奶牛IL-8基因结构和功能的生物信息学分析

以奶牛IL-8基因为研究对象,运用生物信息学方法,对其编码的蛋白质结构、理化性质、信号肽、跨膜结构、亚细胞定位、二级结构以及高级结构进行生物信息学分析,并推测与其他物种的进化关系。结果表明:奶牛IL-8蛋白为稳定亲水性跨膜蛋白,定位于细胞外。二级结构以α螺旋和无规则卷曲为主,有2个Ser和2个Thr,可能成为蛋白激酶磷酸化位点,此外还有12个糖基化位点。保守结构域分析表明,奶牛IL-8蛋白有一个SCY锌指保守结构域。IL-8蛋白氨基酸邻接系统树分析表明,奶牛IL-8基因与绵羊的亲缘关系最近,具有较高的同源性。     

沼泽红假单胞菌LuxR家族调控蛋白的生物信息学分析

LuxR家族调控蛋白调控革兰氏阴性细菌群体感应系统,从而影响细菌生物被膜的形成.利用在线生物信息学预测软件,分析LuxR家族调控蛋白序列,对其理化性质、亲水性/疏水性、亚细胞定位、信号肽、二级结构、三级结构、磷酸化位点、跨膜结构域和功能结构域进行分析和预测,为后续研究生物被膜形成机制奠定基础,也为生物被膜增强剂的开发提供新的思路.结果表明:LuxR家族调控蛋白为不稳定的亲水性蛋白;定位在细菌的细胞质中;无信号肽结构,推断其为非分泌性蛋白;二级结构中含有α-螺旋、β-转角、延伸链和无规则卷曲等结构元件;α-螺旋和无规则卷曲对三级结构的稳定和功能发挥具有重要意义;含有5个磷酸化位点,其中丝氨酸磷酸化位点包括第79位、第165位和第171位氨基酸,其中苏氨酸磷酸化位点包括第90位和第211位氨基酸;无跨膜结构域,推测LuxR家族调控蛋白不属于跨膜蛋白;LuxR家族调控蛋白参与细菌群体感应系统,含有2个保守结构域,分别为Autoind_bind和HTH_LUXR,该蛋白通过这2个保守结构域起到转录调控的作用.     

不同植物查尔酮合成酶CHS基因的生物信息学分析

采用生物信息学方法对GenBank中已登录的10种不同植物中的查尔酮合成酶基因的核苷酸序列及所推测的氨基酸序列的理化性质、信号肽、跨膜结构、亲/疏水性、功能结构域以及其二级结构进行了详细的分析,构建了不同植物CHS的系统进化树。结果表明,10种植物中CHS基因的开放阅读框的全长在1.2 kb左右,大约编码399个氨基酸;不同植物中的CHS的氨基酸序列均包括1个N-糖基化位点(32NMSS),4个蛋白激酶c磷酸化位点(69TIR、158SVK、202TFR、359SAK)和1个查尔酮合成酶活性位点(161RLMMYQQGCFAGGTVLR),均不存在信号肽、无跨膜结构域,是一个疏水性蛋白。     

Bioinformatics Analysis of Chalcone Synzyme (CHS) Genes in Different Plants

采用生物信息学方法对GenBank中已登录的10种不同植物中的查尔酮合成酶基因的核苷酸序列及所推测的氨基酸序列的理化性质、信号肽、跨膜结构、亲/疏水性、功能结构域以及其二级结构进行了详细的分析,构建了不同植物CHS的系统进化树.结果表明,10种植物中CHS基因的开放阅读框的全长在1.2kb左右,大约编码399个氨基酸;不同植物中的CHS的氨基酸序列均包括1个N-糖基化位点(32NMSS),4个蛋白激酶c磷酸化位点(69TIR、158SVK、202TFR、359SAK)和1个查尔酮合成酶活性位点(161RLMMYQQGCFAGGTVLR),均不存在信号肤、无跨膜结构域,是一个疏水性蛋白.     

