甜菜镉胁迫应答基因ZAT10的克隆与功能预测

【目的】为了预测甜菜锌指蛋白BvZAT10(LOC 104901462)的结构特点和功能。【方法】以甜菜‘780016B/12优’为试验材料,对BvZAT10基因进行了克隆及生物信息学分析,并利用甜菜响应镉胁迫的转录表达谱数据探究了该基因在镉胁迫下的应答特性。【结果】BvZAT10编码区全长729 bp,编码242个氨基酸,是一种碱性不稳定亲水性蛋白,具有2个C2H2型锌指结构域。该基因编码蛋白共有36处磷酸化修饰位点,蛋白结构以无规则卷曲为主,系统发育分析发现BvZAT10与菠菜和藜麦的ZAT10亲缘关系最近。BvZAT10启动子序列包含植物激素响应、光响应及抗逆相关的多种作用元件。在1、3、5 mmol/L CdCl_(2)处理下,BvZAT10及其预测调控的大部分靶基因,如金属耐受蛋白11(BVRB_2g037080)和ABCG家族成员22(BVRB_5g109050)等,均受到了镉胁迫的正向调控。【结论】推测BvZAT10可能直接或间接地在甜菜应答镉胁迫中发挥重要作用,可将其作为潜在优势抗逆基因深入开展后续研究。

滇龙胆草中香叶醇10-羟化酶基因的克隆、蛋白结构及表达分析

本研究基于滇龙胆草转录组数据分析,使用RT-PCR技术克隆获得两条香叶醇10-羟化酶基因,命名为GrG10H1和GrG10H2。使用在线软件对其进行了生物信息学分析,两条基因全长分别为1548 bp、1482 bp。系统进化分析显示该基因与细胞色素P450家族中CYP76B亚家族亲缘关系最近。通过对该蛋白进行三维结构预测、同源模建和分子对接,分析了GrG10H蛋白活性口袋中可能参与催化功能发挥的关键氨基酸残基。荧光定量PCR表明GrG10H1基因在叶中表达水平最高,茎次之,根最低。而GrG10H2基因在根和叶中表达水平较高,在茎中几乎不表达。本研究还建立了能够生产龙胆苦苷的愈伤组织细胞培养体系,为进一步解析龙胆苦苷生物合成机制奠定了基础。

海岛棉GbPR10基因的克隆及其抗枯萎病表达分析

【目的】为棉花抗枯萎病分子育种的基因来源提供依据。【方法】根据前期转录组测序和抗病表达数据,从棉花EST数据库中筛选出抗枯萎病有关的基因(登录号为CD486053)序列,在NCBI搜索与该基因同源性为94%的海岛棉抗病相关PR10基因(登录号为AY588276)并设计引物,从枯萎病接菌的抗病海岛棉材料"06-146"克隆一个海岛棉同源基因,命名为GbPR10基因。进行生物信息学和在枯萎病菌、乙烯、水杨酸处理下基因表达量分析。【结果】GbPR10基因有480 bp的ORF序列,编码159个氨基酸。该蛋白序列中具有PR10蛋白特有的Bet-v1结构域和改变的甘氨酸环P-Loop(GXGGXG)。蛋白质序列同源比对表明该蛋白与其他生物PR10蛋白有较高的一致性。亚细胞定位预测表明GbPR10分布于细胞质。qRT-PCR表达分析表明,GbPR10基因在不同抗病海岛棉品种的不同组织上表达量不均匀而较高于感病海岛棉品种;在乙烯和水杨酸处理的1对抗/感海岛棉根系中,抗病品种出现先上调后下调趋势,感病材料后期诱导表达,抗病品种的表达量几乎高于感病品种。【结论】GbPR10基因在海岛棉抗枯萎病信号途径中起重要作用。

