略阳乌鸡METTL21C基因克隆及超表达载体构建

旨在克隆略阳乌鸡 METTL21C基因,构建其超表达载体。采用实时荧光定量PCR(qPCR)技术检测 METTL21C基因在略阳乌鸡7种组织中的表达,通过PCR扩增技术克隆 METTL21C基因完整的CDS区序列,分析其核苷酸序列及不同物种序列进化关系,将 METTL21C基因片段连接至pCD513B载体,构建其超表达载体并转染至293T细胞。结果显示: METTL21C基因在略阳乌鸡心肌中表达量最高,骨骼肌次之;克隆获得略阳乌鸡 METTL21C基因完整编码区序列,共747 bp,编码249个氨基酸残基,与原鸡的相应序列具有很高的同源性;构建的 METTL21C超表达载体能转染293T细胞并成功表达,可直接用于后续 METTL21C基因功能探索的研究。     

杨树TLP基因家族的生物信息学分析

[目的]分析预测杨树类甜蛋白(TLP)基因家族功能,为杨树TLP蛋白的差别研究、功能基因发掘及遗传性状改良提供理论依据.[方法]从Phytozome数据库搜索杨树TLP基因家族序列,并依据Pfam数据库进行筛选鉴定,利用生物信息学方法对其编码的蛋白氨基酸序列进行预测分析.[结果]从Phytozome数据库中筛选获得50个TLP基因家族序列,其编码的蛋白分子量10.19~74.09 kD,氨基酸数量98~672个,等电点(pI)4.15~9.12,大部分为亲水性蛋白和不稳定性蛋白,在细胞内外均有分布,并具有thaumatin蛋白家族的保守结构域,其中42个成员能形成与抑菌有关的酸性侧翼区域,且大多数成员具有FF motif结构和5个保守的REDDD氨基酸残基,但少数氨基酸残基发生改变.50个杨树TLP基因家族成员可分为4个进化组,各进化组成员的蛋白理化特性和亚细胞定位不完全一致,且功能域结构和motif结构也具有多样性,各进化组成员间差异与进化程度总体上呈正相关.根据motif结构和功能域结构可将所有成员分别分为7组和4组,但分组结果与系统发育进化结果并不完全一致.[结论]杨树TLP蛋白家族成员存在序列保守性和进化性,特异表达呈多样性,具有抗菌活性,但作用机制存在差异.     

栗疫病菌RAN/GSP1基因的克隆与分析

用酿酒酵母(Saccharyomyces cerevisae)ScGSP1蛋白基因从COGEME植物病原菌EST库中BLAST得到栗疫病菌的GSP1蛋白EST,设计引物从栗疫病菌cDNA中克隆到该基因并测序,得到在进化上高度保守的基因,该基因开放阅读框为651 bp,编码216个氨基酸残基组成的GSP1蛋白前体;由cDNA序列推定的氨基酸序列分析表明,GSP1蛋白前体包括GTPase结合结构域和碳端细胞核定位序列,与21个物种比较的结果表明,栗疫病菌与真菌GSP1蛋白氨基酸序列相似度较高,具有高度的保守性.     

