苦荞类异黄酮还原酶基因(FtIRL)的克隆及序列分析

利用RT-PCR技术,从苦荞(Fagopyrum tatarium)中克隆得到类异黄酮还原酶基因(IRL)的开放阅读框序列(ORF),命名为FtIRL。序列分析表明：FtIRL含一个长942bp的ORF,编码313个氨基酸,其氨基酸序列与金荞异黄酮还原酶FcIFR (GenBank登录号ABV02071)同源性最高,达到97%;与其他植物IRL同源性为44%～73%。生物信息学分析表明：FtIRL推导的蛋白质含有典型的底物结合口袋和保守的NADPH结合位点,符合短链脱氢酶家族的结构特征。构建基于氨基酸的系统发育树表明,苦荞FcIFR虽然在氨基酸序列上与其他植物的异黄酮还原酶(IFR)有较高的同源性,但其生物学功能可能更接近落叶松脂醇还原酶(PLR)。     

甜荞苯丙氨酸解氨酶基因PAL的克隆及序列分析

利用RT-PCR技术,首次从甜荞(Fagopyrum esculentum)中克隆得到苯丙氨酸解氨酶基因(PAL)的cDNA ORF序列,命名为FePAL。该序列长2169bp,编码722个氨基酸,与其他植物PAL基因同源性较高,为80%～97%,其推导的氨基酸序列含有PAL酶活性中心特征序列GTITASGDLVPLSYIA和多个脱氨基、催化活性位点。系统发育树表明,甜荞PAL基因与苦荞PAL基因聚类关系最近。     

烤烟八氢番茄红素合成酶基因的克隆与序列分析

利用同源性克隆方法,从烤烟栽培品种K326(Nicotiana tobacum K326)中克隆获得烤烟八氢番茄红素合成酶基因的全长cDNA序列(命名为T-psyl),GenBank中的登录号为HM345582,该基因全长为巧21 by,编码的蛋白含441个氛基酸,蛋白登录号为ADK25054,Blast搜索结果及进化分析结果表明,该基因序列与观赏烟草、番茄和辣椒的八氢番茄红素合成酶基因同源性分别为95%,91%,86%.其编码蛋白与观赏烟草、番茄、牛奶子的PSY基因编码蛋白一致率分别为97%,90%和74%.     

烟草β-胡萝卜素羟化酶基因的克隆与序列分析

为有效调控烟草类胡萝卜素的合成代谢,从普通烟草中克隆到与植物类胡萝卜素合成代谢相关的β-胡萝卜素羟化酶基因BCH,以辣椒BCH基因为探针,通过电子克隆的方法从烟草栽培品种K326中分离出一条编码BCH基因的cDNA序列,暂命名为NtBCH1(GenBank登录号JQ410446)。NtBCH1包含一个完整的开放阅读框,编码309个氨基酸,具备脂肪酸羟化酶超家族保守结构域。序列比对结果表明,NtBCH1蛋白与其他植物的BCH蛋白具有很高的相似性。系统进化树分析表明,NtBCH1与番茄的亲缘关系最近。     

烟草钾离子通道基因NKT5的克隆和序列分析

本研究运用已经获得的1条490bp的普通烟草钾离子(K~+)通道基因的中间片段来设计特异性引物,应用RACE方法获得其3'和5'末端cDNA序列。通过三段cDNA序列拼接结合全长克隆测序验证,获得一个未报道的普通烟草K~+通道基因,并将其命名为NKT5(NCBI登录号为HM010922)。NKT5的cDNA全长为2365bp,其中5'端非编码区190bp、3'端非编码区249bp、编码区1926bp,编码641AA。对该基因进行了序列分析及功能预测,为进一步阐明其在烟草吸钾及抗逆过程中的功能及分子机制奠定了基础。     

