小麦果聚糖合成酶基因6-SFT克隆和功能验证

许多研究表明植物中果聚糖累积有助于提高植物耐逆境胁迫能力,但对小麦中果聚糖合成相关基因及其与抗逆性关系还缺乏研究。本研究拟从普通六倍体小麦中克隆出果聚糖合成酶基因6-SFT并进行生物学特性及功能研究,以期解析小麦通过累积果聚糖途径提高自身抗逆境胁迫能力的分子机理,为转6-SFT基因提高小麦抗逆境胁迫能力提供理论依据。利用touch-down PCR技术从小麦品种杨麦6（Triticum aestivum cv. Yangmai 6）基因组及cDNA中分离出编码6-SFT基因的全长序列,运用生物学信息技术对其编码蛋白的相关理化及生物学功能进行了预测,同时利用农杆菌介导法将所克隆的小麦6-SFT基因转入了烟草,对转基因烟草植株进行了抗旱、抗盐和抗低温鉴定。结果表明,小麦中6-SFT基因的gDNA和cDNA长度分别为3134bp和1851bp,序列结构分析表明该基因含有4个外显子、3个内含子,编码产物为约68kD的蛋白质,其等电点（pI）约为5.25,具有液泡定位信号;转小麦6-SFT基因烟草植株表现出较强的抗旱、抗盐和抗低温能力。本研究为利用基因工程技术改良小麦抗逆性提供重要理论依据。     

多枝赖草Glutathione Reductase基因克隆及胁迫表达分析

为了获得完整的谷胱甘肽还原酶基因序列,根据已克隆到的谷胱甘肽还原酶cDNA片段设计引物,利用RACE扩增获得了基因全长序列,应用Southern印迹杂交法分析基因存在状态,Northern印迹杂交法研究基因表达情况.结果表明,该基因全长1 580 bp,含一个1 140 bp的开放阅读框架,编码380个氨基酸,与其它植物谷胱甘肽还原酶氨基酸序列的同源性在77%-92%之间;Southern杂交表明该基因有一个拷贝;Northern杂交表明在逆境胁迫下GR基因表达加强.     

水稻OsWHY1基因克隆及过表达与RNAi载体构建

Whirly蛋白是一种单链DNA结合蛋白,是植物特有的存在于细胞核与叶绿体中的双定位蛋白.本研究以水稻品系金23B为材料,从cDNA中克隆得到水稻whirly蛋白基因(OsWHY1).该基因的c DNA全长为1 250 bp,开放阅读框大小为825 bp,编码274个氨基酸.结构域分析结果表明OsWHY1蛋白序列具有whirly蛋白家族共有的whirly结构域.蛋白质序列比对分析表明,OsWHY1蛋白序列与玉米(Zea mays),小米(Setaria italica),黍(Panicum miliaceum),高粱(Sorghum bicolor),大麦(Hordeum vulgare)的蛋白序列相似性分别为79. 8%、83. 1%、82. 7%、78. 7%和75. 3%.此外,本研究通过酶切酶连的方法成功构建了pU1300-OsWHY1过表达载体和PTCK303-OsWHY1 RNA干扰载体,为进一步研究OsWHY1基因在水稻持绿性中的功能打下基础.     

簇毛麦(Haynaldia villosa)gibberellin 3β-hydroxylase基因的克隆和序列分析

以簇毛麦(Haynaldia villosa,2n=14,VV)为材料,提取总RNA,以大麦,小麦GA3ox序列设计同源引物,通过RT PCR方法,获得了簇毛麦GA3β-羟化酶(gibberellin 3β-hydroxylase,GA3ox)多基因家族中一个cDNA克隆,暂命名为HvGA3ox.该cDNA全长1206bp,含完整编码区1104 bp,推测该序列编码蛋白含368个氨基酸残基,分子量为40.063 KD,等电点为6.27.预测的氨基酸序列含有双加氧酶的活性结构,在酶活性中心2个Fe离子结合的氨基酸残基非常保守.该序列与小麦、大麦和水稻的GA3氧化酶基因一致性分别为98%、96%、86%.为以后进一步分析HvGA3ox的结构及其与功能关系,〖JP2〗还以簇毛麦总基因组为模板,扩增得到一个1582 bp的克隆,该序列与cDNA序列在外显子部分一致,在478~715 bp和879~1019 bp处分别含238 bp和140 bp的内含子.该基因的克隆为进一步研究该基因的功能和结构奠定了基础.     

大豆GmNF-YA8的生物信息学及盐胁迫表达分析

本实验对大豆GmNF-YA8基因进行了生物信息学分析和高盐胁迫下表达量的检测.GmNF-YA8位于大豆基因组9号染色体上,cDNA全长1121 bp,开放阅读框615bp,编码204个氨基酸.GmNF-YA8蛋白分子量22.7 kD,pI 6.16.GmNF-YA8蛋白氨基酸序列中含有1个CBF保守结构域.GmNF-Y...     

