条斑紫菜光系统Ⅱ反应中心蛋白编码psbA和psbD的表达分析

从条斑紫菜(Porphyra yezoensisUeda)的3个不同的生长阶段:壳孢子、孢子体和配子体中提取总RNA,并用相应基因的引物扩增序列,用荧光定量PCR技术检测条斑紫菜3个生长阶段中psbA和psbD的转录水平变化。结果表明,psbA和psbD的变化趋势不一致,并且,在壳孢子内基因表达量相对较高。这说明在细胞内,D1蛋白和D2蛋白并非同比例合成。壳孢子成熟发育成叶状体的过程要求光合作用提供更多的能量。

蕨类植物psbD基因的适应性进化和共进化分析

D2蛋白是植物光系统Ⅱ复合体(PSⅡ)核心蛋白之一,由叶绿体psbD基因编码。为了深入理解核心薄囊蕨类植物在阴生环境下的"辐射"式演化,我们对12种蕨类植物的psbD基因进行了克隆和测序,然后联合已公布的其他8种蕨类植物的psbD序列,基于ω值(非同义替换率dN和同义替换率dS的比值)探讨了该基因经受的选择压力。发现D2蛋白在大多数分支和位点受到强烈的负选择,但是树蕨类分支的psbD进化速率低且ω值较高。借助多种模型进行的共进化分析显示,树蕨类D2蛋白的168R、245H和272M两两组成具有共进化关系的氨基酸位点对。

花叶矢竹叶绿体psbD基因的克隆与功能分析

植物叶绿体光系统Ⅱ是植物进行光能转化、水的裂解和释放氧气的重要蛋白复合物,psb D基因编码光系统Ⅱ(PSⅡ)作用中心蛋白D2,D2和D1构成的异源二聚体上结合着与电子传递有关的大部分辅助因子和色素分子。以花叶矢竹Pseudosasa japonica f.akebonosuji为材料,提取总DNA,聚合酶链式反应(PCR)扩增psb D基因全长序列(Pj-psb D)。序列分析表明:其开放阅读框(ORF)为1 059 bp,编码352个氨基酸,相对分子质量为39.59 k D,等电点为5.34,有6个跨膜结构,有别于高等植物中psb D蛋白普遍存在的5个跨膜区。psb D还具备有多个与光合作用有关的结构域和功能位点。本实验用荧光定量PCR技术检测了花叶矢竹叶片3个不同生长阶段和3种叶色中psb D基因的表达量。分析表明:在花叶矢竹叶片生长发育时期,为了满足叶片生长发育和叶绿体的形成的需要,psb D基因表达量逐步提高。研究还发现:psb D在白叶中的表达量显著高于绿叶,这可能与植物的光保护机制有关,降低强光对白色和部分白叶的光合系统的损伤。

羊草(Leymus chinensis)psbD基因开放读码框(ORF)的克隆及序列分析

从羊草中提取总RNA,采用简并PCR方法,扩增出编码353个氨基酸的psbD基因开放读码框(Open read ing frame,ORF)cDNA序列,GenBank登陆号为FJ176573,并对其序列进行了分析.同时次基因组DNA为模板对psbD基因开放读码框区域进行了扩增,证明该基因无内含子,为其功能的进一步研究提供基因材料和理论依据.

高粱叶绿体psbD基因在重组质粒pSD_2Ⅱ中的定位及psbD基因的亚克隆

利用pUC19我们构建了高粱叶绿体基因文库,从库中我们筛选到4个含psbD基因的阳性克隆。Southern分析证明重组质粒由pUC19和高梁叶绿体DNA的Pst10片段组成。通过8种限制性内切酶酶切分析和Southern分析测出了重组质粒pSD_2Ⅱ的物理图谱,并确定了高梁psbD基因在重组质粒中的精确位置。通过构建pSAC_2质粒,可以将Pst10片段中非psbD部分去除,使psbD可以直接用EcoRⅠ从pSAC_2上切下,为研究高粱psbD基因的表达和序列分析奠定了基础。

杜氏盐藻光系统Ⅱ反应中心蛋白D2基因的克隆及序列分析

根据莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)、Oryza sativa、Chlorella vulgaris以及Me-sostigma viride等真核生物的psbD基因的氨基酸高度保守序列,设计一对简并引物,利用TRIzol试剂提取杜氏盐藻(Dunaliella salina)细胞的总RNA,通过RT-PCR,得到杜氏盐藻cDNA片段的长度大约为1 000bp.该序列的PCR产物经T-A克隆并测序分析以及测序结果推导成氨基酸序列,Blast同源性分析表明所克隆的基因为杜氏盐藻psbD基因,编码杜氏盐藻光系统Ⅱ反应中心D2蛋白,该序列已递交GenBank(GenBank登录号为:DQ074450).编码的氨基酸序列,同源性依次为:Chlamydomonas reinhardtii92%,Nephroselmis olivacea88%,Pinus thunbergii88%,Am-borella trichopoda88%,Chlorella vulgaris88%.通过密码子偏爱性分析表明,psbD基因存在明显的密码子偏爱性,其(A+T)含量明显高于(G+C)含量.