山茱萸萜类甲羟戊酸合成途径关键酶CoHMGS基因的克隆与分析

目的克隆得到山茱萸Cornusofficinalis萜类合成途径的关键酶CoHMGS基因的cDNA序列,并进行相应的生物信息学分析,为深入研究CoHMGS基因的功能奠定基础。方法以山茱萸转录组筛选出的c102453_g2序列为参考序列设计特异引物,以山茱萸叶片总RNA,通过RT-PCR扩增获得CoHMGS基因序列,序列纯化回收后连接到pTOPO-T载体上,转化至大肠杆菌DH10B,选取阳性克隆测序。利用生物信息学软件预测CoHMGS基因及其编码蛋白质的功能。结果克隆得到长度为1645 bp的CoHMGS序列,包含1413 bp的完整开放阅读框,编码470个氨基酸。蛋白整体带负电荷,为不稳定亲水性蛋白,定位于细胞质内,不含跨膜结构。结论首次克隆得到山茱萸CoHMGS基因,对其编码蛋白质进行了初步的分析和预测,为深入揭示CoHMGS基因在山茱萸萜类物质合成途径中的功能奠定了基础。     

山茱萸CoDXR基因的克隆与分析

目的克隆山茱萸关键酶基因1-脱氧-D-核酮糖5-磷酸还原酶(CoDXR)的全长cDNA序列,为山茱萸的进一步研究提供依据。方法以本实验室获得的山茱萸转录组数据中的转录本序列c147202_g1为模板,通过Primer Premier 5.0设计特异性引物,利用RT-PCR技术克隆CoDXR基因的全长cDNA序列,并通过相关的生物信息学软件对其进行相关的生物信息学分析和功能预测。结果 CoDXR基因长度为1 505 bp,ORF长度是729 bp,编码242个氨基酸。而通过SignalP4.0Server和HMMTOP对CoDXR蛋白预测分析结果可知,该蛋白不具有信号肽和跨膜区,为疏水性蛋白。系统进化树分析结果表明CoDXR蛋白与野茶树(Camelliasinensis)的DXR蛋白序列相似性最高。结论在山茱萸果实和叶片转录组测序的基础上成功克隆了山茱萸萜类合成途径中的关键酶基因CoDXR,对其进行相关的生物信息学分析,为深入研究CoDXR基因在山茱萸萜类合成途径中的功能奠定了基础。     

山茱萸bHLH2基因的克隆与分析

目的:获得山茱萸转录因子CobHLH2的cDNA序列。方法:以山茱萸转录组测序数据中的c101916_g1序列为参考,利用Primer Premier 5.0软件在其开放阅读框两端设计特异性引物,把山茱萸果实总RNA反转录获得的cDNA作模板,通过PCR扩增、纯化回收和克隆测序,获得CobHLH2序列,并经生物信息学分析初步了解其基本结构与功能。结果:CobHLH2的ORF长度为795 bp,共编码264个氨基酸,为亲水性蛋白。CobHLH2蛋白的二级结构以无规卷曲和α-螺旋为主,有少量的β-转角和延伸链。多序列比对和系统进化树分析结果表明,CobHLH2的氨基酸序列与猕猴桃和茶树的bHLH类转录因子同源性较高。结论:首次获得山茱萸CobHLH2转录因子的cDNA序列,并进行了生物信息学分析,为深入研究bHLH类转录因子的结构和功能奠定基础。     

山茱萸转录因子CobHLH7基因的克隆及分析

目的克隆山茱萸转录因子Cob HLH7的c DNA序列。方法以转录组数据中unigenec15204_g1序列为参考,在其开放阅读框两端设计特异引物,提取山茱萸果实总RNA,并反转录成c DNA,以此为模板,经RT-PCR扩增、连接pMD19-T克隆载体并测序,获得Cob HLH7的cDNA序列。通过Protparatam、Prot Scale、SOPMA等软件,对其进行生物信息学分析。结果 Cob HLH7的cDNA长度为941 bp,编码266个氨基酸,其相对分子质量为29 220,等电点为6.32。经SOPMA在线软件预测,该蛋白为不稳定蛋白,其高级结构以α-螺旋和无规卷曲为主,含有少量的β-转角和延伸带。多序列比对和亲缘关系比较显示,Cob HLH7氨基酸序列与马铃薯和模式植物烟草的bHLH类转录因子亚家族的ILR3同源性较高。结论在首次对山茱萸叶片和果实转录组测序的基础上,对筛选并预测的可能与环烯醚萜苷合成相关的转录因子Cob HLH7进行克隆与生物信息学分析,为进一步研究其功能奠定基础。     

