马身猪ZNF280D基因新型剪接体的鉴定及生物信息学分析

[目的]本试验旨在探究马身猪中锌指蛋白(zinc finger protein)ZNF280D基因的剪接体类型。[方法]在猪转录组测序对ZNF280D基因剪切位置预测的基础上,采用RT-PCR和克隆测序技术对预测的剪切位点进行验证,检测该基因不同剪接体的结构并进行生物信息学分析。[结果]共检测到2个剪接体,分别是ZNF280D1和ZNF280D2,ZNF280D1为该基因的常规转录本,ZNF280D2第8外显子5'端大部分缺失。ZNF280D1含有3个C2H2型锌指结构域,属tC2H2型锌指蛋白,ZNF280 D2含有4个C2H2型锌指结构域,属maC2H2型锌指蛋白。[结论]ZNF280D2与DNA的亲和力大于ZNF280D1。     

油桐种子FADX基因的克隆和序列分析

[目的]克隆油桐种子FADX基因全长cDNA。对该基因作生物信息学分析,为进一步研究该基因的功能提供参考。[方法]以未成熟的油桐种子为材料,利用改良TRIzoL法提取总RNA,并根据GenBank中已经登录的α桐酸合成酶基因FADX的序列,设计特异性引物;采用RTPCR方法,克隆得到FADX基因全长cDNA,应用Antheprot软件和InterProScan对该基因进行了生物信息学分析。[结果]该序列5'端和3'端非编码区序列长度分别为13、47 bp,含有1个开放阅读框(14～1 174 bp),编码386个氨基酸,含有典型的脂肪酸脱氢酶结构域;相对分子量是44 343.0,理论等电点为8.33。二级结构预测表明,该蛋白α螺旋含量占29%,β折叠占32%,转角占6%。[结论]该蛋白属于脂肪酸脱氢酶。     

枇杷Amyrin Synthase(AS)基因的5'RACE与3'RACE扩增及序列分析

以‘解放钟’枇杷(Eriobotrya japonica L.)叶片为材料,在前期获得保守区的基础上,采用RT-PCR结合RACE技术,扩增得到枇杷三萜合成途径中关键酶香树脂醇合成酶基因的5'和3'序列,并进行序列分析。结果表明,AS基因5'非编码区长96 bp;3'非编码区长321bp,在GenBank中更新的登录号为JX173279.2,结合已发表保守区序列,通过拼接,得到AS基因全长2 700 bp,含有一个2 283 bp的开放阅读框,编码760个氨基酸。生物信息学分析表明,该蛋白是定位于细胞核的蛋白,具有29个磷酸化位点,属于ISOPREN_C2_like超家族,含有Camelliol C synthase、squalene/oxidosqualene cyclases、Squalene cyclase多结构域,与苹果AS基因98%同源。     

鸭骨形成蛋白4基因的克隆和序列分析

通过比较基因组学方法,采用RT-PCR技术克隆了鸭骨形成蛋白4(BMP4)基因的1 256 bp cDNA序列,包含44 bp的5'非翻译区和1 212 bp的完整编码序列(编码404个氨基酸);对该基因的结构分析得知鸭BMP4基因包含2个外显子和1个内含子.经同源比对发现该编码序列与鸡的BMP4基因相似性达95.5%...     

一个油茶金属硫蛋白基因的克隆与序列分析

在油茶cDNA文库和EST文库构建的基础上,根据油茶金属硫蛋白的FAST序列设计特异引物,以油茶近成熟种子为材料,利用3'RACE技术,克隆到1个金属硫蛋白基因的cDNA全序列.该基因全长为675 bp,其中5'非编码区59 bp,3'非编码区379 bp,开放阅读框长234 bp,编码78个氨基酸;该蛋白含有14个半胱氨酸,分布在蛋白质的N端和C端,呈CC,CX,CXXC形式排列.预测该蛋白相对分子量为7 864.9 Da;等电点为4.86;37～48位氨基酸间有较强的疏水区.多序列比对发现油茶MT核苷酸序列与茶的相似性达到99%,推导的氨基酸序列与茶完全相同,因此将该基因命名co_mtl.     