澳洲坚果蛋白磷酸酶基因MiSTPP1和MiSTPP4克隆与生物信息学分析

【目的】通过澳洲坚果蛋白磷酸酶基因MiSTPP1和MiSTPP4克隆与生物信息学分析,以期为阐明澳洲坚果蛋白磷酸酶基因的功能及作用机制提供参考依据。【方法】基于澳洲坚果转录组数据和RT-PCR方法克隆澳洲坚果蛋白磷酸酶基因,利用生物信息学分析基因编码蛋白质的同源性、系统进化、理化性质、磷酸化位点、亚细胞定位、跨膜域和信号肽。【结果】获得2个新的澳洲坚果蛋白磷酸酶基因MiSTPP1和MiSTPP4,GenBank登录号分别为MT374548和MT374551。氨基酸同源性分析表明,MiSTPP1和MiSTPP4与其他植物来源的PP1蛋白具有极高的序列相似度,都包含典型结构域MPP_PP1_PPKL。进化树分析表明,MiSTPP1和MiSTPP4与PP1家族蛋白的亲缘关系最近。蛋白基本理化性质分析表明,MiSTPP1是一个不稳定的亲水性蛋白,而MiSTPP4蛋白是一个稳定的亲水性蛋白。磷酸化位点分析表明,MiSTPP1和MiSTPP4都以丝氨酸和苏氨酸磷酸化为主。亚细胞定位、跨膜域和信号肽预测表明,MiSTPP1和MiSTPP4极可能定位于细胞质,且都为非分泌蛋白和非跨膜蛋白。MiSTPP1和MiSTPP4的二级结构和三维结构主要含有α螺旋和无规则卷曲。【结论】MiSTPP1和MiSTPP4属于蛋白磷酸酶PP1家族基因,推测在响应逆境胁迫、信号转导等生理生化过程中发挥作用。     

玉米抗冷相关基因ZmSAMDC克隆及生物信息学分析

在水稻中同源比对得到玉米的SAMDC基因,并利用生物信息学在线软件,对该基因编码的蛋白质结构及理化性质等进行分析.结果 表明:ZmSAMDC为疏水性非跨膜类蛋白,无信号肽结构.ZmSAMDC蛋白分子量大小为43283.12 D,等电点为4.78,氨基酸数共398个,蛋白质不稳定系数为38.32,预测该蛋白为稳定蛋白.ZmSAMDC蛋白存在44个潜在磷酸化位点,其中23个丝氨酸(Ser)磷酸化位点,12个苏氨酸(Thr)磷酸化位点,9个酪氨酸(Tyr)磷酸化位点,磷酸化主要集中在苏氨酸、丝氨酸、酪氨酸残基上.ZmSAMDC蛋白的二级结构以α-螺旋、延伸链、无规则卷曲及β-转角组成.ZmSAMDC结构域为SAM_decarbox结构域,亚细胞主要定位在胞外基质上.     

绵羊YAP1基因全长cDNA克隆及生物信息学分析

【目的】克隆绵羊YAP1基因cDNA并分析其序列及其蛋白的遗传特性及其在不同组织中不同程度的表达情况。【方法】以湖羊为研究对象,利用RT-PCR和RACE技术获得绵羊YAP1序列,并结合生物信息学方法对绵羊YAP1的序列进行深入分析。【结果】从湖羊背最长肌中克隆YAP1基因的全长cDNA序列;利用生物信息学技术,对绵羊YAP1基因与其它物种的同源性,蛋白质序列的跨膜区,亚细胞定位,亲水性,潜在信号肽剪切位点,糖基化位点,磷酸化位点,编码产物进行功能预测分析,及其编码蛋白的二级结构,三级结构等进行分析。【结论】克隆获得绵羊YAP1基因序列全长为1 712 bp,包括1 212 bp的编码区序列,编码403个氨基酸。同源性分析发现,绵羊YAP1核苷酸序列与推测氨基酸序列与灰仓鼠的同源性最高,分别达到78.77%和92.51%,而与人、黑猩猩的一致性差异较小。氨基酸序列分析发现该基因编码蛋白为水溶性蛋白,相对分子量为44079.0Da,理论等电点为4.91,无信号肽序列和跨膜区;亚细胞定位主要在细胞核,不属于分泌蛋白;预测含有33个磷酸化位点,7个糖基化位点,具有两个WW结构域,二级结构以无规则卷曲为主,三级结构显示,YAP1结构域区构成弯曲状螺旋结构。预测YAP1蛋白主要在调节功能过程中有着关键作用。以上研究为进一步探讨YAP1基因在肌肉生长过程中的功能研究奠定了遗传信息基础。     