雷公藤牻牛儿基焦磷酸合酶基因TwGPPS克隆与表达分析

根据雷公藤悬浮细胞转录组数据设计特异引物,采用cDNA末端快速扩增技术克隆雷公藤牻牛儿基焦磷酸合酶基因TwGPPS1,TwGPPS2全长cDNA,并进行生物信息学分析和蛋白表达研究。首次克隆得到TwGPPS1核苷酸的完整开放阅读框长度为1 278 bp,编码425个氨基酸蛋白,预测蛋白等电点为6.68,相对分子质量为47.189 kDa;TwGPPS2核苷酸的完整开放阅读框长度为1 269 bp,编码422个氨基酸蛋白,预测蛋白等电点为6.71,相对分子质量为46.774 kDa;进一步构建了原核重组表达载体pET-32a-TwGPPS1,pET-32a-TwGPPS2,并成功诱导出TwGPPS1,TwGPPS2重组蛋白,为深入研究此关键酶基因功能和雷公藤萜类生物合成途径奠定基础。     

温郁金萜类合成酶基因CwTPS05、CwTPS10的克隆与表达分析

目的克隆温郁金Curcuma wenyujin萜类合成酶基因(CwTPS05 CwTPS10)并进行生物信息学及表达分析,为今后利用代谢工程生产温郁金萜类成分提供依据。方法根据前期温郁金转录组测序数据,利用PCR技术从根茎cDNA文库中克隆CwTPS05和CwTPS10序列;生物信息学分析其核苷酸和氨基酸序列特征;qRT-PCR检测基因在不同组织中的表达水平。结果克隆获得CwTPS05 (GenBank登入号:MT814867)基因,开放阅读框全长1446 bp,编码481个氨基酸,预测相对分子质量为55 990;CwTPS10 (GenBank登入号:MT814863)基因,开放阅读框全长1494 bp,编码497个氨基酸,预测相对分子质量为58 550。CwTPS05和CwTPS10均属于酸性、非跨膜、无转运肽的亲水性蛋白。同源进化树分析表明,CwTPS05和CwTPS10基因被归类为植物萜类合成酶TPSa亚家族。qRT-PCR分析表明,CwTPS05在根茎中特异性表达,CwTPS10在根茎和块根中特异性表达。结论成功克隆获得温郁金CwTPS05和CwTPS10基因并进行生物信息分...     

光果甘草ARPI基因的克隆和生物信息学分析

目的:克隆光果甘草生长素/吲哚乙酸蛋白(Aux/IAA)(GgARPI)基因并进行生物信息学分析。方法:取光果甘草新鲜主根,提取RNA,通过逆转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)克隆GgARPI基因互补脱氧核糖核酸(cDNA)序列,测序并对其进行生物信息学分析。结果:克隆得到长度为686 bp的GgARPI基因cDNA序列,包含1个585 bp的完整开放阅读框(ORF),编码194个氨基酸残基。生物信息学分析表明GgARPI编码蛋白为稳定亲水蛋白,相对分子质量21. 95 k Da,等电点6. 85,不含信号肽,无跨膜区,二级结构以无规卷曲为主,包含1个Aux/IAA蛋白超家族结构域。同源性分析表明GgARPI基因与豆科植物的亲缘关系较近,与单子叶植物谷子Setaria italica的进化关系最远。结论:首次克隆得到GgARPI cDNA序列,为进一步研究GgARPI基因的功能及其对甘草酸生物合成的分子调控机制奠定了基础。     

甘草中新NADPH细胞色素P450还原酶基因的克隆与相关生物信息学分析

目的从甘草Glycyrrhiza uralensis中克隆1个新的NADPH细胞色素P450还原酶基因(Gu CPR,登录号:MH401048)并进行生物信息学分析。方法提取甘草根部总RNA后逆转录为cDNA,通过转录组数据库筛选得到Gu CPR基因全长,利用NCBI ORF finder得到其开放阅读框并翻译得氨基酸序列,设计引物进行PCR扩增,构建克隆重组质粒。利用生物信息分析预测蛋白性质、结构等及模拟蛋白三级结构,并构建同源系统进化树。结果克隆得到Gu CPR基因cDNA全长2 118bp,编码705个氨基酸残基,相对分子质量78 450,等电点(pI)5.19。Gu CPR蛋白为非分泌蛋白,不具有信号识别功能。跨膜预测结果显示蛋白的第44~64位氨基酸为跨膜区,同时,亚细胞定位预测结果显示蛋白位于内质网上。结论克隆得到一个新的Gu CPR,并进行了生物信息学分析,为进一步研究提供了理论基础。     