GASA基因超家族新成员——烟草抗菌肽基因的克隆及序列分析

抗菌肽可以增强植物对病原微生物的抵抗能力,本研究利用生物信息学方法,获得了烟草品种K326的3种抗菌肽cDNA序列(NtSN1a、NtSN16和NtSN2a),并对其进行了序列分析.结果表明,3种抗茵肽cDNA序列均具有完整的开放读码框,NtSNIa和NtSNIb均编码88个氨基酸,NtSN2a编码104个氨基酸.对推导的氨基酸序列分析发现,它们都具有典型的GASA基因超家族保守结构域,属于GASA基因超家族成员.系统进化分析表明,NtSN1a和NtSN16与马铃薯抗菌肽snaking-1聚为一类,NtSN2a与马铃薯抗菌肽snaking-2聚为一类.这些结果为进一步研究抗菌肽基因的抑菌效应,比较其在烟草抗病防御反应中的作用奠定了基础.     

福寿螺(Ampullaria crossean)mfc 基因的分子克隆和序列分析

目的:从福寿螺胃组织细胞中扩增多功能纤维素酶基因,与pGEM T-easy载体连接,转化大肠杆菌删DH5 a.结果:该基因全长为1 225 bp,上游5'端非翻译区19 bp,3'端非编码区21 bp,开放阅读框(0pen reading frame,ORF)1 185bp,编码395个氨基酸,推测等电点pI为6.57,分子质量45.8k Da.推测的多功能纤维素酶具有糖苷水解酶保守的氨基酸序列,属于糖苷水解酶第10家族.同源性比对结果显示,该基因及推测的氨基酸序列与egx(GenBank Accession No.AAP 31 839)的同源性分别为99.3%和99.8%,在8个位点出现核苷酸差异.在1个位点出现氨基酸差异.通过软件分析并预测,该基因编码的蛋白共存在14个丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸磷酸化位点.没有信号肽序列.结论:成功克隆出福寿螺多功能纤维素酶基因.     

编码1,3-丙二醇氧化还原酶同工酶基因yqhD的克隆与高效表达

利用PCR技术从大肠杆菌（既cherichia coli）中扩增出1．16kb的编码1，3-丙二醇氧化还原酶同工酶的基因yqhD，将其连接到温控表达载体pHsh，得到重组哉体pHsh-yqhD，重组载体在大肠杆菌JM109中得到高效表达。SDS-PAGE分析显示：融合表达产物的相对分子质量均为43000，同核酸序列测定所推导的值相符。对含有yghD的基因工程菌进行表达研究表明：42℃诱导4h，1，3-丙二醇氧化还原酶同工酶的酶活力达到100IU／mg，而对照菌株的酶活力仅为0．5IU／mg。     

牛乳腺炎金黄色葡萄球菌肠毒素A基因的克隆及序列分析

根据Genbank上公布的金黄色葡萄球菌肠毒素A的全序列,利用生物学软件Primer 5.0和oligo 6.0设计了一对特异性引物来扩增靶序列片段,经克隆预测序,结果表明扩增片段长度为101 bp,锦州分离株与标准菌株的基因片段序列相似性为100%,与Genbank上公布的金黄色葡萄球菌菌株(EF520720.1)SEA基因相似性达到99.14%。高度相似性结果为进一步研究建立分子检测技术奠定了实验基础。     

β-1,3-1,4-葡聚糖酶基因的克隆与序列分析

依据GenBank中收录的解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)β-1,3-1,4葡-聚糖酶基因序列,设计特异性引物,以提取的解淀粉芽孢杆菌基因组DNA为模板,利用聚合酶链式反应(PCR)扩增获得758 bp的β-1,3-1,4-葡聚糖酶基因(bgl),将此目的基因克隆至pTG19-T Easy载体中,经PCR、限制性内切酶鉴定和克隆片段的序列测定、比较,结果表明该克隆片段扩增准确、可靠。序列比较发现,此片段与解淀粉芽孢杆菌(B.amyloliquefacines,M15674)、枯草芽孢杆菌(B.subtilis,D00518)和地衣芽孢杆菌(B.licheniformis,AY365256)分别有99%、95%和94%的同源性。     

