RLM-RACE法扩增獐茅液泡膜Na^+/H^+逆向转运蛋白基因5′-cDNA末端序列

根据已获得的盐生植物獐茅(Aeluropus littoralisvar.sinensisDebeaux)液泡膜Na+/H+逆向转运蛋白(Na+/H+antiporter)基因部分cDNA片段,设计2条特异引物(GSP1、GSP2),采用RLM-RACE(RNA ligase-medi-ated rapid amplification of 5′and 3′cDNA ends)法获得了其5-′cDNA末端序列,并找出了转录起始位点。该片段长816 bp,与芦苇液泡膜Na+/H+逆向转运蛋白基因序列同源性最高达91%,与拟南芥、盐角草、水稻、大麦、小麦的同源性分别为81%、82%、86%、87%和81%,为该基因全长的克隆及启动子的研究奠定了基础。与其它测定基因转录起始位点的方法相比,RLM-RACE方法更快捷、简便、准确。

RLM-RACE法快速克隆盐角草胆碱单加氧酶cDN A5′末端全序列

采用RLM-RACE法,根据已获得的盐角草胆碱单加氧酶基因的部分序列,设计2条特异性嵌套PCR引物,成功地克隆了该基因cDNA 5′末端全序列,测序结果显示该片段包括5′UTR 154个核苷酸和编码区606个核苷酸,编码N端202个氨基酸.Blast P结果表明,该片段编码的蛋白序列与辽宁碱篷及其他藜科植物的胆碱单加氧酶同源性达到85%以上.同时找出了其转录起始位点,即为该序列的第1个碱基g.

利用5′-RACE技术进行人肝再生增强因子相互作用肽cDNA5′末端快速扩增及序列分析

目的:利用5′-RACE技术进行人肝再生增强因子(hALR)相互作用肽cDNA5′末端快速扩增并进行序列分析。方法:按照5′-RACE试剂盒(Takara)操作流程进行hALR相互作用肽cDNA5′末端快速扩增,用BLAST技术对扩增序列进行生物信息学分析。结果:成功获取487bp的5′-RACE反应产物,其中5′端延伸了275bp,同源序列分析表明与人Citron激酶mRNA高度同源。结论:5′-RACE技术可以用于快速有效扩增已知部分cDNA序列的5′末端,Citron激酶可能是与hALR具有相互作用的蛋白。

不同方法制备的RNA模板对杜仲肉桂醇脱氢酶基因5'-RACE扩增的影响

比较研究了分别以Trizol、改良CTAB法和热硼酸盐法制备的杜仲叶片RNA为模板进行肉桂醇脱氢酶基因5'末端扩增的不同效果。实验发现以改良CTAB法提取的RNA做模板时,得到的5'RACE产物特异性强,条带亮而清晰,效果最好。

