为了获得一个优良的玉米抗旱育种基因资源,借助于生物信息学手段和分子生物学实验操作技术,从木棉植物中获得了一个编码海藻糖-6-磷酸合成酶的抗旱基因序列。根据玉米对密码子使用的偏爱性,合成了1个可用于玉米转化并提高其耐旱性的新的海藻糖-6-磷酸合成酶基因,进一步通过DNA分子的酶切和连接等操作将该基因构建成表达质粒,再导入大肠杆菌和酵母细胞以鉴定其是否能在原核和真核细胞中表达。最后该基因被构建到植物表达载体上,并转入农杆菌细胞。结果表明,新合成基因全长为2 586 bp,包含完整的开放阅读框,编码861个氨基酸;构建出的原核和真核表达质粒与预期的结果相符,该基因可用于细胞转化试验;该新合成基因能在大肠杆菌和酵母细胞中有效表达出海藻糖-6-磷酸合成酶;该基因被成功构建到植物表达载体p CAMBIA-2300上,并转入了农杆菌细胞LBA4404工程菌株。综合上述结果认为,获得了1个新的海藻糖-6-磷酸合成酶基因,该基因能在原核和真核细胞中有效表达出海藻糖-6-磷酸合成酶,构建的植物基因表达质粒可以直接用于玉米抗旱转基因育种。

6-磷酸海藻糖合成酶(TPS)是植物海藻糖合成的关键酶,在植物逆境胁迫应答中发挥着重要的作用。实验以坛紫菜转录组测序获得的unigene序列为基础,采用RACE技术克隆获得坛紫菜的3条TPS基因序列:Ph TPS1,Ph TPS2-1和Ph TPS2-2。序列分析结果表明,Ph TPS1(收录号:KM580358)序列全长3 557 bp,包含一个3 462 bp的开放阅读框,所编码的多肽包含1 153个氨基酸,分子量为124.2 ku,等电点为6.73,属于TPSⅠ亚家族;Ph TPS2-1(收录号:KM519457)序列全长4 264 bp,包含一个4 044 bp的开放阅读框,所编码的多...

6-磷酸海藻糖合成酶(Trehalose-6-phosphate synthase, TPS)是海藻糖合成的关键酶,在生物体逆境胁迫应答中发挥着重要的作用。本研究以凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)高温胁迫转录组测序的Unigene序列为基础,采用直接PCR扩增的方法,获得了TPS部分c DNA(完整的ORF和部分UTR)序列(LvTPS)。序列分析结果显示,LvTPS序列包含1个2529 bp的开放阅读框,可编码842个氨基酸,分子量为95.4kDa,等电点为6.17。LvTPS具有Glyco-transf-20和TrehalosePPase2个功能结构域。多序列比对结果显示,LvTPS与中国对虾(Fenneropenaeus chinensis)的相似性最高,为63.73%;系统进化树显示,凡纳滨对虾与中国对虾亲缘关系最近,并与蓝蟹(Callinectes sapidus)、脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)、克氏原螯虾(Procambarus clarkia)等无脊椎动物聚为一支,脊椎动物单独聚为一支。基因表达水平的定量分析结果显示,LvTPS在鳃、肝胰腺、眼柄、心脏、神经和肌肉6种组织中均表达。鳃和肌肉表达量基本相同,为最高;眼柄、心脏和神经表达量次之,显著低于鳃和肌肉中的表达量(P<0.05);肝胰腺中表达量为最低,显著低于其他5种组织中的表达量(P<0.05)。与26℃温度下的凡纳滨对虾相比,水温升至32℃时,眼柄和心脏中的LvTPS显著上调表达(P<0.05);水温升至38℃时,鳃、肝胰腺、眼柄和心脏中LvTPS显著上调表达(P<0.05)。其中,在肝胰腺中表达量变化较显著。之后,随着温度的下降,其表达量总体呈下调趋势。回温至32℃和26℃时,6种组织中LvTPS基因表达量与对照组均无显著性差异。在神经和肌肉中,不同温度胁迫下的LvTPS基因表达量没有显著变化。上述研究结果表明,LvTPS与凡纳滨对虾应对高温胁迫过程密切相关。本研究可为解析凡纳滨对虾应答高温胁迫机制提供一些基础数据。

