甘蓝型油菜过氧化物酶的生物信息学分析

目的 分析甘蓝型油菜的过氧化物酶(Peroxiredoxin, PRDX)家族成员的生物学信息,以期为油菜及相近植物中PRDX的酶学特征及植物抗氧化的分子机制研究提供依据.方法 利用生物信息学方法,分析NCBI(National Center for biotechnology information)数据库中注册的7种油菜PRDX蛋白质的理化性质、信号肽、磷酸化位点、糖基化位点、蛋白质二级结构、三级结构及系统进化特点.结果 甘蓝型油菜PRDX蛋白质比较稳定;氨基酸序列中无信号肽,且不是分泌蛋白;该家族蛋白质中存在较多潜在糖基化位点和磷酸化位点;蛋白质二级结构、三级结构预测结果显示其结构具有极大相似性,且主要以α-螺旋和无规则卷曲为主;系统进化树将该家族成员分为了两个亚家族.结论 本研究为进一步探索植物PRDX家族的生物学功能提供了参考依据.     

甘蓝型油菜细胞质雄性不育相关基因的克隆及其转基因研究

将以ATP6作为诱饵蛋白,应用酵母双杂交(Yeast Two Hybrid,Y2H)已筛选到的3′端含有终止密码子的一个片段,通过5′RACE获得该基因全长并,命名为Bn-Zn,其编码氨基酸序列中含有一个RINGv(RINGvariant)结构.通过构建该基因的真核正向表达载体pCAMBIA2301G-Bn-Zn,以农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导转入细胞质雄性不育恢复系油菜8410018幼苗下胚轴,经过诱导愈伤和再分化,成功得到了转基因植株.     

甘蓝型油菜Scu无花瓣突变体可溶性蛋白及过氧化物酶同工酶分析

为了分析甘蓝型油菜(Brassica napus)Scu无花瓣突变体花器官的生理和生化变化,采用聚丙烯酰胺凝胶电泳对其花器官可溶性蛋白表达和过氧化物酶同工酶活性差异进行分析.结果表明:在早期花发育过程中,甘蓝型油菜和无花瓣突变体花器官可溶性蛋白基本相同,而二者的过氧化物酶同工酶存在明显差异;在花蕾成熟阶段,二者的可溶性蛋白谱带差异明显,而过氧化物酶谱带特征基本相同,成熟花瓣器官的消失可能导致了可溶性蛋白表达的改变,而没有影响过氧化物酶的谱带特征.     

菠菜抗坏血酸过氧化物酶基因家族的鉴定及表达分析

利用生物信息学分析方法,在菠菜全基因组中鉴定出了菠菜(Spinacia oleracea)抗坏血酸过氧化物酶(APX)家族成员,并对其理化性质、亚细胞定位、基因结构、保守基序、同源关系及基因表达进行了分析,发现菠菜中存在7个SoAPXs(SoAPX1～7)基因,并通过进化树分析将菠菜APX家族分为4类.基因结构分析发现该家族基因由5～9个外显子构成.亚细胞定位预测表明大部分菠菜APX蛋白定位在细胞质.实时荧光定量聚合酶链式反应(qRT-PCR)结果表明:SoAPXs在各个组织器官中呈组成型表达,其中SoAPX1和SoAPX3的组织表达模式相似,SoAPX4和SoAPX5相似,SoAPX2在新叶中表达最高,SoAPX7在雄花中表达最高.对经胁迫处理后的样品进行表达分析发现,低温胁迫与氧化胁迫对SoAPXs的表达均有诱导作用,盐胁迫与干旱胁迫也刺激了大部分SoAPXs的表达.这些结果表明:SoAPXs可能在菠菜的抗盐、耐寒、抗旱以及抗氧化过程中起作用,为后续深入鉴定APX家族成员的功能提供参考.     

油菜中过氧化物酶及相关生化指标的研究

为了研究过氧化物酶、过氧化氢、苯丙氨酸解氨酶和α-淀粉酶之间的关系以及这些酶与油菜生长的关系,对十字花科(Cruciferae)植物油菜不同器官(根、茎、花、叶)的过氧化物酶、α-淀粉酶、苯丙氨酸解氨酶的活性以及可溶性蛋白和过氧化氢含量进行测定;同时采用聚丙烯酰胺凝胶活性电泳方法,对过氧化物酶及α-淀粉酶同工酶谱进行了分析.结果表明,不仅油菜不同器官的过氧化物酶、α-淀粉酶、苯丙氨酸解氨酶的活性、可溶性蛋白和过氧化氢含量存在着差异,而且其过氧化物酶和α-淀粉酶同工酶谱条带在不同器官之间也存在着差异.     