铁皮石斛热激转录因子(Hsf)基因家族鉴定及生物信息学分析

[目的]鉴定铁皮石斛热激转录因子(Hsf)基因家族成员,并进行生物信息学分析,为深入研究该家族在铁皮石斛热应激响应中的调控机制提供理论参考.[方法]以拟南芥和水稻Hsf蛋白氨基酸序列为参考序列,在铁皮石斛蛋白数据中搜索其同源蛋白序列,利用SMART和Pfam数据库鉴定出其Hsf基因家族成员.利用生物信息学方法对铁皮石斛Hsf基因家族组成、基因结构、启动子区顺式作用元件及其编码蛋白结构域和进化关系等进行分析.[结果]共鉴定获得23个铁皮石斛Hsf基因家族成员,编码氨基酸数量为132~514个,平均343个,多数属于酸性蛋白和亲水性蛋白,可分为HsfA、HsfB和HsfC组,其中HsfA组成员13个、HsfB组成员9个、HsfC组成员1个.除DoHsfA3仅包含motif 1和motif 2外,其他HsfA组蛋白均含有motif 1~motif 5,HsfB和HsfC组蛋白均缺少motif 5.铁皮石斛Hsf蛋白缺少A9、B3、B5和C1亚类成员,与同属于单子叶兰科植物的小兰屿蝴蝶兰Hsf蛋白亲缘关系最近.HsfA组成员包含完整的HSF功能域和卷曲螺旋(CC)功能域,HsfB和HsfC组成员缺少或含不完整的CC功能域.DoHsfA1A蛋白具有保守的丝氨酸—苯丙氨酸—缬氨酸—精氨酸—谷氨酰胺序列.铁皮石斛Hsf基因启动子区含有大量激素响应、胁迫响应和生长相关元件.[结论]铁皮石斛Hsf基因家族成员进化较保守,其生物学功能存在明显物种特异性,进化关系较复杂,推测其在不同的非生物胁迫和植物激素信号途径中发挥潜在"节点"作用.     

兔IFN-γ基因的克隆、遗传进化分析及其表达

运用RT-PCR技术对用ConA刺激后的中国白兔外周血淋巴细胞(PBMCr)进行扩增,将纯化后的PCR产物克隆入pMD18-T中进行序列测定,并进行遗传进化分析.结果发现:该基因全长501 bp,编码167个氨基酸,其中前20个氨基酸残基构成信号肽序列.与不同物种IFN-γ基因相比,核苷酸和推导的氨基酸序列有一定的差异.在推导的中国白兔IFN-γ氨基酸序列中,在41~43、108~110和117~119位存在3个潜在的N-联糖基化位点,同时存在3个Cys残基.转化重组质粒pETIFN-γ的大肠杆菌BL21(DE3)经IPTG诱导后,重组菌菌体裂解物经SDS-PAGE电泳可检测到相对分子量为22.6 kDa的重组蛋白.经凝胶薄层扫描,重组蛋白表达量可占菌体蛋白的19.2%.     

栗疫病菌泛素核糖体L40融合蛋白基因的克隆与分析

用酿酒酵母(Saccharyomyces cerevisae)泛素融合蛋白基因从COGEME(Consortium for the functional genomics of microbial eukaryotes)植物病原菌EST(Expressed sequence tag)库中BLAST(Basic local alignment search tool)得到栗疫病菌的泛素融合蛋白EST,设计引物从栗疫病菌cDNA中克隆到该基因并测序,得到在进化上高度保守的基因,该基因开放阅读框为387 bp,编码128个氨基酸残基组成的泛素融合蛋白前体;由cDNA序列推定的氨基酸序列分析结果表明,泛素融合蛋白前体包括氮末端的泛素结构域(76个氨基酸残基)和碳末端的核糖体蛋白L40结构域(52个氨基酸残基).该蛋白为高碱性蛋白,碳末端含有一个"锌指"模式结构.与19个物种比较的结果表明,栗疫病菌与真菌泛素融合蛋白氨基酸序列相似度较高,具有高度的保守性.     

萝卜STP13.2基因的克隆及序列分析

利用RT-PCR技术克隆了萝卜（Raphanus sativus L.）STP13.2基因CDS序列，并对其进行测序和生物信息学分析。结果表明：RsSTP13.2 CDS序列全长1599 bp，编码532个氨基酸残基，分子式为C2678H4191N685O713S21。相对分子量为58.1 kD，理论等电点为9.29，脂肪指数为108.12，是稳定蛋白。RsSTP13.2蛋白包含12个跨膜结构，预测其可能定位于细胞膜；系统进化分析表明其与白芥、甘蓝型油菜和白菜等多个不同物种具有较高的同源相似性。本研究为下一步STP13.2基因的功能和表达调控机制研究奠定了基础。     