奥利亚罗非鱼DMRT1基因推导蛋白的结构和功能预测

利用生物信息学的方法对DMRT1基因推导的氨基酸序列进行结构特征和功能域预测分析,探讨了DMRT1的信号肽、亲/疏水性、跨膜拓扑结构、卷曲螺旋结构、基序、功能域及高级结构.结果表明: DMRT1基因推导蛋白不含螺旋卷曲区域,没有信号肽,是一个非跨膜的亲水性稳定蛋白,该蛋白以游离形式存在于细胞质内,不会发生跨膜运动.DMRT1基因推导蛋白包含两个相同的保守的功能结构域,分别行使性别调控,使DNA形成二聚体和结合回纹结构的功能.DMRT1基因推导蛋白含有多个磷酸化位点,推测它可能在细胞信号传导中发挥作用,且其生物活性可能接受信号途径中多种信号的调控.DMRT1的高级结构中含有两个α-螺旋区域.以上结论为实验室研究奥利亚罗非鱼DMRT1基因编码蛋白的功能,为明确DMRT1基因与性别调控的关系奠定了基础.     

N-酰基高丝氨酸内酯酶的生物信息学分析

采用生物信息学分析方法,对沼泽红假单胞菌N-酰基高丝氨酸内酯酶理化性质和结构特征进行预测。结果表明,该蛋白为稳定的亲水性蛋白,定位在细菌的细胞质中,无信号肽结构。二级结构中含有α-螺旋、β-转角、延伸链和无规则卷曲等结构元件,α-螺旋和无规则卷曲对三级结构的稳定和功能发挥具有重要意义。含有6个磷酸化位点,无跨膜结构域。参与细菌群体感应淬灭。     

不结球白菜抗芜菁花叶病毒蛋白BcTuRsO的生物信息学分析

采用生物信息学方法,利用多种在线软件对不结球白菜抗芜菁花叶病毒(TuMV)蛋白BcTuRsO的系统进化、理化性质、亲水性、跨膜区、亚细胞定位、所含模体及蛋白质结构进行预测和分析。系统进化树分析结果表明,该蛋白在不同物种之间具有保守性。理化性质分析结果显示该酶含194个氨基酸,分子量为21 731.3,理论等电点pI值为6.60。TMpred跨膜分析结果显示,它含有1个显著的跨膜螺旋区,这个区域与ProtScale预测的疏水区基本重叠。用Target P server和WOLFPSORTserver程序预测该蛋白为细胞质蛋白。结构域分析结果显示该蛋白含多种磷酸化位点。二级结构以α-螺旋和随机卷曲为主。     

