-NtFABD2-GFP植物表达载体后,转化烟草BY-2悬浮细胞,激光共聚焦扫描显微镜观察发现,NtFABD2-GFP融合蛋白能够清晰地显示活体烟草悬浮细胞内的微丝骨架.这些结果为进一步深入研究微丝骨架在活体植物细胞中的功能奠定了基础.     

油菜MAP激酶基因BnMPK6基因的克隆及表达分析

从陇油6号油菜中克隆得到了一种新的MAP激酶基因BnMPK6,全长1521 bp,其中包括1185 bp的开放阅读框,81 bp的5′非翻译区(5′UTR),255 bp的3′非翻译区(3′UTR).与拟南芥AtMPK6同源性达86.9%,因此命名为BnMPK6(GenBank登录号为HQ156228).该基因编码394个氨基酸的蛋白质,分子量44.8 kDa,等电点为5.13.实时荧光定量PCR结果表明该基因表达量随着低温胁迫时间的增长而增高,说明BnMPK6基因受低温胁迫诱导表达.     

NADPH氧化酶NtrbohD参与烟草悬浮细胞ABA诱导的H2O2快速产生过程

研究了烟草BY-2悬浮细胞在脱落酸（ABA）诱导下产生过氧化氢（H2O2）的机制,发现ABA能够显著诱导H2O2快速产生,且H2O2主要是由超氧化物歧化酶催化超氧阴离子产生的．ABA处理可导致烟草悬浮细胞质膜NADPH氧化酶活性以时间依赖的方式快速增加,其增加的幅度和时间与ABA诱导H2O2积累一致,而且,这些增加的效应能够被NADPH氧化酶抑制剂碘二苯和咪唑显著抑制,说明质膜NADPH氧化酶参与烟草悬浮细胞H2O2快速积累过程．另外,用RT-PCR和蛋白印迹技术分析了烟草质膜NADPH氧化酶基因NtrbohD的表达水平,发现该基因在mRNA和蛋白水平的表达受ABA上调,表明NtrbohD参与烟草悬浮细胞ABA诱导H2O2快速产生过程．结果说明,ABA能够诱导悬浮细胞通过NADPH氧化酶快速产生活性氧,提示NAD-PH氧化酶和H2O2可能是植物细胞中ABA信号转导途径的重要成分。     

异源四倍体鲫鲤Sox4基因部分序列及其5′端调控区启动子片段的克隆与分析

通过PCR技术从异源四倍体鲫鲤基因组DNA中分离到Sox4基因部分基序.序列分析表明,其5′端调控区具有多种启动子所特有的序列元件,如TATA框,CAAT框等,据此推测,它具有启动子活性.采用高保真PCR方法克隆了异源四倍体鱼Sox4基因5′端调控区600bp启动子片段,将其插入启动子缺失的增强绿色荧光蛋白(EGFP)表达载体pEGFP-1中,构建重组载体pAtsox4EGFP-1.通过瞬时转染HeLa细胞,在倒置荧光显微镜下可检测到绿色荧光.结果表明,克隆的Atsox4基因5′端调控区具有启动子活性,并成功构建了含四倍体鱼Sox4基因启动子片段的报告基因载体,为以后研究Sox4基因表达调控的分子机制奠定了基础.     

八肋游仆虫一个新β-微管蛋白基因的克隆与序列分析

从八肋游仆虫细胞中克隆到一种新的β-微管蛋白基因.序列分析结果表明:在大核中,该基因全长1561bp.与已经报道过的β-微管蛋白基因不同,它的5′端基因上游调控序列有49 bp,AT含量为75.5%.上游调控序列中仅有一个TATAA框,没有CCAAT框;该基因的3′端的下游调控序列有121 bp,富含AT碱基,达到86.8%,其中有明显的反向重复序列.上下游调控序列中各有一个断裂信号TTGAA和TTCAA,负责从小核到大核发育过程中大核染色体的形成.从小核基因组中克隆到相应的基因片段,比大核中的序列多7个碱基5′-CATGCTC-3′,其功能尚不清楚.序列比对表明,新的β-微管蛋白基因与已经报道的β-微管蛋白基因的同源性92.3%,阅读框中有2个氨基酸的变化,将它命名为β2-微管蛋白基因.     

