雅致枝霉△6-脂肪酸脱氢酶基因的克隆及在酿酒酵母中的表达

根据真菌△^6 -脂肪酸脱氢酶基因保守的组氨酸Ⅱ区和Ⅲ区附近保守序列设计兼并引物进行RT-PCR,得到雅致枝霉（Thamnidium elegans）As3．2806△^6 -脂肪酸脱氢酶基因459bp部分cDNA序列,然后通过快速扩增cDNA末端技术（RACE）向两端延伸得到1504bp的△^6 -脂肪酸脱氢酶基因全长cDNA序列。序列分析表明有一个1377bp、编码459个氨基酸的开放阅读框TED6。推测的氨基酸序列与已知其他真菌的△^6 -脂肪酸脱氧酶基因的氨基酸序列比对,具有3个组氨酸保守区、2个疏水区及N末端细胞色素b5融合区。将此编码区序列亚克隆到酿酒酵母缺陷型菌株INVSel的表达载体pYES2.0中,构建表达载体pYTED6,并在酿酒酵母INVSel中异源表达。通过气相色谱（GC）和气相色谱,质谱（GC-MS）分析表明,该序列在酿酒酵母中获得表达,产生γ-亚麻酸（GLA）的含量占酵母总脂肪酸的7．5％。证明此序列编码的蛋白能将外加的亚油酸转化为γ-亚麻酸,是一个新的有功能的△^6 -脂肪酸脱氢酶基因（GenBank．AY941161）。     

雅致枝霉Δ6-脂肪酸脱氢酶基因的克隆及在酿酒酵母中的表达

根据真菌Δ6-脂肪酸脱氢酶基因保守的组氨酸Ⅱ区和Ⅲ区附近保守序列设计兼并引物进行RT-PCR,得到雅致枝霉(Thamnidium elegans)As3.2806Δ6-脂肪酸脱氢酶基因459bp部分cDNA序列,然后通过快速扩增cDNA末端技术(RACE)向两端延伸得到1504bp的Δ6-脂肪酸脱氢酶基因全长cDNA序列。序列分析表明有一个1377bp、编码459个氨基酸的开放阅读框TED6。推测的氨基酸序列与已知其他真菌的Δ6-脂肪酸脱氢酶基因的氨基酸序列比对,具有3个组氨酸保守区、2个疏水区及N末端细胞色素b5融合区。将此编码区序列亚克隆到酿酒酵母缺陷型菌株INVSc1的表达载体pYES2.0中,构建表达载体pYTED6,并在酿酒酵母INVSc1中异源表达。通过气相色谱(GC)和气相色谱/质谱(GC-MS)分析表明,该序列在酿酒酵母中获得表达,产生γ-亚麻酸(GLA)的含量占酵母总脂肪酸的7.5%。证明此序列编码的蛋白能将外加的亚油酸转化为γ-亚麻酸,是一个新的有功能的Δ6-脂肪酸脱氢酶基因(GenBank,AY941161)。     

少根根霉△^6-脂肪酸脱氢酶基因的克隆和表达

根据真菌△^6-脂肪酸脱氢酶保守的氨基酸序列设计简并引物进行RT-PCR,获得一个593 bp的cDNA片段,再根据获得的部分序列设计基因特异性引物,通过cDNA末端扩增技术(RACE)获得该cDNA的3’和5’序列,从而得到全长为1482bp的cDNA序列。序列分析结果表明,该序列具有一个长度为1377bp、编码458个氨基酸的开放阅读框,所编码蛋白质的大小为52kD。与报道的△^6-脂肪酸脱氢酶一样,推测的氨基酸序列具有膜整合脂肪酸脱氢酶特异性的3个组氨酸保守区和疏水结构,在其氨基酸序列的N-末端具有类似于细胞色素b5的血红素结合区。该序列为一个新的编码△^6-脂肪酸脱氢酶的基因,为了验证其功能,把开放阅读框序列RAD6亚克隆到表达载体pYES2．0,构建重组表达载体pYRAD6,并转化到酿酒酵母的缺陷型菌株INVScl进行表达。通过气相色谱(GC)和气相色谱／质谱(GC-MS)分析表明,该序列在酿酒酵母中获得表达。所编码的酶具有△^6-脂肪酸脱氢酶活性,能将外源性的底物亚油酸转化为γ-亚麻酸,γ-亚麻酸的含量占酵母总脂肪酸的3．85％。     