蒜芥茄PR-10基因的克隆与表达分析

黄萎病是由轮枝菌属(Verticillium spp.)真菌引起的一种土传病害,是茄子生产中的重要病害之一,严重影响茄子的产量和品质。目前,对于茄子黄萎病的防治还限于嫁接和化学防治,但二者均不能较好防止该病的发生,而挖掘茄子中黄萎病抗性基因,结合基因工程技术培育抗病品种,是防治黄萎病的最佳途径。蒜芥茄(Solanum sisymbriifolium Lam.)为云南野生茄,对黄萎病具有高抗性。PR基因是编码植物病程相关蛋白(pathogenesis related protein)的基因,与植物抗病防御密切相关,其中,PR10蛋白是具有核酸酶相似结构的一类蛋白,但其在蒜芥茄中的抗病作用机制尚不明确。本研究以蒜芥茄为试验材料,利用前期建立的蒜芥茄转录组数据库,通过RT-PCR技术从中分离并克隆得到PR10同源基因,命名为SsPR-10,测序得到645 bp,其中基因编码区长480 bp,共编码159个氨基酸。将测序得到的编码区序列进行生物信息学分析,结果显示:SsPR-10蛋白是分子量为17.71 kDa、等电点为5.54的酸性亲水蛋白;跨膜区和信号肽预测显示SsPR-10蛋白无跨膜区和信号肽;亚细胞定位结果表明SsPR-10定位于细胞质;保守结构域预测结果显示,SsPR-10含有“P-LOOP”环(47~52位)和保守序列PATHOGENESIS_BETVI(88~120位)。序列比对与系统进化树分析结果表明,SsPR-10蛋白与黄果茄PR10蛋白同源性最高,其次是马铃薯STH-2蛋白。通过实时荧光定量PCR(RT-qPCR)技术对SsPR-10基因的表达进行分析,SsPR-10在蒜芥茄根部的表达量最高,具有组织特异性;在接种大丽轮枝菌(V.dahliae)24h后,SsPR-10的表达量达到初始表达量的8.16倍,表明黄萎病病菌可能诱导SsPR-10的表达。本研究对野生蒜芥茄PR-10基因进行了克隆和表达分析,为进一步研究SsPR-10基因响应黄萎病等生物胁迫的机制提供一定的理论基础。

粗枝云杉PaPR10-1基因的克隆表达及生物信息学分析

PR10是病程相关蛋白(PRs)家族的重要成员,能增强植物抵御外界胁迫侵扰的能力。为进一步研究PR10蛋白的生物学功能,在转录组测序的基础上,利用RT-PCR技术获得一个粗枝云杉(Picea asperata Mast.)基因PaPR10-1,利用生物信息学方法对其核苷酸和氨基酸序列进行结构和功能分析,进一步构建PaPR10-1融合蛋白原核表达系统,获得高纯度PaPR10-1融合蛋白,并采用底物法体外分析其核糖核酸酶活性。结果显示:PaPR10-1基因ORF长486 bp,编码161个氨基酸。PaPR10-1蛋白无跨膜结构和信号肽,为胞内蛋白,含有“P-Loop”和Bet_v1-like保守结构域。系统进化分析结果表明,PaPR10-1蛋白与海岸松(Pinus pinaster Aiton)PR10蛋白归为一个分支,亲缘关系较近。目的蛋白在30℃下以0.2 mmol/L的IPTG诱导1 h表达量最佳,且具有核糖核酸酶活性。

牛ATG10基因的克隆、原核表达、纯化和生物信息学分析

为了获得牛自噬相关基因10(ATG10)蛋白,试验参照GenBank中牛ATG10基因设计引物,PCR扩增ATG10基因,与pET-N-His-TEV载体连接,测序鉴定正确后用IPTG诱导ATG10蛋白表达,利用Ni-TED琼脂糖树脂进行蛋白纯化,Western-blot鉴定ATG10蛋白表达情况,通过生物信息学在线软件对ATG10蛋白进行分析,获得其相应的理化性质及参数。结果表明:克隆得到的ATG10基因序列长度约为705 bp,测序鉴定正确后得到pET-N-His-TEV-ATG10原核表达载体,IPTG成功诱导表达了ATG10蛋白,分子量为28 ku;ATG10蛋白与兔抗ATG10抗体特异性结合;ATG10蛋白是一种较为稳定的、含38个潜在的磷酸化位点、无跨膜区及信号肽的亲水性蛋白,二级结构中无规则卷曲占比44.44%,与ATG5、ATG12、ATG16L1、ATG3等多个自噬相关蛋白相互作用。说明试验成功构建出pET-N-His-TEV-ATG10原核表达载体,并获得ATG10蛋白。

