木薯MeMLO12基因克隆及其CRISPR-Cas9表达载体的构建

MLO基因是植物中特有的一类抗病性负调控因子,该基因突变导致植物产生广谱抗病性。本研究从木薯全基因组中克隆获得木薯MLO12基因的DNA和cDNA序列,并将其命名为MeMLO12。该基因全长3743 nt、编码区(ORF)全长1728 nt,具有一个完整的开放阅读框,含有15个外显子和14个内含子,编码586个氨基酸,蛋白的分子质量为67.2 kDa,等电点为8.85。该基因编码的蛋白定位在内质网膜上,无信号肽,在23~45、74~96、161~183、285~307、312~334、371~393、413~435 aa处形成7次跨膜结构域。qRT-PCR定量分析发现,受木薯黄单胞病菌侵染后,MeMLO12基因在木薯抗、感品种中的表达量存在明显的差异,参与木薯与黄单胞菌之间的互作,表现出负调控作用。选择该基因第11个外显子进行Snap Gene Viewer分析,获得了10 455条sgRNA的种子序列,从中选取3条靶序列约23 nt,碱基组成上3'末端含G结尾,将其构建到CRISPR-Cas9载体上,经验证,确认MeMLO12的3条靶序列已经成功构建到基因编辑载体上,将其命名为pSGR-Cas9-AT-MeMLO12载体。

苦瓜McPDS基因克隆及CRISPR/Cas9基因编辑载体构建

以苦瓜八氢番茄红素脱氢酶(phytoene dehydrogenase,PDS)基因为靶标,构建其特异gRNA的CRISPR/Cas9基因编辑载体,以期为建立苦瓜CRISPR/Cas9基因编辑技术体系奠定基础。以苦瓜自交系B07叶片cDNA为模板,同源克隆苦瓜McPDS基因CDS序列。结果表明,McPDS基因CDS序列全长1731 bp,编码576个氨基酸,蛋白质相对分子质量为64.44 kD,理论等电点(PI)为7.09。跨膜结构分析结果表明,该蛋白为亲水性非跨膜蛋白。系统进化树分析结果表明,McPDS与黄瓜、甜瓜等葫芦科植物中的PDS蛋白同源性较高。此外,以McPDS为靶标基因,在5’端筛选2个高特异性靶点,经设计引物,成功构建1个双靶点CRISPR/Cas9基因编辑载体,为苦瓜基因编辑体系的建立奠定了技术基础。

绵羊GSTA2基因克隆、生物信息学分析及真核表达载体构建

为阐明绵羊谷胱甘肽S转移酶α2(Glutathione S-transferase alpha 2,GSTA2)基因功能,利用牛GSTA2基因序列设计引物,提取绵羊皮肤组织总RNA,应用RT-PCR、基因克隆、生物信息学对GSTA2基因进行研究,构建真核表达载体,转染绵羊皮肤成纤维细胞,应用qPCR技术检测GSTA2基因的表达。结果表明,克隆到绵羊GSTA2基因672 bp编码区序列(GenBank登录号:OR440604.1),编码223个氨基酸,分子量为25.39 ku。氨基酸比对和系统进化树分析表明,绵羊与牛的GSTA2相似度最高,达87.39%。GSTA2的二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主。构建的真核表达载体pcDNA3.1-GSTA2转染绵羊皮肤成纤维细胞后,GSTA2基因表达量极显著上调(P <0.001)。说明成功克隆了绵羊新基因GSTA2的CDS序列,并成功构建了其真核表达载体。

