稗草磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase)基因的克隆与分析

为揭示C4野生植物稗草(Echinochloa crusgalli)PEPCase的结构和功能特点,探索改善作物高光效新途径,克隆了稗草(E.crusgalli)磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因(ppc)的cDNA全长,测序及同源性比较分析结果证实,稗草ppc的cDNA全长为2 886 bp,编码961个氨基酸(GenBank登录号:AY251482);核苷酸序列与谷子(Setaria italica)C3型、高粱(Sorghumbicolor)C3-2型、玉米(Zea mays)C3-2型、水稻(Oryza sativa)C3型磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因的同源率分别达94.8%、93.2%9、3.0%和89.7%。推导的氨基酸序列中C末端第771位氨基酸是丙氨酸(A),表明是一个C3型基因。与其他植物几种不同形式PEPCase进行的多重序列比对与系统进化分析结果也证实,此基因的核苷酸序列及其编码的氨基酸序列与所有参与对比的C3型序列的同源性均远远高于与C4型的同源性。与玉米、高粱C3-2型PEPCase的同源性分别高达96.5%9、6.4%,与高粱、玉米的C3-1型PEPCase的同源性分别为84.3%、83.8%,而与谷子、玉米、甘蔗和高粱的C4型PEPCase的一致性相对较低,分别为82.2%、79.1%、77.1%和76.6%。因此进一步推论新克隆的稗草ppc基因属于C3-2型。对其编码的蛋白序列进行了结构域、活性位点和功能位点预测。

巴拉圭瓜多竹CAD基因的克隆与分析

肉桂醇脱氢酶(cinnamyl alcohol dehydrogenase,CAD,EC1.1.1.195)是木质素生物合成途径中的最后关键酶,在木质素的生物合成中发挥关键作用。本研究依据转录组数据设计特异性引物,采用RT-PCR方法成功地从巴拉圭瓜多竹中克隆得到一个全新CAD基因的c DNA全长序列,命名为GPCAD(Gene Bank登录为KJ784465)。序列分析结果表明,GPCAD基因片段包含完整的c DNA开放阅读框(ORF),序列全长1 080bp,编码含有359个氨基酸残基的蛋白质。Blast比对结果显示该蛋白质属于CAD家族蛋白;系统进化分析结果显示巴拉圭瓜多竹与禾本科植物亲缘关系较近;荧光定量PCR技术检测结果显示GPCAD在茎秆中表达量最高,叶中的表达量最低。本研究对巴拉圭瓜多竹CAD基因进行克隆与分析,为深入研究巴拉圭瓜多竹木质素代谢途径相关基因以及通过分子生物学手段对木质素的含量和单体比例进行调控提供科学依据。

高羊茅光周期调控基因CONSTANS的克隆与分析

本研究以坪用型"黔草1号"高羊茅为实验材料,基于多年生黑麦草CONSTANS(CO)基因序列设计引物,利用3'RACE和5'RACE方法扩增CO基因。结果表明,从高羊茅中分离出CO基因,命名为FaCON-STANS。经序列分析,cDNA全长1557bp,编码376个氨基酸,具有完整的开放阅读框(ORF,166～1296bp),氨基端具有B-box型锌指结构域,碳端具有CCT(CO,CO-like,TOC1)结构域。进一步的同源性分析表明,Fa-CONSTANS蛋白与禾本科植物的CO蛋白亲缘关系较近,与其它植物的亲缘关系较远。

H5N1亚型禽流感病毒NS1基因的克隆与表达

根据GenBank中收录的H5N1亚型禽流感病毒NS1基因序列设计合成了一对引物AI-N1/AI-N2,利用RT-PCR方法扩增AIVNS1基因并克隆到pMD18-T载体上,对所得到的重组质粒进行酶切分析及序列测定,与GenBank中收录的其他分离株NS1基因进行序列比较分析,同源性达96%~99%,含有NS1基因的1个开放性阅读框（ORF）。将该基因克隆到pET-28a中构建NS1基因原核表达质粒pET/NS1,转化E.coli BL21（DE3）感受态细胞,在IPTG诱导下获得了预期的蛋白表达,所表达的蛋白质分子质量约为30kD。Western-blotting结果表明表达的NS1蛋白有良好的生物学活性,与H5N1 AIV感染鸡血清发生特异性反应,而与H5N1 AIV灭活疫苗免疫鸡血清无反应,为建立区分野毒AIV感染家禽与AIV灭活疫苗免疫家禽ELISA方法的建立提供了生物学材料。