雨生红球藻β-胡萝卜素酮化酶基因克隆、分析及叶绿体表达载体构建

β-胡萝卜素酮化酶(BKT)是雨生红球藻虾青素合成途径中的关键酶。根据GenBank中所收录的雨生红球藻BKT的cDNA序列设计特异性引物,以高光照处理的雨生红球藻细胞的总RNA为模板,采用RT-PCR的方法克隆出了β-胡萝卜素酮化酶基因(bkt)。序列测定结果表明,bkt全长960bp编码320个氨基酸。克隆的bkt序列与GenBank收录的BKT的cDNA(AY603347)序列只相差一个碱基。并对其编码的氨基酸进行了二级结构的预测和疏水性分析。同时将所克隆的bkt构建入衣藻叶绿体表达载体p64Dbkt,为基因的进一步表达研究及探索其作用机制奠定了基础。     

三角褐指藻磷酸甘油酸变位酶基因可能侧翼序列的筛选、克隆以及序列测定

采用RT PCR的方法从酵母中成功地得到了磷酸甘油酸变位酶的cDNA基因 ,分别用32 P和地高辛 ddUTP标记以用作探针。以32 P标记的探针筛选三角褐指藻基因组文库 ,获得了 4kb的阳性DNA片段 ;进一步分析发现 ,该 4kb片段的真正阳性区域是位于片段端部的30 6bp的序列 ,因此认为该序列为三角褐指藻磷酸甘油酸变位酶基因的侧翼部分。克隆该30 6bp的DNA片段 ,并且测定其序列。结果表明 ,该 30 6bp的DNA片段包含两个同向重复序列 ,每个重复序列的大小为 1 1 6bp ,在每个重复序列中均含有GGTTCAATGT区域 ,这与一般常见的真核基因 5′端的CAATbox有相似之处。     

栉孔扇贝Fosmid文库的构建及基因组结构特征分析

研究构建第一个栉孔扇贝的fosmid基因组文库,该文库包含133 851个克隆,插入片断平均长度为40 kb,覆盖栉孔扇贝基因组的4.3倍.栉孔扇贝DNA在fosmid传代中表现得较为稳定,没有发现插入片段的丢失或重排.所有的克隆进行了超级池和二级池的构建,并筛选了2个基因和7个微卫星,结果阳性克隆数介于2到8之间.由此可见,该文库可以很好的用于目的基因或标记的筛选,将有利于物理作图和基因的图位克隆研究.2 016个克隆进行双末端测序,获得3 646 条序列.序列总长2 286 986 bp,大约占栉孔扇贝基因组的1.84‰.共得到2 500条串连重复序列,其中微卫星序列371条,小卫星序列1 816条,卫星序列313条.共得到317条散布重复序列,总长97 412 bp,占测序总长的4.26%.查找到的散布重复序列共有4种类型:DNA 转座子、LTR 反转座子、LINE反转座子和滚环转座子,其中LINE反转座子的数目最多.BLAST比对共有1 383条序列与数据库现有的序列有明显的相似性(E＜e-5),占测序总数的37.93%.BLASTN比对有明显相似性的1 036条序列中,与nr数据库序列相似的有113条,与EST数据库序列相似的有923条.BLASTX比对有明显相似性的序列有347条,占序列总数的9.52%.     

逆转座子序列插入——海湾扇贝过氧化物还原酶V 第1 内含子分析

根据海湾扇贝(Argopecten irradians)过氧化物还原酶V(AiPrxV)的cDNA序列和部分基因组DNA序列设计引物,采用基因组步移方法扩增获得其第1内含子(I1)完整序列,并通过Blast比对、DNAMAN和RepFind搜索进行序列分析。AiPrxV I1长8 565bp,占AiPrxV基因全长的68%,AT%显著高于GC%。在5 900-6 700bp的区域中包含了不完整的编码区,经分析与文昌鱼、海胆的逆转录酶有极高的相似性,其N端与多种动植物逆转座子的逆转录酶C端具有相似特征。此外,发现AiPrxV I1中包含283个重复序列,在3 500-4 000bp和6 800-7 200bp区域尤为密集。以上特点提示海湾扇贝过氧化物还原酶V第1内含子可能是由一个非长末端重复元件逆转座子(non-LTR retrotransposons)插入,逐渐演变而形成的。     