牦牛六个多能性相关转录因子OSKMNL的克隆和多顺反子慢病毒载体的构建

旨在克隆牦牛6个多能性相关转录因子Oct4、Sox2、Klf4、c-Myc、Nanog、Lin28(OSKMNL),构建多顺反子慢病毒载体FUW-teto-OSM-EGFP和FUW-teto-KNL-mCherry。本研究以1头3~5月龄健康雌性牦牛胎儿的生殖嵴组织为研究材料,利用RT-PCR技术克隆牦牛6个多能性相关转录因子OSKMNL的完整编码区序列,并对其进行生物信息学分析;应用无缝克隆技术构建慢病毒载体FUW-teto-OSM-EGFP和FUW-teto-KNL-mCherry;用293T细胞包装慢病毒,将包装好的慢病毒感染293T细胞和牦牛成纤维细胞,通过观察荧光表达和RT-PCR技术检测病毒感染情况(试验分为病毒感染组和空白对照组,每个组设置3个重复)。结果表明,克隆的牦牛OSKMNL基因的编码区大小分别为1 083、963、1 434、1 320、903、618 bp;序列分析发现牦牛OSKMNL氨基酸序列与黄牛的同源性在99%以上,其中Sox2、Klf4、c-Myc与黄牛的同源性为100%;进化树结果显示牦牛与黄牛、瘤牛、水牛的亲缘关系最近,与小鼠的亲缘关系最远;蛋白结构预测发现牦牛的6个转录因子OSKMNL都具有该基因家族相应蛋白功能的结构,比如POU结构域、HOX结构域、HMG结构域、Znf-C2H2结构域、HLH结构域、CSP结构域等;构建了慢病毒载体FUW-teto-OSM-EGFP和FUW-teto-KNL-mCherry;慢病毒感染293T细胞发现试验组表达红色和绿色荧光;慢病毒感染牦牛成纤维细胞发现试验组表达红色和绿色荧光,RT-PCR结果显示预期大小的条带。本研究成功克隆了牦牛的6个多能性相关转录因子OSKMNL;构建了分别携带牦牛3个转录因子的慢病毒载体FUW-teto-OSM-EGFP和FUW-teto-KNL-mCherry;包装的慢病毒能感染牦牛成纤维细胞。有利于推动多能性相关转录因子OSKMNL在牦牛干细胞中的应用,也为后续研究牦牛iPSC做准备。

鼠源ATP5B基因克隆及其原核和真核表达载体构建

【目的】克隆鼠源ATP5B基因,构建其原核和真核表达载体,为研究ATP5B蛋白功能及其在病毒感染过程中的作用机制提供基础。【方法】克隆鼠源ATP5B基因编码区(CDS),运用ProtParam、ProtScale和SignalP-5.0等对ATP5B蛋白进行生物信息学分析。采用同源重组方法构建原核表达载体pGEX-4T-1-ATP5B-Flag和真核表达载体pcDNA3.0-ATP5B-Flag。以原核表达载体pGEX-4T-1-ATP5B-Flag转化大肠杆菌BL21感受态细胞,利用IPTG进行诱导表达,分析最适诱导温度和IPTG浓度。以真核表达载体pcDNA3.0-ATP5B-Flag转染HEK-293T细胞,通过Western blotting和间接免疫荧光试验(IFA)检测ATP5B蛋白在细胞中的表达及分布情况。【结果】鼠源ATP5B基因CDS长1590 bp,鼠源ATP5B蛋白由529个氨基酸残基构成,分子量为55 kD,理论等电点(pI)为5.21,属于稳定的疏水性蛋白,无跨膜结构域和信号肽,不属于分泌蛋白;鼠源ATP5B蛋白二级结构中α-螺旋占43.67%,无规则卷曲占32.51%,β-转角占9.45%,延伸链占14.37%。原核表达载体pGEX-4T-1-ATP5B-Flag经IPTG诱导后,通过考马斯亮蓝染色和Western blotting在81 kD处成功检测到融合蛋白,且主要以包涵体形式表达,诱导条件以30℃、0.5 mmol/L IPTG的效果更好。以真核表达载体pcDNA3.0-ATP5B-Flag转染HEK-293T细胞后,在55 kD处检测到Flag标签特异性条带,即ATP5B蛋白在HEK-293T细胞中成功表达,IFA检测结果表明该蛋白主要定位在细胞质中。【结论】成功构建鼠源ATP5B基因原核和真核表达载体,原核表达载体表达出的融合蛋白主要以包涵体形式存在,只有少量可溶蛋白,真核表达的ATP5B蛋白主要定位在细胞质中。鼠源ATP5B蛋白是理化性质稳定的疏水性蛋白,无信号肽位点,不属于分泌蛋白。