梨小食心虫气味受体GmolOR10基因克隆及表达谱分析

为研究梨小食心虫Grapholita molesta Busck嗅觉通讯分子机制,本研究应用RT-PCR克隆获得了梨小食心虫气味受体基因GmolOR10的完整开放阅读框,并对其序列结构进行了相关生物信息学分析,最后采用实时荧光定量PCR对GmolOR10在梨小食心虫成虫不同组织(触角、头、胸、腹、足、翅)与不同发育阶段的表达模式进行了定量分析。结果表明,GmolOR10编码区长1 194 bp,编码397个氨基酸,等电点和相对分子量分别为8.57和46.14 kD,有7个跨膜结构域。多序列比对与系统发育树结果显示GmolOR10与卷蛾科苹果蠹蛾Cydia pomonella CpomOR18和山毛榉卷叶蛾Cydia fagiglandana CfagOR18的氨基酸序列一致性较高,分别为84.38%和83.38%。GmolOR10在雄成虫触角中表达量较高,极显著高于雌虫触角(P<0.01),在雌、雄成虫头部也有较高的表达量,在成虫其他组织表达量很低。不同发育阶段的表达谱显示,GmolOR10在梨小食心虫的不同发育阶段均有表达,在成虫期的表达量最高(在雌雄成虫中的表达量均呈现出随着日龄增加逐渐升高然后下降的趋势),在其他发育阶段的表达量相对较低。GmolOR10具有昆虫气味受体的结构特征,在雌、雄虫触角高表达,在各发育阶段均有表达,据此推测GmolOR10可能与梨小食心虫觅食、感受及识别性信息素的过程有关。

丙型肝炎病毒非结构蛋白5A反式激活基因10的克隆化研究

目的:丙型肝炎病毒(HCV)的非结构蛋白5A(NS5A)是一种具有显著反式激活作用的病毒蛋白质.为了探索HCV NS5A病毒蛋白反式激活作用的新的靶基因,我们应用微矩阵(microarray)技术对于转染和未转染的肝母细胞瘤细胞系HepG2进行分析.研究结果将有助于阐明HCV感染相关疾病的发病机制.方法:根据HCV-H病毒株序列设计、合成序列特异性的引物.以含有全长HCV-H株cDNA的pBRTM-3011质粒DNA作为模板,进行多聚酶链反应(PCR)扩增,将获得的HCVNS5A编码基因片段克隆到TA载体中进行核苷酸序列测定,构建真核表达载体pcDNA3.1(-)-NS5A.以pcDNA3.1(-)-NS5A转染肝母细胞瘤细胞系HepG2,提取总RNA,逆转录为cDNA后进行表达谱基因芯片分析.应用分子生物学技术,结合生物信息学技术(bioinformatics),克隆HCV NS5A反式激活作用的新的靶基因.结果:构建了真核表达载体pcDNA3.1(-)-NS5A,经过限制性内切酶作图分析和核苷酸序列分析证实正确无误.以pcDNA3.1(-)-NS5A转染HepG2后提取总RNA,逆转录后进行表达谱基因芯片技术分析.应用分子克隆技术结合生物信息学技术克隆NS5A反式激活的新型靶基因,命名为NS5ATP10,新基因的编码基因序列全长为717个核苷酸(nt),编码产物由238个氨基酸残基(aa)组成.结论:HCV NS5A是一种典型的病毒基因组编码的具有反式激活作用的蛋白.微矩阵技术是分析基因表达谱变化的有效和高通量技术.发现了HCV NS5A反式激活作用的新的靶基因,这一发现,为阐明HCV NS5A蛋白的反式激活作用及其机制,开辟了新的研究方向.

