马铃薯miRNA164靶基因预测及amiRNA164表达载体构建

Micro RNAs(miRNAs)是内源性的调节基因转录后水平的一类小分子RNA。研究表明miRNA164/NAC在模式植物拟南芥中参与调控植物的生长发育以及对生物和非生物胁迫的耐受性,但目前在马铃薯中关于miRNA164/NAC的表达模式的研究尚未见报道。本研究利用马铃薯中已知的miRNA164序列,通过在线工具ps RNATarget对其靶基因进行预测得到3个靶基因。通过生物信息学分析发现,马铃薯miRNA164的3个靶基因均属于NAC转录因子家族的NAM亚家族,其调控模式与拟南芥中的类似,具有很高的保守性。为了进一步实验验证,利用人工miRNA(artificial miRNA,amiRNA)技术构建了马铃薯amiRNA164表达载体,有助于后期通过遗传转化方法研究miRNA164的调控机理。     

马铃薯miR159的克隆及人工表达载体构建

MicroRNAs(miRNAs)是一类非编码小分子RNA,是体内重要的内源性基因调节因子,主要是在转录后水平调控靶基因的表达。本研究是通过人工microRNA技术(artificial microRNA,简称amiRNA),与PCR技术克隆得到了701 bp的miR159片段,然后将获得的miR159片段通过双酶切后链接到植物表达载体p CPB121,构建了马铃薯amiR159表达载体。经PCR和酶切分析鉴定,确认载体构建成功。为后期通过马铃薯的遗传转化研究miR159/MYB的调控模式提供了帮助。     

甜菜NAC转录因子BvNAC46基因的克隆及植物表达载体的构建

以干旱处理的强抗旱甜菜品种HI0466为材料,通过RT-PCR技术克隆到一个甜菜NAC类转录因子基因的cDNA序列,命名为BvNAC46(GenBank登录号:XM_010689163.2)。序列分析表明,该基因序列全长1 047 bp,包含一个576 bp的开放阅读框(ORF),编码191个氨基酸,为稳定的疏水性蛋白,推测理论分子量为88.725 kD,亚细胞定位于细胞核中。含有一个NAM保守结构域,具有NAC转录因子的典型特征。将该基因的cDNA编码序列连接到植物表达载体pCAMBIA2301中,成功构建了甜菜BvNAC46基因的植物表达载体pCAMBIA2301-BvNAC,为进一步通过转基因技术研究该基因的功能提供参考。     

小麦SSⅡ-A基因片段的克隆及其RNAi表达载体的构建

可溶性淀粉合成酶Ⅱ（SSⅡ）是小麦籽粒支链淀粉合成的主要角色,但是其三个部分同源基因（SSⅡ-A、SSⅡ-B和SSⅡ-D）对支链淀粉合成的贡献大小目前还未见报道,探究它们对支链淀粉合成的作用,对小麦淀粉合成的遗传操纵和淀粉品质改良具有重要意义。此文通过RT-PCR方法克隆了小麦SSⅡ-A基因cDNA的部分序列（长度为539 bp）,经序列比对发现,它与AB201445.1（Triticum aestivum wSSII-A gene for starch synthase II-A, complete cds）的同源性为100%。以H质粒为中间载体,构建了SSⅡ-A基因片段的发夹结构,并将之连接到pBAC47P上高分子量谷蛋白亚基（HMW-GS）1Dx5启动子的下游,得到了高效特异的SSⅡ-A RNAi表达载体。这些工作为下一步遗传转化获得转基因植株以深入探究SSⅡ-A基因对支链淀粉合成的贡献大小奠定了基础。     

鹰嘴豆miR164基因家族的生物信息学分析及靶基因预测

miR164是植物特有的一类miRNA,参与调控植物的生长发育和对逆境胁迫的响应.为深入理解Car-miR164的功能和调控机制,本研究通过全基因组手段鉴定鹰嘴豆Car-mmiR164家族成员并预测靶基因功能,在PmiREN中获得Car-miR164家族5个成员的序列,通过染色体定位技术表明其位于鹰嘴豆Ca3、Ca4和...     