【背景】昆虫海藻糖合成酶基因是昆虫海藻糖合成的主要基因,大多数昆虫中只拥有一个海藻糖-6-磷酸合成酶(trehalose-6-phosphate synthase,TPS)基因,部分昆虫存在一个海藻糖-6-磷酸酯酶(trehalose-6-phosphate phosphatase,TPP)基因。前期研究发现褐飞虱(Nilaparvata lugens)中拥有两个TPS,对其功能研究发现TPS不仅能够调控海藻糖代谢,还可介导海藻糖酶调控几丁质合成与降解途径,控制昆虫的蜕皮过程。【目的】通过对褐飞虱转录组测序分析获得了一个新的TPS,检测该基因在褐飞虱不同发育阶段的表达情况,探究该基因的功能与前期发现的两个TPS的区别。【方法】对获得的新TPS基因序列采用克隆技术获得全长c DNA序列,经验证正确后,对其蛋白的一级、二级、三级结构及与其他昆虫的TPS进行比对分析,最后采用实时荧光定量PCR(q RT-PCR)技术测定3个不同TPS在褐飞虱不同发育阶段的表达,并采用RNA干扰(RNAi)技术抑制TPS3的表达。【结果】在前期研究的基础上,克隆出一个新的TPS,并命名为TPS3。TPS3开放阅读框长度为2 352 bp,编码783个氨基酸,预测蛋白分子量为88.9 kD,等电点为5.47,具有亲水性结构。生物信息学分析表明,褐飞虱3个TPS蛋白具有较高的同源性,都具有TPS和TPP两个保守结构域及其他特征序列,并且α-螺旋、β-折叠和无规则卷曲所占的比例较为接近。褐飞虱不同发育阶段3条TPS的相对表达量不同,TPS1的相对表达量从4龄0 h开始逐渐上升,至成虫阶段达到最高,TPS2的相对表达量从4龄末期开始明显上升且在整个5龄阶段都有较高的表达,TPS3的相对表达量在5龄末期和成虫初期较高。单独干扰褐飞虱TPS3 48 h后被干扰基因的相对表达量下降,ds TPS3能有效抑制TPS3的表达。【结论】在褐飞虱中发现一个新的TPS(TPS3),其与褐飞虱中已经报道的TPS1和TPS2具有较高的同源性。不同发育阶段表达结果表明,3个TPS在发育过程中行使的功能不同。RNAi能够有效抑制TPS3的表达并导致褐飞虱蜕皮障碍和翅发育畸形。

蔗糖合成酶(Sucrose Synthase,SuSy)是蔗糖代谢途径中的关键酶,在植物生长、发育和渗透调节过程中起着重要作用。为揭示蔗糖合成酶基因在花生中的抗逆机理,以花生基因组DNA为模板,利用染色体步移技术(GenomeWalking)中的TAIL-PCR技术扩增花生SuSy基因组序列和启动子区域,得到基因组序列6 189 bp,启动子预测分析表明,该序列包含约800 bp的启动子上游调控序列,13个外显子,12个内含子。启动子元件分析显示,该片段含有典型的TATA-box、CAAT-box,并存在低温响应元件LTR、GA响应元件、干旱响应MYB结合位点、厌氧诱导必要的顺式作用元件ARE...

谷氨酰胺６－磷酸果糖酰胺转移酶（ｇｌｕｔａｍｉｎｅ－ｆｒｕｃｔｏｓｅ－６－ｐｈｏｓｐｈａｔｅ ａｍｉｎｏｔｒａｎｓｆｅｒａｓｅ，ｇｆａｔ）是己糖胺通路（ｈＢｐ）的限速酶，参与几丁质的合成和蛋白质的糖基化。本研究利用ｒａｃｅ克隆了松墨天牛ｇｆａｔ基因（ｍａ ｇｆａｔ），ｇｅｎ Ｂａｎｋ登录号为ｋｔ３６２３６７，其长度为２６２４ Ｂｐ，开放阅读框为２０６１ Ｂｐ，编码６８６个氨基酸。序列对比分析显示ｍａ ｇｆａｔ与赤拟谷盗相似性最高，为８８％，在系统发育树上位于同一分支。采用ｒｔ－ｑ ｐｃｒ方法检测ｍａ ｇｆａｔ在松墨天牛不同组织及不同发育时期的表达情况，结果表明：ｍａ ｇｆａｔ在各虫态中，成虫中．．．

通过PCR克隆了大肠杆菌6-磷酸甘露糖异构酶基因manA,分别构建了含manA基因的原核和真核生物表达载体。在大肠杆菌中经IPTG诱导表达的GST-PMI融合蛋白,经亲和层析纯化和PreScission蛋白酶酶切,SDS-PAGE分析证实PMI蛋白为42 ku。对转manA基因的拟南芥进行PCR分析表明,manA基因已稳定整合到拟南芥基因组中。氯酚红显色反应证实,整合到拟南芥基因组中的manA基因能表达具有6-磷酸甘露糖异构酶活性的PMI蛋白。这些结果说明,克隆的manA基因可在细菌和高等植物中高效表达。