六倍体(A~nA~nC~nC~nC~oC~o)与白菜型油菜杂交可交配性及后代菌核病抗性

【目的】利用亲本种遗传资源是改良甘蓝型油菜的重要手段。以甘蓝型油菜与菌核病抗性甘蓝杂交合成的六倍体为桥梁,与大量的白菜型油菜杂交,合成杂种,探索改良甘蓝型油菜菌核病抗性的策略。【方法】采用菌核病抗病甘蓝(C01)与甘蓝型油菜(中双9号)杂交合成六倍体,通过分析六倍体的育性、菌病抗性和减数分裂行为来分析其作为桥梁材料转移菌核病抗性的可能性;将六倍体与110份白菜型油菜杂交,通过考察杂种发育和可交配性来分析六倍体与白菜型油菜杂交的可行性;通过鉴定杂种的苗期表型特征、自交结实率及离体茎秆的菌核病抗性来分析杂种在改良甘蓝型油菜遗传背景上的利用潜力。【结果】该六倍体的花粉育性为90.6%—92.7%,自交结实率为3—7粒/角果;菌核病抗性显著高于对照品种(中双9号);处于减数分裂后期I的花粉母细胞中,68.80%(86/125)的染色体分离比为28﹕28。110份春性、冬性和半冬性的白菜型油菜与六倍体杂交,授粉15 d后的胚珠发育正常,并且都能收获成熟种子,平均可交配性为(4.25±3.91)粒/角果。尽管不同基因型之间的可交配性存在显著差异,但是不同生态型的白菜型油菜与六倍体杂交的可交配性无显著差异(半冬性:(4.35±3.77)粒/角果,春性:(4.34±4.51)粒/角果,冬性:(4.01±3.43)粒/角果;P=0.44)。六倍体作为母本或者父本与白菜型油菜杂交都能结籽,而且没有显著性差异(六倍体为母本:平均结实率为4.27粒/角果;六倍体为父本:平均结实率为3.95粒/角果;P=0.69)。六倍体与白菜型油菜杂交创建的杂种,苗期形态似甘蓝型油菜,但是表型变异丰富;杂种都能自交结籽,平均自交结实率为(7.72±4.45)粒/角果;来自不同生态型的白菜型油菜与六倍体合成的杂种自交结实率无显著性差异(冬性白菜型油菜合成的杂种平均自交结实率:(8.07±3.43)粒/角果,半冬性:(7.88±4.64)粒/角果,春性:(6.41±3.00)粒/角果,P=0.95)。经过两年的离体茎秆菌核病抗性鉴定,6份杂种的菌核病发病程度两年均显著低于中双9号(P0.05)。【结论】以六倍体为桥梁能有效地将甘蓝型油菜亲本种的优良性状导入到甘蓝型油菜中。     

野生樱桃李对北方根结线虫和花生根结线虫的抗性

为探明野生樱桃李抗根结线虫种质资源的价值,以实生钵苗为试材,采用人工接种等方法,研究其对北方根结线虫和花生根结线虫的抗性.结果表明:接种后30 d,野生樱桃李根系中北方根结线虫、花生根结线虫的雌成虫数量分别占2龄线虫接种量的0.16％和0.03％,依据抗性评价标准判定其高抗北方根结线虫和花生根结线虫;接种北方根结线虫的群体中包含免疫、高抗和中抗3种类型,分别占群体总数的46％、48％和6％;接种花生根结线虫的包含免疫和高抗2种类型,分别占群体总数的56％和44％;接种北方根结线虫和花生根结线虫的植株未被侵染率分别为46％和52％,所有供试植株根系表面均未发现线虫卵块.野生樱桃李高抗北方根结线虫和花生根结线虫,其对北方根结线虫、花生根结线虫的抗性均存在显著的株间分离现象;抗侵入、抗发育和抗繁殖是其对北方根结线虫和花生根结线虫的主要抗性机制;野生樱桃李是抗根结线虫核果类果树砧木种质资源树种.     