大豆LIM转录因子家族鉴定及盐胁迫响应分析

为探究大豆LIM转录因子家族基因在应答盐胁迫中的功能,利用生物信息学方法,根据大豆全基因组数据,共鉴定出21个LIM基因,命名为GmLIM01～GmLIM21,分析大豆LIM基因家族的染色体位置、蛋白质的理化性质、进化关系、保守基序以及对非生物逆境胁迫的响应。结果表明,这些GmLIM基因在大豆20条染色体中的14条染色体上分布不均,片段重复是大豆LIM家族扩大的主要原因。根据系统发育进化分析,大豆21个LIM基因可分为5个亚家族,与其他9个物种的LIM基因一起构建进化树,也可分为5个亚家族。大豆的21个GmLIM基因共包含10个基序,大部分LIM蛋白含有motif 1、motif 2和motif 4这3个保守基序。此外,顺式调控元件的分析表明,在GmLIM基因的启动子序列中,与光响应、生长发育、植物激素和非生物逆境胁迫应答相关的调控元件非常丰富。定量PCR结果表明,在盐胁迫处理后大豆叶和根中GmLIM07、GmLIM17基因的表达量分别在3和6 h达到峰值,后随着处理时间的加长表达量下降。综上GmLIM基因在大豆的盐胁迫应答过程中具有重要的调控作用。     

鸡甲基转移酶样蛋白5(METTL5)基因的克隆与表达分析

为探讨鸡甲基转移酶样蛋白5(Methyltransferase like protein 5,METTL5)基因的序列和结构,采用RT-PCR方法克隆该基因,并用生物信息学方法分析该基因的特征;利用定量PCR(qPCR)方法检测METTL5基因的组织表达模式和母鸡叶酸缺乏对仔鸡腹脂中该基因表达的影响。结果表明,鸡METTL5基因的cDNA序列长度为702bp(Genbank accession:KU351684),编码212个氨基酸;进化树分析表明鸡METTL5氨基酸序列与野鸭和鸿雁的关系较近,与非洲爪蟾的进化关系最远。鸡METTL5氨基酸序列包含保守的AdoMet_MTases superfamily结构域,为亲水蛋白;二级结构主要是α-螺旋,占44.81%;该蛋白不存在信号肽,不是分泌蛋白;亚细胞定位显示该蛋白存在于细胞质的概率为69.6%。qPCR分析表明,METTL5基因在所检测鸡的8种组织均有表达,在腹脂中表达水平最高,在脾脏中的表达水平最低;叶酸缺乏试验表明,母鸡叶酸缺乏对仔鸡腹脂组织METTL5基因表达水平有增加的趋势,但与对照组相比差异不显著(P0.05)。     

植物ASK1-D3(MAX2)-D14蛋白复合体互作区特征与演化分析

ASK1-D3-D14复合体作为E3泛素连接酶的一部分,调控水稻的形态发生等生理反应.为了揭示该复合体互作区的结构特征和演化关系,通过对不同物种中D3直系蛋白间的系统进化进行分析,发现D3基因在不同物种中表现出不同的演化进程;而对ASK1-D3和D3-D14互作面的序列和空间结构分析,揭示D3直系同源蛋白质以及已知的F-box-like结构域间的序列同源性较低,而空间结构相似性较高,暗示F-box-like与ASK1类蛋白质之间的互作,空间结构的相似性重于序列的相似性.涉及D3和D14互作面的氨基酸在直系同源蛋白序列间的同源性很高,而形成互作面疏水内核的氨基酸保守性更高.这为D3复合体的进一步研究提供了依据.     

鸡DLK1基因的生物信息学分析

DLK1基因是哺乳动物的一个印记基因,DLK1蛋白促进哺乳动物肌肉的生长发育,但抑制脂肪的生长发育。禽类不存在基因组印记现象,目前禽类DLK1基因的功能和调控机制还不清楚。本研究针对鸡等13种动物的DLK1蛋白进行了多序列比较分析、分子进化分析及糖基化分析,同时还比较了人、鼠及鸡的DLK1基因结构、基因同线性、启动子结...     