少根根霉Δ6-脂肪酸脱氢酶基因的克隆和表达

根据真菌Δ6 脂肪酸脱氢酶保守的氨基酸序列设计简并引物进行RT PCR ,获得一个 5 93bp的cDNA片段 ,再根据获得的部分序列设计基因特异性引物 ,通过cDNA末端扩增技术 (RACE)获得该cDNA的 3′和 5′序列 ,从而得到全长为 14 82bp的cDNA序列。序列分析结果表明 ,该序列具有一个长度为 1377bp、编码 4 5 8个氨基酸的开放阅读框 ,所编码蛋白质的大小为 5 2kD。与报道的Δ6 脂肪酸脱氢酶一样 ,推测的氨基酸序列具有膜整合脂肪酸脱氢酶特异性的 3个组氨酸保守区和疏水结构 ,在其氨基酸序列的N 末端具有类似于细胞色素b5的血红素结合区。该序列为一个新的编码Δ6 脂肪酸脱氢酶的基因 ,为了验证其功能 ,把开放阅读框序列RAD6亚克隆到表达载体 pYES2 0 ,构建重组表达载体pYRAD6 ,并转化到酿酒酵母的缺陷型菌株INVScl进行表达。通过气相色谱(GC)和气相色谱 /质谱 (GC MS)分析表明 ,该序列在酿酒酵母中获得表达。所编码的酶具有Δ6 脂肪酸脱氢酶活性 ,能将外源性的底物亚油酸转化为γ 亚麻酸 ,γ 亚麻酸的含量占酵母总脂肪酸的 3 85 %。     

花生FAD8基因的克隆及生物信息学分析

[目的]克隆重要油料作物花生中在多不饱和脂肪酸合成代谢途径发挥重要作用的脂肪酸脱氢酶FAD8基因,并对其进行生物信息学分析。[方法]以高油花生品种鲁花14为材料,电子拼接花生FAD相关EST序列并结合RT-PCR方法克隆花生Ah FAD8全长c DNA,并对其基因序列特征进行分析。[结果]花生Ah FAD8基因c DNA全长1 494 bp,开放阅读框为1 359 bp,编码453个氨基酸,分子量为51.71 k Da;蛋白序列比较发现花生FAD8与野大豆和普通大豆的相似性最高,为83%;NJ法聚类分析表明其与上述两种物种的亲缘关系最近,且支持率达96%。[结论]从花生中分离到一个新的ω-3脂肪酸脱氢酶基因,具有FAD8蛋白的保守结构域及3个富组氨酸基序,属于FAD8家族。     

高山被孢霉△^6—脂肪酸脱氢酶基因的克隆、结构分析及其功能的研究

从高山被孢霉ATCC16266总DNA中扩增出大小为1374bp和1947bp的两条特异片段,序列分析表明后者在细胞色素b5和组氨酸Ⅰ之间含有一大小为573bp的内含子和两条分别为197bp和828bp的外显子,推导的氨基酸二级结构分析表明,该基因有两个长的跨膜疏水区和3个组氨酸保守区,分别根据D6D内含子及组氨酸Ⅱ区,Ⅲ区的序列设计引物,制备不同的探针与高山被孢霉的基因组杂交,证明在其基因组中确实存在两个△^6-脂肪酸脱氢酶基因,其中一个基因含有内含子,把不含有内含子的核基因MAGL6-1克隆到的酿酒酵母表达载体pYES2.0中,转化到酿酒酵母INVSc1中,对筛选得到的酵母工程菌株进行脂肪酸GC分析,检测到了γ-亚麻酸,说明克隆的D6D基因MAGL6-1能在酿酒酵母中进行功能性表达。     