五味子PLR基因及其启动子的克隆与表达分析

目的从五味子中克隆木脂素生物合成途径松脂醇-落叶松脂素还原酶(Pinoresinol-lariciresinol reductases,PLR)基因及其启动子序列,并进行生物信息学与表达分析。方法根据转录组PLR测序序列设计特异性引物,克隆ScPLR并进行生物信息学分析;采用TAIL-PCR对Sc PLR启动子序列扩增,并进行序列分析;采用实时荧光定量PCR(q RT-PCR)分析果实不同发育时期ScPLR的表达。结果 Sc PLR基因开放阅读框(ORF)全长837bp,编码278个氨基酸;ScPLR蛋白相对分子质量31419.85,理论等电点8.97;具有跨膜结构,无信号肽,为稳定性疏水蛋白,主要由α-螺旋和无规卷曲构成;亚细胞定位预测Sc PLR主要定位于细胞质;系统进化显示Sc PLR与蓖麻PLR亲缘关系较近。克隆到Sc PLR基因启动子长994bp,具有TATA-box、CAAT-box基本元件、光调控、生长素响应、厌氧诱导、防御和应激反应的多种调控元件;qRT-PCR结果显示ScPLR表达量呈现果实膨大期快速增加而进入着色期迅速降低的变化趋势。结论获得了Sc PLR基因及其启动子序列,ScPLR果实着色期之前高水平表达的趋势和木脂素的动态变化相一致,为进一步研究该基因功能及表达调控奠定了理论基础。     

红花转录因子CtMYB1基因的克隆及原核表达

目的 从红花Carthamus tinctorius 花瓣中克隆转录因子基因CtMYB1,并进行序列分析和原核表达载体的构建。方法 根据红花转录组测序结果中得到的高表达的Unigene123933序列,利用RT-PCR和RACE技术从红花花瓣中扩增得到CtMYB1基因的全长cDNA序列,并进行生物信息学分析;以CtMYB1基因的全长cDNA序列为模板,PCR扩增得到CtMYB1基因的开放阅读框(ORF)序列,构建原核表达载体pEASY-E1-CtMYB1。转化大肠杆菌BL21(DE3)进行诱导表达。结果 成功从红花中克隆1个MYB基因,命名为CtMYB1,GenBank登录号为KJ524853。CtMYB1基因全长893 bp,ORF为750 bp,编码249个氨基酸。同时,成功构建了该基因的原核表达载体。SDS-PAGE结果显示该蛋白的大小约30 000,与预测的蛋白相对分子质量一致。结论 成功克隆了CtMYB1基因,构建了原核表达载体,初步证明该基因在大肠杆菌中成功表达。     

荆芥1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合成酶基因克隆及生物信息学分析

目的 克隆荆芥1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合成酶(1-deoxy-D-xylulose 5-phosphate synthase,StDXS)基因,并进行生物信息学分析.方法 根据荆芥转录组数据获得的StDXS基因序列设计特异性引物,通过RT-PCR技术获得StDXS基因cDNA的全长序列,并进行生物信息学分析.结果...     

地黄毛蕊花糖苷合酶基因的克隆、亚细胞定位与表达特性分析

目的克隆地黄Rehmanniaglutinosa毛蕊花糖苷合酶基因(Rg Ac S1),分析其亚细胞定位和表达模式。方法在地黄的转录组数据库中通过注释和比对,获得地黄Rg Ac S1的c DNA序列,利用聚合酶链式反应(PCR)方法进行分子克隆。构建绿色荧光蛋白(GFP)融合表达载体,以农杆菌瞬时表达法观测Rg Ac S1的亚细胞定位。利用实时荧光定量PCR(q RT-PCR)检测Rg Ac S1基因在地黄块根不同部位的表达模式。结果获得地黄1个莽草酸-O-羟基肉桂酰基转移酶的全长编码序列,c DNA长度为1 659 bp,包含1个1 296 bp的开放阅读框,编码431个氨基酸残基,蛋白质相对分子质量为475 900,具有莽草酸-O-羟基肉桂酰基转移酶的典型结构域,命名为Rg Ac S1。亚细胞定位结果显示Rg Ac S1主要分布在细胞质中,在细胞核中也有分布。q RT-PCR分析表明,Rg Ac S1在地黄的周皮和根毛中表达量较高,在木质部和韧皮部表达量较低。Rg Ac S1基因在地黄品种北京1号、QH1和85-5中非菊花心中表达量均高于菊花心中的表达量,且差异达极显著水平。结论获得地黄Rg Ac S1的c DNA序列,明确了Rg Ac S1的亚细胞定位和时空表达模式,为进一步研究Rg Ac S1基因在毛蕊花糖苷合成过程中的作用奠定基础。     