基于28S, COI和Cytb基因序列的薜荔和爱玉子传粉小蜂分子遗传关系研究

薜荔和爱玉子均属于桑科榕属植物,二者为同一物种的原变种与变种的关系,早期研究认为这两种榕树与同一种传粉榕小蜂(Wiebesia pumilae (Hill))建立了稳定的互利共生关系,但近期在形态学、生态学、传粉生物学等方面对二者的研究结果表明,薜荔传粉小蜂和爱玉子传粉小蜂之间可能发生了遗传分化。实验用核糖体28SrDNAD1-D3区、线粒体Cytb及COI基因部分序列,对采自福建3个不同样地的薜荔传粉小蜂和3个不同品系的栽培爱玉子的传粉小蜂进行分析,结果表明:(1)薜荔传粉小蜂和爱玉子传粉小蜂的核糖体28S序列的碱基组成中A,T,G,C 4种含量较平均,C+G的平均含量(56%)稍高于A+T的含量(44%)。线粒体Cytb序列中A+T的含量(76.1%)明显高于C+G的含量(23.9%),COI序列中A+T的含量(71.9%)也明显高于G+C的含量(28.1%),这是膜翅目昆虫线粒体基因的普遍特征。在薜荔和爱玉子传粉小蜂的线粒体Cytb及COI基因中,密码子第三位点A+T的含量最高。(2)比较薜荔和爱玉子传粉小蜂的3种分子标记的变异范围显示,28S进化速度较Cytb及COI序列慢,比较保守,更适合科、亚科等较高分类单元的研究。薜荔传粉小蜂与爱玉子传粉小蜂之间的亲缘关系较近,采用Cytb与COI序列进行分析更为精确。(3)用Cytb及COI序列对薜荔传粉小蜂与爱玉子传粉小蜂之间的遗传距离进行分析显示,薜荔传粉榕小蜂个体间Cytb序列平均遗传距离为0.0054,爱玉子传粉小蜂个体间的Cytb遗传距离为0.0164;薜荔传粉小蜂与爱玉子传粉小蜂群体之间的Cytb序列平均遗传距离为0.1385;COI序列的薜荔传粉榕小蜂个体间遗传距离为0.0048,爱玉子传粉小蜂各样本间平均遗传距离为0.0102;薜荔传粉小蜂与爱玉子传粉小蜂群体间COI序列平均遗传距离为0.1896,两群体间的遗传距离(差异大于10%以上)明显大于群体内各样本之间的遗传距离,表明薜荔传粉小蜂与爱玉子传粉小蜂之间已经发生了很大的遗传分化,其变异水平达到了种间分化水平,即薜荔传粉小蜂与爱玉子传粉小蜂为两个不同的种。     

塔里木河叶尔羌高原鳅摄食和生长的研究

为了探讨叶尔羌高原鳅在高盐碱水域环境的摄食和生长,本研究通过鱼类生物学和渔业资源调查等研究方法,对2012-2013年在塔里木河干流阿拉尔段、阿拉尔周边排碱渠和台南河等3个不同水域的叶尔羌高原鳅样本237尾、水生生物和水质进行了测定和分析。结果显示:塔里木河叶尔羌高原鳅口裂较大,下口位,有高原鳅属鱼类类似的摄食器官和肠道,体肠比约为1,杂食性偏肉型;3个不同水域水质和水生生物差异较大,叶尔羌高原鳅适口饵料缺乏,摄食强度明显降低,抢食现象严重,残食现象明显,成活率差,生长性状不稳定。研究表明:塔里木河叶尔羌高原鳅应对不同水域,摄食形态未发生改变,但其食物组成有所变化,长期的适应中摄食行为可能会发生变化。     

不同鳊鲂属鱼类群体的形态差异分析

运用3种多元统计方法对我国鳊属长春鳊(Parabramis.pekinensis)、鲂属团头鲂(Megalobrama.amblycephala)、东江三角鲂(Megalobrama.terminalis)、钱塘江三角鲂(Megalobrama.terminalis)、厚颌鲂(Megalobrama.pellegrini)和广东鲂(Megalobrama.hoffmanni)6个群体的可数性状、可量性状和框架性状的形态学差异进行了分析。结果显示,鳊鲂属鱼类6群体在侧线鳞数、侧线上鳞数、侧线下鳞数、背鳍条数、胸鳍条数、腹鳍条数、臀鳍条数等7项形态可数性状上的差异不显著(P0.05)。对9项可量比例参数和20项框架比例参数的聚类分析结果表明,团头鲂与同属的厚颌鲂、三角鲂亲缘关系较近,这3个鲂属种群与鳊属长春鳊形态差异较大,与同为鲂属的广东鲂形态差别最大;另外,聚类分析表明三角鲂的2个地理群体(东江三角鲂、钱塘江三角鲂)也存在一定的形态差异。判别分析构建了鳊鲂属鱼类6群体的判别函数,其综合判别率为93.7%。主成分分析提取的前2个主成分的累积贡献率为77.9%,其中主成分1的贡献率为70.9%,对鳊鲂属鱼类群体间形态学差异起决定性作用的特征集中在背腹轴方向。     

