苏云金芽孢杆菌新基因cry1Ab17的克隆和生物信息学

利用高效克隆PCR产物的专用载体pMD18T,直接从苏云金芽孢杆菌WB9的PCR产物中克隆了cry1Ab17新基因.测序结果表明,该基因(GenBank登录号为AY646166)由3471个碱基组成,其编码的蛋白质含有1156个氨基酸残基,其中亲水性氨基酸占30.8%,疏水性氨基酸占45.2%,酸性氨基酸占12.9%,碱性氨基酸占11.1%.氨基酸序列的同源性分析结果表明,Cry1Ab17蛋白与已报道的Cry1Ab蛋白同源性为95.4%～99.7%,该蛋白的4个氨基酸残基———Pro170、Gly449、Gly796和Gly863与其它已报道Cry1Ab蛋白相应位置的氨基酸残基均不同.在核苷酸序列和氨基酸序列多重比较的基础上,应用PAUP4.0构建了Cry1A蛋白家族的系统发育树.SignalP分析结果显示,Cry1Ab17蛋白中不含信号肽序列.此外,对Cry1Ab17蛋白的二级结构和3个结构域也进行了预测和分析.图4表2参15     

Pseudomonas sp.L19抗除草剂AHAS基因的克隆、表达及特性

乙酰羟酸合酶(AHAS)是磺酰脲类、咪唑啉酮类、三唑嘧啶类、磺酰胺类和嘧啶水杨酸类等乙酰羟酸合酶抑制剂类除草剂的作用靶标,获得能抗此类除草剂的AHAS突变基因资源具有非常重要的理论和应用价值.从长期使用甲磺隆的农田土壤中分离到1株对乙酰羟酸合酶抑制剂类除草剂有广谱抗性的菌株L19,根据表型特征、生理生化特性和16S rDNA序列系统发育分析,将其鉴定为假单孢菌属(Pseudomonas sp.).利用PCR技术从Pseudomonas sp.L19的总DNA中克隆AHAS基因,氨基酸序列比对结果表明,L19与对除草剂敏感菌株P.putida KT2440的AHAS调节亚基氨基酸序列完全相同,而催化亚基有4个氨基酸位点不同:[Val 29→Ala(L19→KT2440),Pro93→Ser,Val 345→Ala,Pro 484→Arg].分别将菌株L19与KT2440的AHAS催化亚基克隆到pET29a(+)的多克隆位点,构建了表达载体pET-L19AHASc和pET-KT2440AHASc,通过镍柱亲和层析纯化得到带有组氨酸标签的乙酰羟酸合酶.抗性试验结果表明菌株L19的乙酰羟酸合酶对四大类乙酰羟酸合酶抑制剂类除草剂的抗性均要强于KT2440的乙酰羟酸合酶,对甲磺隆、咪唑乙烟酸、唑嘧磺草胺和嘧草醚的抗性倍数分别达到53.6、9.3、8.2和9.5倍.菌株L19的乙酰羟酸合酶比活力、对ThDP和Mg2+的Kc值相应地比KT2440乙酰羟酸合酶的要低;而对底物丙酮酸钠的米氏常数Km值要比KT2440乙酰羟酸合酶的要高近1倍.     

葡枝根霉(Rhizopus stolonifer)YF6脂肪酶基因的克隆及其序列分析

筛选并鉴定了1株高产脂肪酶菌株葡枝根霉YF6,并采用简并PCR等分子技术从中克隆到1个新的脂肪酶基因lipRs及其对应的全长cDNA,序列分析表明,该基因编码区全长1173bp,不含内含子序列,编码1段由26个氨基酸残基组成的信号肽和1个由365个氨基酸残基组成的成熟蛋白,该成熟蛋白计算分子量(Mr)为39268.27,等电点为pH7.66,有5个可能的N-糖基化位点,含有脂肪酶特征序列GHSLGGA,与来自米根霉(Rhizopus oryzae)的脂肪酶(AAF32408)同源性最高,一致性为83%,相似性为89%.该基因序列已提交GenBank,登录号为DQ139862.     

