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夏橙类胡萝卜素合成关键酶基因(PSY、PDS和ZDS基因)的克隆及表达分析-论文网

时间:2014-04-14  作者:高子祥,孟祥春,张爱玉,王小菁
RNA印迹:参照《分子克隆实验指南(第三版)》。

探针制备:将已确定序列的双链质粒DNA经过碱处理后,用地高辛(DIG)标记RNA探针试剂盒(Roche)分别合成带有DIG标记的探针。具体方法根据说明书。

2.结果与分析:

2.1总RNA的提取

RNA提取后进行甲醛变性胶凝胶电泳(见图1):有28S和18S两条带,28S的亮度较18S的亮,且A260/A280比值约1.9.因此,本实验所提取的RNA的质量及完整性能进行后续的反转录及杂交实验。

图1:夏橙果皮总RNA的甲醛变性胶电泳

Fig.1TotalRNAseparatedonaagarose-formadehydeagarosegelinValenciaOrangepericarp

2.2RT-PCR产物的扩增、拼接及序列同源性分析

以果皮总RNA为模板,RT-PCR扩增结果显示,扩增的PSY、PDS和ZDS基因产物的cDNA片段长度分别为:504bp、545bp和612bp,分别编码168、181和203个氨基酸与预期的扩增大小相一致。在NCBI中用BLASTP和BLASTX进行序列的同源性比对分析,发现所扩增的夏橙果皮PSY、PDS和ZDS基因cDNA片段与多种物种中相对应的同类基因cDNA序列高度同源。如夏橙PSYcDNA与葡萄柚(ABY86652.1)、番木瓜(ABG72805.1)、果梅(BAF49052.1)的PSY基因同源性分别为99%、92%和91%(图2)。PDS及ZDS基因cDNA片段序列比对也有相似的结果,与其它物种中相应的PDS和ZDScDNA的同源性均在90%以上(图3和图4)。推测克隆的夏橙果皮PSY、PDS和ZDS基因cDNA序列编码夏橙类胡萝卜素合成途径中相应关键酶。

挑出阳性克隆并测序后得到相应的序列,将测得的序列结果通过BLASTP或BLASTX搜索NCBI的核苷酸和蛋白质数据库,进行序列的相似性分析,发现与其它植物的同源性较高。以PSY片段为例,测序的结果翻译成氨基酸序列后,与番木瓜、葡萄柚及果梅进行序列比对(DNAMAN软件),发现同源性达90%以上(见图2)。PDS及ZDS基因片段也有类似的结果(图2-3和图2-4)。进行利用RACR-PCR技术,分别扩增得到PSY、PDS、ZDS基因3’末端,琼脂糖凝胶电泳后得到长度分别约为500bp、1kb和1.2kb的片段;然后据引物设计位置及序列,把得到的3’RACE-PCR产物与相应的片段进行拼接后,就得到相应的PSY、PDS、ZDS基因3’全长;找出翻译区的终止密码子的位置,然后分别设计引物扩增出包含有翻译区及非翻译区的长度约为300bp-500bp的探针片段,并进行DIG标记。

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图22-1夏橙:PSY基因片段的序列比对的结果

1,:番木瓜(ABG72805.1);,2,:葡萄柚(ABY86652.1);,3,:果梅(BAF49052.1);,X,x:夏橙PSY测序结果.

Fig.2:TheresultsofmultiplesequencealigmentonPSYgeneamplifiedfromValenciaOrangepericarp

1,:Caricapapaya;,2,:Citrusparadisi;,3,:Prunusmume;,X,xPSY:deducesequencesequenceofValenciaorange.

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图32-2夏橙:PDS基因片段的序列比对的结果

1,:番木瓜(ABG77271.1);,2,:杏(AAX33347.1);,3,:葡萄柚(AAK5145.1);,X,x:夏橙PDS测序结果.

Fig.2:TheresultsofmultiplesequencealigmentonPDSgeneamplifiedfromValenciaOrangepericarp

1,:Caricapapaya;,2,:Prunusarmeniaca;,3,:Citrusparadisi;,X,x:deducesequencePDSsequenceofValenciaOrange.

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图4夏橙2-3:ZDS基因片段的序列比对的结果

1,:番木瓜(ABG72806.1);,2,:蜜柑(ABC33728.1);,3,:咖啡(ABC87740.1);,Xx,夏橙:ZDS测序结果

Fig.24:TheresultsofmultiplesequencealigmentonZDSgeneamplifiedfromValenciaOrangepericarp

1,:Caricapapaya;,2,:Citrusunshiu;,3,:Coffeacanephora;,X,xZDS:deducessequenceofValenciaOrange.

2.3夏橙PSY、PDS、ZDS基因在NorthernBlotting检测夏橙后期发育进程发育进程在PSY、PDS、ZDS基因在果皮中的表达

分别以克隆的PSY、PDS、ZDS基因3’末端全长为模板,设计特定引物,获得PSY、PDS、ZDS地高辛标记的探针,用于检测3个基因在夏橙发育后期7个阶段(P1-P7)果皮中的表达状况。

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