三种鳜鱼(Siniperca)生长激素基因的克隆及序列比较

采用长片段PCR及T-A克隆技术，从基因组DNA成功克隆翘嘴鳜、大眼鳜和斑鳜含完整阅读框的生长激素（Growth Hormone，GH）基因DNA全序列，翘嘴鳜序列全长5548bp，大眼鳜序列全长5483bp，斑鳜序列全长5789bp，提交GenBank数据库后获得注册号分别为EF205280、EF205281、EF441623。三种鳜鱼GH基因均由六个外显子、五个内含子组成；均在第二内含子中相同位置发现“AG”微卫星重复序列；均在第三内含子末端发现一处剪接位点序列的相邻重复。三种GH基因在第一、二、三内含子处存在碱基长度差异。序列间差异主要表现为邻近序列的重复、DNA片段的缺失或插入及单核苷酸多态性（SNP）。翘嘴鳜与大眼鳜GH基因编码氨基酸序列完全相同，两者与斑鳜序列在第150位有一个氨基酸残基差异。采用MEGA软件对三种鳜鱼GH基因DNA序列及编码氨基酸序列分别构建UPGMA系统发育树，结果表明，在系统发育中，斑鳜可能最先从共有祖先物种中分化出来。     

青蛤(Cyclina sinensis)cDNA文库构建及免疫相关因子基因的筛选

在鳗弧菌侵染下,利用SMART方法构建了青蛤的cDNA文库,并采用高通量测序方法和BLASTX比对筛选出ESTs及免疫相关因子的基因.结果表明,所构建的cDNA文库的库容量为1.12×106,插入片段均在500bp以上;大于100bp的有效ESTs序列1113条,平均长度725bp,拼接后获得一致性序列420条,其中包括126个叠联群和294个单拷贝EST,BLASTX比对后获得注释序列271条,进一步筛选获得青蛤免疫相关因子基因序列45条,为克隆其免疫防御相关因子的基因提供了重要的基础.     

长牡蛎细胞周期调控关键基因cyclin B3 的克隆及其在性腺发育中的作用

首次在长牡蛎（Crassostrea gigas）中克隆得到细胞周期蛋白B3（cyclin B3）的cDNA 全长序列和基因组结构序列。cyclin B3 基因cDNA 全长2383 bp, 其中编码区长度为1293 bp, 编码一条含430 个氨基酸的多肽链, 氨基酸序列比对和结构域分析均表明其为其他物种cyclin...     

中国鲎基因组微卫星富集文库的构建及分析

本研究旨在从DNA分子水平上研究中国鲎(Tachypleus tridentatus)种群遗传多样性及种群结构等相关信息,以期为保护其野生群体种质资源提供科学依据。本研究通过生物素—磁珠富集法筛选微卫星标记,构建中国鲎基因组微卫星文库。基因组DNA经Fast Digest Tru1I酶切后,选取400 bp~1000 bp片段,用生物素标记的(GT)15、(CT)15混合探针与其杂交,杂交复合物与链霉亲和素磁珠结合,捕获含有重复序列的微卫星片段,纯化后连接PMD19-T载体克隆,构建基因组微卫星文库。从334个阳性克隆中随机选取196个片段大于400 bp的阳性克隆进行测序,共获得127个微卫星序列,其中完美型占69.3%、非完美型占11.0%、复合型占19.7%。除探针使用的GT和CT的重复序列外,还筛选到多碱基GCT、TGG、AAAC、ACAA、GATTT、TTTTA的重复序列。根据微卫星序列设计选择合成40对引物,结果显示其中3对具有较高多态性,可作为进一步评价中国鲎野生种质资源等遗传信息的有效遗传标记。     