簇毛麦(Dasypyrum villosum)GA20ox基因的分离和鉴定

通过RT-PCR技术克隆了簇毛麦(Dasypyrum villosum)赤霉素生物合成关键酶GA20ox基因的全长序列,命名为DvGA20ox,GenBank登录号为EU142949.该基因全长1 080 bp,推测编码359个氨基酸的蛋白质,具有植物GA20ox基因的典型保守结构域LPWKET和NYYPXCQKP.该基因推导编码蛋白质与小麦、大麦和黑麦草GA20ox蛋白的同源性分别为98%、97%和91%.该序列重组到原核表达载体pET-32a(+)获得的重组子pET-32a(+)-DvGA20ox转化大肠杆菌BL21pLysS后,IPTG诱导表达,SDS-PAGE分析表明,DvGA20ox基因在大肠杆菌中获得了高效表达,融合蛋白相对分子质量为55×103h,与理论值相符.结果为深入研究DvGA20ox蛋白的结构与功能以及该基因与株高发育的关系奠定了基础.图3参19     

一株对鳞翅目害虫高毒力的苏云金芽孢杆菌菌株基因型鉴定及新基因cry2Ah3克隆

HYW-8是本实验室自行分离的一株对鳞翅目害虫具有高毒力的苏云金芽孢杆菌,PCR-RFLP鉴定含有cry1Ab、cry1E基因和一种新的cry2A基因,根据cry2A全长基因序列设计特异引物,获得全长基因.测序结果表明,该基因开放阅读框为1 896 bp,编码632个氨基酸,相对分子质量(Mr)是70.774×103,等电点pI=7.79,与已知的cry2Ah2基因编码的蛋白的同源性最高为98%.该基因序列已在GenBank中登记注册,登录号为GU073380,并被国际Bt杀虫晶体蛋白基因命名委员会正式命名为cry2Ah3.SDS-PAGE分析,HYW-8菌株表达130×103大小蛋白,未见70×103大小蛋白.     

恒河猴piwil1基因的表达

为了解人类近亲恒河猴piwil1基因的结构、表达和功能差异,利用RT-PCR方法克隆了恒河猴piwil1基因,并对其编码产物进行了相应的生物信息学分析,随后检测了piwil1 mRNA在成年恒河猴10种组织中的表达情况,最后利用免疫组化方法比较了PIWIL1蛋白在成人、成年恒河猴和幼年恒河猴睾丸组织中表达的异同.结果表明,恒河猴piwil1基因全长2 586 bp,编码861个氨基酸,氨基酸数目与人类piwil1基因相同.恒河猴PIWIL1蛋白与人的PIWIL1蛋白序列同源性达99%,均含有PAZ结构域和Piwi结构域.在成人和成年恒河猴的睾丸组织中,PIWIL1蛋白均在精母细胞和精细胞的胞浆中表达,而在幼年恒河猴睾丸组织中,PIWIL1表达与成年恒河猴相比存在差异,表达量相对较低,且主要表达于生精小管的细胞的细胞核上.上述结果提示,PIWIL1蛋白在成人和成年恒河猴可能具有相同作用,但是在不同的发育阶段中PIWIL1蛋白的功能不同.     

甘蔗茉莉酸合成关键酶基因ScOPR1的克隆、亚细胞定位及表达

12-氧-植物二烯酸还原酶(12-Oxo-phytodienoic acid reductase,OPR)是十八碳烯酸途径的关键酶之一,控制着茉莉酸合成的最后一个步骤.目前,甘蔗(Saccharum spp.)OPR基因的研究尚未见报道.从课题组构建的甘蔗转录组unigene注释库中筛选到一个OPR基因,利用RT-PCR技术从ROC22接种黑穗病菌48 h的蔗芽中扩增获得全长cDNA序列,命名为ScOPR1(GenBank Accession Number:MG755745),并对该基因的序列特征、亚细胞定位、组织特异性表达及其在不同植物激素胁迫和不同基因型甘蔗与黑穗病菌互作过程中的表达情况进行分析.生物信息学分析发现,ScOPR1基因全长1 287 bp,包含1个1 116 bp的开放阅读框,编码371个氨基酸,理论等电点为6.01,含有底物结合活性、FMN结合活性和催化活性的氨基酸保守位点以及OYE家族的保守结构域,且与高粱(Sorghum bicolor)OPR蛋白(XP_002447901.2)的氨基酸序列一致性高达96.23%,推测其为酸性稳定亲水性非分泌OPRⅠ蛋白.本氏烟(Nicotiana benthamiana)瞬时表达显示,ScOPR1::GFP融合蛋白定位于细胞质和细胞膜.qRT-PCR分析结果显示,ScOPR1基因在甘蔗不同组织中均有表达,其在根中的表达量最高,其次为叶和蔗皮,而在蔗芽和蔗肉中的表达量最低.茉莉酸甲酯和水杨酸处理后,随着胁迫时间的延长(3-24 h),ScOPR1基因显著上调表达;该基因在脱落酸处理0.5 h时被诱导表达,为对照的1.54倍.此外,ScOPR1基因在抗黑穗病品种崖城05-179受黑穗病菌侵染初期(24 h)显著上调表达,但在感黑穗病品种ROC22中下调表达;48-72 h时ScOPR1基因的表达量在两个甘蔗基因型中较对照有所增加,但在抗病品种中高于感病品种.本研究表明,ScOPR1基因积极响应茉莉酸甲酯、水杨酸和脱落酸信号分子以及黑穗病菌的胁迫,结果可为进一步分析ScOPR1基因的功能和甘蔗抗病基因工程提供参考.     