转基因小鼠乳腺表达人乳过氧化物酶的初步研究

从人基因组PAC文库中筛选出人乳过氧化物酶（hLPO）基因,利用长片段PCR的方法获得hLPO基因5’端约3kb片段,通过酶切方法获得hLPO基因3’端约27kb片段,将这两部分拼接并克隆到乳腺特异性表达载体pBC1上,构建以山羊β-casein启动区指导的hLPO的转基因表达载体pBC1-hLPO。利用显微注射的方法获得28只FO代小鼠,经PCR检测和Southerm杂交分析证实,有5只小鼠（4♂,1♀）为整合hLPO基因的转基因阳性小鼠,整合率为17.86％,整合拷贝数在1至5之间。利用SDS-PAGE凝胶电泳和Western blot印迹分析FO、F1代共3只雌性转基因小鼠乳样,结果表明hLPO重组蛋白的特异条带不明显。     

甘蓝型油菜BnbHLH92基因的克隆与表达分析

为研究甘蓝型油菜bHLH转录因子的功能,采用同源克隆技术从甘蓝型油菜中克隆了5个BnbHLH92基因全长cDNA序列,分别命名为BnbHLH92-1、BnbHLH92-2、BnbHLH92-3、BnbHLH92-4、BnbHLH92-5,其编码区长度分别为738,657,684,741,717bp.qRT-PCR实验表明,除BnbHLH92-1外,其它的BnbHLH92基因主要在抽薹期和花期的根中表达,BnbHLH92-1主要在抽薹期和花期的根以及二叶一心期的叶中表达.非生物胁迫显著影响BnbHLH92基因的表达,使其表达量升高.低温胁迫下,BnbHLH92基因分别在胁迫后4、6、6、6、6 h表达量达最高.高温胁迫下,5个BnbHLH92基因分别在胁迫后2、6、6、8、4 h表达量达最高.盐胁迫下,BnbHLH92基因分别在胁迫后6、6、24、24、24 h表达量达最高.在ABA诱导下BnbHLH92基因表达量也有不同程度的增加,分析发现BnbHLH92基因的启动子序列上存在ABA响应元件(ABRE).     

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.     

甘蓝型油菜乙醇酸氧化酶(GO)基因片段的克隆及hpRNA表达载体构建

通过PCR从甘蓝型油菜(Brassica napus)华双4号基因组DNA中扩增出乙醇酸氧化酶(GO)基因片段,DNA序列分析表明扩增GO基因片段的外显子部分与报道序列相同.以扩增出的GO基因片段作模板从一端设计引物扩增出一个相应的小片段.将GO基因大小两个片段反向连接,插入到植物表达载体2300-nap的napin启动子和nos终止子之间,植物表达载体2300-35S的35S启动子和nos终止子之间,分别构建成可转录表达出发夹RNA(hairpin RNA,hpRNA)结构的种子特异型和组成型油菜hpRNA干扰载体.     

甘蓝型油菜植物防御素基因的克隆与原核表达

根据Genbank上已知的植物防御素基因设计引物,以甘蓝型油菜中的品种”蜀杂九号”种子总RNA反转录成的eDNA为模板,进行PCR扩增,获得了243bp的片段．将该片段回收。连接到pMD18-T载体测序,将测序片段经酶切回收后克隆到GTK表达载体中,在0．1mmol IPTG诱导下表达出与理论值相符的34kD的融合蛋白条带,用GST单克隆抗体做第一抗体进行Western-blot检测,获得阳性结果,这为甘蓝型油菜植物防御素基因功能的进一步研究提供了基础．     

锰胁迫对甘蓝型油菜Brassica napus L.种子活力和幼苗抗氧化系统的影响

用不同质量分数的锰溶液(0.2%,0.4%,0.8%和1.2%Mn2+)处理甘蓝型胜利油菜Brassica napuscv.Shengli,研究锰对其种子活力、幼苗细胞膜透性、脂质过氧化及抗氧化剂的影响.结果表明:锰胁迫降低了种子活力、幼苗抗坏血酸(Vc)质量分数、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性,破坏了细胞膜的完整性,并使丙二醛(MDA)质量分数、脯氨酸(Pro)质量分数和过氧化物酶(POD)活性增加.     

枸杞抗坏血酸氧化酶基因的克隆与表达分析

以枸杞为材料,利用同源克隆技术,克隆了枸杞抗坏血酸氧化酶(AO)的全长cDNA序列,命名为LcAO基因(GenBank:KP712033),该基因开放阅读框(ORF)大小为1737bp,编码578个氨基酸,与西红柿AO蛋白的同源性达到90%.LcAO编码的氨基酸序列包含3个多铜氧化酶结构域和跨膜信号序列.采用实时荧光定量PCR分析显示,LcAO基因在枸杞的花和果实中表达量最高,成熟叶中表达量最少.     