蒙古栎、白桦根系分解及养分动态

采用埋袋法对蒙古栎(Quercus mongolica)、白桦(Betula platyphylla)两个树种粗根(＞10 mm)、中粗根(5-10 mm)、中根(2-5 mm)和细根(＜2 mm)的分解速率和养分动态进行研究.结果表明,根系的重量保持率随时间增加呈下降趋势,这种趋势可用Olson指数衰减模型来拟合,即:Xt/X0=e-kt(t为分解时间,X0为根系初始干重,Xt为分解t时间的残留干重,k为年分解系数),通过拟合计算出年分解系数k.在本研究中,蒙古栎粗根、中粗根、中根、细根的年分解系数分别为:0.2928、0.2562、0.2928、0.3660;白桦依次分别为:0.2196、0.3294、0.3660、0.4392,基本呈现随直径增加分解速率减小的趋势.根系分解过程中,两树种各径级均是N浓度增加,可溶性糖浓度减小.在根系分解的不同时期两树种各径级N表现出不同程度的释放或富集,没有明显的规律性;可溶性糖却一直处于释放状态.分解1a时间,蒙古栎各径级根系表现为释放N元素;白桦表现为细根和中根释放N元素,中粗根和粗根富集N元素.蒙古栎、白桦细根和中根可溶性糖的释放率达90％以上,中粗根和粗根的释放率达80％以上.     

珠眉海棠(Malus zumi Mats)盐应答MzDREBb基因的克隆与功能研究

通过microarray(微列阵芯片)分析,从珠眉海棠盐胁迫cDNA文库中分离得到盐诱导的MzDREBb基因全长cDNA序列,研究苹果属植物DREB转录因子在胁迫中的作用。结果表明:MzDREBb全长1 185 bp,开放阅读框共714 bp,5''-UTR和3''-UTR的长度分别是121和350 bp;MzDREBb编码237个氨基酸,有一个AP2/ERF结构域;系统分类将MzDREBb归入DREB家族的A-5亚组;MzDREBb定位在细胞核中,具有转录激活活性;半定量RT-PCR表明MzDREBb基因受到盐诱导。超表达MzDREBb基因的拟南芥耐盐能力增强。以上结果表明MzDREBb基因在盐胁迫应答中起重要作用。     

梭梭树龄与肉苁蓉种子产量关系的研究

以梭梭和肉苁蓉为试验材料,研究了梭梭树龄与肉苁蓉种子产量的关系.结果表明:1)梭梭基径粗、株高、冠幅、肉苁蓉直径、花序长、蒴果数、有效果数、单蒴果重和单株种子产量与梭梭树龄呈显著正相关,相关系数在0.93以上.2)随着梭梭树龄增长,与对照相比,单株肉苁蓉种子产量提高了2～5倍.直径＜0.5 mm的种子所占比例下降,直径为0.5～0.7 mm种子所占比例提高.3)5年生及以上的梭梭所寄生的肉苁蓉直径和花序长可达21.72 mm和30.8 cm以上,并且蒴果数、有效果数和单株种子产量分别可达143个、128个和11.810 g以上.5年生及以上的梭梭可作为寄主培育肉苁蓉留种植株.     

鸡胚NANOG、POUV和TWIST2基因不同发育阶段表达谱分析

为了解析鸡胚发育过程中NANOG、POUV和TWIST2基因的调控作用,利用荧光定量RT-PCR方法,研究NANOG、POUV和TWIST2基因在孵化1~6d(E1~E6)的整体胚胎和孵化15和18d(E15、E18)鸡胚的大脑、心脏、肝脏和左侧大腿肌肉组织中的表达谱。结果表明,1)NANOG基因的表达水平在E2~E6整胚和E15、E18胚期的大脑、心脏、肝脏和腿肌中的表达水平均极显著低于E1时期(P0.01)。2)在鸡胚发育的整胚E1~E6和E15、E18时期的大脑、肝脏、心脏和腿肌中,POUV基因的表达水平基本呈现逐渐降低趋势,且从E3时期后均显著低于E1时期(P0.05或P0.01)。3)TWIST2基因在E1~E6整胚中的表达水平呈现逐渐增高趋势,到E6达到最高水平(P0.05或P0.01);在E15和E18时期的上述4种组织中又呈现降低趋势,但均高于E1时期。NANOG、POUV和TWIST2基因在鸡胚发育过程的调控水平存在差异,研究结果可望为鸡的育种和临床研究提供资料。