人参PgPI基因3'端序列的克隆与分析

MADS-box基因编码的蛋白为转录因子,在被子植物花发育调控中发挥关键作用。其中,PI-like基因主要调控花瓣和雄蕊的形成。利用3'-c DNA末端快速扩增技术,从人参花蕾中克隆得到1个PI-like基因,命名为Pg PI。该基因的3'端序列长558 bp,编码186个氨基酸,GC含量为41.9%。序列比对结果显示,Pg PI与Hh PI(Hedera helix,ADM88561)的相似度为87%。聚类分析结果表明,人参与洋常春藤的PI-like基因聚为一支,进化距离较其他物种近。     

土人参Actin 基因片段的克隆及序列分析

为土人参功能基因的表达与调控提供内参基因,根据已知植物Actin基因的保守区设计简并性引物,采用RT-PCR方法扩增得到土人参的Actin基因片段,将该片段连接于p GEM-T载体,测序获得一段大小为598 bp的基因片段,该片段编码198个氨基酸。通过生物信息学软件分析,该序列与其他植物Actin基因的cDNA序列同源性均在85%以上,氨基酸序列的同源性达到86%以上,表明试验克隆所得基因片段为土人参Actin基因片段。将该Actin基因片段命名为TpActin1,并登陆在Gena Bank,登录号为MH333039。     

大豆HMGR基因家族的鉴定与表达分析

[目的]3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(HMGR)是大豆皂苷合成途径的关键酶之一。从全基因组水平鉴定大豆HMGR基因家族并进行生物信息学和表达模式分析,为研究和利用大豆HMGR基因家族生物学功能奠定基础。[方法]根据Pfam数据库中HMGR基因的保守结构域(编号PF00368),利用HMMER3.0、PFAM和SMART软件鉴定大豆基因组中的HMGR基因。采用ProtParam等软件对其基因和蛋白序列进行生物信息学分析。利用qRT-PCR方法分析GmHMGR基因在苗期根、茎、叶等不同组织中和籽粒不同发育时期的表达情况。[结果]大豆基因组中鉴定得到8个GmHMGR基因,分布于8条染色体上,编码80～608个氨基酸,相对分子质量介于8.23～64.96kD,理论等电点变化为4.89～8.24,二级结构中α螺旋和无规则卷曲所占比重较大,具有保守的基因结构和蛋白功能域。qRT-PCR分析表明,相比于其它GmHMGR基因,GmHMGR6在苗期根、茎、叶中高度表达,籽粒发育过程中GmHMGR3基因在开花后40d表达水平最高,开花后70d大豆的成熟籽粒中GmHMGR6的表达丰度最高。[结论]大豆基因组中含有8个HMGR基因,具有保守的功能结构域和基因结构。GmHMGR基因家族在苗期根、茎、叶及不同发育时期籽粒中具有多样化的组织表达模式和时空表达特征。     

人参鲨烯环氧酶基因的克隆与原核表达

【目的】克隆人参皂苷生物合成途径中的鲨烯环氧酶（SQE）基因,并进行原核表达与纯化,初步探讨SQE活性与人参皂苷生成量之间的关系。【方法】以4年生人参根组织须根为材料,提取其总RNA,反转录为cDNA。以合成的cDNA为模板,对SQE基因进行克隆,再将其插入原核表达载体pET-30a中,构建pET-30a-SQE重组质粒,经酶切和测序鉴定后,转入Rosetta大肠杆菌,经0.8 mmol/L IPTG 37 ℃诱导表达4 h后,进行SDS-PAGE电泳检测,采用NiAgarose亲和层析柱纯化目的蛋白,利用液相色谱串联质谱联用技术（LC-MS）检测SQE的活性。【结果】获得了人参SQE基因1 611 bp的全长编码区cDNA。酶切和测序结果表明,原核表达载体pET-30a-SQE构建成功;SDS-PAGE分析显示,在Rosetta大肠杆菌中成功诱导表达了SQE融合蛋白,且纯化后的目的蛋白纯度较高;LC-MS联用检测结果发现,随着SQE用量的增加,达玛烯二醇的生成量递增。【结论】克隆了人参SQE基因,获得了在体外具有生物学活性的SQE蛋白,并证实了其活性与人参皂苷生成量有很大的相关性。     

竹节人参角鲨烯合成酶基因的克隆与生物信息学分析

人参(Panax ginseng C.A.Mey.)属于五加科(Araliace-ae)人参属(Panax)植物,是传统的名贵中药材,人参属的所有植物均具有较高的药用价值,其主要活性成分是皂苷[1-2]。人参根的总皂苷含量为2%～7%,而竹节人参(Panax japonicus C.A.Mey.)根的总皂苷含量高达15%以上,约为前者的2～7倍、西洋参的3倍,是总皂苷含量最高的人参属植物[2-3]。人参皂苷属于类异戊二烯代谢途径三萜类合成支路的     