对虾白斑综合症病毒基因组同源重复区结合蛋白的筛选

对对虾白斑综合症病毒（WSSV）基因组序列分析发现，基因组3％的区域均匀分布有与昆虫杆状病毒类似的9个同源重复区，很可能具有昆虫杆状病毒同源重复区参与病毒复制起始或转录调控的功能．以WSSV基因组同源重复区中一个包含高度保守结构域的小重复片断DNA（210bp）作为配体，利用WSSV基因组噬菌体展示库，经过5轮淘选出一个可与DNA特异结合的重组噬菌体克隆，包含的外源DNA片断长度为306bp．通过与WSSV基因组序列对比，发现该序列为WSSV的ORFs中wsv 021的5’端部分．推测wsv 021是一个可能与病毒复制或调控相关的重要功能基因．     

密斑刺鲀(Diodon hystrix)fshβ和lhβ基因的克隆及表达分析

密斑刺鲀(Diodon hystrix)是南海名特优鱼类,同时具备食用和中药保健价值,但目前关于密斑刺鲀生殖生理的研究较少,影响了该鱼繁育理论研究的发展。众所周知,促性腺激素(Gonadotropic hormone, GtH)是生殖调控的关键激素之一,在生殖调控轴中发挥着承上启下的作用。利用转录组分析及分子克隆技术从密斑刺鲀中克隆并鉴定出fshβ和lhβ基因的cDNA序列,通过生物信息学分析,发现密斑刺鲀fshβ cDNA开放阅读框共363 bp,编码120个氨基酸; lhβ cDNA开放阅读框共420 bp,编码139个氨基酸。通过序列比对和系统进化树分析,表明密斑刺鲀Fshβ和Lhβ均与鲀科类的鱼的亲缘关系较近。利用三级结构分析,发现Fshβ的三级结构相对保守,而Lhβ的三级结构差异较大。利用实时荧光定量的方法检测了密斑刺鲀fshβ和lhβ基因的组织分布情况,结果表明密斑刺鲀fshβ和lhβ在垂体的表达量最高,其次是性腺。此外,进一步检测了fshβ和lhβ基因在雌雄性腺发育过程中的表达模式,发现垂体中fshβ基因伴随性腺的发育,表达量逐渐下降,而lhβ基因的表达量呈逐渐增加模式。...     

细角螺微卫星DNA 富集文库构建及特征分析

采用生物素磁珠富集法,用生物素标记的(GT)15和(CT)15两种探针与细角螺基因组 MseI 酶切的300~1200bp 片段杂交,杂交复合物与链霉亲和素磁珠结合,捕获含有重复序列的微卫星片段。最后将磁珠捕获到的重复序列与PMD19-T载体连接后克隆到DH5α中构建微卫星基因组文库。通过PCR检测出354个阳性克隆,从中随机选取248个片段大于500bp的阳性克隆进行测序,结果显示,在220个成功测序的阳性克隆中共获得278个微卫星序列,其中完美型171个,占61.5%;非完美型81个,占29.1%;复合型26个,占9.4%。除探针使用的GT和CT的重复序列外,还筛选到三碱基GTT、TGG、GAA、CAA;四碱基TCTA、ACAG、TAGA、GTGA、GTCT、GATA及五碱基TTTTG的重复序列。在278条序列中共有82条可以设计引物。     