小麦lncRNA27195及其靶基因TaRTS克隆及表达分析

长链非编码RNA (long non-coding RNA, lncRNA)是一种大于200 bp的非编码RNA,大量存在于植物体中,其可通过调节基因表达或蛋白功能,在植物生长发育与胁迫应答中发挥重要作用。前期在研究光照和温度对小麦光温敏核雄性不育系BS366育性诱导中,利用转录组测序筛选获得与育性相关的lncRNA(lncRNA2719)。为研究小麦lncRNA27195的功能,本研究在BS366中克隆lncRNA27195及其靶基因TaRTS,并对TaRTS进行生物信息学分析,结果显示, TaRTS基因全长315 bp,编码104个氨基酸,且发现该RTS蛋白仅存在于禾本科植物中。通过实时荧光定量PCR,对lncRNA27195及TaRTS基因在不同组织不同光温处理及茉莉酸甲酯处理下进行表达模式分析,发现lncRNA27195和TaRTS均在雄蕊中高表达,呈显著的正相关,且两者在不同光温条件下呈现出不同的表达模式。光照和温度均对lncRNA27195和TaRTS有调控作用,适当浓度的MeJA促进两者的表达,SA抑制两者表达。以上结果表明,在光周期、温度和植物激素的诱导下,lncRNA27195正向调节TaRTS基因表达,进而影响花粉育性,本研究结果有助于促进对小麦光温敏核型雄性不育系的机理研究和生产应用。     

菊花MADS-box基因的克隆与表达载体构建

为了给菊花CmFUL基因功能鉴定与遗传改良奠定基础,采用RT-PCR法从菊花叶片中克隆出1个MADSboxA类基因的编码区序列,命名为CmFUL(Gen Bank登录号KT894379)。CmFUL基因编码区ORF片段长度为741 bp,编码246个氨基酸。CmFUL蛋白属于亲水性蛋白,预测该蛋白内含12个磷酸化位点和2个潜在的N-糖基化位点。氨基酸序列比对和系统进化树分析表明,CmFUL蛋白与CMD41蛋白的相似性为95.6%,同属于AP1/FUL亚家族的FUL-like进化枝。实时荧光定量PCR分析表明,CmFUL基因在花期不同组织中均有表达,但表达丰度不一。在花蕾中表达量最高,其次是管状花,根和舌状花中痕量表达;同一朵花中管状花的表达量约为舌状花中的12倍。分析认为,CmFUL可能在促进开花及子房建成中起重要作用。将CmFUL基因连接到p CAMBIA1300载体上,成功构建了高效植物表达载体。     

绿竹cab-BO2基因的克隆及其表达载体的构建

捕光叶绿素a/b结合蛋白基因是绿色植物光合系统中的重要基因,其编码的蛋白与色素所形成的蛋白复合体在光化学反应、光保护等方面都起着重要的作用.采用RT-PCR技术和与RACE-PCR技术,从绿竹中克隆到捕光叶绿素a/b结合蛋白基因的全长cDNA编码区,命名为cab-BO2(GenBank登记号:EF088668).该基因编码区长为792 bp,编码263个氨基酸.通过加酶切位点的方法,将基因的编码区直接构建到载体pBI121多克隆位点.经过酶切检测,获得了包含35S启动子、cab基因、GUS报告基因和NOS终止区域的植物表达载体.     

棉花GhMADS12基因的克隆及其表达载体的构建

MADS-box基因是真核生物中一类重要的转录调控因子,调节着植物根、茎、叶到花的发育和果实的成熟。本研究以中棉所36花发育期均一化全长cDNA文库为基础,分离出一个棉花的MADS-box基因全长cDNA命名为GhMADS12。同时利用pBI121双元载体成功构建了GhMADS12基因的植物过表达载体,并利用基因枪轰击法瞬时表达载体,验证了载体的可靠性,为下一步转基因验证基因的功能奠定了基础。     

OsI2基因的克隆及其植物表达载体的构建

在旱稻IRAT109干旱胁迫下cDNA芯片分析结果的基础上,通过RT-PCR,5'-RACE及3'-RACE方法,从IRAT109总RNA中扩增得到了干旱胁迫下芯片表达谱中上升表达强度第二的基因全长序列,命名为OsI2,全长有523 bp,并对基因序列结构进行了分析.该基因与全长cDNA文库中的CT836140.1有99%同源.OsI2基因编码产物对应1个包含57个氨基酸的开放阅读框(ORF),为一功能未知蛋白.其编码产物也可能对应两个中间相隔19 bp的较小ORFs(43个氨基酸和42个氨基酸),都是功能未知的蛋白.在pBI121载体的基础上,将OsI2基因与CaMV35S连接成功构建了pBl121-OsI2植物表达载体,为进一步研究其功能创造了条件.     