石柱参人参皂苷合成酶基因的克隆及表达量测定

以人参为对照组,采用HPLC法测定5 a生石柱参样品中6种人参皂苷(Rb_1、Rb_2、Rc、Re、Rg_1、Rg_2)的质量分数,采用实时荧光定量PCR技术对不同生长期人参皂苷合成酶基因(SS、 CYP82D47、 CYP716A42)的表达量进行比较,以探究石柱参人参皂苷质量分数较低的原因;并对石柱参 CYP82D47基因进行克隆、测序及生物信息学分析,获得石柱参系统发育树。结果表明:石柱参人参皂苷合成酶基因的表达量在根、茎、叶组织中具有高度相似性,却也具有高度组织差异性,比如SS基因在石柱参根、叶中表达活跃,在茎中表达量有限; CYP82D47基因在石柱参中的表达部位主要是茎、叶组织;而 CYP82D47基因在在根、茎、叶组织中表达较活跃,尤其是根、叶中;此外,人参皂苷合成酶基因 CYP82D47的表达量相对较低是造成石柱参人参皂苷质量分数较低的原因之一;由系统进化树可见,石柱参与竹节参、西洋参、三七及刺五加的亲缘关系较近,结果与物种进化程度相符合。     

人参皂苷生物合成相关基因PgRg2BBE克隆及生物信息学分析

克隆与人参皂苷Rg₂合成相关的重要酶基因PgRg₂BBE全长cDNA序列,并利用在线软件对该基因编码的蛋白质进行理化性质、结构域、亚细胞定位和系统进化等分析。结果表明：PgRg₂BBE基因cDNA序列长为1 638 bp,编码545个氨基酸。PgRg₂BBE蛋白分子量为60 967.10 u,等电点为8.88,不稳定性指数为34.04,预测该蛋白为一种稳定的亲水性跨膜蛋白,主要由α-螺旋和无规则卷曲组成。PgRg₂BBE蛋白含有FAD＿binding＿4和BBE功能结构域,定位于叶绿体中,含有24个氨基酸序列信号肽。系统发育树分析发现,其与智利茄的亲缘关系最近,氨基酸序列多重比对发现,RgRg₂BBE中含有4个保守基序,进一步与拟南芥AtBBE家族蛋白进行同源序列比对,发现它们同时具有4个保守基序(RKYGL、MGED、FWAIRGG、FPEI)。     

人参达玛烷二醇合成酶基因的克隆、序列特征和组织表达分析

以五年生人参根组织为试验材料,利用RT-PCR方法克隆人参DS基因序列;通过生物信息学技术对其核苷酸序列和氨基酸序列进行比对;运用实时荧光定量PCR技术检测DS基因在人参根、茎、叶、果各部位的表达量。结果表明:获得人参DS基因c DNA全长,其核苷酸序列长为2.385 kb,含有1个开放阅读框,编码769个氨基酸多肽。生物信息学分析显示DS编码蛋白质包含1个跨膜区域,具有3个保守结构域。人参DS编码蛋白质与西洋参的DS(AGK62449)和三七的DS(AGI19258)具有99%的序列相似性。实时荧光定量PCR显示,DS基因在人参根、茎、叶、果各部位均有表达,在叶中表达量最高,其次是在果中,在根和茎中表达量相近。     

猪IRGC基因的克隆与序列分析

[目的]对猪IRGC基因进行序列分析,为进一步研究其功能奠定基础。[方法]采用EST信息和测序相结合的方法分离了猪IR-GC基因,并与人、牛、犬和猩猩IRGC基因进行序列相似性分析。[结果]获得了1 558 bp的cDNA序列,其登录号为EU703776,与人、牛、犬和猩猩IRGC基因的序列分别有86%、90%、91%和84%的相似性。序列分析表明,该基因编码的464个氨基酸与人、牛、犬和猩猩的相似性分别达到了90%、93%、95%和90%。[结论]成功提取了猪IRGC基因,其具有人、牛、犬和猩猩类似的结构和功能。     

兔CCR10基因的克隆与序列分析

克隆并分析兔CCR10基因.基于电子延伸序列,设计1对克隆引物,兔盲肠黏膜组织提取总RNA,进行RT-PCR,将PCR产物与pMD19-T载体连接后转化E.coli JM109感受态细胞、检测阳性克隆、测序并进行序列分析.克隆的兔CCR10基因长为723bp,编码由241个氨基酸残基组成的CCR10前体蛋白,三级结构预测表明CCR10具有一个多克隆免疫球蛋白区(PIG-X).克隆的兔CCR10基因与绵羊、人的同源性分别为89.6%、89.9%,推导的氨基酸序列与绵羊、人的同源性分别为94.2%、93.8%,结构特征与绵羊、人的相一致.克隆了兔CCR10基因并注册GenBank(登录号:EU348829).     

