雨生红球藻β-胡萝卜素酮化酶基因的cDNA和基因组DNA克隆及序列分析

根据已知的β-胡萝卜素酮化酶(β-carotene ketolase,BKT)的cDNA序列设计引物,利用长距离PCR扩增获得了bkt基因的cDNA完整编码片段及基因组DNA片段,并对这些片断进行了序列测定。cDNA和基因组DNA比对结果表明该基因至少包括5个内含子,它们的剪切位点皆符合GU-AG规律。在比对结果中同时还发现一个19bp的短序列重复,该重复序列在bkt的cDNA和基因组DNA上都发生了多次重复,推测在BKT的表达调控中可能具有一定功能。另外,在序列比对过程中还发现本实验所获得的cDNA和基因组DNA序列与前人报道的cDNA序列之间都存在多处单碱基差异和19bp的短序列差异。     

A cDNA microarray technique applied for analysis of global gene expression profiles in tributyltin-exposed ascidians

To analyze global gene expressions, we constructed a cDNA microarray from a basal chordate, the ascidian Ciona intestinalis. Ciona is a cosmopolitan species and a genomic analysis of Ciona revealed that ascidians had approximately 15,500 protein-coding genes. Our "Ciona intestinalis cDNA chip version 1 (Ci cDNA chip ver. 1)" has arrayed 13,400 unique Ciona cDNAs. To establish a detection system for gene expression profiles in wild ascidians using a cDNA microarray, we analyzed gene expressions in the whole body of Ciona adults after exposure to 100 nM tributyltin (TBT) for 24 h. In our preliminary array data using Ci cDNA chip ver. 1, we found more than 200 genes that showed strong differential expressions. These genes encoded proteins that were concerned with stress response, detoxification, oxidoreduction reaction, biosynthesis, and catabolism. This, the first large cDNA microarray of this animal, should facilitate analyses of global gene expressions following exposure to TBT.     

东海原甲藻cDNA文库构建及尝试性EST分析

东海原甲藻(Prorocentrumdonghaiense)是中国沿海频繁发生的大规模赤潮的原因种之一,大规模分离鉴定东海原甲藻功能基因是理解东海原甲藻赤潮形成过程和机理的重要基础。取对数生长期藻体,经微量总RNA抽提、cDNA合成、cDNA扩增和克隆等步骤,构建了东海原甲藻cDNA文库并进行了尝试性表达序列标签分析。从含有约5000个转化子的文库中随机取150个测序,获得126条EST序列。经网上BlastN及BlastX分析,共发现11个是已知功能的基因的标签。这些基因与东海原甲藻生长发育、物质转换和能量代谢相关。     

海洋青鳉鱼专用型基因芯片的设计及其在生态毒理学上的应用研究

以生物芯片技术为核心,结合生态毒理学与功能基因组学的方法,制备了海洋青鳉鱼专用型生物芯片,包含180个与细胞分裂、解毒反应、缺氧反应、氧化应激反应、凋亡、生长和发育、性别决定和性腺分化以及生殖激素分泌等功能相关的基因.我们提取了雌性海洋青鳉鱼成体在正常培养和缺氧处理12周后的肝脏和卵巢组织总RNA,利用自制的基因芯片进行了基因表达谱分析,结果显示海洋青鳉鱼在缺氧压力环境下,肝脏和卵巢组织的差异性表达基因分别检测出9个和6个,表明应用此类自制良好的芯片可有效获得海洋青鳉鱼的组织特异性基因表达图谱,也将加强对海洋缺氧状态、氧化应激等反应的分子生物学机制的理解.本研究对于识别异常环境状态下的基因表达模式和组织特异性标志物,进一步开展监测海洋生态毒理因素的研究奠定良好的基础.     

大黄鱼肌肉组织cDNA全长文库的构建及EST分析

以大黄鱼肌肉组织为材料,利用Creator Smart cDNA Library Construction Kit构建了大黄鱼肌肉组织的全长cDNA文库.文库质量分析表明：cDNA文库容量不低于1.68×106cfu/mm3,重组率达96%,插入片断的平均长度大于1 000bp.随机挑取512个cDNA克隆进行5’端测序,其中430条ESTs的长度大于100bp;并初步拼接得到了230个单基因簇（unigene）,其中包括58个重叠群（contigs）,172个单拷贝ESTs（singletons）,冗余度为46.51%.经检索,35个ESTs在BLASTx上无明显的同源性（E值≤1.00×10-10）,为新基因.195个ESTs与已报道的基因有较高的同源性;其中与能量相关基因的ESTs丰度最高,占总数的20.00%.蛋白质合成、细胞骨架和信号传导次之,比例分别为13.48%、12.17%、10.00%,其中包括高迁移率族蛋白B1、瘦素受体、β1-热激蛋白等.这些EST数据为进一步筛选和克隆大黄鱼肌肉特异性表达基因提供了平台.     