峨眉蔷薇Ro-DREB1C的克隆与生物信息学分析

【目的】丰富月季CBF基因研究的基础数据库,对峨眉蔷薇原变种(Rosa omeiensis Rolfe f. omeiensis) CBF/DREB基因进行克隆和生物信息学分析。【方法】设计特异引物克隆Ro-DREB1C基因的完整CDS区及部分5'端和3'端UTR区序列,使用生物信息学软件分析该基因编码蛋白的理化性质、二三级结构和预测亚细胞定位,构建系统进化树确定Ro-DREB1C隶属的基因家族。【结果】获得峨眉蔷薇Ro-DREB1C基因CDS区603 bp,Gen Bank登录号为KX397104,编码200个氨基酸。蛋白质分子式为C968H1539N263O299S11,其中丝氨酸、亮氨酸和丙氨酸的频率较高,分别占11. 5%、11. 0%和9. 5%,属于不稳定类、弱酸性、亲水蛋白;二级结构以无规则卷曲(71. 5%)为主,不能被归入明确的二级结构如折叠片或螺旋的多肽区段;三级结构预测模板为d1gcca,识别预测序列范围为59～119,识别长度61 bp;该蛋白质无跨膜区和信号肽的存在,亚细胞定位Ro-DREB1C分布在细胞核中的分布最多。与RhCBF比较:Ro-DREB1C的编码区没有单碱基的缺失或插入,共存在21个潜在SNP位点,导致10个差异氨基酸。系统进化分析表明Ro-DREB1C隶属于AP2家族DREB亚家族A-1亚组成员。【结论】峨眉蔷薇可作为优秀的月季耐寒育种材料加以保存和利用。     

绵羊GP5基因的生物信息学分析

为探讨绵羊血小板糖蛋白V基因(Glycoprotein V，Platelet，GP5)编码蛋白的结构和功能，以NCBI网站的GenBank数据库中发布的绵羊GP5基因序列(登录号为XM_ 027965957.1)为基础，采用生物信息学在线工具和软件对绵羊的GP5基因进行生物信息学分析。结果表明，绵羊GP5基因序列中包含1个最大长度为1 620 bp的开放阅读框，推测其编码539个氨基酸，其中亮氨酸含量最多，为22.6%。GP5基因所编码的蛋白其相对分子质量约为59 305.38 KDa，理论等电点为9.40；亚细胞定位结果表明其主要位于内质网(44.4%)。GP5蛋白含有信号肽和跨膜螺旋结构，在二级结构预测中，该蛋白以无规卷曲为主，为70.14%。GP5蛋白三级结构主要由无规卷曲折叠缠绕形成，与二级结构预测结构一致。     

猪HIF-1α基因启动子区及编码区的生物信息学分析

利用生物信息学方法,对NCBI中公布的猪缺氧诱导因子HIF-1α基因的5'端上游2 000 bp长度的候选启动子区进行了核心启动子及转录结合位点的预测;同时对其所编码蛋白的理化性质、亚细胞定位、跨膜结构域、信号肽、高级结构及进化关系进行了分析.结果显示:猪HIF-1α基因5'端上游存在潜在启动子区,存在CpG岛,存在多...     

黄草乌Av-F3'5'H基因的克隆与表达分析

根据已发表的川乌头F3'5'H基因序列,通过RT-PCR方法从黄草乌(Aconitum vilmorinianum)花朵中克隆到了1个类黄酮3',5'羟基化酶(F3’5’H)基因的c DNA序列,该序列长1563 bp,包含1个编码506个氨基酸的完整开放阅读框,命名为Av-F3'5'H(Gen Bank登录号:JQ806761)。序列比对分析显示Av-F3'5'H蛋白与其它物种的F3'5'H蛋白序列有很高的序列相似性,包含有已确定的CYP基序、I螺旋区和血红素结合区等保守基序等。以川乌头18sRNA基因(FJ748878)为内参,通过RT-PCR对Av-F3'5'H基因的时空表达模式进行了分析,结果显示Av-F3'5'H基因的表达水平随花朵发育进程而呈递增趋势,在第3时期的花朵中达到最高,随后又逐渐降低,而在根、茎和叶中均不表达,推测该基因可能在调节黄草乌花朵蓝色形成过程中起重要作用。     