小麦TaGAPC定点突变体基因载体构建及其原核表达

为了研究催化活性半胱氨酸Cys154、Cys158残基对小麦细胞质甘油醛-3-磷酸脱氢酶(Ta GAPC)蛋白酶活性的影响,利用重叠延伸PCR法分别将这2个位点的半胱氨酸突变成丝氨酸,并分别连入p ET28a(+)原核表达载体。在25℃条件下,Ta GAPC及其定点基因Ta Cys154S/Ta Cys158S经0.25 mmol/L IPTG诱导后高效表达,SDS-PAGE电泳检测结果显示,目标重组蛋白均为可溶性且大小约为40 k Da,与预测结果一致。在此基础上,经超声波破菌及镍柱纯化获得3种纯化重组蛋白。这为后续Ta GAPC及其定点突变体蛋白酶活性测定及活性位点分析提供试验材料。     

小麦wx-B1a基因片段的克隆及其RNAi载体构建

为了获得小麦wx-B1a基因的特异RNAi表达载体,以小麦品种‘京花1号’开花12天的籽粒为材料,用天根公司植物总RNA提取试剂盒提取总RNA,以wx-B1a基因(GenBank NO:AB019623)的cDNA序列设计一对特异性引物,利用RT-PCR克隆了wx-B1a基因部分cDNA片段.Blastn结果显示,它与GenBank上报道的Triticum aestivum wx-1 gene (GenBank NO:EU719611.1)同源.通过酶切连接将此片段分别置于拟南芥FAD2的Intronl (GenBank NO:AJ271841)的上、下游,然后将此发夹结构置于小麦HMW-GS 1Dx5启动子的下游,从而构建了小麦wx-B1a基因的特异RNAi表达载体pBAC47p-wx-Bl aIR.从而为下一步转化高产强筋小麦品种培育优质面条专用小麦奠定基础.     

柚CCoAOMT基因的克隆与超表达载体构建

为探明咖啡酰辅酶A-O-甲基转移酶（CCoAOMT）在柚[Citrus maxima (Burm.) Merr.]果实发育中对木质素单体合成的影响,克隆了柚CCoAOMT基因ORF序列并构建超表达载体转化至农杆菌。采用Trizol法提取柚汁胞总RNA,经反转录得到cDNA,根据已知柚CCoAOMT片段序列,设计其ORF引物。PCR扩增得到柚CCoAOMT基因ORF序列,长度为744 bp,编码247个氨基酸,与龙眼(Dimocarpus longan)、麻疯树(Jatropha curcas)、杨树(Populus balsamifera)的CCoAOMT基因同源性大于90%。经软件预测,该酶定位于质膜的可能性最大,不具有跨膜结构。将柚CCoAOMT基因正向导入植物过表达载体p1301,位置在CaMV35S启动子的之后,并将载体转化至农杆菌EHA105。本研究得到的基因片段包含柚CCoAOMT基因ORF,成功构建植物超表达载体p1301-cmCCoAOMT,并导入农杆菌。含p1301-cm CCoAOMT的农杆菌株可转化多种植物受体,为深入研究该基因功能奠定了基础。     

小麦wx-B1a基因片段的克隆及其RNAi载体构建

为了获得小麦wx-B1a基因的特异RNAi表达载体,以小麦品种‘京花1号’开花12天的籽粒为材料,用天根公司植物总RNA提取试剂盒提取总RNA,以wx-B1a基因(GenBank NO:AB019623)的cDNA序列设计一对特异性引物,利用RT-PCR克隆了wx-B1a基因部分cDNA片段。Blastn结果显示,它与GenBank上报道的Triticum aestivum wx-1 gene(GenBank NO:EU719611.1)同源。通过酶切连接将此片段分别置于拟南芥FAD2的Intron1(GenBank NO:AJ271841)的上、下游,然后将此发夹结构置于小麦HMW-GS 1Dx5启动子的下游,从而构建了小麦wx-B1a基因的特异RNAi表达载体pBAC47p-wx-B1aIR。从而为下一步转化高产强筋小麦品种培育优质面条专用小麦奠定基础。     

