牦牛MT-I和MT-Ⅲ基因cDNA3’末端全长的克隆与序列分析

分别利用基因特异引物YMr-ISP、Ymr-ⅢSP和M13引物M4，通过RT-PCR和3＇-RACE方法从牦牛（Bos grunniens）肝脏和大脑组织RNA中分别扩增并克隆出了牦牛Metallothionein-I（MT-I）和Metallothionein-Ⅲ（MT-Ⅲ）cDNA3’末端全长序列（分别为331和378bp，GenBank登录MT-I No．AY758557，MT-Ⅲ No．DQ492300），其中分别包含MT-I，基因编码区全长（183bp）、MT-Ⅲ基因编码区全长（207bp），同时在MT-I和MT-Ⅲ基因cDNA的3’末端具有加尾信号从TAAA和多聚腺苷酸尾巴Poly（A）。分析表明，牦牛MT-I基因编码的MT-I蛋白由61个氨基酸组成，其中20个半胱氨酸（cys）具有保守的三肽结构：C-X-C、C-C-X-C-C、C-X-X-C等，在分子进化上十分保守；MT-Ⅲ编码的蛋白质由68个氨基酸组成，其中19个Cys除了具有与MT-I以上相同的保守短肽结构外，牦牛MT-Ⅲ蛋白质的氨基酸序列还具有T、CPCP、GEGAEA等MT-Ⅲ蛋白质特异的保守短肽结构，在分子进化上亦很保守。这些结构决定了MT-Ⅲ既具有与MT-I相同的重金属解毒等生理功能，又具有区别于MT-I的抑制神经元生长的特异功能。     

牦牛MT-Ⅰ和MT-Ⅲ基因cDNA 3'末端全长的克隆与序列分析

分别利用基因特异引物YMT-ⅠSP、YMT-ⅢSP和M13引物M4,通过RT-PCR和3'-RACE方法从牦牛(Bos grunniens)肝脏和大脑组织RNA中分别扩增并克隆出了牦牛Metallothionein-I(MT-I)和Metallothionein-Ⅲ(MT-Ⅲ)cDNA 3'末端全长序列(分别为331和378 bp,GenBank登录MT-Ⅰ No.AY758557,MT-Ⅲ No.DQ492300),其中分别包含MT-Ⅰ基因编码区全长(183 bp)、MT-Ⅲ基因编码区全长(207 bp),同时在MT-Ⅰ和MT-Ⅲ基因cDNA的3'末端具有加尾信号AATAAA和多聚腺苷酸尾巴Poly(A).分析表明,牦牛MT-Ⅰ基因编码的MT-Ⅰ蛋白由61个氨基酸组成,其中20个半胱氨酸(Cys)具有保守的三肽结构:C-X-C、C-C-X-C-C、C-X-X-C等,在分子进化上十分保守;MT-Ⅲ编码的蛋白质由68个氨基酸组成,其中19个Cys除了具有与MT-Ⅰ以上相同的保守短肽结构外,牦牛MT-Ⅲ蛋白质的氨基酸序列还具有T、CPCP、GEGAEA等MT-Ⅲ蛋白质特异的保守短肽结构,在分子进化上亦很保守.这些结构决定了MT-Ⅲ既具有与MT-Ⅰ相同的重金属解毒等生理功能,又具有区别于MT-Ⅰ的抑制神经元生长的特异功能.     

天祝白牦牛金属硫蛋白基因(MT-1)全序列分子克隆及生物信息学分析

金属硫蛋白-1基因(metallothionein-1,MT-1)是一类广泛存在于动物体内的金属结合蛋白,除维持金属动态平衡和重金属解毒外,还可参与清除自由基、拮抗电离辐射和抗应激等。为深入研究MT-1基因参与动物机体抗逆性的分子机制,本研究采用RT-PCR和RACE(rapid amplification of cDNA ends,RACE)技术获得天祝白牦牛(Bos grunneins)MT-1基因全长cDNA序列,运用生物信息学方法分析MT-1蛋白的理化性质、结构和不同物种间的同源性,并利用RT-qPCR方法分析MT-1基因在天祝白牦牛各个脏器和组织中的表达丰度。结果表明,天祝白牦牛MT-1基因cDNA序列全长为408 bp(GenBank登录号:KF770836),开放阅读框(ORF)长186 bp,编码61个氨基酸,氨基酸的分子量为5.981 kD;氨基酸序列分析显示,天祝白牦牛MT-1基因编码氨基酸序列与牛(Bos taurus)的同源性高达100%,同时与大多数哺乳动物相似;荧光定量PCR结果发现,MT-1 mRNA在天祝白牦牛8个不同脏器和组织中均有表达,心脏中表达量最高。天祝白牦牛MT-1基因的成功克隆为进一步研究该基因的功能提供了基础资料。     