烟草悬浮系培养与细胞器的分离

通过诱导BY-2型烟草叶片愈伤组织，进一步建立烟草细胞悬浮系．酶解去壁从细胞悬浮系中获得原生质体，用含有0．5％Triton X-100的CSK缓冲液破裂细胞膜，释放出细胞器,再通过不连续的蔗糖，Percou梯度进行速率区带离心，分离纯化出细胞核和叶绿体,通过分离、纯化细胞核的对照实验证明不同培养条件对烟草细胞悬浮系的生长和周期具有显著影响。     

拟穴青蟹β-肌动蛋白基因的克隆与分析

β-肌动蛋白广泛存在于真核生物中,在维持细胞结构、细胞运动和细胞分裂等生理活动中发挥着重要作用.运用RACE技术克隆了拟穴青蟹(Scylla paramamosain)β-肌动蛋白基因,并用RT-PCR方法检测该基因在成体各组织中的表达情况.拟穴青蟹β-肌动蛋白cDNA全长1 337 bp,5′端非编码区为67 bp,3′端非编码区为139 bp,开放阅读框1 131 bp编码376个氨基酸.拟穴青蟹β-肌动蛋白与其他节肢动物β-肌动蛋白氨基酸序列的相似性高达98％～99％.系统进化树显示拟穴青蟹β-肌动蛋白基因的分子进化地位与其生物学分类地位一致.半定量RT-PCR分析结果表明,β-肌动蛋白基因在拟穴青蟹视神经节、脑神经节、胸神经节、性腺、鳃、心、胃、肌肉、肝胰腺共9个组织器官中的表达基本一致,具有良好的稳定性.     

水稻OsICK1基因克隆及其序列分析

细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂(ICK)是一种能够影响细胞生长和发育的重要调控蛋白.以水稻(9311)为材料,利用RT-PCR技术,扩增获得了1个新的可能为水稻细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂的基因,命名为OsICK1.核苷酸序列分析表明,该基因的开放阅读框为585 bp,编码194个氨基酸.与Genbank中预测的水稻ICK基因序列(NM_196964)比对,两者同源性为79.84%;氨基酸序列分析表明,该基因氨基酸序列3′端附近存在植物ICK所固有的保守序列,与玉米ICK1保守序列的同源性高达95.5%.     

水稻OsICK1基因克隆及其序列分析

细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂（ICK）是一种能够影响细胞生长和发育的重要调控蛋白．以水稻（9311）为材料，利用RT-PCR技术，扩增获得了1个新的可能为水稻细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂的基因，命名为OsICK1．核苷酸序列分析表明，该基因的开放阅读框为585bp，编码194个氨基酸．与Genbank中预测的水稻ICK基因序列（NM_196964）比对，两者同源性为79．84％；氨基酸序列分析表明，该基因氨基酸序列3＇端附近存在植物ICK所固有的保守序列，与玉米ICK1保守序列的同源性高达95．5％．     

四膜虫有性生殖过程中特异表达基因TCD3的序列分析

含有CHROMO(chromatin organization modifier)结构域的蛋白参与了染色质结构的调节.本研究从嗜热四膜虫(Tetrahymena thermophila)全基因数据库(www.ciliate.org)和基因表达数据库(tged.ihb.ac.cn)中筛选到有性生殖特异表达TCD3(Tetrahymena chromo domain-containing protein 3)基因.该基因ORF为1 005bp,大核染色体中基因全长1 241bp,含有两个内含子.5′-RACE和3′-RACE表明5′端非编码区(5′-UTR)长度为40bp,3′端非编码区(3′-UTR)长度为90bp.TCD3基因预测编码334个氨基酸构成,含有一个CHROMO结构域.CHROMO结构域聚类分析表明四膜虫Tcd3蛋白可能与线虫CeCDP功能类似,参与异染色质的形成和DNA序列删除.     