生物信息学在农业上的应用

生物信息学是基因、基因结构、基因产物功能分析必不可少的技术手段。根据生物信息数据库的现状,讨论了生物信息学在农业上的应用,如挖掘新的基因、电子克隆及系统进化分析等。将生物信息学与常规育种技术相结合,对提高育种效率,创新遗传资源,加快作物改良进程都有重要意义。     

猪MAPK12基因cDNA的克隆及序列分析

目的克隆新的猪MAPK12基因全长ORF,分析其生物特性,为进一步研究该酶的功能提供信息资料。方法:以已报道的人及小鼠MAPK12基因cDNA序列为依据,利用电脑克隆策略获得的ESTs设计引物,RT-PCR技术扩增新的猪MAPK12基因ORF序列,将PCR产物直接进行序列测定。分析此蛋白的特性并预测其结构。结果分离的ORF全长1101bp,编码367个氨基酸,与人鼠氨基酸序列92%同源;利用生物信息学软件分析出此蛋白的理化特性并预测了其一级、二级和高级结构。结论研究分离的基因片段可命名为猪ERK6,通过分析,获取了该酶的基本信息特征,并与现有的报道结果进行对比分析,为进一步开展猪MAPK12基因的结构功能、表达调控的相关研究奠定了基础。     

马铃薯CBL9基因的基因组解析

利用比较基因组学的方法从马铃薯基因组中鉴定出一个与AtCBL9直系同源的基因StCBL9,并对该基因的结构、遗传进化、顺式元件进行了分析,为下一步研究该基因的功能和利用其进行马铃薯抗逆分子育种提供了有益借鉴。     

羊痘病毒P32基因生物信息学分析

为获得羊痘病毒P32基因生物信息学资料,扩增山羊痘病毒贵州LD株的P32基因,并进行克隆、测序与序列分析;以P32基因的推导氨基酸序列为材料,应用计算机技术和生物学软件预测P32蛋白的跨膜结构、亲水性、抗原指数、柔韧性、表面可及性和二级结构,综合评价P32蛋白的抗原表位.结果表明,羊痘病毒P32基因核苷酸和氨基酸同源性...     

梅花鹿GHR基因完整编码区序列生物信息学分析

为了研究梅花鹿生长激素受体基因的结构和功能,从GenBank中下载梅花鹿、牛、山羊、猪、北极狐、大熊猫、人、猕猴、小鼠、大鼠、鸡、家鹅、绿头野鸭及金鱼的生长激素受体基因完整编码区及氨基酸序列,对梅花鹿与其他13个物种生长激素受体基因的完整编码区及其编码氨基酸序列进行相似性比对,并基于氨基酸序列构建系统进化树,利用BioEdit 7.0等软件对梅花鹿生长激素受体基因的碱基组成及其编码蛋白的理化性质和结构特征进行生物信息学分析。结果表明,梅花鹿与山羊、牛的生长激素受体基因氨基酸序列相似性较高,亲缘关系最近;梅花鹿生长激素受体基因完整编码区长度为1 905bp,编码634个氨基酸,A+T含量高于G+C;其编码的蛋白是一种分子质量为70.927 8ku、等电点为4.56的疏水性不稳定酸性蛋白;该蛋白含有1个信号肽,属于一种分泌型蛋白;存在1个强跨膜区、36个广泛磷酸化位点,二级结构元件以无规则卷曲为主。研究结果可为梅花鹿生长激素受体基因的进一步分析提供详细的生物信息学基础资料。     

毛果杨1-羟基-2-甲基-2-(E)-丁烯基-4-二磷酸合酶(HDS)基因的生物信息学分析

[目的]研究HDS基因间的同源性及其进化关系。[方法]以毛果杨的HDS基因为研究对象,利用生物信息学软件及网站对其进行碱基分布、氨基酸组成、亲疏水性、保守区以及二级结构和三级结构的预测与分析。,并与其他10个物种的HDS基因序列进行多重比对与进化分析。[结果]毛果杨HDS基因的单链mRNA序列长1 956 bp,编码由656个氨基酸组成的蛋白质,该蛋白质相对分子质量为72 937.03,其中含量最高的是Leu,为10.50%;整个多肽中疏水性氨基酸只占39.63%,有10个亲水区和6个疏水区;与其他10个物种同源性多重比对发现同源性最高达99%。[结论]毛果杨HDS基因处于稳定状态,编码的蛋白为亲水性蛋白,在进化过程中是保守的;试验中获得的保守区段序列信息为新基因的克隆奠定了基础。     