谷子糖基转移酶基因SiDDOST的克隆及表达载体的构建

为探究谷子糖基转移酶基因的生物学功能及调控作用,以谷子为材料,利用RT-PCR技术从谷子农家品种毛毛亮扩增获得1338 bp包含完整编码区的糖基转移酶基因(SiDDOST)cDNA序列,并通过生物信息学方法分析SiDDOST全长序列的特征,利用限制性内切酶NcoⅠ和PmlⅠ,分别将目的基因片段与植物过表达载体pCAMBIA3301双酶切,然后切胶回收基因片段和载体片段,通过T4 DNA连接酶将糖基转移酶基因片段与过表达载体pCAMBIA3301连接,重组表达载体转化大肠杆菌DH5α,经重组表达载体与空载体电泳检测、菌液PCR、双酶切分析验证。结果表明:谷子糖基转移酶基因CDS区为1323 bp,编码441个氨基酸,DDOST蛋白N末端的30个氨基酸范围保守性差,糜子与其他8种植物相比,DDOST蛋白存在3处插入/缺失突变;系统进化分析表明,谷子与糜子、哈希黍、柳枝稷存在较近进化关系;目的基因片段已成功插入表达载体中,转录方向正确。综上,本研究构建的谷子糖基转移酶基因过表达载体为后续在拟南芥、水稻或谷子中进行遗传转化、功能验证奠定了基础。

猪转录因子YY1基因克隆、序列特征及真核表达载体构建

YY1(Yin-Yang1,YY1)作为重要的转录因子对基因表达调控起到重要的作用。本研究旨在克隆猪YY1基因CDS区序列,利用生物信息学软件分析猪YY1基因编码蛋白的特性和功能。利用免疫荧光检测YY1在猪卵泡颗粒细胞中的定位;利用同源重组构建YY1真核表达载体,通过qRT-PCR及Western Blot(WB)检测YY1过表达载体在猪原代卵泡颗粒细胞中的表达效率。本研究成功克隆了猪YY1基因全长CDS区,生物信息学分析结果表明猪YY1蛋白由411个氨基酸组成,相对分子质量为44.3 kDa,为亲水性与酸性蛋白,无跨膜结构域与信号肽,二级结构主要含有α-螺旋(16.06%)、延伸链(19.71%)、β-转角(7.54%)和无规则卷曲(56.69%),YY1主要定位于细胞核,共含39个潜在的磷酸化位点,互作蛋白有EP300、E2H2、HDAC1、HDAC2等。免疫荧光检测发现YY1主要在猪原代卵泡颗粒细胞的细胞核中表达,qPCR和Western Blot检测结果显示该真核表达载体在猪原代卵泡颗粒细胞中成功表达。本研究为进一步探究猪转录因子YY1的生物学功能及提高母猪的繁殖率提供了理论依据。

使用与Gateway技术兼容的T载体获得入门克隆

与Gateway技术兼容的农杆菌双元载体系统已开始应用于植物功能基因组的研究 ,但应用这些载体系统的一个瓶颈问题 ,是如何简单、经济和高效地将PCR产物或其他来源的目的DNA片段构建到入门载体上获得入门克隆 .为此 ,将传统的TA克隆技术与Gateway重组克隆技术进行整合 ,构建了与Gateway技术兼容的两种TA克隆载体 ,用于在克隆PCR产物或其他来源的目的DNA片段的同时获得入门克隆 .利用兼容Gateway技术的TA克隆载体有效地解决了上述瓶颈问题 .

香石竹ACC氧化酶基因的克隆与植物表达载体构建

根据已发表的ACO核苷酸序列 ,设计一对引物 ,以香石竹品种‘American’基因组DNA为模板 ,扩增出香石竹ACC氧化酶基因 ,将其连接到pMD18加T质粒载体上 ,通过中间载体pBluescriptSK ,构建了ACO基因正向和反向插入的植物表达载体 ,并将其导入了农杆菌。酶切检测表明该片段已插入表达载体 ,序列测定结果显示所克隆基因片段含 3个外显子 ,2个内含子 ,其中

蜜蜂(Apis mellifera)腺苷酸转移载体基因cDNA的电子克隆

以果蝇腺苷酸转移载体基因cDNA序列为信息探针,对蜜蜂EST数据库进行同源检索筛选,克隆了蜜蜂腺苷酸转移载体基因(Am ant)的cDNA序列(GenBank登记号为AY332626),该基因全长1 251bp。经RT-PCR克隆、序列分析验证,结果表明与电子克隆序列完全一致;该基因具有完整的开放阅读框架(ORF),编码蛋白为300个氨基酸,通过对人、果蝇、家蚕及烟草天蛾的腺苷酸转移载体蛋白序列比较,发现该基因具有高度的保守性;说明根据物种间同源基因序列,进行跨物种EST数据库的同源检索筛选、拼接,是基因克隆的一条有效途径。