马铃薯低温响应的ScmiR390-5p及其靶基因表达与结构分析

【目的】研究马铃薯富含亮氨酸重复序列(leucine-rich repeat receptor-like protein kinase LRR-RLK)类受体蛋白激酶基因SCLRRK1受miR390(ScmiR390-5p)调控响应非生物胁迫的机理。【方法】通过低温响应马铃薯miRNA测序分析与靶基因预测,发现ScmiR390-5p通过调控1个可能的LRR类受体蛋白激酶基因对低温做出响应;利用实时荧光定量PCR技术(Quantitative Real-time PCR,RT-qPCR)验证ScmiR390-5p和SCLRRK1响应低温胁迫的表达情况;利用RLM-5′RACE确定ScmiR390-5p作用于SCLRRK1的切割位点;利用PCR技术克隆得到SCLRRK1的DNA序列和CDS序列,生物信息学分析SCLRRK1的结构和功能;利用RT-qPCR分析ScmiR390-5p/SCLRRK1在马铃薯各组织中的表达情况及其响应各种非生物胁迫的表达情况。【结果】RT-qPCR结果表明,低温诱导ScmiR390-5p表达,SCLRRK1的表达则受到低温的抑制,ScmiR390-5p和SCLRRK1的表达在低温胁迫下呈负相关性;RLM-5′RACE分析表明,ScmiR390-5p作用于SCLRRK1的切割位点是ATTCCT//CCTGAGTT,马铃薯ScmiR390-5p/SCLRRK1调控模块在低温响应中起作用。克隆结果表明SCLRRK1的CDS序列长度为2 685bp,编码894个氨基酸,DNA序列长度为3 549 bp,含有1个内含子、2个外显子、3′非编码区和5′非编码区,ScmiR390-5p的靶位点位于SCLRRK1 CDS序列内部(960—981 bp,GGAACTATTCCTCCTGAGTTT)。生物信息学显示SCLRRK1是1个富含亮氨酸重复序列(leucine-richrepeat,LRR)的类受体蛋白激酶基因,编码的蛋白属于跨膜分泌蛋白。马铃薯组织表达RT-qPCR分析显示,ScmiR390-5p在叶中的表达量最高,根次之,茎中(地上茎、块茎和匍匐茎)表达量较低;而SCLRRK1的表达情况与ScmiR390-5p相反,其在叶中的表达最低,在茎中表达最高(匍匐茎>块茎>地上茎)。多种非生物胁迫结果显示,ScmiR390-5p和SCLRRK1表达在NaCl胁迫下呈负相关,ScmiR390-5p受到NaCl胁迫诱导表达。与对照相比,ABA和6-BA处理下ScmiR390-5p表达先下降之后呈波浪小幅回调;6-BA处理下SCLRRK1表达持续升高,ABA处理下SCLRRK1表达先上升后下降。GA3、PEG和IAA处理8 h时,ScmiR390-5p的表达达到峰值,GA3、PEG和IAA处理都能诱导SCLRRK1表达,但其变化趋势与ScmiR390-5p相关性不强。【结论】SCLRRK1具备编码LRR类受体蛋白激酶的核酸、氨基酸序列和结构基础,是ScmiR390-5p的靶基因;ScmiR390-5p/SCLRRK1调控模块在马铃薯组织器官中具备明显作用;ScmiR390-5p在转录后水平通过抑制马铃薯SCLRRK1的表达对低温胁迫做出响应,同时,马铃薯ScmiR390-5p/SCLRRK1调控模块在NaCl和6-BA胁迫响应中起作用,但不对ABA、GA3、IAA和PEG胁迫做出响应,ScmiR390-5p和SCLRRK1分别在转录水平受到ABA、GA3、IAA和PEG胁迫信号调控。

葡萄microRNA156b和microRNA172c及其靶基因在冬芽二次成花过程中的表达特性研究

利用半定量RT-PCR与实时荧光定量RT-PCR(qRT-PCR)技术检测‘藤稔’葡萄microRNA156b(Vv-miR156b)和microRNA172c(Vv-miR172c)及其靶基因(Vv-SPL9和Vv-AP2)在摘心处理(5月14日、5月20日、5月28日)后不同发育时期冬芽中的表达情况,并利用RLM-5'-RACE验证了miRNAs作用其靶基因的方式。结果表明:仅5月28日摘心处理的冬芽能够进行花芽分化并形成花序,而其他处理及对照未能花芽分化。2种RT-PCR检测结果基本一致,5月28日摘心处理的2条miRNAs表达水平明显下降,且花序中有最低表达。相应的靶基因在冬芽二次成花过程中的表达水平呈现出与其miRNAs相反的变化趋势。RLM-5'-RACE结果显示,2条miRNAs介导靶基因裂解,裂解位点均在miRNAs 5'端的第10和11位碱基之间。表明microRNA156b和microRNA172c通过介导相应靶基因的裂解调控其靶基因的表达,从而影响葡萄冬芽的二次成花。

亚洲璃眼蜱唾液腺差异表达基因GP_(15)的克隆和分析

目的通过扩增Ha7.7,获得包含该EST的基因全长,以便研究该基因的生物学功能。方法以Ha7.7-GSP1和Ha7.7-GSP2和Ha7.7-GSP3为引物,RACE法扩增亚洲璃眼蜱雌成蜱唾液腺总RNA,获得基因的5′-端。根据Ha7.7和5′-端序列设计全长引物(Ha7.7-FLP+和Ha7.7-FLP-),扩增cDNA第1链获,得全长cDNA。结果分析表明,基因大小为449bp,由吸血诱导亚洲璃眼蜱成蜱唾液腺表达。结论与数据库资料比对显示,GP15为新纪录(Genbank登录号DQ020265)。