紫杆柽柳谷胱甘肽硫转移酶基因的克隆及功能鉴定

根据GenBank已公布的植物谷胱甘肽硫转移酶基因EST序列，设计引物利用3’和5’RACE方法，获得紫杆柽柳GST基因(TaGST)全长cDNA序列，全长为1175 bp，开放读码区672 bp, 编码224个氨基酸。其所编码的蛋白与大豆的GST10同源性最高为48%。利用pET-28a（+）构建了紫杆柽柳GST基因的原核表达载体，转入BL21大肠杆菌进行了原核表达。诱导表达蛋白的SDS-PAGE检测表明, 所表达的蛋白分子量约为26 kD，与预测的分子量大小一致。初步的酶学活性的检测表明所克隆的基因编码的肽段具有催化GST蛋白通用底物CDNB和GSH反应的活性。     

小金海棠S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因（MxSAMS）的克隆和表达分析

从本实验室建立的小金海棠缺铁差减文库中分离出一个cDNA片段,在GenBank中发现该片段与其它植物的S-腺苷甲硫氨酸合成酶(SAMS)基因具有90%的同源性。利用RACE技术成功地获得小金海棠（Malus xiaojinensis）SAMS基因(MxSAMS)的cDNA全长序列（GenBank登录号：EU639408）,该基因cDNA全长1 479 bp,最大开放阅读框1 176 bp,编码392个氨基酸,酶蛋白理论分子量为42.99 kD;与其它植物的蛋白质氨基酸序列同源性在88.1%~92.6%之间。推测的MxSAMS蛋白质三级结构包含3个保守结构域和一个保守的ATP结合位点GAGDQG。Southern 杂交显示,MxSAMS基因在小金海棠基因组中是单拷贝的。半定量RT-PCR结果表明,该基因在小金海棠的根和叶中均受缺铁胁迫诱导增强表达。     

牦牛MT-3基因生物信息学分析

利用生物基因组学数据库,对牦牛金属硫蛋白3基因进行生物信息学分析,从而预测 MT-3 基因编码产物的理化性质以及功能结构域,并构建MT-3同源基因的系统进化树。结果表明,牦牛MT-3 基因含有1 个 513 bp 的ORF,编码 170 个氨基酸。MT-3蛋白分子质量约为17 556.37 Da,理论等电点为 5.68。MT-3 编码产物的二级结构主要以β折叠和无规则卷曲为主,推测是非酶类蛋白质。MT-3具有神经生长抑制活性,通过清除自由基和 NO ,从而起到保护脑细胞的作用。     

向日葵肌动蛋白基因的cDNA克隆及进化分析

本研究以向日葵（Helianthus annuus)为材料，提取其总RNA，根据植物肌动蛋白基因编码区的5′和3′末端设计简并引物，利用RT-PCR技术，用5′RACE试剂盒扩增出向日葵肌动蛋白基因编码区全长，以豌豆肌动蛋白cDNA作探针的Southern杂交检测表明扩增出了肌动蛋白基因，将所获片段克隆到pGEM-T载体后进行测序，所得序列与GenBank已知肌动蛋白基因序列的相似性均在60%以上，其中与之相似性最高的锦葵为85%；与主要高等植物肌动蛋白氨基酸序列的相似性达80%以上，根据氨基酸序殖的相似性绘制主要高等植物肌动蛋白的系统树（种系树），表明向日葵肌动蛋白与锦葵肌动蛋白可能由同一祖先进化而来。     