细胞质雄性不育相关基因orf224的克隆及其植物表达载体的构建

利用 PCR技术从油菜 Polim a不育系中扩增出细胞质雄性不育相关基因 orf 2 2 4 ,并将其克隆到p GEM- T Easy载体上得到重组质粒 p GEMORF。在此基础上 ,用限制性内切酶将 orf 2 2 4基因从质粒 p GEMORF上切下 ,连接在 p BI12 1质粒的 Ca MV 35 S启动子和 NOS终止子之间。经 PCR和酶切鉴定 ,得到了 orf 2 2 4基因的植物表达载体 p

梭梭CMO基因的克隆与植物表达载体的构建

采用RT-PCR、RACE等方法从超旱生耐盐植物梭梭（Haloxylon ammodendron）中扩增出甜菜碱合成过程中的限速酶胆碱单加氧酶（CMO）编码基因的cDNA序列（命名为HaCMO）,其开放阅读框为1 344 bp,推测的氨基酸序列全长为447个氨基酸残基.根据已获得的开放阅读框,构建重组植物表达载体pCAMBIA2300-HaCMO.HaCMO核苷酸序列与藜科几种盐生植物如菠菜（Spinacia oleracea）、山菠菜（Atriplex hortensis）、辽宁碱蓬（Suaeda liaotungensis）、盐角草（Salicornia europaea）和甜菜（Beta vulgaris）等的一致性均在74.5%以上,推导编码蛋白的氨基酸序列一致性均在73.5%以上,表明CMO编码基因在藜科植物中是一种比较保守的基因.研究结果为进一步从分子水平探明梭梭的抗旱、耐盐机制,挖掘并利用植物抗逆基因奠定了基础.

牡丹PsMADS5基因的克隆、表达及载体构建

以牡丹品种赵粉(Paeonia suffruticosa L.cv.Zhao Fen)为试材,采用RT-PCR和RACE法从花瓣中获得了1个牡丹SEPALLATA基因cDNA,命名为PsMADS5,GenBank登录号为HQ449569。其cDNA全长1222bp,包含190bp的5'非编码区、302bp的3'非编码区和1个长度为732bp编码243个氨基酸的开放阅读框。序列比对和系统进化分析表明,PsMADS5与葡萄的亲缘关系最近,相似性达83%以上,属于MADS家族SEP亚家族。相对荧光定量PCR分析表明,PsMADS5在花瓣中的表达量最高,其次是心皮,再次是萼片,在雄蕊中表达量最低。成功构建正义和反义表达载体,为牡丹花型改良和品种创新提供基础。

红巴梨f3h基因的克隆及植物表达载体的构建

以成熟红巴梨果皮的总 RNA为模板,根据仁果类果树的 f3h基因的保守序列设计引物,利用 RT PCR方法从果皮中克隆出花青素生成相关基因 f3h基因的全长 cDNA,并将该片段连接到 pGEM T easy载体中。核苷酸序列测定表明,该基因全长1 095 bp,与苹果的f3h基因同源性高达92%,与矮牵牛相似系数达83%,与拟南芥相似系数达到82%。利用EcoRⅤ和BglⅡ对重组质粒进行酶切,回收 1 095 bp条带,并将其连接到 pBI121载体上,通过抗性筛选和PCR检测,证实了f3h基因已经构建到植物表达载体 pBI121上。

甘蓝型油菜fad2基因片段的克隆和反义表达载体的构建

从甘蓝型油菜湘油 15号基因组中分离总DNA ,以此为模板进行多聚酶链式反应 (PCR)。PCR产物与克隆载体 pGEM -TEasy连接 ,经NotI酶切后插入 pBluescriptIISK +。序列测定表明 ,PCR产物为 6 5 4bp的DNA片段 ,fad2基因片段只朝 pBluescriptIISK +的T3-T7方向插入 ,经BamHI和SacI酶切后插入表达载体质粒pBI12 1相同的酶切位点 ,构建反义 fad2表达载体。