赤桉eca-miRn33及其靶基因EcaICE1的鉴定与表达分析

以赤桉组培苗为材料,通过PCR扩增eca-miRn33前体基因序列,结合5′RLM-RACE和烟草瞬时表达分析其对靶基因EcaICE1的剪切特征,并利用实时荧光定量PCR分析叶片和茎干中eca-miRn33与靶基因EcaICE1在低温胁迫下的表达模式。结果显示:赤桉eca-miRn33前体基因序列全长60 bp,可形成典型的发卡结构,eca-miRn33成熟序列位于其前体的5′端;5′RLM-RACE和农杆菌介导的烟草瞬时表达试验结果表明eca-miRn33可靶向剪切EcaICE1;eca-miRn33表达量与EcaICE1表达量之间呈显著负相关。

棉花单脱氢抗坏血酸还原酶基因的克隆及原核表达

以棉花纤维组织为材料,根据NCBI棉花EST数据库中MDAR基因序列的已知信息,利用5′-RACE获得GhMDAR基因全长。结果显示,该基因开放读码框为1 305bp,编码包含435个氨基酸的蛋白质,分子质量约为52ku。构建原核表达载体pET28a-GhMDAR并转化大肠杆菌,经过测序和酶切鉴定后,成功构建重组体pET28a-GhMDAR;将重组体导入大肠杆菌BL21诱导表达,经过SDS-PAGE分析,显示成功获得分子质量为52ku左右的诱导表达蛋白GhMDAR。

野生大豆盐胁迫响应基因GsPIP的克隆及其序列分析

盐胁迫是影响植物生长、发育以至产量的重要因素,野生大豆是优良的非生物胁迫抗性材料,是天然的优质抗性基因库。本研究以耐盐东北野生大豆为试材,利用东北农业大学植物生物工程研究室已获得的基因芯片杂交结果,对植物生物工程研究室构建的野生大豆盐胁迫EST数据库中各EST在胁迫下的表达情况进行了分析,从中选出了1个在高盐、低温、干旱胁迫早期均上调表达的3′-EST,序列分析表明该EST编码质膜结合蛋白(plasmamembrane intrinsic protein,PIP),属于主嵌入蛋白(major intrinsic protein,MIP)家族;通过电子克隆和改进的5′-RACE获得了基因完整的编码区;其翻译产物与含羞草质膜结合蛋白的相似性为90%,将该基因命名为GsPIP。GsPIP基因的翻译产物具有主嵌入蛋白家族特征性的跨膜结构域,无信号肽,与已发现的植物PIP蛋白一致。本研究获得的基因具有自主知识产权,通过进一步的功能分析,可为耐渗透胁迫基因工程研究提供基因资源,并为植物耐渗透胁迫机理研究提供依据。

microRNA靶基因检测技术研究进展

microRNA是真核生物基因表达调控的重要因子,对其靶基因的验证是研究microRNA功能必不可少的环节。验证microRNA与其靶基因的相互作用,可以根据能否进行靶基因切割、能否造成目标靶基因RNA表达量或蛋白表达量降低以及能否形成RISC-mRNA复合体等特征进行检测。基于此,从以上三方面对验证microRNA靶基因的技术进行了综述。

杨树miR393对FBL基因家族成员调控作用的鉴定

【目的】揭示ptc-miR393对杨树FBL基因家族不同成员的剪切调控作用。【方法】首先将杨树FBL基因家族成员与双子叶植物、单子叶植物和蕨类植物代表物种拟南芥、水稻和小立碗藓的FBL基因家族成员进行系统进化分析;再对杨树FBL家族成员的基因结构进行比较;最后通过ptc-miR393与杨树FBL基因家族成员的序列比对、ptc-miR393及FBL基因家族成员在杨树不同发育时期及不同组织中的表达模式以及5′-RACE检测等方面对杨树miR393与FBL基因家族成员的调控作用进行鉴定。【结果】杨树FBL基因家族共有8个不同成员,两两成员之间的同源性较高,通过基因结构和功能域分析,表明它们之间可能存在冗余的功能;PtFBL1-PtFBL4之间具有较高的同源性,位于一个进化分支上,而PtFBL5、PtFBL6和PtFBL7、PtFBL8分别位于不同的分支且与PtFBL1-PtFBL4的同源关系较远。杨树FBL基因的结构和结构域出现一定的变化,预示着它们之间可能出现了分化,在时空调控上的作用有所改变。ptc-miR393与PtFBL1-PtFBL4的互补配对率较高,而与PtFBL5-PtFBL8之间有5~7个碱基的差异,在杨树不同发育时期及不同组织中,PtFBL1-PtFBL4的表达与ptc-miR393呈相反的趋势,而PtFBL5-PtFBL8的表达不受ptc-miR393的影响,5′-RACE实验也检测出PtFBL1-PtFBL4受ptc-miR393的剪切,而PtFBL5-PtFBL8不受ptc-miR393的剪切。【结论】PtFBL1、PtFBL2、PtFBL3和PtFBL4是ptc-miR393的靶基因,而PtFBL5、PtFBL6、PtFBL7和PtFBL8不受ptc-miR393的剪切调控,这为进一步揭示ptc-miR393对杨树FBL基因的调控功能奠定理论基础。

