毛偃麦草Na^+/H^+逆向转运蛋白的分子克隆及生物信息学分析

根据小麦和长穗偃麦草的液泡膜Na+/H+逆转运蛋白基因(TaNHX1、TeNHX1)全长序列设计引物,通过RT-PCR直接扩增的方法从毛偃麦草(Elytrigia trichophora L.)中克隆到了Na+/H+逆转运蛋白基因,命名为EtNHX1(Accession numeber:EU876834)。EtNHX1最大开放阅读框为1641bp,编码含有546个氨基酸残基、分子量为59.8kD的蛋白,预测等电点8.0。EtNHX1含有39个碱性氨基酸,37个酸性氨基酸,256个疏水氨基酸及128个极性氨基酸。二级结构预测表明该蛋白含约47%的α-螺旋、20%的延伸链、4.5%的β-转角和28%的不规则卷曲。亲疏水性分析显示,EtNHX1含有12个连续的疏水片断,其中10个可能构成跨膜螺旋。序列分析显示,EtNHX1与小麦(Triticum aestivum L.)、中间偃麦草(Thinopyrum intermedium L.)、长穗偃麦草(Elytrigia elongate L.)、水稻(Oryza sativa L.)、角果碱蓬(Suaeda corniculata L.)、小盐芥(Thellungiella halophila L.)等植物的液泡膜Na+/H+逆向转运蛋白高度同源,序列相似性分别为98%、98%、96%、85%、68%和67%。序列比对结果以及进化树分析均表明EtNHX1应为定位于毛偃麦草液胞膜上的Na+/H+逆向转运蛋白。

含硫氨基酸基因植物表达载体的构建及对百脉根的转化

在本研究中,用限制性内切酶NcoⅠ和BglⅡ从中间载体pMD18zeolin和pMD18zein上切下zeolin基因(约1600bp)和γ-zein基因(约720bp),将其定向连接在经相同酶切的质粒载体pCAMBIA1302上,构建成植物表达载体pCBzeolin和pCBzein。采用冻融法将pCBzeolin和pCBzein导入根癌农杆菌(Agrobac-terium tumefaciens)菌株LBA4404,利用该菌株转化百脉根(Lotus corniculatusL.)。经过共培养、筛选分化、再生,得到抗性植株。对抗性植株进行了PCR、RT-PCR检测表明,γ-zein和zeolin基因已经整合到百脉根基因组中,在核酸水平得到了表达。含硫氨基酸数据分析表明,转zeolin基因植株含硫氨基酸含量极显著高于转γ-zein基因植株和对照植株的含量(P<0.01),但转γ-zein基因植株与对照植株间差异不显著。

含硫氨基酸蛋白与GFP融合基因的表达分析

提高饲用植物中的含硫氨基酸水平已成为动物营养学家关注的焦点,含硫氨基酸对奶制品、肉类及羊毛产量有重要影响。γ-zein和zeolin(γ-zein和菜豆球蛋白的融合基因)编码2种含硫氨基酸蛋白基因,利用基因轰击法将质粒pCBzein、pCBzeolin和pCAMBIA1302分别转入洋葱(Alliumcepa L.)表皮细胞,激光共聚焦扫描显微结果表明γ-zein和zeolin在洋葱表皮细胞的细胞核、内质网及细胞壁中均有表达。采用冻融法分别将表达载体pCBzein、pCBzeolin和pCAMBIA1302导入根癌农杆菌(Agrobacteriumtumefaciens)菌株LBA4404,利用该菌株转化烟草(Nicotianatabacum);在Hygromycin选择压力下获得烟草抗性不定芽和再生植株;激光共聚焦扫描显微结果表明γ-zein和zeolin蛋白以颗粒的形式不均匀地分布在烟草原生质体中,并验证表达载体pCBzein和pCBzeolin的选择基因、目的基因和报告基因均得到了表达,为进一步开展豆科牧草营养品质改良奠定了基础。

紫花苜蓿几丁质酶ClassⅠ基因cDNA全长克隆及序列分析

依据NCBI中已登录的截形苜蓿(Medicago truncatula)几丁质酶基因的一段EST序列(GenBank登录号:AF167323)设计引物,以紫花苜蓿(Medicago sativaL.)为试验材料,利用RACE技术进行cDNA全长克隆。利用生物信息学软件对该序列进行分析得知:该基因全长1 132 bp,其中含有1个930 bp的开放阅读框,编码309个氨基酸。分子质量为33.538 ku,等电点pI为5.258,是一个酸性蛋白且分泌到胞外。将该基因命名为MsChiⅠ(GenBank登录号为HM224449)。聚类分析显示:它与其他已知植物ClassⅠ类几丁质酶基因具有高度的同源性;结构分析表明:该蛋白的二级结构中α螺旋、延伸链、β转角和无规则卷曲分别占25.89%、10.68%、4.21%、59.22%;功能分析可知:该蛋白为亲水性非跨膜蛋白,属于几丁质酶第19家族。

DREB1C-GFP融合基因植物表达载体的构建

为了便于转基因植株的分子检测,利用重叠延伸PCR(gene splicing by overlap extension PCR,SOE PCR)方法克隆来自于水母的绿色荧光蛋白基因(GFP)和来自于拟南芥的目的基因DREB1C转录因子,并对其进行改造获得融合基因。通过酶切和连接,将融合基因构建到表达载体pCAMBIA1301上,获得了具有DERB1C和GFP基因的重组表达载体pDR1-GFP,酶切和测序结果表明,该融合基因与设计相符。