21种大眼蟹线粒体COI基因比较及系统进化分析

【目的】比较大眼蟹科物种线粒体COI基因序列差异,探究COI基因作为大眼蟹科物种鉴定分子标记的可行性;同时基于COI基因序列构建目前最全面的大眼蟹科系统发育树,为大眼蟹科系统发育研究提供理论依据。【方法】测定拉氏大眼蟹、日本大眼蟹和太平大眼蟹3种大眼蟹的线粒体COI基因全序列,结合GenBank已公布的18种大眼蟹科COI基因部分序列,采用MatGAT 2.02进行多序列比对分析,并以三疣梭子蟹和红星梭子蟹为外类群,通过MEGA X中的最大似然法（ML）和最大简约法（MP）分别构建系统发育进化树。【结果】拉氏大眼蟹、日本大眼蟹和太平大眼蟹线粒体COI基因全序列长均为1534 bp,编码511个氨基酸残基,且均以ATG作为起始密码子及T作为不完全终止密码子。用于多序列比对的序列长度为657 bp,连续编码219个氨基酸残基,不存在碱基插入或缺失现象,碱基含量为28.9%~35.9% T、18.9%~27.2% C、25.3%~29.7% A及16.6%~19.0% G。核苷酸序列和氨基酸序列比对分别发现267和20个变异位点,且绝大多数变异位点出现在第3位密码子,而第2位密码子非常保守,即均表现出遗传密码的简并性.遗传距离、序列相似性及系统发育进化分析结果均表明,日本大眼蟹与万岁大眼蟹的亲缘关系最近、太平大眼蟹与绒毛大眼蟹的亲缘关系最近,而拉氏大眼蟹的进化地位及大眼蟹属是否为单系群还需进一步研究。【结论】 21种大眼蟹线粒体COI基因序列均有区别于其他种类的特异位点,可考虑作为物种鉴定的分子标记;但用于多序列比对的COI基因部分序列包含有效信息位点有限,在解析某些物种间的亲缘关系上仍显不足,部分种类间的亲缘关系可信度较低,因此后续研究应基于更多基因序列及更多物种数以解决这一问题。     

水稻dirigent基因家族生物信息学分析

摘　要：利用现有的水稻生物信息资源,共鉴定出了53个水稻dirigent (OsDIR)基因,它们分布在8条水稻染色体上;基因结构分析显示,有32个OsDIR基因不含内含子,占总数的60.4%;保守功能区域预测表明,OsDIR基因至少含有1个保守的DIR功能域;模块预测显示,水稻DIR蛋白拥有至少10个大小不同的保守模块,且不同模块在基因家族成员中出现的频率有较大的差异;蛋白序列比对表明,该基因家族蛋白保守序列均位于DIR功能域内;蛋白功能预测表明,大多数OsDIR蛋白为稳定的疏水性蛋白,表达于大多数细胞器中,且在细胞壁中表达最为丰富;同源基因分子遗传进化分析表明,OsDIR基因可分为5个亚类,功能域片段与基因的复制特征表明,OsDIR基因可能起源于共同的祖先(基因)。     

甘薯S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因克隆与表达

从实验室建立的甘薯冷胁迫抑制消减文库中分离出一cDNA片段,经NCBI比对后发现该片段与其它植物的S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因具有90%的同源性,根据相关物种S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因cDNA序列设计引物,以甘薯总RNA为模板,经RT-PCR扩增首次获得全长1182bp的甘薯SAMS完全编码区,NCBI比对分析结果表明:该片段与不同种属植物sams基因的编码区序列的核苷酸相似性达85.48%,所推导的氨基酸序列相似性达93.6%。根据核苷酸序列和氨基酸序列分别构建了SAMS系统进化树,从分子水平阐明了植物种属间的亲缘进化关系,为其种质资源利用提供理论依据。利用该序列与原核表达载体pET32a连接构建融合表达载体pET-SAMS,酶切鉴定后转入大肠杆菌BL21,在不同温度下诱导3h后均表达出一63KDa大小融合蛋白。     