太平洋真宽水蚤CYP4C和CYP44基因克隆及分子特征分析

采用RACE技术首次克隆太平洋真宽水蚤CYP4C和CYP44全长cDNA序列,并命名为EpCYP4C和EpCYP44。EpCYP4C基因全长序列2 032 bp,5’非翻译区60 bp,3’非翻译区487 bp,开放阅读框1 485 bp,编码494个氨基酸;EpCYP44全长cDNA序列1 752 bp,开放阅读框1 485 bp,编码494个氨基酸,5’非翻译区85 bp,3’非翻译区182 bp。经预测发现EpCYP4C和EpCYP44蛋白具有CYP450家族蛋白特有的血红素结合区FxxGxxxCxG;而且EpCYP4C蛋白具有CYP4家族基因特征序列EVDTFMFEGHDTT。通过多序列比对和系统进化树分析发现EpCYP4C和EpCYP44蛋白与近亲真宽水蚤同源性更高,亲缘关系更近。蛋白二级结构预测显示EpCYP4C和EpCYP44蛋白主要以α螺旋和无规则卷曲为主。亚细胞定位预测发现EpCYP4C和EpCYP44蛋白分布在细胞质和线粒体的可能性较大,这可能与CYP450酶系的解毒代谢机制相关。研究结果说明太平洋真宽水蚤EpCYP4C和EpCYP44基因均为CYP450酶系,且太平洋真宽水蚤EpCYP4C基因属于CYP4家族。对太平洋真宽水蚤EpCYP4C和EpCYP44基因的序列分析为进一步研究EpCYP4C和EpCYP44基因在污染物暴露下的表达奠定理论基础;同时有助于了解海洋桡足类CYP450超家族的分子特征。     

尼罗罗非鱼Hepcidin基因结构与序列分析

Hepcidins是一类具有调节铁代谢功能的抗菌肽.利用RT-PCR、RACE和LA等技术,以尼罗罗非鱼[Oreochro-mis niloticus(Linnaens)]肝脏中分离和克隆到Hepcidin基因.其全长cDNA为505 bp(不包括polyA),5′端非翻译区有85 bp,3′非编码区为156 bp,阅读框为264 bp.其编码的氨基酸包括信号肽和前体肽等,前体肽进一步酶解产生22个氨基酸的活性肽,该活性肽具有Hepcidin基因家族特有8个半胱氨酸的保守序列.罗非鱼的Hepcidin基因结构包含3个外显子和2个内含子.本研究为今后阐明Hepcidin基因表达特性、表达产物理化性质、抗菌活性及其相关功能等奠定基础.     

草鱼胸腺素β11的cDNA克隆及序列分析

以前期构建的草鱼肠道cDNA文库中β胸腺素EST序列为基础,应用cDNA末端快速扩增（RACE）技术扩增草鱼胸腺素β11（thymosinβ11,Tβ11）的cDNA序列全长（NCBI登录号：HM120850）,该序列长320 bp,5’非翻译区47 bp,3’非翻译区141 bp,包含一个132 bp的开放读码框,编码43个氨基酸残基,蛋白质等电点为5.17,分子大小为4892 Da.与其他脊椎动物的同源性对比结果显示,草鱼与斑马鱼胸腺素β11的同源性最高,达到93.0%.结构预测显示草鱼胸腺素β11拥有典型的β胸腺素家族典型的二级结构.     

细胞骨架在植物细胞周期进程中的动态变化及其调控?