泥蚶(Tegillarca granosa) cDNA 文库的构建及铁结合蛋白基因(Ferritin)序列分析

取正常泥蚶肌肉组织获得总RNA，纯化mRNA后，利用含SfiⅠ酶切位点的CDSⅢ引物逆转录合成cDNA第一链，通过LD—PCR合成cDNA双链，经胶回收除去短片段，与pDNR—LIB载体进行连接，电转化到大肠杆菌DH10B中，构建形成原始文库，进行滴度测试和重组率鉴定。结果表明原始文库的滴度为3．17×10^5cfu／ml，重组率为86．3％，插入片段多在500--2500bp间。随机挑选458个克隆测序，经分析获得94种已知基因及87种未知基因。其中包括铁结合蛋白（Ferritin）的全长cDNA序列。该基因序列全长895bp，5’-端非编码区为163bp，3’-非编码区为213bp，开放阅读框为519bp，编码172个氨基酸。推测其蛋白分子量和等电点分别为20kDa和4．89。氨基酸序列与皱纹盘鲍、太平洋牡蛎、血红扇头蜱、文昌鱼、中华蟾蜍、非洲爪蟾、小家鼠以及人等的同源性有62％-82％。比对结果表明，铁结合蛋白基因在动物进化中高度保守。     

太平洋牡蛎内切葡聚糖酶基因的克隆、序列特性和表达分析

内切葡聚糖酶是一种重要的纤维素酶,在纤维素水解过程中起到重要作用。本实验利用RT-PCR和cDNA末端快速扩增技术(RACE)克隆获得了太平洋牡蛎(Crassostrea gigas)内切葡聚糖酶基因,并对其基因结构和系统进化进行了分析。内切葡聚糖酶cDNA全长802bp,开放阅读框架630bp,编码209个氨基酸。基因组DNA全长505 6bp,含有两段内含子长度分别为205 3和231 3bp。cDNA具有与已发现的内切葡聚糖酶基因相同的保守区结构和功能域,并且与其他已知贝类的内切葡聚糖酶有较高的同源性。利用RT-PCR方法研究了该基因在太平洋牡蛎消化腺、外套膜、鳃、肌肉、性腺和唇瓣组织中的表达,发现内切葡聚糖酶基因仅在消化腺中表达,而在其他组织中没有表达。     

基于β-连环蛋白基因的分子标记甄别海蜇(Rhopilema esculentum)和沙海蜇(Nemopilema nomurai)

采用转录组454 GS FLX测序和PCR技术,以海蜇(Rhopilema esculentum)和沙海蜇(Nemopilema nomurai)的基因组DNA为模板,分别克隆了包含EST-SSR和EST-SNP标记的β-连环蛋白基因目的片段。生物信息学分析显示,海蜇和沙海蜇的β-连环蛋白基因目的片段长度分别为166/169 bp和157/160 bp,均没有内含子。海蜇个体之间β-连环蛋白基因目的片段除了微卫星重复差异外,只有一个碱基的差异;沙海蜇个体之间除了微卫星重复差异外,其余完全一致。在海蜇和沙海蜇β-连环蛋白基因目的片段的相同位置均包含微卫星重复,但其重复单元截然不同:海蜇为:(TGC)4-6(TGT)1-2(TGC)4-5,而海蜇为(TGT)5-6。同时两物种间还存在14个单核苷酸多态位点:(T/C)1,(T/C)2,(C/T)3,(C/T)4,(C/T)5,(T/G)6,(G/C)7,(T/G)8,(A/G)9,(C/T)10,(G/A)11,(A/G)12,(C/T)13,(A/T)14。聚丙烯酰胺凝胶电泳图谱也直接客观地反映了两个群体之间目的片段的长度和微卫星多态性差异。上述结果显示,EST-SSR和EST-SNP标记的β-连环蛋白基因目的片段,可以作为一种简单、有效的分子标记,快速、准确地识别不同发育阶段的海蜇和沙海蜇。     