转基因克隆牛胎盘中印迹基因PEG10的DNA甲基化水平

低效率的体细胞核移植技术显著制约着该技术在转基因动物生产上的广泛应用。目前认为供体细胞核不能被受体卵母细胞胞质完全的表观重编程是其效率低下的最主要原因,而DNA甲基化是基因表观修饰的主要方式之一。为了探求转基因克隆牛的死亡是否与其胎盘中印迹基因的甲基化的重编程程度相关,文章通过亚硫酸氢盐测序法(Bisulfite sequencing PCR,BSP)和亚硫酸氢盐联合限制性内切酶分析法(Combined bisulfite restriction analysis,COBRA),对印迹基因PEG10在围产期死亡且存在发育缺陷的转基因克隆牛的胎盘(死亡组)和存活的转基因克隆牛的胎盘(存活组)与正常对照牛胎盘(对照组)的DNA甲基化水平进行了详细的比较。结果发现,与对照组相比,PEG10基因在死亡组上表现出异常的超甲基化水平,而存活组与对照组相比无显著性差异。研究结果显示,胎盘中印迹基因的DNA甲基化表观重编程不彻底可能是导致转基因克隆牛发育异常进而死亡的主要原因之一。

人天然免疫基因BCL10的猪同源物的识别、克隆与初步表达分析

采用电子克隆方法克隆到大小为925bp的人天然免疫蛋白BCL10的猪同源基因完整cDNA序列(GenBank登录号:EU088132),并利用RT-PCR方法从猪的全血中扩增出包含702bp的完整开放读码框架(ORF)的cDNA片段。经核酸测序,证明与电子克隆结果相符。利用NCBIBLAST分析该cDNA包含3个大小为57bp、289bp和356bp的外显子,并且定位于猪的4号染色体上。采用半定量PCR技术检测基础水平猪各组织BCL10基因mRNA表达丰度,并将该基因构建到带有绿色标签的真核表达载体pEGFP-C1中,采用脂质体转染法将该基因转入PK-15细胞,通过绿色荧光标记和RT-PCR方法检测实验组的BCL10蛋白表达。研究结果表明,BCL10基因mRNA在脾脏中表达最高;胸腺、大脑和淋巴结表达次之,而肝脏只有微量表达,肾脏没有检测到表达;同时BCL10基因在PK-15细胞中得到了有效表达。

乙型肝炎病毒X蛋白反式激活基因10的克隆化研究

目的:乙型肝炎病毒(HBV)X蛋白(HBxAg)是一种具有反式激活作用的病毒蛋白质.为了探索HBxAg蛋白反式激活作用新的靶基因,利用基因芯片技术(DNA chips)对于表达和不表达HBxAg的hepG2细胞的基因表达谱进行比较,以期发现HBxAg蛋白反式激活作用的新靶点,为阐明HBxAg的反式激活作用分子生物学机制,以及HBV相关的肝细胞癌(HCC)形成的分子生物学机制开辟新的研究方向.方法:以含有2拷贝头尾连接的HBV DNA的质粒pCP10作为模板,根据ayw亚型的HBV DNA序列设计、合成引物,PCR扩增产物克隆到真核表达载体pcDNA3.1(-)中,转染肝母细胞瘤细胞系hepG2,提取RNA并进行逆转录.进行基因芯片技术分析.以生物信息学技术,克隆、鉴定新基因.结果:在16种HBxAg上调的靶基因中,其中包括未知功能基因,利用生物信息学技术,获得HBxAg蛋白反式激活作用的新型靶基因,开放读码框架(ORF)长度为1 206个核苷酸(nt),编码产物由401个氨基酸残基(aa)组成,命名为XTP10.结论HBxAg是一种具有反式激活作用的蛋白.基因芯片技术是进行基因表达谱分析的可靠、有效技术.分子克隆技术结合生物信息学技术,是目前鉴定、克隆未知功能新基因的有效技术途径.