绵羊钙调蛋白调节基因Calponin h1 的分子克隆

在一项研究中我们发现雌激素体在胚胎发育后期对绵羊子宫平滑肌Calponin (CaP) 基因的活动有明显上调作用,而CaP一直被作为观察其他基因表达水平变化的基准参照基因（Reference Gene）。迄今为止, 绵羊CaP尚未完整克隆,为进一步了解其结构和功能,根据人、小鼠和家猪的同源保守区序列设计锚定寡核苷酸引物,通过5′-RACE及3′-RACE方法克隆了绵羊子宫平滑肌组织全长CaP h1 cDNA (GenBank登录号： AY327118), 在cDNA序列的基础上, 又通过PCR-SSP方法获得了CaP h1基因除内含子1、2之外的其余4个内含子全部序列 （GenBank登录号分别为：AY771807,AY771808, AY771809, AY771810） 。DNA序列测定和分析表明,绵羊子宫平滑肌CaP h1 cDNA全长1499bp, 编码297个氨基酸,5′-UTR及3′-UTR分别为79bp和529bp。CaP h1基因组DNA的克隆和序列分析表明,绵羊CaP全长约8kb,由 7个外显子和6个内含子组成。 同源序列比较发现,该基因外显子在不同物种间相对保守;与人类、野猪、小鼠、大鼠和鸡Calponin mRNA同源性分别为88％、92％、81％、79％和81％,但不同物种间内含子存在较大差异(>50%)。本研究填补了绵羊CaP基因分子克隆的空白,为进一步研究该基因的功能及子宫平滑肌收缩的调节机理奠定了基础。     

高山被孢霉Δ6-脂肪酸脱氢酶基因的克隆、结构分析及其功能的研究

从高山被孢霉ATCC1 62 66总DNA中扩增出大小为 1 374bp和 1 947bp的两条特异片段 ,序列分析表明后者在细胞色素b5和组氨酸Ⅰ之间含有一大小为 5 73bp的内含子和两条分别为 1 97bp和 82 8bp的外显子。推导的氨基酸二级结构分析表明 ,该基因有两个长的跨膜疏水区和 3个组氨酸保守区。分别根据D6D内含子及组氨酸Ⅱ区、Ⅲ区的序列设计引物 ,制备不同的探针与高山被孢霉的基因组杂交 ,证明在其基因组中确实存在两个Δ6 脂肪酸脱氢酶基因 ,其中一个基因含有内含子。把不含有内含子的核基因MAGL6 1克隆到的酿酒酵母表达载体pYES2 0中 ,转化到酿酒酵母INVSc1中。对筛选得到的酵母工程菌株进行脂肪酸GC分析 ,检测到了γ 亚麻酸 ,说明克隆的D6D基因MAGL6 1能在酿酒酵母中进行功能性表达。     

玉米FAD2基因的克隆及序列分析

高等植物中的A12脂肪酸脱饱和酶是将油酸转化为亚油酸的酶。根据已发表的其他高等植物的FAD2基因的保守序列设计同源引物,通过RT—PCR从玉米幼胚中扩增得到一个特异的cDNA基因片段。通过生物信息学分析,从玉米幼胚cDNA和基因组中均扩增得到1164 bp FAD2基因（GenBank登陆号：DQ496227）,它编码387个氨基酸,含有完整的ORF框,在ORF框内无内含子。序列联配与树状分析结果表明,FAD2推导的氨基酸序列与其他物种的A12脱饱和酶基因具有同源性。它含有3个组氨酸保守域和2段很长的疏水区,是一个跨膜4次的膜结合蛋白。半定量RT—PCR分析显示FAD2基因在玉米幼胚中表达量最高,在叶、茎、根中亦有低水平表达。     