鳜鱼(Siniperca chuatsi)β-肌动蛋白基因cDNA全序列与5′侧翼区的克隆与分析

采用RT-PCR及RACE法,分离、克隆鳜鱼β-肌动蛋白基因cDNA全序列,再用基因组步行法(Genome Walker)克隆鳜鱼β-肌动蛋白基因5'调控区.序列分析结果表明,鳜鱼β-肌动蛋白基因全长1897bp,其中5'-UTR长94bp,3'-UTR长675bp,编码区长1128bp,编码375个氨基酸.将所得序列与其它动物类群的β-肌动蛋白基因序列进行比较分析显示,鱼类、两栖类、鸟类、哺乳类等不同类群脊椎动物B-肌动蛋白氨基酸序列同源性均在96%以上,说明该基因在生物进化过程中高度保守.通过鳜鱼与其它脊椎动物β-肌动蛋白基因的核苷酸序列构建的进化树显示,脊椎动物β-肌动蛋白聚类成3个分支,鱼类β-肌动蛋白基因形成一个独立的分化群,说明鱼类β-肌动蛋白基因起源于-个共同祖先.克隆得到的鳜鱼β-肌动蛋白基因5'侧翼序列长1399bp,对其进行序列分析,在其起始密码字ATG上游200bp范围内发现含有CAAT box、CC(A/T)6GG(CArG box)、TATA box对转录调控起重要作用的顺式元件,同时在侧翼区也发现含有GC box、MYOD、YY1、SP1、GATA等多个潜在调控元件.鳜鱼β-肌动蛋白基因5'侧翼序列的克隆成功,为今后转基因鳜鱼的研究工作奠定了基础.     

大菱鲆钙激活型钾离子通道基因TSKCa的克隆和序列分析

钙激活型钾离子通道蛋白(KCa)是位于细胞膜表面调节细胞功能的一类膜蛋白.通过设计特异性引物,以我国海水养殖大菱鲆(Scophthalmus maximus L.)血液cDNA为模板,利用RT-PCR 技术克隆获得了一条基因片段.生物信息学分析证实该片段来自钙激活型钾离子通道基因SKCa (小电导钙激活型钾通道)家族.设计巢式PCR引物,通过5′RACE和3′RACE分别克隆得到了该基因的5′端序列和3′端序列.使用生物学软件拼接3段序列得到了大菱鲆钙激活型钾离子通道TSKCa基因的全长序列.TSKCa基因cDNA全长为1 698 bp,其中开放阅读框长度为1 632 bp,编码的TSKCa蛋白有544个氨基酸.比对TSKCa蛋白与GenBank中已有的SKCa蛋白序列,证实其序列同源性很高.使用网络DAS和srsbin服务器对TSKCa蛋白进行跨膜结构预测和疏水性分析,并结合已有的研究结果推测TSKCa蛋白的结构由S1～S6六个跨膜结构域和一个孔道区(P区)组成.     

长石莼(缘管浒苔)(Ulva linza)rbcL全长基因的克隆与序列分析

克隆分离了长石莼(缘管浒苔)光合作用第一关键酶Rubisco大亚基全长基因(rbcL)。首先应用PCR和RT-PCR方法扩增rbcL大片段DNA序列和大片段cDNA序列,结果表明,获得的2个克隆序列完全相同,该rbcL大片段基因不存在内含子。其次应用基因步移方法分别对rbcL基因的5′上游未知序列和3′下游未知序列进行扩增,在此基础上,将3个片段序列进行拼接,获得了rbcL全长基因序列(NCBI登陆号:DQ813497)。序列全长2124bp,其中编码区序列长1425bp,为单外显子基因,编码474个氨基酸;5′非翻译区序列长225bp,转录起始位点为位于翻译起始密码子ATG上游第47个核苷酸G,在距离转录起始位点-9bp—-48bp的范围内有推测的类似原核生物的启动子序列(-10区:TAAAAT、-35区:TTGAAA);3′非翻译区序列长474bp,在距离转译终止密码子TAA下游54—98bp处有一段较长的回文序列,可形成一个22bp的茎结构。密码子偏好性分析结果表明,长石莼(缘管浒苔)rbcL基因偏向使用第三位核苷酸碱基为A和T的密码子。     