鹰嘴豆LHY基因cDNA克隆及生物信息学分析

从鹰嘴豆中克隆生物节律钟LHY基因的cDNA全长序列,进行序列信息学分析。通过同源克隆策略,利用RT-PCR技术获得核心片段,结合5＇-RACE和3＇-RACE技术,克隆得到鹰嘴豆生物节律钟基因LHY的cDNA全长序列,其核苷酸序列长度为3 061 bp,包括2 220 bp的完整开放阅读框（ORF）,编码739个氨基酸。验证后命名为CarLHY基因,获得基因登录号为KJ558378。生物信息学研究表明CarLHY基因cDNA序列与其他植物LHY基因具有较高的相似性;预测CarLHY蛋白不具有跨膜结构;为转录因子,定位于细胞核中;不具备信号肽。对CarLHY蛋白功能结构域预测表明,蛋白质核心结构存在符合转录因子与DNA结合的常见功能域HTH。蛋白系统进化树显示,与大豆分子进化距离最近,其次是黑杨、拟南芥。     

玉米Na~+/H~+逆向转运蛋白基因ZmSOS1的克隆与鉴定

[目的]克隆玉米Na^＋／H^＋逆向转运蛋白基因,为研究此类基因在玉米非生物胁迫抗性机制中的功能奠定基础。[方法]采用电子克隆、RT—PCR、生物信息学方法,从玉米基因组中克隆1个质膜型Na^＋／H^＋逆向转运蛋白基因,并鉴定该基因编码产物的跨膜结构预测以及在盐胁迫下的表达模式等信息。[结果]利用电子克隆方法,从玉米中克隆出1个质膜型Na^＋／H^＋逆向转运蛋白基因ZmSOS1;Zm-SOS1基因的开放阅读框长3411bp,编码1136个氨基酸;序列分析表明,ZmSOS1蛋白与拟南芥和水稻同源物AtSOSl、OsSOS1的氨基酸序列一致性分别为61％和82％;RT—PCR分析表明,ZmSOS1基因的表达可以被盐胁迫诱导增强,表明其可能在玉米耐盐性上发挥功能。[结论]ZmSDS1是一个公认的质膜型Na^＋／A^＋逆向转运蛋白基因,并可能参与玉米的非生物胁迫反应。     

山羊MT-Ⅲ分子特性研究

通过设计特异性引物MT-ⅢSP1和MT-ⅢSP2,采用RT-PCR方法分别从奶山羊和绒山羊脑组织中克隆出金属硫蛋白-Ⅲ(MT-Ⅲ)基因编码区全序列,并利用生物信息学方法分析山羊MT-Ⅲ的分子特性.结果表明:奶山羊和绒山羊MT-Ⅲ基因编码区全长均为207bp,编码68个氨基酸,其中含19个半胱氨酸,不含芳香族氨基酸和组氨酸;BLAST搜索结果表明,MT-Ⅲ编码氨基酸序列在物种间高度保守,含有MT-Ⅲ特有的MDPET、C-X-C、C-C-X-C-C、C-X-X-C、KKS(X为非Cys外的其它氨基酸)等保守的短肽结构;生物信息学分析表明,山羊MT-Ⅲ无明显疏水结构和跨膜结构域,无信号肽,是一种细胞质蛋白.山羊MT-Ⅲ蛋白质二级结构主要为不规则卷曲,仅在第40-50位氨基酸残基间有明显的螺旋结构;三级结构预测表明,山羊MT-Ⅲ的三级结构由α和β2个结构域组成,通过KKS连接,且MT-Ⅲ氨基酸序列中第30位保守的半胱氨酸在反刍动物中均突变成丝氨酸,位于β-结构域.