黑曲霉F246的phyA基因克隆及其新型表达载体构建

利用PCR法直接从自行筛选、鉴定的黑曲霉F246中扩增出phyA基因,再将PCR产物重组于乳酸菌表达载体pMG36e,构建phyA基因的新型表达载体pMG36e-phyA。以黑曲霉F246基因组为模板,对phyA基因的成熟肽(1347bp)进行PCR扩增。再将PCR产物克隆入pMD18T质粒,经DNA测序和氨基酸分析、鉴定正确后,亚克隆入乳酸菌表达质粒pMG36e,构建工程菌LactobacillusMG1363 pMG36e phyA。重组乳酸菌表达载体pMG36e-phyA的构建,可望获得大量、高活性植酸酶,为研制多功能微生态制剂奠定基础。

梨ACC氧化酶基因(ACO)的片段克隆及其RNAi载体构建

以若光梨成熟果实为材料,提取总RNA,在ACC氧化酶基因(ACO)cDNA序列同源性较高区域设计一对特异引物,利用RT-PCR克隆了ACC氧化酶(ACO)基因片段。将ACO反义基因、与副球菌中类胡罗卜素合成有关的间隔基因YYT和ACO正义基因3个片段串联在一起,经鉴定后,插入到植物表达载体中,构建成能够表达ACC氧化酶基因的双链RNA的植物载体pYF028,为耐贮砂梨的遗传转化创造条件。

小鼠B7-H4基因克隆及真核表达载体的构建

目的:克隆小鼠B7-H4(mB7-H4)基因cDNA全长,构建表达跨膜型mB7-H4-GFP融合蛋白的真核表达载体pmB7-H4-GFP和表达可溶性mB7-H4-Fc融合蛋白的真核表达载体pmB7-H4-Fc。方法:采用RT-PCR技术从小鼠脾细胞总RNA中逆转录mB7-H4cDNA,将其全长cDNA去掉中止密码克隆入真核表达载体pEGFP-N1中,并转染293T细胞使其表达跨膜型mB7-H4-GFP融合蛋白;将其胞外功能区cDNA克隆入pcDNA3·1-hFc真核表达载体中,并转染COS-7细胞使其表达可溶性mB7-H4-Fc融合蛋白。结果:序列测定证实克隆的mB7-H4全长cDNA阅读框正确完整,酶切和序列测定证实mB7-H4分别正确插入pEGFP-N1和pcDNA3·1-hFc载体中,两种表达载体分别转染293T细胞和COS-7细胞后可分别表达跨膜型mB7-H4-GFP和可溶性mB7-H4-Fc。结论:成功地克隆mB7-H4基因并构建了两个真核表达载体,它们可分别表达跨膜型和可溶性融合蛋白。

DREB2A基因的克隆、序列分析及其植物表达载体的构建

研究提取盐处理的拟南芥植株叶片总RNA,用DREB2A基因特异引物通过RT-PCR扩增出1050bp的片段,并将该片段克隆至pUC18上。序列分析结果表明,该克隆序列与GenBank上的DREB2A基因序列同源性达100%。进一步将DREB2A基因分别克隆至植物表达载体卡盒pCCE12和pCC29A上,构建了分别由E12启动子、rd29A启动子调控的DREB2A基因植物表达载体pCDRE12和pCDR29A。通过冻融法将重组质粒导入根癌农杆菌LBA4404中,为农杆菌介导的DREB2A基因对植物的遗传转化奠定基础。

水稻叶绿体16S启动子克隆改造、载体构建及转化研究

利用PCR方法从水稻叶绿体基因组DNA中分离 1 6S启动子 ,并在其下游加入rbcL基因SD序列 ,以增强该启动子的翻译能力 ;序列分析表明 ,除加入的SD序列外 ,扩增片段与水稻 (Oryzasativa)叶绿体基因组DNA序列 1 6S启动子相应区域同源性为 1 0 0 %。将 1 6S启动子与bar基因和gfp基因的融合基因连接 ,以psbA基因的 3′序列为终止子 ,并以烟草叶绿体trnH_psbA和trnK为同源片段构建了烟草叶绿体表达载体pR1 6S。用基因枪转化烟草 ,转化植株经Southern、Northern检测及后代遗传学分析 ,发现1 6S启动子具有启动活性 。