‘航花2号’的Δ~(12)脂肪酸脱氢酶(FAD2)基因的生物信息学分析

植物中的Δ12脂肪酸脱氢酶(FAD2)是油酸形成亚油酸的关键酶。通过NCBI和EXPASY 2大数据库,采用Signal P、TMHMM、Psort、Prot Param和Target P等分析程序对花生品种‘航花2号’及其它物种的19个FAD2蛋白序列进行分析,利用MEGA6.0软件比对序列及构建系统进化树阐明FAD2基因的系统发育关系,亲缘相近的FAD2蛋白聚在一起。预测了‘航花2号’和‘粤油13’的FAD2蛋白的分子质量、等电点、信号肽、跨膜和保守结构域等。结果表明:‘航花2号’FAD2蛋白的N端没有信号肽,预测定位在微体、细胞质、线粒体基质和叶绿体类囊膜中,而C端信号基序LKGL使得FAD2蛋白选择性地结合和嵌入内质网,植物的FAD2蛋白普遍有3个高度保守的组氨酸富集基序(HECGHH、HRRHH和H[A/C/T]HH)和3~5个跨膜结构,但分析结果显示,‘航花2号’的FAD2蛋白的H[A/C/T]HH的组氨酸基序是缺失的,而油酸转化为亚油酸的效率上并没有显著变化,为将来FAD2基因的基因工程操作提供一定的理论基础。     

基于ITS2序列的秤星树等冬青属8种药用植物的分子鉴别

[目的]建立ITS2区段的秤星树及其同属几种药用植物的分子鉴别方法。[方法]以秤星树等几种药用植物为材料,采用离心柱型试剂盒提取总DNA,采用一对通用引物对ITS2区段进行PCR扩增和测序;HMMer法对测序结果进行注释得到ITS2序列;MEGA软件分析,寻找差异位点,构建系统发生树。[结果]测序后注释得到的秤星树等8种冬青属药用植物ITS2比对序列为254 bp,种间存在85个差异位点。[结论]ITS2区可用于鉴别秤星树与同属几种药用植物。     

二化螟线粒体cox1基因的克隆、序列测定和分子系统学分析

[目的]克隆并分析二化螟线粒体细胞色素c氧化酶亚基I基因（cox1）。[方法]利用PCR方法扩增了二化螟线粒体cox1基因,并测定了其全序列。通过检索GenBank数据库获得了其他21种鳞翅目昆虫的cox1序列,并进行了同源性比较和分子系统学分析。[结果]cox1基因编码框包含1531个核苷酸,编码510个氨基酸的蛋白;起始密码子为CGA,终止密码子仅由一个T组成。利用ML方法构建了基于cox1基因编码氨基酸序列的鳞翅目昆虫的分子系统树,发现分子系统树与从形态学角度的系统分类在大方面上是基本一致的,但也略有差异。[结论]为进一步研究cox1基因的表达和应用奠定了基础。     

AT-hook蛋白的研究进展

AT-hook是一类新的DNA结合蛋白基序,与其他功能已知的DNA结合基序不同,AT-hook基序具有以精氨酸-甘氨酸-精氨酸-脯氨酸（RGRP）四个残基为中心的特征结构。AT-hook蛋白与DNA的特异结合是通过AT-hook基序的氨基酸残基与双链DNA小沟中富含AT碱基的区域相互作用完成的。AT-hook基序广泛存在于不同物种的DNA结合蛋白中,AT-hook蛋白在染色质结构组装和对目标基因转录活性的调控中起着重要的作用,进而影响生物的生长发育。     

二化螟线粒体cox1基因的克隆、序列测定和分子系统学分析

[目的]克隆并分析二化螟线粒体细胞色素c氧化酶亚基I基因（cox1）。[方法]利用PCR方法扩增了二化螟线粒体cox1基因,并测定了其全序列。通过检索GenBank数据库获得了其他21种鳞翅目昆虫的cox1序列,并进行了同源性比较和分子系统学分析。[结果]cox1基因编码框包含1531个核苷酸,编码510个氨基酸的蛋白;起始密码子为CGA,终止密码子仅由一个T组成。利用ML方法构建了基于cox1基因编码氨基酸序列的鳞翅目昆虫的分子系统树,发现分子系统树与从形态学角度的系统分类在大方面上是基本一致的,但也略有差异。[结论]为进一步研究cox1基因的表达和应用奠定了基础