白木香倍半萜合成酶As-SesTPS1基因的克隆、生物信息学和表达分析

目的基于前期对白木香Aquilaria sinensis转录组测序结果,从白木香总RNA中克隆白木香倍半萜合成酶基因(As-Ses TPS1),并对其进行生物信息学及表达分析。方法利用逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR)从白木香总RNA中获得倍半萜合成酶基因As-Ses TPS1的c DNA全长序列;利用生物信息学手段对该序列进行相似性和同源性分析,并预测其编码蛋白的结构和功能;利用q RT-PCR技术检测该基因在白木香不同样品中的表达水平。结果得到倍半萜合成酶基因As-Ses TPS1,开放阅读框(ORF)全长1 671 bp,编码556个氨基酸,其与多条倍半萜合成酶基因具有较高相似性,并含有RRx8W和DDxx D的保守序列;该基因在白木香的沉香样品中高表达。结论 As-Ses TPS1的克隆及其生物信息学和在白木香不同部位表达差异性分析,为白木香倍半萜生物合成代谢途径的研究奠定基础。     

温郁金中茉莉酸氨基酸合酶关键基因JAR的克隆及生物信息学分析

目的 克隆温郁金茉莉酸氨基酸合酶关键基因JAR(JA-amino acid synthetase)的全长c DNA序列,并进行生物信息学和表达分析。方法 根据温郁金转录组数据设计特异性引物。以温郁金根茎的c DNA为模板,通过RT-PCR扩增获得JAR全长c DNA序列,利用生物信息学软件预测基因编码蛋白的特征;利用ClustalW和MEGA 6.06软件构建温郁金JAR的系统进化树;构建原核表达载体PET-22B(+)-JAR,纯化重组蛋白JAR5,并进行鉴定。结果 扩增后的基因编码582个氨基酸,全长1749 bp,且具有典型的GH3特征结构域,不具跨膜域,不存在信号肽,属于不稳定蛋白;PCR扩增后得到约1 800 bp大小的片段,经凝胶过滤色谱纯化,最终得到基于蛋白印迹实验(Western blotting)验证正确的66 200大小的重组蛋白。结论 首次克隆并分析了温郁金JAR基因,纯化了JAR5蛋白,为进一步研究温郁金JAR基因蛋白功能研究提供依据。     

人参质体ATP/ADP转运蛋白基因PgAATP1的克隆及表达分析

目的克隆人参Panax ginseng中质体ATP/ADP转运蛋白基因(ATP/ADP transporter protein,AATP),为深入研究其在人参中的生物学功能奠定基础。方法利用人参14个组织部位转录组测序的转录组数据库,通过与NCBI下载的其他植物中AATP的m RNA序列进行本地Blast比对,从中筛选出质体ATP/ADP转运蛋白基因。利用PCR技术克隆获得该基因的全长,通过生物信息学软件分析该基因编码蛋白的信息。利用人参14个组织部位的转录组数据库分析该基因在人参不同组织中的表达模式,并利用实时荧光定量PCR检测茉莉酸甲酯处理条件下该基因的表达模式。结果获得人参AATP1基因全长c DNA,命名为Pg AATP1,该基因长度为1 866 bp,编码621个氨基酸,蛋白质相对分子质量为67 897.23,等电点为9.58。该蛋白与其他物种中的质体ATP/ADP转运蛋白比较类似,分析发现Pg AATP1在人参中所有组织中表达量均比较高,在果肉和叶片中表达量最高。实时荧光定量PCR检测发现Pg AATP1基因在茉莉酸甲酯处理条件下表达持续上调。结论获得Pg AATP1基因全长cDNA序列,该基因在淀粉合成旺盛的组织中表达量较高,且响应茉莉酸甲酯处理。