短小芽孢杆菌碱性蛋白酶基因的随机突变

碱性蛋白酶(DHAP)属于丝氨酸蛋白酶家族(S8A),是由275个氨基酸残基组成的单链多肽,没有二硫键,以Asp32、His64、Ser221作为活性中心.采用易错PCR方法,对短小芽孢杆菌碱性蛋白酶基因(GenBank登录号:AY458140)进行随机突变.在大肠杆菌中建立随机突变文库,然后转化枯草芽孢杆菌WB600,构建枯草芽孢杆菌突变文库,筛选出酶活性提高或最适反应温度和pH值有所降低的突变体.通过3轮的随机突变和筛选,获得2个阳性突变体pP43AP-M166和pP43AP-M375.其中pP43AP-M166在不同的温度和pH条件下,与出发菌株相比,酶活都有不同程度提高,特别是当反应温度为50℃、pH为10时,突变蛋白酶酶活性提高1.23倍,表现出很好的热稳定性.测序结果表明,该突变体含有一个氨基酸置换,位于碱性蛋白酶催化三联体活性中心His64旁,与其只有一个氨基酸残基相隔.     

十字花科蔬菜BcMF13同源基因的克隆及进化分析

在十字花科芸薹属的8个物种中扩增到与十字花科蔬菜花粉发育相关的一个重要基因BcMF13(GenBank登陆号:EF158459)的同源序列,获得8个同源序列的DNA序列全长602～607 bp,均含有一个内含子区,编码73个氨基酸,在内含子区内存在1个插入/缺失、5处颠换、4处转换.对8个同源基因的氨基酸比对发现该基因在十字花科物种内有很强的保守性.基于Kimura双参数距离,构建了BcMF13同源基因在十字花科中进化的NJ系统树,反映出南方大白菜与北方大白菜存在不同的演化过程.     

香蕉MaMPK1基因的克隆与表达模式

为研究香蕉MAPK1的序列特征及其在不同激素处理、逆境胁迫下的表达趋势,以‘天宝蕉’为材料,采用RTPCR技术克隆MaMPK1并对其进行生物信息学分析和不同处理下的表达模式分析.结果显示该基因编码区长为1182bp,可编码393个氨基酸.其编码蛋白具有STKc_TEY_MAPK结构域,属于MAPK基因家族TEY亚型A亚家族,是不稳定的脂溶性亲水酸性蛋白,无信号肽和跨膜结构,有多个磷酸化位点.亚细胞定位预测结果显示MaMPK1主要定位于细胞核.蛋白互作预测结果显示该蛋白与HSFA4A存在互作,暗示其可能在香蕉抗热反应过程中发挥作用.启动子顺式作用元件预测结果显示MaMPK1启动子包含多种激素和逆境胁迫相关作用元件.定量分析结果显示MaMPK1的表达受SA、45℃、低温和盐胁迫抑制,受茉莉酸甲酯(MeJA)和枯萎病菌侵染诱导上调,在脱落酸(ABA)处理后期极显著上调表达.本研究表明MaMPK1广泛参与香蕉逆境胁迫应答.(图9表1参35)     