果糖-1,6-二磷酸醛缩酶(fructose-1,6-diphosphate aldolase,FBA,EC4.1.2.13),简称醛缩酶,是糖酵解代谢途径中第4步关键酶,催化果糖-1,6-二磷酸(Fru-1,6-BP)可逆地裂解为磷酸二羟丙酮(DHAP)和3-磷酸甘油醛(G-3-P)(Rutter,1964)。其中,DHAP经甘油磷酸脱氢酶的催化,还原生成3-磷酸甘油,然后在脂酰转移酶的作用下生成磷脂酸,再经磷脂酸磷酸酶水解,形成油脂合成

以2个芹菜品种‘津南实芹’和‘美国西芹’为试材,采用RT-PCR技术分别获得6-磷酸甘露糖还原酶(M6PR)cDNA序列。序列分析表明:来源于2个芹菜品种的6-磷酸甘露糖还原酶基因核苷酸序列全长均为930 bp,编码309个氨基酸;预测其蛋白质相对分子质量为35×103,pI值为6.38。空间结构分析显示:M6PR蛋白由11个α-螺旋和13条β-延伸主链组成,中间形成1个疏水穴;催化四分体(Asp、Tyr、Lys和His)分布于疏水穴内部,具有催化活性。进化分析显示:芹菜M6PR与卷柏、小立碗藓、云杉等远古物种的醛-酮还原酶(AKR)相似性较高。实时定量PCR表达分析表明:M6PR基因主要在芹...

为了探讨6-磷酸葡萄糖酶催化亚基(glucose-6-phosphatase catalytic subunit,G6PC)在草鱼(Ctenopharyngodon idellus)糖代谢中的作用,采用同源序列比对的方式,在草鱼基因组中获取了3个g6pc基因的序列,通过序列比对和进化树分析,将其分别命名为g6pca、g6pcb1和g6pcb2,其编码的氨基酸序列与斑马鱼(Danio rerio)、虹鳟(Oncorhynchus mykiss)和人(Homo sapiens)具有较高的同源性,相似度分别为85%～94%、64%～83%和54%～66%。同线性分析表明g6pc在草鱼染色体上的分布与斑马鱼等高度相似,表明草鱼g6pc基因在进化中具有较高的保守性。利用RT-PCR检测3个基因在鳃、脂肪、脑、心脏、肝、肾、前肠、中肠、后肠和肌肉10个组织中的表达,结果显示, g6pca在脑和肝中表达量较高,脂肪组织次之; g6pcb1在肝中表达量最高,中肠次之; g6pcb2在心脏表达量最高,其次为脂肪组织。同时探讨了高糖饲料对草鱼不同g6pc亚型转录水平的影响,以及不同浓度葡萄糖和胰岛素刺激草鱼肝细胞(L8824)后对g6pca转录水平的影响。结果显示,饲喂高糖饲料(7周)后,与对照组相比,草鱼肝脏g6pca mRNA水平显著升高, g6pcb1和g6pcb2 mRNA水平无显著变化。离体情况,与5 mmol/L葡萄糖组相比,15 mmol/L葡萄糖显著增加了L8824的g6pca mRNA水平,且1 mol/L胰岛素可以抑制这种作用; 30 mmol/L葡萄糖对L8824 g6pca mRNA水平无显著性影响。本研究表明,草鱼g6pc发生加倍后存在功能分化,高糖可以诱导g6pca mRNA的表达,而对g6pcb1和g6pcb2的转录水平无影响,其具体功能还需进一步研究。

以金桂的花器官为试材,设计芳樟醇合成酶基因简并引物,通过逆转录PCR、快速扩增cDNA末端技术和Blastn分析等,获得金桂芳樟醇合成酶基因的全长cDNA序列,命名为OfLis(Osmanthus fragransvar.thunbergii linalool synthase,GenBank登录号FJ645727)。OfLis基因全长cDNA长度为2003bp,包含1个1731bp的开放阅读框,编码576个氨基酸。序列分析表明:OfLis具有单萜烯类合成酶基因典型的保守结构域,即DDXXD和(N,D)D(L,I,V)X(S,T)XXXE;具有多数单萜烯类合成酶活性必需的RR(X)8W功能基团...