小眼虫藻△8-脂肪酸脱氢酶基因的克隆及其在酿酒酵母中的表达

△8途径是合成多不饱和脂肪酸的替代途径,△8-脂肪酸脱氢酶是该途径的关键酶之一.根据已报道的△8-脂肪酸脱氢酶基因设计引物,分别从小眼虫藻基因组DNA和cDNA中扩增得到该基因片段,序列分析表明:结构基因长1 266 bp,编码421个氨基酸;该基因没有内含子,比已经报道的△8-脂肪酸脱氢酶基因长6bp,并且N末端序列也有所不同.利用酿酒酵母的载体pYES2.0构建△8-脂肪酸脱氢酶表达载体pYEFD,并转化到营养缺陷型酿酒酵母菌株INVSc1中,在选择培养基中筛选得到酿酒酵母转化菌株YD8.YD8在合适的培养条件下,添加外源底物二十碳二烯酸和二十碳三烯酸并诱导基因表达.脂肪酸甲酯气相色谱分析表明小眼虫藻△8-脂肪酸脱氢酶基因在酿酒酵母中获得了高效表达,将二十碳二烯酸和二十碳三烯酸分别转化成二高-γ-亚麻酸和二十碳四烯酸,其底物转化率分别达到了31.2%和46.3%.     

3种鲤科鱼β珠蛋白基因的比较研究

根据 β珠蛋白的N末端和C末端氨基酸序列的保守性设计 2 0bp长的简并引物 ,用RT PCR方法扩增并克隆了鲤、草鱼、鲫的 β珠蛋白基因cDNA。结果显示克隆 3种鱼的 β珠蛋白基因cDNA全长为 4 4 1bp。对它们所编码的氨基酸序列的比较可以看出虽然它们都属于鲤科但氨基酸的组成却有较大的差异。根据所克隆的cDNA分别设计特异引物用PCR方法克隆了 3种鱼的基因组DNA全长 ;从起始密码子到终止密码子的长度分别为鲤 6 6 7bp、草鱼6 2 9bp、鲫 6 6 7bp。 3种鱼中均含有 3个外显子和 2个内含子且内含子的插入位置相同。内含子的碱基序列差异很大。鲫与鲤内含子 1和 2的长度完全相同 ,而与草鱼的内含子长度则相差较大。     

簸箕柳AP3同源基因SsMADS的克隆与特性分析

用cDNA末端快速扩增(rapid-amplification of cDNA ends,RACE)方法从簸箕柳雄花序中克隆了一个AP3同源基因的cDNA,长826 bp,包括完整的编码区、5′-UTR和3′-UTR,并将其相应的基因命名为SsMADS。该基因由7个外显子和6个内含子组成,编码区长723 bp,编码241个氨基酸,其N-端具有典型的MADS保守结构域。序列分析表明,SsMADS编码的氨基酸序列与毛果杨(Populus trichocarp)AP3同源蛋白有95.7%相似性,与其他几种柳属植物的AP3同源蛋白相似性达96.1%～99.6%。实时定量RT-PCR表明,SsMADS在叶、茎和根中表达量极低,在花序中表达量较高,并且其表达量在花器官的早中期发育阶段逐步提高,说明该基因在簸箕柳花器官的发育中起作用。     

高山被孢霉Δ6-脂肪酸脱氢酶基因的克隆、结构分析及其功能的研究

从高山被孢霉ATCC16266总DNA中扩增出大小为1374bp和1947bp的两条特异片段,序列分析表明后者在细胞色素b5和组氨酸Ⅰ之间含有一大小为573bp的内含子和两条分别为197bp和828bp的外显子。推导的氨基酸二级结构分析表明,该基因有两个长的跨膜疏水区和3个组氨酸保守区。分别根据D6D内含子及组氨酸Ⅱ区、Ⅲ区的序列设计引物,制备不同的探针与高山被孢霉的基因组杂交,证明在其基因组中确实存在两个Δ6脂肪酸脱氢酶基因,其中一个基因含有内含子。把不含有内含子的核基因MAGL61克隆到的酿酒酵母表达载体pYES20中,转化到酿酒酵母INVSc1中。对筛选得到的酵母工程菌株进行脂肪酸GC分析,检测到了γ亚麻酸,说明克隆的D6D基因MAGL61能在酿酒酵母中进行功能性表达。     