烟草病程相关蛋白NtPR10基因克隆与表达分析

为鉴定烟草病程相关蛋白PR10的生物学功能,从普通烟草G28中克隆得到了Nt PR10基因,基因全长483 bp,编码160个氨基酸。基因结构分析表明,该基因编码的蛋白包含病程相关蛋白家族Bet_v_I保守域,具有与核酸酶活性相关的"P-Loop"结构。利用TMHMM、Signal P、Prosite Scan等软件分析发现,Nt PR10不含跨膜区,无信号肽,有胞内定位特征。采用实时荧光定量PCR分别分析了TMV诱导下该基因在抗、感品种枯斑三生和G28中的表达模式。结果表明,在TMV诱导下,Nt PR10基因在感病品种G28中显著上调表达;而在抗病品种枯斑三生中,TMV侵染后6 h,Nt PR10基因显著上调表达,第12小时至第8天显著下调表达,而后至第16天逐渐升高至侵染前水平。综合以上结果,Nt PR10应答了TMV侵染过程,并且在抗、感品种中整体呈现出相反的表达趋势,暗示了Nt PR10在TMV侵染过程中具有重要功能,为深入分析Nt PR10的抗病生物学功能奠定了基础。

兔白细胞介素-10基因的克隆、原核表达及其多克隆抗体的制备

白细胞介素-10(IL-10)是一种多功能的细胞因子,参与免疫调节和抗炎反应。本研究旨在克隆并表达IL-10基因,以制备兔IL-10多克隆抗体。运用RT-PCR技术从新西兰白兔脾脏总RNA中扩增IL-10基因,将该基因亚克隆入原核表达载体pET-32a并转入大肠杆菌BL21(DE3)中诱导表达获得融合蛋白,融合蛋白经纯化后免疫豚鼠制备多克隆抗体,最后分别用间接ELISA和Western blot检测抗体的效价和特异性。结果表明:克隆得到了兔IL-10基因,大小为537bp,经核苷酸测序与GenBank已登录的基因序列(NM_001082045)相似性为99%;重组载体pET-IL-10构建成功;SDS-PAGE电泳结果显示融合蛋白成功表达;制备的多克隆抗体效价高达1∶56 000,且具有很高的特异性。成功实现了兔IL-10基因的原核表达,并制备了豚鼠抗兔IL-10多克隆抗体,为深入研究兔IL-10基因的功能奠定了基础。

黄瓜扩张蛋白基因CsEXP10的克隆与表达

以cDNA-AFLP差示片段的序列(CO434610)为基础,通过RACE延伸和与EST序列拼接,得到长度为1191bp的、包含完整3'末端的CsEXP10基因cDNA序列。Southern杂交结果表明,该基因在黄瓜基因组中以单拷贝形式存在。RT-PCR检测发现,该基因不在根、茎和叶中表达,而在果实中表达。Northern杂交显示,该基因在授粉后迅速生长的幼果中丰量表达,而在幼小子房、开花当天的未授粉子房和生长停止的果实中不表达,由此推测CsEXP10基因与授粉后黄瓜果实膨大生长有密切关系。

漾濞大泡核桃病程相关蛋白10基因JsPR10-1的克隆与表达分析

病程相关蛋白(pathogenesis-related protein,PR)10的激活与积累在植物抗逆境胁迫中有非常重要的作用。根据漾濞大泡核桃(Juglans sigillata)编码PR10的EST(expressed sequence tag)序列设计引物,利用快速扩增c DNA末端技术,克隆得到PR10基因的全长c DNA序列,并命名为Js PR10-1。Js PR10-1全长c DNA为776 bp,含有483 bp的开放阅读框、74 bp 5'-非编码区以及219 bp 3'-非编码区,编码含有160个氨基酸的蛋白质。全长基因序列中含有1个124 bp的内含子。Js PR10-1编码的蛋白质与栎树(Quercus suber)、欧洲山毛榉(Fagus sylvatica)以及欧洲板栗(Castanea sativa)的PR10相似性较高,并且在PR10的系统进化树中与双子叶植物聚为一支。qRT-PCR分析结果表明,植物信号分子水杨酸、茉莉酸、乙烯以及过氧化氢处理均可诱导Js PR10-1表达。在接种胶孢炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides)后,Js PR10-1的表达量迅速上升并在接种8 h时达到最大值,表明Js PR10-1参与漾濞大泡核桃对胶孢炭疽菌的防卫反应。本研究为揭示漾濞大泡核桃抗性机制奠定了理论依据。