巴西橡胶树磷脂酰肌醇转移蛋白cDNA的克隆及其序列分析

本文从巴西橡胶树（Hevea brasiliensis）差减cDNA文库中筛选到一个与磷脂酰肌醇转移蛋白（phos-phatidylinositol transfer protein）同源性较高的基因片段,并根据该基因片段序列信息,设计特异性引物,采用cDNA末端快速扩增技术RACE（rapid amplification of cDNA ends）进行差异片段的5＇和3＇端的扩增,并获得长度为1081bp的全长cDNA克隆R291（GenBank登陆号：AY589690）。序列分析表明,该基因包含702bp的开放阅读框,编码234个氨基酸,推测其蛋白质的分子量为26.8kD,等电点为6.51,有一个的跨膜螺旋区（氨基酸位点为83～103）。R291基因含有一个脂质结合保守区（Sec14p-like lipid-binding domain）,具有CRAL-TRIO脂质结合结构域,推测该基因是一个磷脂酰肌醇转移蛋白基因。该基因的克隆将为橡胶树磷脂酰肌醇代谢的研究奠定了基础,将有助于进一步了解磷脂酰肌醇代谢与胶乳再生之间的关系。     

天祝白牦牛SRY基因克隆与原核表达

从天祝白牦牛的基因组DNA中扩增了SRY（Sex-determining Region on the Y Chromosome，SRY）基因编码区序列，将其克隆至pGEM-T easy载体并送至生物公司测序，天祝白牦牛SRY基因编码区长687 bp，编码229个氨基酸；对牦牛和奶牛的SRY基因编码区进行序列比对，发现存在2个碱基的变异，造成1个氨基酸的变异；将牦牛SRY基因编码区连接至pET-28a(+)载体，成功构建了表达载体pET-28a/SRY；把表达载体pET-28a/SRY转入大肠杆菌E.coli BL21（DE3）中，在合适的条件下诱导该大肠杆菌，SRY蛋白得到了大量表达；对表达产物进行了Western-blot检测，进一步确定牦牛SRY蛋白得到表达。     

甜瓜属野生种铝胁迫诱导基因ChAI的克隆及序列分析

应用同源序列克隆策略从铝盐胁迫处理的甜瓜属野生种(Cucumis hystrix Chakr.) 叶片中获得了612bp的片段,通过在EST数据库进行同源检索,发现一条甜瓜EST序列（GenBank登录号：AM724963.2）与之高度同源,据此设计引物并经RT-PCR扩增和序列拼接,最后获得了铝诱导基因cDNA序列全长,命名为ChAI (GenBank登录号：FJ968438 )。序列分析表明该基因全长967bp,其中开放读码框(ORF)长711bp编码236个氨基酸组成的多肽,5′ 和3′ 端非编码区长度各为15bp和241bp。DNAMAN同源性分析表明该基因与葡萄、棉花、羊乳（轮叶党参）、白骨壤（真红树植物）、拟南芥等植物的铝诱导蛋白的氨基酸序列具有78.6%以上的同源性。运用半定量RT-PCR技术对ChAI 基因的转录水平进行分析,根据该基因在铝胁迫下大量表达推测ChAI 与耐铝盐胁迫响应相关,但具体耐铝胁迫机制还有待深入研究。     

香石竹GA20-oxidase基因的克隆及RNA干扰载体的构建

根据已发表的菠菜、烟草等植物GA 20-oxidase基因序列在保守区设计简并引物,通过RT-PCR和RACE的方法克隆了Marster香石竹（Dianthus caryophyllus L. cv. Marster）GA 20-oxidase基因的全长cDNA（1 179 bp）,命名为Dc20ox。同源性分析表明该基因与其它作物上发表的GA 20-oxidase基因的氨基酸序列同源性为66%~75%。在此基础上选用同源性相对较高的400 bp DNA片段,构建了RNA干扰（RNAi）载体pART400。     

盐地碱蓬SsDREB基因的克隆与表达分析研究

盐地碱蓬（Suaeda salsa L.）是典型的盐碱地指示性植物。本研究以盐地碱蓬为材料,根据其他植物中干旱应答元件结合蛋白保守区的氨基酸序列设计简并引物,通过PCR扩增到一条长180bp的cDNA片段,继而利用RACE技术克隆了一个盐地碱蓬DREB基因全长cDNA,命名为SsDREB。SsDREBcDNA全长为14...     