【背景】海藻糖合成酶(trehalose-6-phosphate synthase,TPS)在海藻糖合成中起着重要作用,其能够介导海藻糖代谢调控几丁质合成及昆虫发育。【目的】本研究通过抑制白背飞虱(Sogatella furcifera)TPS的表达,检测RNAi沉默SfTPS效果,观察白背飞虱蜕皮状况,测定几丁质含量及几丁质合成酶(chitin synthase,CHS)基因的定量表达,探究SfTPS在白背飞虱几丁质合成中的潜在调控作用。【方法】利用注射法RNAi技术,以实验室饲养多年的白背飞虱种群为试验材料,体外合成两个SfTPS(SfTPS1和SfTPS2)与GFP的双链RNA(dsRNA)后,分别注射到白背飞虱体内抑制TPS。首先,在dsRNA注射后48 h采用Trizol法提取白背飞虱的总RNA,反转录并合成第一链DNA后,采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术检测TPS表达沉默情况,以确定RNAi的效果;其次,测定dsRNA注射后48 h和72 h白背飞虱整体几丁质含量并对翅发育畸形虫体进行拍照;最后,采用qRT-PCR技术检测白背飞虱SfCHS在mRNA水平上的相对表达量变化,分析SfTPS1和SfTPS2在几丁质合成调控中的作用。【结果】与注射dsGFP相比较,dsSfTPS1和dsSfTPS2的RNA注射后,能够促进SfCHS表达量上升,几丁质含量增加,白背飞虱成虫翅出现畸形。qRT-PCR结果显示,单个SfTPS dsRNA注射后本基因的表达能够被极显著抑制,与注射dsGFP相比,不足对照组表达量的30%,且单个SfTPS的dsRNA注射后,另外一个SfTPS表达同样显著下降;dsSfTPS1和dsSfTPS2注射后,白背飞虱成虫翅均为长翅,出现一定比例的翅卷曲等畸形情况,其后48 h和72 h产生一定的死亡率;几丁质含量检测发现,SfTPS1和SfTPS2的dsRNA注射后72 h,几丁质含量显著上升。与注射dsGFP对照组相比较,SfCHS1与SfCHS1a表达量在dsSfTPS1注射后72 h极显著上升,在dsSfTPS2注射后48 h和72 h时极显著上升,且dsSfTPS1和dsSfTPS2注射后SfCHS1b的表达极显著增加。【结论】SfTPS能够通过调控白背飞虱几丁质合成酶基因的表达来控制几丁质的合成,研究结果有助于评价SfTPS在白背飞虱等昆虫中的调控作用并作为潜在控害靶标,为进一步开展和筛选有效的海藻糖合成酶抑制剂控制白背飞虱等害虫提供理论依据。

选用360尾翘嘴红鲌(Erythrocutler ilishaeformis Bleeker),体质量约40g。随机分成为2组,分别为高脂组(脂肪质量分数19.93%,碳水化合物质量分数14.45%)、低脂组(脂肪质量分数9.92%,碳水化合物质量分数12.38%),每组设3个重复,饲养8周。分别于摄食后0h、3h、6h、12h、24h测定血液指标、糖代谢酶葡萄糖激酶(Glucokinase,GK,E.C.2.7.1.1)以及葡萄糖-6-磷酸酶(glucose-6-phosphatase,G6Pase,E.C.3.1.3.9)活性及基因表达,并分析高脂肪与低脂肪水平日粮对翘嘴红鲌生长的影响。与...

以黄瓜品种露丰为材料,根据已报道的6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因(6PGDH)的保守氨基酸序列设计简并引物,利用RT-PCR技术获得黄瓜6PGDH的cDNA同源片段,命名为CSPG(登录号为EU815934)。该片段长度为1 207 bp,包含一个936 bp的开放阅读框(编码311个氨基酸)和271 bp的Poly A 3′非翻译区末端,无内含子;该基因编码的氨基酸序列与拟南芥、大豆、水稻、玉米、菠菜的6PGDH基因有75%以上的同源性。运用半定量RT-PCR技术对6PGDH基因的转录水平进行分析,结果表明:该基因在叶、根、茎中均有表达,高温胁迫下的表达量高于常温对照,说明6PGDH基因与热胁迫...

【目的】MEP途径是合成生物碱、萜类物质前体的重要途径之一,1-deoxy-D-xylulose-5-phosphate synthase (DXS)是MEP途径中的第1个限速酶。为了解卷叶贝母DXS的结构和功能特点,本研究利用分子生物学手段对其进行分析,以期为贝母生物碱合成途径研究打下基础。【方法】采用PCR技术克隆卷叶贝母FcDXS基因开放阅读框(Open Reading Frame,ORF)序列,运用生物信息学方法对其进行序列分析,预测其潜在的功能。通过荧光定量PCR(qRT-PCR)技术检测FcDXS基因在野生状态(根、茎、叶、鳞茎)和组培诱导物(愈伤组织)中的表达情况。【结果】获得了2151 bp FcDXS基因ORF片段,编码716个氨基酸,并与NCBI公布的砂仁等植物DXS蛋白相似性达80%以上;在Fc DXS蛋白的二级、三级结构预测中,得出Fc DXS蛋白主要由α螺旋构成; qRTPCR检测结果表明FcDXS基因在野生状态下鳞茎表达量最高,激素诱导状态的愈伤组织表达量则是野生鳞茎的5倍。【结论】Fc DXS蛋白质特征区及同源性等生物信息学分析表明该蛋白的结构域较保守,结合荧光定量分析结果证明,Fc DXS是一个有生物学功能且受激素诱导表达的蛋白质。本研究为后续利用基因工程手段提高卷叶贝母生物碱含量奠定了理论基础。