鸡贫血病毒的分子生物学研究进展

鸡贫血病毒 (ｃｈｉｃｋｅｎａｎｅｍｉａｖｉｒｕｓ,ＣＡＶ)是鸡传染性贫血病 (ｃｈｉｃｋｅｎｉｎｆｅｃｔｉｏｕｓａｎｅｍｉａ,ＣＩＡ)的主要病原 .ＣＡＶ感染可引起雏鸡骨髓造血组织和胸腺等淋巴组织萎缩 ,从而导致严重贫血 ,甚至造成死亡[1] ;同时ＣＡＶ感染还能导致免疫抑制[2～ 7] .自 1979年日本学者Ｙｕａｓａ等[8] 首次报道该病毒以来 ,西德、瑞典、英国、丹麦、波兰、美国、澳大利亚、荷兰、巴西和阿根廷等国先后发现该病毒的存在[9～ 11] .我国于 1992年首次在黑龙江省分离到ＣＡＶ[12 ] ,随后在河南、山东、江苏、辽宁、吉林…     

运用关联度分析硒镧复合作用下巴西蘑菇氨基酸含量与砷含量的关系

通过采用混合培养料试验、日立8810型氨基酸自动分析仪和原子吸收法测定氨基酸含量和砷含量以及灰色系统理论分析关联度,研究了硒镧复合作用下巴西蘑菇子实体氨基酸含量和砷含量的变化和关系,为栽培砷含量低的巴西蘑菇提供科学依据.各硒镧复合处理的关联度排序为:B4>B1>B2>B0>B3.其中B4处理关联度最大,为0.835 1,B2最小,为0.726 9,说明硒镧浓度对巴西蘑菇子实体各氨基酸含量与砷含量有一定影响.各氨基酸含量与重金属砷含量关联度顺序为:丙氨酸>酪氨酸>胱氨酸>苯丙氨酸>赖氨酸>组氨酸>天门冬氨酸>异亮氨酸>苏氨酸>缬草氨酸>亮氨酸>甘氨酸>脯氨酸>精氨酸>丝氨酸>谷氨酸>甲硫氨酸.其中丙氨酸含量与砷含量关联度最大,为0.856 6,说明硒镧复合作用下巴西蘑菇子实体中丙氨酸含量与重金属砷含量的关系最为密切;关联度最小的是甲硫氨酸.     

镉胁迫对拟南芥中氨基酸及其衍生物的影响

研究拟南芥对镉胁迫的氨基酸及其衍生物响应.结果表明,镉胁迫使大部分检测到的化合物发生变化,并且在不同镉浓度情况下(Cd5和Cd50)显示了共同的响应,只是响应幅度不同.同一代谢途径中的化合物含量变化具有相关性:α-酮戊二酸衍生类型(谷氨酸和谷氨酰胺)和草酰乙酸衍生类型(天冬氨酸和天冬酰胺)氨基酸含量都降低,除脯氨酸外;3-磷酸甘油酸衍生类型(丝氨酸和甘氨酸)氨基酸含量都增加;丙酮酸衍生类型的氨基酸(缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸)含量几乎没有变化;由莽草酸转化而来的酪氨酸含量降低,另外,镉胁迫诱导胺类(β-丙氨酸、4-氨基丁酸、腐胺和酪胺)化合物含量显著增加.     

绿僵菌钙传感蛋白基因克隆及其与致病性的关系

通过筛选文库获得绿僵菌钙传感蛋白基因MaNcs1基因全长cDNA序列,并对其在致病过程中的作用进行了分析.结果显示,MaNcs1基因cDNA全长792 bp,开放阅读框为573 bp,编码190个氨基酸;采用RNA干扰技术下调该基因的表达后,对东亚飞蝗的生测实验表明,绿僵菌毒力显著下降,说明该基因与绿僵菌的致病性有关,为以后深入研究该基因的致病机制奠定了基础.     

矮牵牛花香基因BSMT3的cDNA克隆与表达特征分析

以矮牵牛花瓣总RNA为模板,RT-PCR方法克隆得到其BSMTcDNA,全长1100bp,编码357aa,与已有报道phBSMT1(GenBank No.AA0501)和phBSMT2(AAO45013)的同源性分别达到97.76%和98.6%,该序列在Gen-Bank登录号为DQ494491,命名为phBSMT3.构建的BSMT3 cDNA的原核表达质粒pGBSMT转化BL21(DE3)E.coli,获得的重组菌株经0.01mol/LIPTG诱导后得到正确表达的GST-BSMT融合蛋白带,以纯化的重组表达蛋白免疫家兔获得其兔抗免疫血清.免疫组化研究结果证实,矮牵牛花香基因BSMT在花瓣、花管中的表达量较其它组织的表达量高.图5参24