不同地域卵黄萤荧光素酶基因的克隆与序列分析

为了比较不同地域萤火虫荧光素酶基因的进化关系,通过GenBank中已知的荧光素酶基因保守区段设计引物,利用5′ RACE（rapid amplification of cDNA ends）和3′ RACE技术克隆了来自云南省文山州和西双版纳州的同种卵黄萤荧光素酶基因cDNA和全基因序列.来自不同地域的2种卵黄萤荧光素酶在基因序列上存在3个不同碱基位点,但是它们编码的荧光素酶只存在1个不同的氨基酸.卵黄萤荧光素酶基因全长（从起始密码子到终止密码子）1998 bp,包含7个外显子,6个内含子,其cDNA序列共1976 bp,包含102 bp 5′ UTR (untranslated region)、1635 bp的荧光素酶基因开放阅读框和239 bp的3′ UTR序列.卵黄萤荧光素酶基因的开放阅读框编码1个544个氨基酸的蛋白质,比同属的其它几种荧光素酶少4个氨基酸. 来自2个不同地域的卵黄萤荧光素酶在进化上是比较保守的,它们与北美萤火虫Photinus pyralis荧光素酶在碱基序列上分别有629%和63%相似性.     

兴安落叶松肌动蛋白基因的分离与序列分析

以兴安落叶松(Larix gmelinii)实生苗为材料,提取总RNA和基因组DNA;利用兼并PCR及RACE技术克隆肌动蛋白基因(Lg-act).序列分析的结果显示,该基因cDNA全长1662 bp,编码377个氨基酸;基因组DNA长度约为2564bp,包含4个内含子,5个外显子.所克隆的Lg-act cDNA序列与GenBank中注册的其它植物肌动蛋白核苷酸序列的相似性均在77％以上,氨基酸序列的相似性高达93％以上.根据高等植物肌动蛋白相似性构建的系统树显示,兴安落叶松肌动蛋白与挪威云杉肌动蛋白之间的亲缘关系较为密切,在进化中分化时间最为接近.     

荠菜LEAFY同源基因的克隆与进化分析

LEAFY同源基因是高等植物花的分生组织分化的重要调节基因。根据已发表的LEAFY同源基因序列保守区设计引物,以荠菜(Capsellabursa-pastoris(L.)Medic.)基因组DNA序列为模板,克隆了一条长2866bp的LEAFY同源基因。序列分析表明,该基因含有3个外显子和2个内含子,外显子编码424个氨基酸组成的多肽。其单个外显子核苷酸序列与拟南芥(Arabidopsisthaliana)LEAFY基因同源性在90%以上,氨基酸序列同源性为86%,而与琴叶拟南芥(Ara-bidopsislyrata)的氨基酸序列同源性高达90%。不同植物物种的LEAFY同源氨基酸序列在C端高度保守,而N端则有较大程度的变异。3个外显子进化速率不同可能是由于所受选择压力不同所致。存在于荠菜CapLFY基因346位上的精氨酸突变可能是造成荠菜两种生态型花期不同的原因。     

家蚕吡哆醛激酶cDNA的克隆、表达和基因结构分析

吡哆醛激酶（pyridoxal kinase,PLK, EC2.7.1.35）是维生素B₆关键代谢酶,其cDNA的克隆在昆虫类还未见报道。利用生物信息学原理和使用PCR方法,克隆出编码家蚕Bombyx mori吡哆醛激酶的cDNA (GenBank登录号DQ452397),体外原核表达成功,并对表达粗提产物进行了酶活检测。克隆到的cDNA含有一894 bp的完整可读框,编码一条分子量为33.1 kD,含298个氨基酸残基的蛋白质。序列比对显示此蛋白质与人类吡哆醛激酶具有52.84%的同一性,包含吡哆醛激酶家族共有的特征保守序列,但比哺乳动物和植物克隆到的吡哆醛激酶均少10多个氨基酸残基,几个有关键功能且在哺乳动物和植物中均保守的氨基酸残基在此蛋白中被替换。依据家蚕基因组数据库信息和PLK的cDNA,家蚕PLK基因包含5个外显子和4个内含子,跨越10 kb DNA序列,所有外显子/内含子交接点都遵从gt/ag剪接规则,基因的5′端启动子调控区发现有TATA-box和CAAT-box保守基序。     