磁场对苦荞种子萌发过程中黄酮类物质的诱导效应

研究不同磁场强度诱导下,苦荞种子萌发过程中苯丙氨酸解氨酶(PAL)、查尔酮异构酶(CHI)及芦丁降解酶(RDEs)3种关键酶的酶比活力变化规律及与总黄酮含量的关系。结果表明:1)不同磁场强度对同一种酶的诱导效应不同:PAL酶比活力在磁场强度为0.3T时达到最高值;CHI酶比活力最高值出现在磁场强度为0.2T时;当磁场强度为0.3T时,RDEs酶比活力与对照相比无显著性差异;2)相同磁场强度对不同酶的诱导效应不同:强度为0.3T时,PAL酶比活力变化最大;强度为0.2T时,CHI酶比活力变化最大;3)当磁场强度为0.3T时,3种酶的协同作用使苦荞萌发物中总黄酮含量达到最高值(62.90mg/g);实验证实磁场对苦荞种子萌发过程中黄酮类物质的增加具有一定诱导效应。     

苦荞麦主要过敏蛋白N端基因片段的克隆及序列分析

为了获得苦荞麦主要过敏蛋白全长基因并深入开展苦荞过敏蛋白的研究,本实验在先前获得的苦荞麦主要过敏蛋白C端(TBa)基因序列的基础上,设计不同的引物,以开花20d左右的苦荞麦果实为材料提取总RNA,并以此RNA为模板,通过RT-PCR和5’-RACE等方法,扩增,克隆获得苦荞麦主要过敏蛋白N端(命名为TBb)cDNA序列。序列分析结果表明,该序列由1005bp组成,开放阅读框为960bp,可编码一个由320个氨基酸残基组成的功能蛋白。同源性分析显示,此核苷酸序列与甜荞麦过敏性贮藏蛋白及豆球类蛋白的同源性达到90%。由此核苷酸序列推导出的氨基酸序列与甜荞麦13S贮藏蛋白有84%的同源性,与甜荞麦主要过敏蛋白有76%的同源性。苦荞麦主要过敏蛋白N端基因的获得为该蛋白的重组表达及其生物学活性等研究建立了前期基础。     

Buckwheat (Fagopyrum esculentum Moench) Grain and Fractions: Antioxidant Compounds and Activities

Abstract: Buckwheat (Fagopyrum esculentum Moench) is an alternative crop belonging to the Polygonaceae family. In comparison to antioxidant activity of frequently used cereals, buckwheat has been reported to possess higher antioxidant activity (AOA), mainly due to high rutin content. The objective of this work was to determine the main antioxidant compounds and AOA of buckwheat grain fractions (whole grain, hull, and groat). Buckwheat grain fractions were extracted with ethanol/water (80/20, v/v), followed by determination of total phenolic and flavonoid content. Quantification of phenolic compounds and tocopherols was performed by high‐performance liquid chromatography (HPLC). The AOA was estimated by 2 direct electron spin resonance (ESR) and 4 indirect (spectrophotometric) tests. Significantly higher contents of total phenolics and total flavonoids were found in buckwheat hull than in whole grain and groat. Protocatechuic, syringic, and sinapic acid, rutin, and quercetin were found in all tested fractions, whereas vanilic acid was found in whole grain and hull. The content of total tocopherols in investigated samples ranged from 23.3 mmol/g for hull to 61.8 mmol/g for groat. Hull was superior in scavenging activity on 1,1‐diphenyl‐2‐picrylhydrazyl (DPPH^?), hydroxyl (^?OH), and superoxide anion (O₂^?‐) radicals, reducing activity, AOA by β‐carotene bleaching method, and chelating activity on Fe²⁺ as evidenced by its lower IC₅₀ value. Obtained results can broaden the utilization of buckwheat, especially a share of hull in whole grain flour production. Practical Application: Obtained results suggest possibility to supplement the whole grain buckwheat flour with hull, which leads toward better usage of by‐products in buckwheat production, and enhancement of antioxidant potential of the final product.     