马蔺VP基因的克隆与植物表达载体构建

以马蔺幼根总RNA为模板,通过RT-PCR方法扩增得到马蔺H+-PPase全长序列并克隆到p MD19-T载体,命名为Il VP。序列分析表明该基因的开放阅读框为2 316 bp,编码771个氨基酸,推测等电点为5.16,分子量为80.7 k D,所得到的序列与Gen Bank中注册的高等植物液泡膜H+-PPase的核苷酸序列相比,其同源性均达到70%以上,其氨基酸序列的同源性则达到79%以上。用SmaⅠ和SacⅠ分别对目的基因质粒和植物表达载体p BI121进行双酶切,在DNA连接酶的作用下进行定向连接,构建成植物重组质粒p BI121-35S-Il VP-Nos,再转入根癌农杆菌EHA105中,为该基因在烟草等植物中遗传转化和基因功能研究奠定基础。     

苋菜AmPCS基因的克隆及表达载体构建

合成植物络合素(PCs)是高等植物减轻重金属毒害的重要机制。通过对镉超积累苋菜品种天星米植物络合素合成酶基因(PCS)的克隆及表达载体构建,旨在为植物修复镉污染土壤奠定基础。依据同源克隆原理,通过RT-PCR和RACE方法克隆苋菜PCS基因。序列分析表明:苋菜PCS基因cDNA全长1 770 bp,包含完整的阅读框,编码485个氨基酸;苋菜PCs合成酶与拟南芥、遏蓝菜、芥菜及油菜PCs合成酶相似性为91.96%～95.67%,其氨基酸序列N端有1个Pfam:Phytochelatin结构域(功能为催化合成植物络合素)、C端有1个Pfam:Phytochelatin_C结构域(功能为重金属离子感应器)。因此,推断苋菜PCS基因编码蛋白是PCS-like家族的新成员,具有催化合成植物络合素的功能,将它在GenBank注册,序列号为:JN979370,命名为AmPCS。在AmPCS基因的编码区加入BamH I和Sac I酶切位点,双酶切植物表达载体pBI-121和带有酶切位点的PCR产物,成功获得苋菜PCS基因正义表达载体pBI-PCS。     

脐橙CsCAB基因的克隆及表达载体构建

从脐橙果皮褐变相关基因的cDNA抑制差减文库中,获得了一个CAB基因家族的同源EST序列,通过快速扩增cDNA末端(RACE)方法成功克隆得到984bp的CsCAB全长基因(GenBank登录号EF010854)。序列分析结果表明,CsCAB包含一个621bp的开放阅读框(ORF),编码207个氨基酸;CsCAB蛋白与钙结合蛋白具有很高的同源性,且具有钙结合蛋白的保守结构域EF-hand。并构建了脐橙CsCAB基因的正、反义植物表达载体pCAMBIA1301-CABs和pCAMBIA1301-CABas,为该基因的功能研究奠定了基础。     

山葡萄CBF1基因的克隆及其表达载体的构建

CBF1转录激活因子是一类受低温诱导的反式作用因子,能有效提高植物抗低温的能力。以抗寒性较强的长白山野生山葡萄(耐-40℃低温)为材料,通过RT-PCR方法成功地克隆低温诱导转录因子CBF1基因,并构建花椰菜花叶病毒CaMV35S启动子调控下的CBF1融合基因表达载体,为下一步转化农作物、利用CBF1基因综合改良农作物抗逆性提供了物质基础。     

独行菜CBF基因的克隆及其植物表达载体的构建

本实验以新疆早春短命植物独行菜(Lepidiumapetalum Willd)为主要材料,利用聚合酶链式反应从独行菜中克隆了CBF( C-repeatbinding factor)基因家族中的CBF 3基因和CBF4基因,并将其成功构建到带有35 S+Ω的植物表达载体pCAMBIA 2300中,为进一步转化拟南芥以了解独行菜CBF基因的结构和功能奠定了基础.     

艾纳香BbCHS基因的克隆及其原核表达载体的构建

查尔酮合酶(chalcone synthase, CHS)是艾纳香(Blumea balsamifera DC.)黄酮类化合物代谢途径的关键酶之一。本研究以产自贵州省罗甸县道地艾纳香为研究材料,参照艾纳香叶的转录组数据,设计PCR引物,成功克隆得到查尔酮合成酶基因的完整cDNA序列,利用生物信息学分析软件对其进行相关分析,包括氨基酸性质、信号肽、跨膜域、多序列比对、进化树构建以及蛋白的二、三级结构预测等,并且构建了CHS原核表达载体,在BL21宿主菌中可以表达目的蛋白,为黔产艾纳香中CHS的生物学研究提供依据,同时为艾纳香黄酮类物质的生物合成提供理论指导。