鲤CC型趋化因子CCL-C5a样基因的克隆、组织表达与进化分析

趋化因子家族是一类能诱导白细胞激活和迁移的趋化性细胞因子家族,是鱼类先天免疫的重要组成部分.CC类家族是趋化因子家族中最大的家族之一.为研究鲤CC类家族成员的组织表达和进化模式,以及进一步研究鲤CC类趋化因子的免疫调控机制,本研究选择该家族其中的一个基因,CCL-C5a样基因,根据EST序列结合RACE方法从鲤(Cyprinus carpio)脾脏中克降了该基因的全长cDNA序列(GenBank登录号:JQ026408).该序列全长830 bp,5端非翻译区174 bp,3端非翻译区296 bp,开放阅读框360 bp,编码一个由119个氨基酸组成的蛋白.结构域分析发现,该蛋白质含有分泌信弓肽和保守的趋化因子结构域;Gene Ontology注释该基因参与免疫细胞迁移的生物学过程.CCL-C5a基因在鲤10个组织中表达,其中在脾和肝的表达量最高.脂多糖刺激鲤外周血白细胞和头肾白细胞后,该基因表达量出现显著上升.氨基酸序列保守性分析表明,鲤CCL-C5a样趋化因子与斑马鱼(Danio rerio)的同源性最高,为61％,与蓝鲶(Ictalurus futrcatus)、沟鲶(Ictalurusp unctatus)和大西洋鲑(Salmo salar)的同源性分别为47％、47％和42％;与人(Homo sapiens)CCL19蛋白的同源性为37％.适应性进化分析发现,鲤与斑马鱼CCL-C5a的Ka/Ks小于1,说明CCL-C5a基因在鱼类的进化过程受到负选择压作用.本研究结果表明,鲤CCL-C5a主要在免疫器官上高表达,并受到脂多糖诱导表达上升;同时该基因在鱼类中受到负选择作用.这些结果提示CCL-C5a可能是一个与免疫相关的基因.     

尖孢镰刀菌古巴专化型4号生理小种中FoGAS1基因的克隆与序列分析

采用PCR和RT-PCR的方法,从尖孢镰刀菌古巴专化型4号生理小种中克隆得到了FoGAS1基因的DNA及cDNA序列,并运用生物信息学的方法对该基因所编码的氨基酸序列进行分析,预测其编码蛋白质的结构和功能。结果表明,FoGAS1基因全长1 672 bp,其中开放阅读框全长1 623 bp,编码含有540个氨基酸残基的蛋白质,该蛋白分子量为58398.1,等电点pI=4.83,为性质稳定的亲水性蛋白。FoGAS1蛋白为跨膜蛋白,含有22个丝氨酸磷酸化位点,2个苏氨酸磷酸化位点,8个酪氨酸磷酸化位点。该蛋白在C端有一个信号肽结构,为一种分泌蛋白。通过系统进化树分析,该蛋白在不同种属镰刀菌中高度保守。     

高羊茅甘油醛-3-磷酸脱氢酶基因FaGAPDH的克隆与分析

以高羊茅茎基部与叶基部的mRNA为模板,引用基于多年生黑麦草GAPDH基因序列设计的引物,进行RT-PCR分析,同时结合3＇RACE和5＇RACE方法从高羊茅中扩增出两个GAPDH基因,命名为Fa-GAPDH1（GQ480772）与FaG4PDH2（GQ480773）。两序列cDNA全长分别为1281bp和1348bp,具有完整的开放阅读框（ORF,FaGAPDHI：74～1087bp;FaGAPDH2：106～1119bp）,编码蛋白都为337个氨基酸。保守结构域功能分析表明两基因编码的蛋白质都具有典型的Rossman—NAD连接折叠和C-末端结构域。FaGAPDH1和FaGAPDH2蛋白与禾本科植物的该基因蛋白产物比较发现氨基酸序列的同源性都在90％以上,说明两基因具有高度的保守性。     