大口黑鲈抗菌肽hepcidin cDNA序列和结构分析

以大口黑鲈为材料,提取肝脏总RNA,经RT-PCR扩增出hepcidin cDNA的开放阅读框(ORF)及3′端非编码区序列,应用5′RACE方法得到大口黑鲈hepcidin cDNA5′末端。将所获得的两个片段分别克隆到T载体后进行测序,并拼接成大口黑鲈hepcidin全长cDNA。序列分析表明:大口黑鲈hepcidin全长cDNA为564bp,含有一个258bp的ORF,编码86个氨基酸残基,由信号肽(24个残基)、前肽(42个残基)和成熟肽(20个残基)3部分组成hepcidin前体。在前肽部分具有前肽转化酶典型的RX(K/R)R基元,成熟肽部分含有8个保守的半胱氨酸残基,可形成四个链内二硫桥,使β-折叠结构保持稳定。大口黑鲈Hepcidin与其他鱼类的同源性在29.7%~90.5%间,尤其是信号肽区域,与鳜、尼罗罗非鱼、真鲷、花鲈、黑鯛、金眼狼鲈仅有2~3个氨基酸的差别。     

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.     

马氏珠母贝(Pinctada fucata)组织蛋白酶L基因的克隆与表达分析

根据已构建的溶藻弧菌(Vibro alginolyticus)诱导的马氏珠母贝(Pinctada fucata)血淋巴cDNA差减文库得到的ESTs序列, 应用cDNA末端快速扩增(RACE)技术成功克隆了其组织蛋白酶L基因(PFCatL), 并对其进行了生物信息学分析; 应用实时荧光定量PCR (Real-time PCR)技术, 研究了PFCatL基因在溶藻弧菌刺激前后马氏珠母贝足、外套膜、鳃、闭壳肌等8个组织中的表达变化。结果表明, PFCatL基因cDNA全长2004bp, 其中5′非编码区(5′-UTR)50bp, 3′非编码区(3′-UTR)865bp, 开放阅读框(ORF)1089bp, 编码362个氨基酸, 其分子量计算值(MW)为40.52kDa, 理论等电点(IP)为5.20; 生物信息学分析表明, PFCatL含有16个氨基酸残基组成的信号肽序列以及组织蛋白酶前体抑制功能域I29; Clustalw2多重比对发现PFCatL氨基酸序列在催化三联体Cys-His-Asn、底物结合位点以及二硫键形成相关的半胱氨酸残基位点高度保守; Real-time PCR研究发现, PFCatL在马氏珠母贝各组织中均有表达, 但各组织间的表达量存在差异, 其中以肾和闭壳肌中的表达量最高; 溶藻弧菌感染4h后, 外套膜、鳃以及血淋巴中PFCatL基因的表达较感染前显著上调。     

Cloning and Characterization of Glyceraldehyde-3-phosphate Dehydrogenase Encoding Gene in Gracilaria/Gracilariopsis lemaneiformis

Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase （GAPDH） plays important roles in various cellular processes. A cytosolic GAPDH encoding gene （gpd） of Gracilaria/Gracilariopsis lemaneiformis was cloned and characterized. Deduced amino acid sequence of the enzyme of G. lemaneiformis had high homology with those of seven red algae. The 5＇-untranslated regions of the GAPDHs encoding genes of these red algae varied greatly. GAPDHs of these red algae shared the highly conserved glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase active site ASCTTNCL. However, such active site of Cyanidium caldarium was different from those of the other six algae at the last two residues （CL to LF）, thus the spatial structure of its GAPDH active center may be different from those of the other six. Phylogenetic analysis indicated that GAPDH of G. lemaneiformis might have undergone an evolution similar to those of Porphyra yezoensis, Chondrus crispus, and Gracilaria verrucosa. C. caldarium had a closer evolutionary relationship with Cyanidioschyzon merolae than with Cyanidium sp. Virtual Northern blot analysis revealed that gpd of G. lemaneiformis expressed constitutively, which suggested that it might be house-keeping and could be adapted as an inner control in gene expression analysis of G. lemaneiformis.