细胞周期,即细胞生长与分裂的周期,是生命得以世代繁衍而生生不息的基础.真核细胞有丝分裂周期进程调控的分子机制高度保守.其间,微管和微丝骨架进行有规律的动态变化,顺次组成各种细胞生长和分裂装置,主动参与细胞周期进程的调节.然而,高等植物细胞周期不同时相分别有着与动物细胞不完全相同的、独特的细胞骨架列阵.而这些列阵的产生和维持直接依赖于众多细胞骨架结合蛋白以及上游信号分子的调控.本文重点综述了植物细胞周期进程中微管和微丝骨架的动态变化规律以及参与植物细胞骨架动态和有丝分裂装置组装调控的细胞骨架结合蛋白的最新研究进展,同时对细胞骨架在植物细胞周期进程中研究进行总结和展望.     

小立碗藓CAS基因的克隆及与拟南芥CAS基因的比较

钙信号在动植物的生长、发育过程中具有不可替代的作用.胞外钙受体(Extracellular Calcium-sensing receptor,CAS)是动植物质膜上一种跨膜离子通道蛋白,可以感受胞外Ca2 水平,充当第一信使将胞外的信号传递到细胞内.但迄今为止,仅2003年从植物拟南芥中克隆了胞外钙受体CAS基因,其起源进化我们知之甚少.本实验成功克隆了小立碗藓CAS基因,其cDNA全序列共1 574 bp,5′-非翻译区80个核苷酸,3′-非翻译区234个核苷酸,开放阅读框(ORF)1 257 bp,编码419个氨基酸,共有6个内含子.虽然藓类植物与被子植物进化距离较远,但小立碗藓CAS基因前五个内含子的插入位置以及相位与拟南芥完全相同,这说明植物中CAS基因在漫长的进化过程中非常保守,暗示被子植物胞外钙离子信号感受、传递机制起源于藓类植物.     

苜蓿花叶病毒RNA_23′端cDNA转基因烟草及其抗病性研究

将本室克隆的编码复制酶基因3′端约1/2序列及其3′端非编码区的苜蓿花叶病毒中国分离株(AlMV-Ch)RNA23′端cDNA,重组到植物表达载体pROKII中,通过致瘤农杆菌(A-grobacteriumtumefaciens)介导,以叶圆片为转化材料,转化普通烟草,并获得了转基因植株.经卡那霉素抗性选择、PCR检测目的基因证明AlMVRNA23′端基因已整合到转基因烟草的基因组DNA中.转基因植物的攻毒试验表明转基因植株对苜蓿花叶病毒产生高水平的抗性.     

棉花色氨酸脱羧酶GhTDC基因促进烟草BY2细胞的伸长

色氨酸脱羧酶(Tryptophan decarboxylase,TDC)在生长素(Indoleacetic acid,IAA)合成和植物器官发育等过程中发挥重要作用,其参与纤维发育的研究现有报道。本研究将陆地棉Gh TDC基因转化烟草BY2悬浮细胞,分析TDC在细胞伸长发育过程中的功能。本研究采用RT-PCR方法从陆地棉胚珠和纤维组织中克隆得到Gh TDC基因,该基因的c DNA全长包含完整开放读码框为1491 bp,编码497个氨基酸的多肽,理论分子质量为54.67 ku。生物信息学分析结果表明,Gh TDC蛋白是一个亲水性蛋白,其含有磷酸吡哆醛结合位点和催化结构域。进化树分析结果表明,棉花Gh TDC与黑升麻Ar TDC的亲缘关系上较近。构建原核表达载体p ET32a-Gh TDC并转化大肠杆菌BL21(DE3)诱导表达,获得分子质量约为54 ku的重组蛋白,重组蛋白具有较高的酶催化活力。q RT-PCR结果分析结果表明,Gh TDC基因在纤维突起时期的开花前3 d和纤维快速伸长发育时期的开花后5-15 d表达丰度较高。将Gh TDC转基因转化烟草BY2悬浮细胞,烟草悬浮细胞的伸长发育获得了显著促进。本研究结果为研究Gh TDC基因在细胞伸长发育过程中的重要调控作用提供了参考。