宇佐美曲霉木聚糖酶基因的克隆和序列分析

依据宇佐美曲霉(Aspergillus usamii)E001木聚糖酶(XynII)N末端氨基酸残基序列以及曲霉菌密码子的偏爱性和真核生物mRNA在3′端存在Poly(A)等所提供的生物信息,采用RTPCR技术扩增了XynII成熟肽和3′非编码区的cDNA片段,PCR产物直接克隆至pUCmT载体中。DNA序列分析表明,该cDNA全长733bp,其中3′非编码区178bp,成熟肽编码区555bp,编码184个氨基酸。成熟肽基因推导的氨基酸序列同Aspergillusniger、Emericellanidulans以及Trichodermaviride来源的木聚糖酶相比,同源性分别为89%、46%和36%。又进一步对XynII二级结构进行了分析,并通过SWISSMODEL预测了XynII的三维结构。     

烟草MADS-box家族基因保守片段的克隆与序列分析

MADS-box家族基因在植物的生长发育过程中具有重要功能。在烟草生产中出现的早花现象与MADS-box家族基因相关,为了能从烟草中克隆出与开花时间相关的基因,根据不同植物MADS-box家族基因的保守区序列,设计简并引物,采用RT-PCR技术从烟草品种NC82茎尖中成功分离出27条cDNA片段,长度在122～146 bp之间。序列分析表明,其中有16条具有MADS_MEF2类保守结构域,其推导的氨基酸序列与拟南芥等MADS-box家族基因具有同源性,相似性平均能达到76%,并具有15个保守的氨基酸位点,其中7个位点参与蛋白与DNA的相互作用,4个位点具有蛋白二聚化功能。系统发育分析结果表明,这些保守片段分别和拟南芥9个不同的MADS-box家族基因亚类最近似,其中许多亚家族与成花相关,说明NC82中存在具有调控开花的MADS-box家族基因表达,并可能与NC82低温敏感,易早花特性相关。     

一种苦荞抗真菌肽的纯化及抑菌活性分析

以苦荞种子为材料,经提取、热处理,Resource S 阳离子交换层析及Superdex Peptide 分子筛层析,纯化具有抗真菌活性的多肽。Tricine-SDS-PAGE 分析表明,该多肽的表观分子质量约为8.0kD。表面增强激光解吸电离飞行时间质谱(SELDI-TOF)显示其实际分子质量为3.909kD。该抗菌肽对白腐菌(Panus conchatus)、绿色木霉(Trichoderma reesei)和链格孢霉(Alternaria alternata)均表现出显著的生长抑制活性。绿色木霉的形态学分析显示：受到苦荞抗真菌肽影响的菌丝生长停滞,分支加剧,基内菌丝端部膨大,原生质凝缩。该抗真菌肽的制备工艺简单,产品热稳定性好,抑菌作用明显。     

三个烟草防御素基因的克隆及序列分析

为从烟草中克隆与植物抗病虫反应相关的防御素基因, 以辣椒防御素基因为探针, 通过电子克隆的方法从烟草栽培品种K326中克隆到3个防御素基因(NtDEF1、NtDEF2和NtDEF3), 并对其进行了序列分析。结果表明, 3个防御素cDNA序列均包含完整的开放读码框, 分别编码78、77、76个氨基酸, 具有8个半胱氨酸的高度保守结构等典型的植物防御素特征, 成熟肽含有γ-硫素蛋白功能结构域。通过同源比对和进化分析发现, NtDEF1、NtDEF2和NtDEF3的氨基酸序列与辣椒的一致性最高为50%~87%, 亲缘关系较近;但与已报道的烟草属植物防御素的一致性仅为33%~40%, 亲缘关系较远, 表明NtDEF1、NtDEF2和NtDEF3是烟草中未报道的3个防御素基因。     

金褐链霉菌SYAU0709中AURJ3M基因的克隆和序列分析

以金褐链霉菌SYAU0709的DNA为模板,根据GenBank中公布的PimM的序列设计引物,通过PCR扩增方法从金褐链霉菌中扩增出约579bp的目的片段。将PCR产物克隆至PMD19-T Vector中,通过PCR扩增及测序分析发现,金褐链霉菌SYAU0709来源的AURJ3M基因和纳塔尔链霉菌PimM基因的序列具有95%的相似性。通过摇瓶发酵显示AURJ3M基因能促进金褐霉素的生物合成。