麻疯树(Jatropha curcas L.)胚乳cDNA文库的筛选分析及Jc-Fbl1基因、Jc-TCTP1基因的克隆研究

麻疯树(Jatropha curcas L.)胚乳cDNA文库的筛选分析及Jc-Fbl1基因、Jc-TCTP1基因的克隆研究

论文摘要

以本实验室构建的麻疯树胚乳cDNA文库为基础,随机测序并经前处理和聚类拼接后获得了47个EST序列;在GeneBank中利用Blastx、Blastn程序进行了同源性比对,用计算机批量处理结合手工分类的方法对EST序列进行了分类,按照功能分为10组:新陈代谢(10.64%)、细胞防御(8.51%)、蛋白合成(17.02%)、能量(6.38%)、运输(4.26%)、信号传导(8.51%)、细胞生长分裂(2.13%)、转录因子(4.26%)、结构蛋白(4.26%)和功能未知(34.04%)。在47条EST序列中,发现一条与多种植物、动物F-盒家族(F-box)相似的序列,随后从文库中获得了含有完整编码框的cDNA序列,并利用PCR方法获得基因组序列(Jc-Fbll)。得到的Jc-Fbll cDNA长1672bp,开放阅读框为1224bp,编码的蛋白质含有407个氨基酸残基(GenBank登录号为DQ900595)。Jc-Fbll推导的氨基酸序列与拟南芥、水稻中的同源蛋白相似性分别为52%和75%;与人、斑马鱼、线虫等动物的F-box蛋白的相似性达到48%~56%。应用Pfam Search寻找功能结构域,发现其除了含有F-盒家族类结构域外,还有富含亮氨酸重复单位(leucine-rich repeats,LRRs)。比对Jc-Fbll的基因组序列和cDNA序列,发现Jc-Fbll有两个长度分别为331bp和893bp的外显子和一个长362bp的插入序列,符合内含子的GT-AG法则,认为是Jc-Fbll的内含子。水稻、拟南芥基因组中的同源序列也出现了这种两个外显子、一个内含子的结构,且内含子位置较为保守。此外,为了进一步研究麻疯树F-box蛋白的功能,构建了同时含有Jc-Fbll完整开放阅读框序列和绿色荧光蛋白标签的真核表达载体pBI121-Jc-Fbl1-GFP,并完成酶切鉴定,以期为进一步研究此蛋白的功能及其在麻疯树胚乳发育中的作用奠定基础。同时,从此cDNA文库中还获得了一条与多种植物翻译控制肿瘤蛋白(translational controlled tumor protein,TCTP)序列相似的EST序列,随后从文库中获得了含有完整编码框的cDNA序列,并利用PCR方法获得基因组序列(Jc-TCTP1)(GenBank登录号为EF091818)。得到的Jc-TCTP1 cDNA长1410bp,含有一个由507个碱基组成的完整开放阅读框,5′非翻译区与3′非翻译区分别有526和377个核苷酸。Jc-TCTP1编码的推测蛋白产物由168个氨基酸残基组成,其氨基酸序列与橡胶树(Hevea brasiliensis)TCTP、油棕(Elaeis guineensis)TCTP、水稻[Oryza sativa(japonica cultivar-group)]TCTP及拟南芥(Arabidopsisthaliana)TCTP的同源性分别达到了93%、89%、84%和79%。用Pfam Searcah和Prosite search(Predict Protein)寻找功能结构域,发现其含有TCTP结构域,该结构域仅与人Mss4蛋白(一种缺乏鸟嘌呤的分子伴侣)有相似结构。比对Jc-TCTP1的基因组序列和cDNA序列,发现Jc-TCTP1有5个外显子和4个插入序列,均符合内含子的GT-AG法则,认为是Jc-TCTP1的内含子。为了进一步研究麻疯树Jc-TCTP1蛋白的功能,分别构建了仅含有Jc-TCTP1开放阅读框序列和带有5′非翻译区的开放阅读框序列的两种真核表达载体pBI121-Jc-TCTP1-1和pBIl21-Jc-TCTP1-2,已完成酶切鉴定,并获得了转基因烟草,以期为进一步研究此蛋白的功能及其在麻疯树胚乳发育中的作用奠定基础。

论文目录

  • 目录
  • 中文摘要
  • Abstract
  • 第一章 麻疯树胚乳cDNA文库的筛选分析
  • 引言
  • 1 材料与方法
  • 1.1 cDNA文库、试剂及仪器
  • 1.2 麻疯树胚乳cDNA文库的转换
  • 1.3 转化菌株的PCR鉴定及随机测序
  • 1.4 测序所得序列的处理及分析
  • 2 结果和讨论
  • 2.1 麻疯树胚乳cDNA文库的转换
  • 2.2 转化菌株的PCR鉴定
  • 2.3 随机测序结果分析
  • 3 参考文献
  • 第二章 麻疯树Jc-Fbl1基因的克隆研究
  • 引言
  • 1 材料和方法
  • 1.1 材料和试剂
  • 1.2 胚乳cDNA文库的转换、测序及EST序列的分析、选择
  • 1.3 生物信息学分析
  • 1.4 基因组序列克隆和结构分析
  • 1.5 半定量RT-PCR检测麻疯树中F-box的表达
  • 1.6 真核表达载体的构建
  • 2 结果与分析
  • 2.1 胚乳cDNA文库的转换、测序及EST序列的分析、选择
  • 2.2 Jc-Fbl1的生物信息学分析
  • 2.3 基因组序列的克隆和结构分析
  • 2.4 半定量RT-PCR
  • 2.5 植物表达载体的构建及鉴定
  • 3 参考文献
  • 第三章 麻疯树翻译控制肿瘤蛋白(Jc-TCTP1)基因克隆研究
  • 引言
  • 1 材料和方法
  • 1.1 材料和试剂
  • 1.2 胚乳cDNA文库的转换、测序及EST序列的分析、选择
  • 1.3 生物信息学分析
  • 1.4 基因组序列克隆和结构分析
  • 1.5 Southern杂交检测麻疯树中Jc-TCTP1基因的拷贝数
  • 1.6 半定量RT-PCR检测麻疯树中Jc-TCTP1的表达
  • 1.7 真核表达载体的构建
  • 1.8 真核表达载体转化烟草
  • 2 结果与分析
  • 2.1 胚乳cDNA文库的转换、测序及EST序列的分析、选择
  • 2.2 Jc-TCTP1的生物信息学分析
  • 2.3 基因组序列的克隆和结构分析
  • 2.4 Southern杂交
  • 2.5 半定量RT-PCR
  • 2.6 真核表达载体的构建及鉴定
  • 3 参考文献
  • 第四章 cDNA文库筛选方法进展综述
  • 1 cDNA文库及文库筛选方法概述
  • 2 cDNA文库筛选技术的主要类型
  • 2.1 非表达型筛选
  • 2.2 表达型筛选
  • 3 cDNA文库筛选技术发展前景展望
  • 4 参考文献
  • 在读期间科研成果简介
  • 致谢
  • 相关论文文献

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