盾叶薯蓣3-羟基,3-甲基戊二单酰辅酶A还原酶和环阿屯醇合成酶基因克隆及序列分析

根据已报道的植物3-羟基,3-甲基戊二单酰辅酶A还原酶(HMGR)和环阿屯醇合成酶(CS)基因保守序列分别合成简并引物,先后从盾叶薯蓣(Dioscorea zingiberensis)幼苗中克隆了一段663 bp(HMGR-DZh)和一段1 245 bp(CS-DZc)的cDNA片段,经NCBI和CLUSTALW在线序列同源分析,结果表明,由HMGR-DZhcDNA推导的蛋白质与已报道植物HMGR氨基酸序列相似性达到63%~70%.由CS-DZc cDNA推导的蛋白质氨基酸序列中具有环氧角鲨烯环化酶(OSCs)特异保守结构域:DCTAE结构域和C末端的2个QW高度保守区,并与已报道植物环阿屯合成酶氨基酸序列相似性达到80%以上.本实验还分别以HMGR-DZh和CS-DZccDNA为探针进行了Southern和Northern杂交分析.Northern杂交分析表明,盾叶薯蓣HMGR-DZh基因的mRNA约为1.8~2 kb,CS-DZc基因的mRNA约为2~2.5 kb.     

31种药用植物HMGR蛋白的生物信息学分析

利用生物信息学方法对大戟(Euphorbia pekinensis)、曼地亚红豆杉(Taxus media)、球药隔重楼(Paris fargesii)等31种药用植物HMGR蛋白质的理化性质、亲/疏水性、跨膜结构、蛋白质二级结构、信号肽等进行预测和分析。结果表明,31种药用植物HMGR蛋白氨基酸残基数量大部分在500~600 aa之间;大多数定位于质膜上;分子质量在58~65 ku之间;主要富含Gly、Ala、Leu、Ser和Val等氨基酸。HMGR蛋白具有一定的亲水性,含有两个跨膜结构域,均不具有信号肽,二级结构的主要构件为α-螺旋和不规则卷曲。曼地亚红豆杉、罗汉果、假马齿苋、苍术、秦艽、土沉香、丹参、银杏、黄花蒿HMGR蛋白为稳定蛋白,而其余均为较不稳定蛋白。同源性分析表明,除了灵芝以外,其他植物均聚集在同一枝上,药用植物HMGR蛋白有较高的保守性。     

橡胶HMGR蛋白的生物信息学分析与同源模建

利用生物信息学方法分析了橡胶HMGR蛋白的氨基酸组成、等电点、疏水／亲水区、二级结构等蛋白质性质,并同荔枝、拟南芥和水稻的蛋白进行了对比,并用生物信息学软件对其空间结构进行了模拟,同时对模建结果进行了结构质量的分析与检测。结果表明：该蛋白共有575个氨基酸,等电点为6．44,二级结构中α螺旋占45．91％,β折叠片占13．04％,无规卷曲占35．83％。三维结构检测表明,此模型的结构符合立体化学规则。此外,利用该模型预测了配体SIM和ADP在HMGR结构空间的近似位置,并定位了与SIM和ADP作用的相关残基。     

百日草几丁质酶基因片段克隆及其序列分析

[目的]克隆百日草几丁质酶的基因片段,并对其序列进行分析.[方法]以百日草“梦境”系列为材料,提取其叶片总RNA,并根据其他植物几丁质酶基因保守序列设计简并引物,通过RT-PCR克隆百日草几丁质酶基因片段（ZEchi）,并对该基因序列进行分析.[结果]克隆得到的片段长度为227 bp,共编码75个氨基酸残基;核苷酸同源性分析表明,ZEchi与已报道的其他植物几丁质酶基因同源性达70％以上,其中与葡萄的同源性最高,为74％;氨基酸同源性分析表明,该几丁质酶多肽属于18家族几丁质酶,且与已报道的其他植物几丁质酶氨基酸序列具有70％以上的相似性;氨基酸聚类分析表明,该几丁质酶多肽与白车轴草和蒺藜苜蓿的几丁质酶聚类;生物信息学分析表明,由该基因片段编码的多肽为非跨膜蛋白,主要含α螺旋和随机线圈螺旋等二级结构.[结论]该研究为进一步研究几丁质酶基因的功能奠定了基础.     