异育银鲫促甲状腺激素β亚基基因的克隆及序列分析

利用RT-PCR、RACE及克隆等方法获得了异育银鲫促甲状腺激素β亚基(TSHβ)基因全长cDNA序列。该cDNA全长926 bp,5’端非编码区68 bp;3’端非编码区372 bp;开放阅读框(ORF)486 bp,编码161个氨基酸。经序列分析显示,其编码的氨基酸序列与金鱼[Carassius auratus(goldfish)]、鲤(Cyprinus carpio)、鳙(Aristichthysnobilis)、斑马鱼(Danio rerio)、虹鳟(Salmo gaidnerii)、鲑(Salmo salar)、鳗鲡(Anguilla anguilla)具有较高的相似性,其相似性分别为91.3%、87.6%、83.2%、77%、58.6%、56.1%、43.55%,同源性较高,这说明TSHβ亚基在长期的进化中具有较高保守性。而且在比较中还发现:异育银鲫和其它7种鱼类相比在5’端多11个氨基酸序列,并且都含有定位保守的12个半胱氨酸残基和一个N糖基化位点。

黑木耳核糖体失活蛋白的质谱分析

目的:对悬浮培养黑木耳菌丝体中分离纯化得到的核糖体失活蛋白进行质谱分析,测定其肽的指纹图谱。为用5′-RACE与3′-RACE方法,克隆和表达核糖体失活蛋白的基因,设计5′和3′末端的PCR引物。方法:使用HPLC和MALDI-TOF-MS(基质辅助激光解吸附电离飞行时间质谱)分析方法。结果:测定出肽的指纹图谱及三个随机肽段的氨基酸序列。结论:可根据所测肽段氨基酸序列设计5’-和3’-RACE的引物。

大腹园蛛鞭状腺蛛丝蛋白N端结构域的克隆表达及圆二色谱分析

鞭状腺蛛丝是6种蛛丝中延展性最好的丝,由鞭状腺蛛丝蛋白(FlSp)构成,具有极大的潜在应用价值。目前,有关FlSp的末端功能模块(NT和CT)编码基因的报道极少,且其结构和功能均尚未明确,这在一定程度上限制了鞭状腺蛛丝的仿生。现利用5′-RACE的方法,以大腹园蛛总RNA和基因组DNA为模板,首次获取了大腹园蛛FlSp NT模块(FlSp_A.v-NT)的完整编码基因,并对其成功进行了克隆、表达及纯化,产量可达60 mg/L;同时,利用圆二色谱(circular dichroism,CD)对FlSp_A.v-NT的二级结构进行了分析,结果显示其主要以α螺旋构象存在,这是首次对FlSp NT的二级结构进行探索,为后续FlSp NT结构功能的研究提供了材料,奠定了研究基础。

梅PmmiR319a与靶基因PmTCP2的验证与表达分析

为验证PmmiR319a与PmTCP2基因的靶标关系,并研究PmmiR319a在梅花芽发育过程中的作用,本研究以梅品种‘大嵌蒂’为试验材料,克隆梅PmmiR319a前体序列及其靶基因PmTCP2,采用5'RACE技术对两者之间的靶标关系进行验证,并进一步分析在花芽发育过程中的表达模式。结果表明,梅PmmiR319a前体序列含有茎环结构,通过序列比对和系统发育分析发现,不同物种的miR319a前体序列的茎环发卡结构和成熟体区域表现出较高的保守性。梅PmTCP2基因全长1 500 bp,编码499个氨基酸。荧光定量PCR分析结果表明,PmmiR319a在梅花发育的前期表达量高,而PmTCP2在梅花发育的中期和后期表达量较高,PmmiR319a与预测靶基因PmTCP2的表达模式呈负相关,表明二者存在负调控的关系,与预测的靶标关系一致。RLM-5'RACE技术验证结果表明,PmmiR319a对其靶基因PmTCP2的mRNA进行了切割,切割位点位于第10和第11个碱基之间。由此可知,PmmiR319a通过调控靶基因PmTCP2影响花的发育。本研究结果为阐明梅花中miR319a的功能提供了一定的理论依据。