旱麦草LEA3基因的克隆与序列分析

为了克隆旱麦草LEA3基因,根据小麦的LEA3基因(GenBank登录号为AY148492)cDNA序列设计引物,以干旱胁迫处理的旱麦草幼苗的cDNA为模板,采用RT-PCR克隆了旱麦草LEA3基因,命名为EtLEA3(GenBank登录号为KJ123698),并对基因及其蛋白进行了生物信息学分析。结果表明:EtLEA3基因的ORF全长为600 bp,编码199个氨基酸,推测的蛋白相对分子量为20.38 ku,理论等电点为9.08。其氨基酸序列与小麦、大麦和山羊草LEA3蛋白的相似性分别为83%、82%和81%。信息学分析表明EtLEA3蛋白具有较高的亲水性,没有跨膜结构。蛋白质二级结构和三级结构预测表明α-螺旋结构占主导,与目前已知的多种植物的LEA3蛋白具有相似的结构功能域。该蛋白含有5个完整的11个氨基酸组成的串联重复单元。这些特征均与第3组LEA蛋白的特征相符合。该研究结果为深入了解该基因的功能和旱麦草抗旱的分子机理提供了基础数据。     

毛竹硅转运基因PhLsi1的ORF克隆及生物信息学分析

以水稻硅的内转运蛋白基因Lsi1的cDNA序列为信息探针,对毛竹的核酸数据库进行同源性搜索,获得全长为797bp的毛竹硅内转运蛋白基因的cDNA序列(Genbank登陆号:FP095571).与水稻Lsi1的cDNA序列相比,毛竹中该基因cDNA序列第721位处发生终止突变,导致毛竹Lsi1丢失了86个氨基酸残基.采用RTPCR方法对其进行克隆,序列分析表明,PhLsi1基因在编码时确实存在提前终止现象,共编码212个氨基酸,与水稻、玉米和大麦中已克隆的硅内转运蛋白(silicon influx transporter,含有6个跨膜螺旋区和2个NIP保守基序)的序列相似性分别高达99.3%,91.9%,91.9%,但只具有5个跨膜螺旋区和1个NIP保守基序.     

人RS21-C6基因的克隆及其原核表达

从小鼠胸腺细胞克隆的新基因RS21-C6的cDNA648bp与人表达序列标签(EST)数据库进行同源性比较,得到71个EST片段,通过EST拼接获得一致性序列,经设计引物,并采用RT-PCR方法,从人新生儿脐带血单个核细胞、肝脏、淋巴结及Jurkat细胞系cDNA中扩增出一700bp的片段,利用快速扩增cDNA末端(RACE)方法,扩增其5′和3′端序列,得到此基因的全长序列(1118bp),其中包含一个513bp的开放阅读框,编码170个氨基酸.该基因在核酸水平与小鼠基因的同源性为83%,其演绎蛋白水平的一致性为75%,相似性为83%.此基因的GenBank登录号为AF210430.此外,已成功表达此基因的谷胱甘肽巯基转移酶(GST)-RS21-C6融合蛋白,其表达量占总菌体蛋白的32.5%.     

不结球白菜耐热相关基因BcPLDγ的克隆和表达分析

以不结球白菜耐热自交系‘高华青’、‘苏州青’和热敏自交系‘矮脚黄’为试验材料,利用RACE技术克隆得到不结球白菜BcPLDγ基因,利用生物信息学方法对该基因进行信息学分析,并采用qRT-PCR技术对热胁迫处理条件下不结球白菜叶片BcPLDγ基因的表达模式进行了研究.结果显示,BcPLDγ基因的cDNA全长为2736bp,其中开放阅读框长度为1905bp,共编码634个氨基酸.该蛋白不存在信号肽序列,预测相对分子量为71.59kD,理论等电点为6.73.BcPLDγ蛋白的二级结构主要由α-螺旋、延伸直链、β-转角和无规则卷曲4种形式构成.该蛋白含有一个植物PLD特有的C2结构域和一个PLDc结构域.系统进化分析表明BcPLDγ蛋白与同属植物的进化关系相近,其中与甘蓝型油菜进化关系最近.热胁迫处理条件下,3份试验材料中BcPLDγ基因表达均显著上调,并于12h时达到峰值,且上调趋势与试验材料的耐热性呈正相关.     

一个新的水稻GST类似蛋白基因XIG的克隆与分析

根据编码一种玉米GST类似蛋白的mRNA In2-1序列设计引物，以水稻cDNA文库为模板，PCR扩增得到一条270bp的DNA片段，以此片段为探针分别筛选水稻根cDNA文库及水稻基因文库，获得一条全长cDNA及其相应的全长基因，并通过测序得到了两者的全序列，该基因编码的蛋白具有GST的典型特征，在水稻中尚未见报道。