结核分枝杆菌分泌蛋白ESAT-6、CFP10基因的克隆、鉴定及其原核表达

以人型结核分枝杆菌 H37RV株基因组 DNA为模板 ,应用 PCR法对 ESAT- 6和 CFP10基因进行扩增 ,产物经纯化后与载体 PMD18- T连接、转化及酶切鉴定 ,亚克隆到原核表达载体 PGEX- 6 P- 1,构建原核重组表达质粒 ,转化入大肠杆菌 BL2 1中 ,以 1mmol/L IPTG诱导 ,进行 SDS- PAGE电泳。结果表明 ,ESAT- 6和 CFP10基因表达的融合蛋白相对分子质量分别为 32 0 0 0和 36 0 0 0 ,与实测相符。重组结核杆菌分泌蛋白 ESAT- 6和

猪繁殖候选基因HoxA10的克隆及表达分析

同源异形盒A10基因(Homeobox 10 gene,HoxA10)是Hox基因家族中重要一员,与子宫形态的发生,生育期子宫内膜的周期性形态发育密切相关,是与猪繁殖性状相关的重要候选基因。以长白猪为材料,采用RT-PCR方法,克隆了猪HoxA10基因,并用Real-Time PCR测定该基因在猪各组织器官中的表达。结果表明,从猪子宫组织中克隆获得HoxA10基因cDNA长538 bp,包括1个285 bp的开放阅读框,编码合成94个氨基酸残基,与人和小鼠的HoxA序列同源性分别为98.9%和97.9%;在猪各组织中,前肌是HoxA10基因表达量最高的组织,其次为肾、子宫、后肌、输卵管、大肠、腹脂等组织,在垂体、大脑、小脑、丘脑、卵巢、肺、胃、小肠、背肌、背膘中,HoxA10的表达很低或基本无表达。

广西巴马小型猪IL-4和IL-10基因的克隆和序列分析

为研究猪白细胞介素4(IL-4)和白细胞介素10(IL-10)在机体免疫应答中的作用,从ConA刺激的巴马小型猪的外周血淋巴细胞提取总RNA,用RT-PCR方法扩增出IL-4和IL-10基因,将其分别克隆到PMD18-T 载体上,进行序列分析.结果表明,克隆的IL-4和IL-10基因的核苷酸和氨基酸序列与GenBank上登录的其它猪种的IL-4和IL-10基因的核苷酸和氨基酸序列同源性分别为98.8%～100%、97.0%～99.3%和99.2%、97.7%.

黄鳝DEAD-box家族PL10基因的克隆与序列分析

通过PCR克隆的方法,从黄鳝(Monopterus albus)中得到两个PL10 基因的cDNA片段Mo PL10A和Mo PL10B,长度均为1.127 kb,推测其编码375个氨基酸的蛋白片段.结合其他PL10类同源物序列,对这两条cDNA进行了分析和初步的功能推测.根据此片段的氨基酸序列构建的系统发育树与形态分类结果一致.在不同组织中的RT PCR结果表明Mo PL10A和Mo PL10B的mRNA在各组织中的分布有差异.

大豆GmGLP10基因的克隆及生物信息学分析

通过PCR的方法从大豆抗菌核病品种Maple Arrow中克隆得到Gm GLP10基因,生物信息学分析结果显示Gm GLP10蛋白由213个氨基酸组成,具有一个糖基化位点和多个磷酸化位点,为胞外分泌蛋白。通过对Gm GLP10基因起始密码子上游1 500 bp序列进行顺式作用元件分析,预测Gm GLP10启动子上具有多个与激素和防御胁迫应答相关的顺式作用元件。进化树分析结果表明,Gm GLP10与多个生长素结合蛋白进化距离较近,推断其可能具有相似的功能。Gm GLP10基因在菌核病菌胁迫下的转录本丰度的变化结果表明在菌核胁迫处理后Gm GLP10基因表达量上调明显。Gm GLP10可能作为生长素结合蛋白参与调控大豆的生长发育与抗病防御应答反应。