甘薯多酚氧化酶cDNA的克隆及序列分析

植物多酚氧化酶（olyphenol oxidase,PPO)是一类核编码的铜金属酶，含有2个保守的铜结合区域（CuA和CuB)，N端和C端部分缺乏明显的同源性。根据植物PPO的结构特点，从2个保守的铜结合区域的氨基酸序列设计一对简并引物，扩增了甘薯（Ipomoea batatas L.) PPO保守区之间的cDNA片段，测序表明该片段含595bp，编码195个氨基酸，推导的氨基酸序列包含了植物PPO的2个保守的铜结合区域，与葡萄（Vitis vinifera)，番茄（Lycopersicon esculentum)马铃薯（Solanum tuberosum)和蚕豆（Vicia faba)PPO保守区的同源性分别为71．3％，80．8％，79．8％，70．6％。在此基础上设计引物通过3'RACE和5'RACE的方法获得了甘薯PPO cDNA的3'和5'端的片段。最后根据保守区的cDNA片段，3'RACD片段和5'RACE片段的序列信息进行拼接，推导出甘薯PPO cDNA的全部序列信息。结果表明：甘薯PPO cDNA全长含1984bp，有完整的阅读框，编码588个氨基酸。另外5'非翻译区16bp,3'非翻译区202bp，其中包括1个多聚腺苷酸化信号AATAAA，以及1个含17个腺苷酸的ploy(A)尾。由甘薯PPO cDNA推导的氨基酸邓列由葡萄，番茄，马铃薯和蚕豆PPO cDNA推导的氨基酸序列进行比较，它们之间存在较明显的同源性，同源性分别为49％，48％，47％和49％。     

番茄中一个LSm1蛋白同源基因LeLSm1的克隆及表达分析

从番茄品种超级大明星中克隆LSm1蛋白同源基因LeLSm1。LeLSm1基因全长cDNA共有1 038个核苷酸,包含一个387个核苷酸的编码区,以及318个核苷酸的5′非编码区和333个核苷酸的3′非编码区,编码一个含128个氨基酸的蛋白质,分子质量为14.5 ku,等电点为4.94。LeLSm1编码的氨基酸序列包含LSm1蛋白的保守功能域,与截形苜蓿、拟南芥和水稻等植物的类似LSm蛋白具有高度的同源性,在氨基酸水平上的一致性依次为82.8%、82.0%和72.1%。用PCR方法克隆了LeLSm1基因,其全长转录区共4 751 bp,其中包含5个外显子和4个内含子。Southern杂交结果显示,LeLSm1是单拷贝基因。半定量RT-PCR分析表明,LeLSm1在番茄五叶期和结果期的根、茎、叶以及花和果实中均有表达,且表达量无明显差异,是一个组成型表达基因。     

青花菜BoCHS2基因的克隆、表达和反义载体的构建

根据前期的研究结果设计PCR引物,从青花菜(Brassica oleracea var.italica)叶片基因组DNA和cDNA中克隆到了查尔酮合成酶基因,定名为BoCHS2.BoCHS2的基因组DNA全长为1267bp,具一个长度为85bp的内含子,基因编码区全长为1182bp,编码393个氨基酸.基因序列已提交至...     

青鳉鱼DBI基因全长cDNA的克隆与蛋白结构分析

地西泮结合抑制因子(diazepam binding inhibitor,DBI)具有抑制由葡萄糖诱导的胰岛素分泌、促进胆固醇跨线粒体膜转运和调节脂肪酸合成与代谢等多种生理功能。本研究使用反转录PCR结合RACE方法克隆了青鳉鱼(Oryzias latipes)的DBI基因全长cDNA序列。该序列全长592bp,包含长度为102bp的5'端非编码区(5'-UTR),长度为220bp的3'端非编码区(3'-UTR),和长度为270bp的开放阅读框,推测其编码89个氨基酸。同源性分析结果显示青鳉鱼DBI蛋白序列与大西洋鲑、鲤鱼、斜带石斑鱼、斑马鱼、非洲爪蟾、大鼠和人的同源性分别为82%、76%、76%、75%、72%、71%和70%,说明DBI基因在脊椎动物的进化过程中非常保守。同源建模显示青鳉DBI蛋白的4个α螺旋结构围成一个脂酰CoA结合口袋,与已测定果蝇DBI蛋白具有非常相似的三级结构。本研究结果为阐明脊椎动物在进化过程中DBI分子结构的演变规律及DBI在低等脊椎动物中的作用机理等提供了有意义的科学参考。