长臂缨鲆核糖体RNA基因序列多态性特征分析

为了解鲽形目Pleuronectiformes鲆科Bothidae长臂缨鲆Crossorhombus kobensis (Jordan & Starks, 1906) 核糖体RNA基因的序列多态性特征, 本研究共获得该鱼类包括18S、5.8S、ITS1和ITS2全长及28S部分序列的128条克隆序列。经序列比对、聚类分析以及重组检测, 结果显示5.8S (158bp) 无长度变异, 而其他4个基因片段则表现出较高的长度多态性, 并可分为不同序列类型: 18S (1856~1893 bp) 有4种序列类型A、B、C和R; 28S (967~974bp) 和ITS1 (407~ 505bp) 均有3种类型A、B和R; ITS2 (423~447 bp)存在2种类型A和B。此外5个基因片段在碱基组成中均表现出GC偏倚, 并且ITS2 (71.14%)>ITS1 (65.37%)>28S (62.22%)>5.8S (57.67%)>18S (54.95%)。对具有不同序列类型的18S、28S和ITS进行真、假基因推断时, 通常的判别特征不足以提供有力依据, 因此增加了与4种鲆科近缘鱼类长冠羊舌鲆Arnoglossus macrolophus、青缨鲆Crossorhombus azureus、大鳞短额鲆Engyprosopon grandisquama以及冠毛鲆Lophonectes gallus相应基因片段的比对。各基因片段的插入/缺失以及特异性碱基差异位点比对结果显示: 18S和28S的短序列类型A与4种鲆科鱼类序列一致, 而其他序列类型则不同; ITS1序列类型A与4种鲆科鱼类在类型B的缺失位点均无缺失, 因此推测18S、28S和ITS1的A类型为真基因, 而其他类型为假基因。ITS2的A和B类型在差异位点上与4个鲆科鱼类不存在一致性, 没有足够的依据对两个类型做出真、假基因的推断。长臂缨鲆核糖体RNA基因中, 5.8S序列最为保守遵循协同进化的方式, 而其他4个基因片段为非协同进化的方式。     

斑鳜(Siniperca scherzeri)胃蛋白酶原A、胃质子泵基因的克隆与组织表达分析

利用RACE技术获得了斑鳜胃蛋白酶原A(PGA1、PGA2)、胃质子泵α和β亚基cDNA序列。结果表明,PGA1、PGA2cDNA序列全长分别为1361bp、1348bp,其编码的前肽中均包含信号肽、激活肽和胃蛋白酶3个部分,成熟肽中含有2个天冬氨酸残基和6个半胱氨酸残基。PGA1与PGA2在氨基酸序列组成、理化性质、功能位点、空间结构上存在明显差异,暗示它们可能具有不同的生理功能。PGA1、PGA2的DNA序列均由9个外显子和8个内含子组成。胃质子泵α和β亚基cDNA全长序列分别为3531bp、1742bp,α亚基具有高度保守性,而β亚基具有相对变异性。斑鳜成体组织中PGA1、PGA2和胃质子泵α、β亚基的RT-PCR检测显示,它们均一致在食道和胃中大量表达,推测PGA1、PGA2与胃质子泵间的表达关系可能存在一定的协同性。     

雨生红球藻β-胡萝卜素酮化酶基因在莱茵衣藻叶绿体中的表达

雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)的β-胡萝卜素酮化酶是虾青素生物合成途径中关键酶之一,本研究通过基因枪法将克隆出的β-胡萝卜素酮化酶基因(bkt),转入莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)的叶绿体中,经过含100mg/L壮观霉素固体培养基筛选得到转化子。通过PCR和基因组酶切Southern杂交分析,证明bkt基因通过同源重组定点整合到转化子的叶绿体基因组中。进一步通过RT-PCR和RT-PCR Southern杂交分析,表明bkt在衣藻转化子中得到表达。