甘蓝型油菜和Lesquerella fendleri fad2基因片段克隆及hpRNA植物表达载体的构建

首先利用PCR从甘蓝型油菜(Brassica napus L.)和Lesquerella fendleri基因组DNA中分别扩增出Δ12-脂肪酸去饱和酶fad2基因片段,再以扩增出的片段为模板设计引物从一端扩增出相应的小片段,然后将同一基因的大小片段反向连接,插入到种子特异表达载体2300-nap多克隆位点的napin启动子和nos终止子之间,构建成可以在种子中转录表达发夹RNA(Hairpin RNA,hpRNA)结构的植物表达载体.     

甘蓝型油菜BnFAD8基因编码序列的克隆和表达谱分析

通过比对拟南芥等同源基因,克隆了甘蓝型油菜FAD8基因中的保守序列.以得到的FAD8（Fatty Acid Desaturase 8）保守序列片段为信息探针,在GenBank的EST数据库中检索高度同源的EST,并通过人工拼接及RTPCR得到油菜该基因的全长为1299 bp的cDNA序列,命名为BnFAD8.序列分析结果中发现该基因符合质体定位的ω3脂肪酸脱饱和酶序列特征.通过比较22 ℃和8 ℃处理的甘蓝型油菜的BnFAD8基因表达谱,发现该基因在常温下仅存在痕量表达;而在低温条件下在叶中表达出现     

大麦、油菜的抗耐病性与过氧化物酶同工酶的关系

利用过氧化物酶同工酶分析比较了上海地区大麦抗、感黄花叶病的品种和油菜耐、感菌核病的品种间的酶谱差异。结果表明,两类作物的抗耐病性在酶谱上呈现相同趋势。感病品种的酶带数量和强度要高于抗耐病品种。试验显示,过氧化物酶同工酶分析可作为大麦、油菜抗病育种中的一个鉴定手段予以利用。     

真蛸谷胱甘肽过氧化物酶和过氧化氢酶基因克隆、序列特性分析

在高温应激条件下,生物体体内自由基会失去平衡,为避免过量自由基侵害机体,生物体内存在的抗氧化系统发挥其重要作用.本研究克隆了2种关键的抗氧化酶基因真蛸谷胱甘肽(GSH)过氧化物酶(OvGPX)和真蛸过氧化氢酶(OvCAT)基因,其基因全长分别为925和2 109bp,编码190和512个氨基酸.2个基因高度保守,OvGPX氨基酸序列与同为头足纲(Cephalopoda)的曼氏无针乌贼(Sepiella maindroni)的GPX氨基酸序列同源性为74%、与人类(Homo sapiens)的GPX氨基酸序列同源性60%;OvCAT氨基酸序列与同是软体动物门的香港巨牡蛎(Crassostrea hongkongensis)的CAT氨基酸序列相似性为76%,与人类的CAT氨基酸序列相似性为68%.温度升高对2个基因的mRNA表达量均有影响,OvGPX mRNA的表达量变化幅度大于OvCAT,表明OvGPX对高温应激较为敏感.     

黄孢平革霉木质素过氧化物酶基因的克隆与分析

用大肠杆菌克隆载体ｐＵＣ１９构建白腐丝状担子真菌黄孢平革霉ＭＥ４４６基因组文库，用分离自ＢＫＭ－Ｆ１７６７菌株的木质素过氧化物酶ｃＤＮＡ片段ＣＬＧ４和ＣＬＧ５为探针，从构建的基因组文库中分离到一个含木质素过氧化物酶基因的重组子ｐＧＬＧ－Ｍ１，对该重组子插入片段所作的限制酶谱结果表明，它与来自ＢＫＭ－Ｆ１７６７的ＧＬＧ２片段的限制酶谱十分相似。     

干旱胁迫下甘蓝型油菜相关抗旱基因的表达分析

以抗旱性较强的甘蓝型油菜Holiday为材料,在开花初期对油菜进行干旱胁迫处理,采用RT-qPCR技术分析ABA2、BnSOS2、BnCS、CAM、CBF4、PIP1这6个油菜抗旱相关基因在干旱胁迫第1天、3天、5天、7天在根、茎、叶、花和青荚中的表达量.结果表明,干旱胁迫下,6个抗旱相关基因在油菜的不同器官中均出现了上调表达;在不同干旱胁迫下,各基因表达量呈现不同的变化趋势;在相同的器官中,各基因的表达量存在明显的不同,累积表达量表现为根中ABA2最大、CBF4最小,茎中CAM最大、CBF4最小,叶中PIP1最大、ABA2最小,花中CBF4最大、BnSOS2最小,青荚中BnCS最大,CBF4最小.说明植物在受到干旱胁迫时,不同的抗旱途径对干旱胁迫的响应程度是不同的;不同器官中各抗旱相关基因与胁迫时间的相关性分析表明,CAM基因在茎中的表达量、CBF4基因在花中的表达量与胁迫时间呈显著正相关.