RACE法扩增梅花鹿β-防御素-1(siBD-1)全长cDNA

为了获得梅花鹿β-防御素-1(sika deerβ-defensin-1,siBD-1)cDNA全序列,本试验以梅花鹿舌黏膜组织内提取的总RNA为模板,根据前期已获得的siBD-1cDNA的已知部分序列设计引物,采用5′-RACE和3′-RACE技术分别扩增5′-和3′-末端序列,将此扩增产物克隆入pMD18-T载体,进行PCR、双酶切鉴定及序列测定与分析。结果表明,成功克隆出长度约为172和299bp的siBD-1cDNA 5′-和3′-末端序列,从而得到418bp的siBD-1cDNA全序列(GenBank登录号:HM588696.1),其中包含89bp 5′-非翻译区(UTR)、192bp的开放阅读框(ORF)、终止密码子TAA、118bp的3′-UTR和Poly(A)16。同源性比对结果显示,siBD-1cDNA与水牛的肠防御素(BEBD)同源性最高,为90.6%,与牛(EBD、LAP、TAP、BNBD-4)、山羊(GBD-1、GBD-2)、驯鹿(reBD-1)、绵羊(sBD-1、sBD-2)和骆驼(caBD-1)的防御素cDNA的同源性较高,分别为83.2%、83.1%、87.3%、87.0%、87.5%、87.5%、84.4%、79.9%、77.1%和70.5%;与马(hoBD-1)和猪(pBD-1)的同源性较低,为60.3%和72.4%;而与人(hBD-2)的同源性最低,为16.0%。siBD-1成熟肽由38个氨基酸残基组成,其中包含9个带正电荷的氨基酸残基。

Amplification of the Full-Length PAMP Gene and Difference of the mRNA Expression Among Three Lean Pig Breeds

To understand the function of porcine adipocyte-special membrane protein （PAMP） gene and the difference of fat deposition ability among various lean pig breeds, a full-length porcine adipocyte-special membrane protein （PAMP） gene was successfully amplified using reverse transcription polymerase chain reaction （RT-PCR） and 5＇-rapid amplification of cDNA end （5＇-RACE）. The open reading frame was 1 587 bp encoding 529 amino acids. The nucleotide sequence of the fulllength PAMP gene was deposited in the GenBank under the accession number EF433431. The PAMP gene mRNA expression was analyzed on three lean pig breeds by quantitative reverse transcription polymerase chain reaction （QRTPCR）. The PAMP gene mRNA levels in YHM （Yorkshire × Hampshire × Meishan） pig and DLY （Duroc × Landrance × Yorkshire） pig were about 0.82 and 0.38 times of that in SW （Shanxi-White） pig, respectively.

一个新的NPCEDRG基因mRNA剪接变异体的克隆及鉴定

目的:克隆并鉴定NPCEDRG基因mRNA剪接变异体。方法:利用5'-RACE、3'-RACE在CNE2细胞中对NPCEDRG基因mRNA剪接变异体进行扩增,T/A克隆入pMD20载体,所获得的阳性重组子经测序证实。结果:成功克隆得到一种新的NPCEDRG基因的mRNA剪接变异体V2,其TSS位于-23 nt处,其CDs为297 bp,编码一种由98个氨基酸组成的蛋白质,其分子量为10.4 kD,等电点为7.1。结论:利用5'-RACE、3'-RACE等技术成功克隆得到一种新的NPCEDRG基因的mRNA剪接变异体,为阐述NPCEDRG基因在鼻咽癌发生发展中的可能作用提供线索。

2个水稻花发育相关MADS-box基因的全序列cDNA克隆及结构分析

一组具有MADS box结构域的转录因子在控制花器官的诱导与发育中起着重要作用.以水稻广陆矮4号(OryzasativaL.Guang Lu AiNo.4)幼穗总RNA为模板,根据MADS box保守区的序列设计简并性引物,利用3′ RACE的方法获得了2个新的水稻花发育相关MADS box基因,分别命名为FDRMADS3和FDRMADS4;并利用5′ RACE的方法获得了该2个基因完整的cDNA序列,包括完整的编码区,5′ UTR和3′ UTR.它们编码的蛋白质都具有典型的MADS box结构域和半保守的K区,其与水稻中其他家族成员的MADS box结构域同源性高达90%以上,这说明它们都是典型的MADS box基因.