异源四倍体鲫鲤及其原始父母本细胞周期蛋白B基因克隆与分子遗传分析

细胞周期蛋白(cyclin)B是真核细胞周期运转中调控G2期至M期转化的关键因子.本实验根据斑马鱼细胞周期蛋白 B1基因的剪切方式,设计3对特异于金鱼和银鲫细胞周期蛋白B基因外显子区兼并引物,首次扩增出异源四倍体鲫鲤及其原始亲本红鲫和鲤鱼细胞周期蛋白B基因2条大小分别约为2.4 kb和2.1 kb的片段.测序及比对分析表明：这3种鱼的细胞周期蛋白B基因2个片段均包含8个外显子和7个内含子.内含子剪切位点符合GT/AG规则,推测细胞周期蛋白B基因2个片段可能是细胞周期蛋白B基因的2种存在形式.异源四倍体鲫鲤与其原始父母本细胞周期蛋白B基因片段序列的比较结果表明：无论是外显子区还是内含子区,异源四倍体鲫鲤与其原始亲本都具有较高的遗传相似性,在1 025 bp的外显子序列中相同的碱基位点数达963个,为异源四倍体鲫鲤来源于红鲫和鲤鱼提供了分子证据;同时,异源四倍体鲫鲤与其原始亲本差异碱基位点的存在又表明这一独特的多倍体物种与其原始亲本存在着进化上的变异.此外,还分别以细胞周期蛋白B基因外显子和内含子序列构建了包括异源四倍体鲫鲤及其原始父母本在内的系统进化树.结果初步表明：对于亲缘关系较近的物种,用外显子和内含子序列构建的系统进化树与传统的物种进化树一致;而对于亲缘关系较远的物种,用内含子序列构建的进化树与传统的物种进化顺序存在较大差异.     

植物莽草酸途径EPSPS蛋白的分子进化和基因结构分析

EPSPS既是植物、微生物和真菌等生物芳香族氨基酸生物合成途径——莽草酸途径中的关键酶,也是除草剂草甘膦的靶标酶。EPSPS的克隆能为草甘膦抗性转基因作物的研发提供候选基因。该研究运用比较基因组学方法,通过对41种不同植物的43条EPSPS蛋白序列进行进化分析,取得主要结果如下:(1)不同植物EPSPS蛋白的相似性很高,且具有相同的结构域、保守基序和保守位点,但是其叶绿体转运肽序列差异显著;(2)系统发育分析表明,EPSPS基因按照双子叶植物纲和单子叶植物纲分为2个大的分支,各个小的分支又按照植物的种属亲缘关系进行分支和聚类;(3)基因结构分析表明,植物EPSPS基因基本都含有8个外显子和7个内含子,且所对应外显子的长度相当,而内含子的长度差异很大,说明在植物基因组进化过程中造成EPSPS基因结构差异的主要因素是内含子的改变。研究结果将为揭示植物EPSPS蛋白的结构功能提供参考。     

匍枝根霉（Rhizopus stolonifer）As 3.38△6-脂肪酸脱氢酶基因的克隆与酵母表达

通过气相色谱法(GC)快速分析8种真菌的脂肪酸成分,发现匍枝根霉(Rhizopus stolonifer)具有较高的γ-亚麻酸含量,利用RT-PCR和RACE方法获得了全长为1475bp的匍枝根霉△6-脂肪酸脱氢酶基因的cDNA序列,其中开放阅读框为1380bp,编码459个氨基酸。生物信息学分析所克隆的基因具有△6-脂肪酸脱氢酶的典型结构:N端具有细胞色素b5结构、具有3个保守的组氨酸区序列和跨膜结构;把该基因的开放阅读框序列连接到表达载体pYES2.0上,构建重组表达载体pYRnD6D,并将其转入缺陷型酿酒酵母INVScl中进行表达。GC分析表明,该序列在酵母中获得了表达,表达产物表现出△6-脂肪酸脱氢酶的酶学活性,能将底物亚油酸转化为γ-亚麻酸。新生成的γ-亚麻酸占酵母细胞总脂肪酸的12.25%。