驯鹿EGFR基因克隆及序列分析

以快速生长期雄性驯鹿(Rangifer tarandus)鹿茸顶端表皮组织为研究材料,提取其顶端表皮组织总RNA,参考GenBank数据库中牛、羊的表皮生长因子受体(EGFR)基因序列设计同源引物;采用RT-PCR技术、分子克隆技术首次成功获得雄性驯鹿茸顶端表皮组织EGFR基因编码区部分cDNA序列,片段大小为910 bp;Blast比对发现驯鹿EGFR基因与牛、羊、马、人、鲸、野猪的同源性分别是97%、96%、88%、86%、92%、89%,同源性均在85%以上,表明驯鹿EGFR基因在进化上比较保守;构建系统进化树发现驯鹿EGFR基因与牛亲缘关系最近,与人的亲缘关系最远;最后通过在线分析软件预测获得EGFR基因序列对应mRNA最小自由能二级结构。     

猪Tetherin基因的克隆及序列分析

为研究猪Tetherin基因的功能,应用RT-PCR手段从感染猪繁殖与呼吸障碍综合征病毒的猪肺脏组织扩增得到猪源Tetherin基因,将其克隆到p MD19-T载体并进行测序,采用分子生物学软件将其编码的蛋白质序列与其他来源的Tetherin蛋白序列进行比对分析,采用真核转染的方法研究其在MARC-145细胞中的定位情况。结果显示,克隆得到的猪源Tetherin基因全长534 bp;猪源Tetherin蛋白与牛、绵羊、猫、人、黑猩猩、猫头鹰、猕猴Tetherin蛋白同源性分别为41.5%、44.1%、42.3%、43.7%、45.4%、35.6%、42.1%;猪源Tetherin蛋白为跨膜蛋白,该蛋白定位在MARC-145细胞的细胞膜中。     

萝卜STP13.2基因的克隆及序列分析

利用RT-PCR技术克隆了萝卜（Raphanus sativus L.）STP13.2基因CDS序列,并对其进行测序和生物信息学分析。结果表明：RsSTP13.2 CDS序列全长1599 bp,编码532个氨基酸残基,分子式为C2678H4191N685O713S21。相对分子量为58.1 kD,理论等电点为9.29,脂肪指数为108.12,是稳定蛋白。RsSTP13.2蛋白包含12个跨膜结构,预测其可能定位于细胞膜;系统进化分析表明其与白芥、甘蓝型油菜和白菜等多个不同物种具有较高的同源相似性。本研究为下一步STP13.2基因的功能和表达调控机制研究奠定了基础。     

番茄雄性不育基因的克隆及序列分析

[目的]克隆番茄雄性不育基因,明确番茄雄性不育基因的突变信息.[方法]以番茄雄性不育系材料为试材,通过同源克隆的方法,将4个雄性不育的候选基因进行克隆.[结果]有3个候选基因在雄性不育系与可育系之间发生了突变,第一个突变基因Solycg001的序列全长为2473 bp,只在925 bp处发生了一个单位点突变,由G颠换为A;第二个基因Solycg 002的序列全场为4 288 bp,有3个位点发生了单位点突变,分别为1 194处C颠换为A、1 211处A颠换为G、1 529处T颠换为C;第三个突变基因Solycg 003的序列全长为3479 bp,有4个位点发生了单位点突变,分别为849 bp处T颠换为C、1 855处C颠换为A、1 877处插入了一个C和2 123处A颠换为G.通过生物信息学分析发现第一个基因Solycg001是一个剪切体蛋白基因;第二个基因Solycg002是一个淀粉与蔗糖代谢通路中的酶;第三个基因Solycg003是一个核糖体基因.[结论]根据前人研究的进展,植物的雄性不育是由于淀粉及可溶性糖的代谢异常引起的,初步判断第二个基因Solycg002为不育目标基因.     

香猪Noggin基因克隆与序列分析

以贵州榕江香猪为实验材料,设计2对特异性的寡核苷酸引物,RT-PCR扩增了Noggin基因的上下两段序列,将其克隆到T载体上测序,拼接两段序列后得到香猪Noggin基因的完整序列。此序列由896个碱基组成,编码232个氨基酸,前19个氨基酸为信号肽,后213个氨基酸为成熟肽。Genbank blast对香猪Noggin基因编码氨基酸与其他物种进行检索分析:与人、鼠、鸡、爪蟾和东方鲀等氨基酸同源性为54.1%~98.7%。SWISS-MODEL服务器预测了香猪Noggin成熟肽的三维结构,与人和鼠对比:主要由于第99和112位的氨基酸改变而引起三维结构不同。