大豆ZF-HD蛋白家族的全基因组序列特征分析

同源异形盒基因家族的同源域蛋白在植物、动物和真菌发育过程中作为转录因子起着重要的作用[1]。自从1993年Schinder首次发现植物同源结构域(PHD,Plant homeodomain)以来,还发现在拟南芥蛋白HAT3.1和HOXIA内含有一段富含半胱氨酸的保守序列,此序列与金属离子结合结构域(Metal-binding domains)非常相似[2]。而PHD是14种已知锌指结构域中的1种,存在于400多种真核生物蛋白中,在进化过程中高度保守[3-4],因此命名为ZF-HD(Zinc finger homeodomain)蛋白。该类蛋白通过调节染色质状态来调控基因转录、细胞周期、细胞凋亡等生命活动,双子叶和单子叶植物中该类蛋白的突变分析表明叶片发育涉及分生组织特异的Knotted-like同源异形盒基因的下调表达[5-6],这些基因的异位表达导致叶片细胞发育的改变,表明它们在早期叶片发育过程中起着关键的作用[7]。目前对动物中ZF-HD蛋白的结构和功能方面的研究较为广泛和深入,而在植物中仅有少数ZF-HD蛋白的功能被阐明,尤其是植物逆境胁迫过程中该类蛋白的功能研究甚少。     

野桑蚕scalloped同源基因的克隆和序列分析

Hippo通路与昆虫的生长、发育和变态等过程密切相关,在动物不同物种之间高度保守。scalloped基因是Hippo通路元件Yki的偶联因子之一,参与调控基因的表达。克隆了野桑蚕(Bombyx mandarina)scalloped基因的完整开放阅读框(ORF)及其上下游的部分非编码序列。序列联配分析表明,与家蚕相比,野桑蚕scalloped基因序列存在多处的核酸片段缺失、插入及位点差异。结构域分析表明,野桑蚕Scalloped蛋白与家蚕、黑腹果蝇、小鼠和人的蛋白结构类似,均含有完整的TEAD蛋白家族典型TEA结构域和PDB结构域,但野桑蚕编码蛋白缺失蛋白C末端序列。系统发生树分析表明,昆虫Scalloped蛋白与脊椎动物TEF3可能存在共同的起源;家蚕Scalloped在进化中出现晚于野桑蚕且经历较多遗传选择过程。     

不同植物黄酮醇合成酶FLS的生物信息学分析

采用生物信息学方法和工具分析19种不同植物中的黄酮醇合成酶基因的核苷酸序列及编码氨基酸序列,对其理化特性、功能结构域、亲/疏水性、二级结构、信号肽、跨膜结构域以及分子系统进化关系等进行预测和推断,并构建分子进化树。结果表明,不同植物FLS基因的开放阅读框全长在1.0 kb左右,编码蛋白含330余个氨基酸,呈酸性,是一个没有任何信号肽、转运肽和跨膜结构域的亲水性蛋白。不同植物FLS氨基酸序列包含有黄酮醇合成酶功能域,而且琢-螺旋和不规则盘绕是其蛋白质二级结构的最大量结构元件。19个植物FLS在分子进化树中主要聚成3小支,来源于同科植物的FLS首先聚在一起,再与其他物种FLS聚在一起,进化分析在一定程度上反映了这些物种FLS的进化关系。     

水曲柳节律相关GIGANTEA基因的克隆及同源性比对分析

[目的]对水曲柳节律相关GIGANTEA基因的克隆及同源性进行比对分析。[方法]根据GenBank中GI基因保守结构域设计简并引物,进行PCR分析,并与其他物种的氨基酸序列进行同源性比对分析。[结果]获得了编码区780 bp的部分序列,可以编码260个氨基酸,获得的GI基因命名为FmGI,与多个物种GI基因有着较高的同源性,其中与葡萄、大豆、苜蓿、毛果杨、蓖麻、黄瓜、菊花、大麦、玉米、小麦、拟南芥、黑麦草、洋葱和云杉等多个物种具有较高一致性。系统发育树分析结果表明,GI基因按照单子叶植物、双子叶植物和裸子植物的进化关系聚为3类,明确了水曲柳GI基因的系统进化关系。[结论]该方法对水曲柳生物节律钟GI基因编码区进行了克隆,并对获得的部分GI蛋白序列进行了同源性比对分析,建立了系统进化树,为进一步获得水曲柳GI基因全长及研究其功能起到一定参考作用。     

毛果杨全基因组ANK基因的鉴定及表达分析

锚蛋白重复序列(ankyrin repeats)是普遍存在于生物体中的介导蛋白与蛋白相互作用的一种结构域。具有这种结构域的蛋白参与转录的启动、细胞周期的调控、细胞骨架系统的形成及离子的运输和信号转导。利用生物信息学方法,以杨树最新基因及蛋白序列为基础,通过对毛果杨全基因组中ANK基因的鉴定,获得较为完整的ANK家族信息。同时,对该家族成员的分类、进化、定位、结构和表达进行全面分析,为下一步研究ANK基因的功能提供重要的生物信息依据。     

毛果杨全基因组ANK基因的鉴定及表达分析

锚蛋白重复序列(ankyrin repeats)是普遍存在于生物体中的介导蛋白与蛋白相互作用的一种结构域。具有这种结构域的蛋白参与转录的启动、细胞周期的调控、细胞骨架系统的形成及离子的运输和信号转导。利用生物信息学方法,以杨树最新基因及蛋白序列为基础,通过对毛果杨全基因组中ANK基因的鉴定,获得较为完整的ANK家族信息。同时,对该家族成员的分类、进化、定位、结构和表达进行全面分析,为下一步研究ANK基因的功能提供重要的生物信息依据。     

青鳉的一种PABP基因电子克隆及其鉴定

[目的]克隆分析青鳉的一种脚基因。[方法]利用生物信息学手段克隆了青鳉的一种PABP基因的全长cDNA序列,并对其序列进行了分析。[结果]该eDNA序列包含780bp的开放阅读框,编码259个氨基酸。氨基酸序列同源性和进化的分析表明,青鲋的PABP蛋白与半滑舌 鳎ePABP2具有较高的同源性。[结论]所获得的青鲋的脚基因与其他物种的ePABP2基因同源。     

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.     

巴西橡胶树核糖体蛋白S6基因的克隆及生物信息学分析

核糖体蛋白S6是核糖体蛋白家族的重要成员,在核糖体中发挥重要作用。利用农业部橡胶生物学重点开放实验室获得的部分序列设计引物,采用3-′RACE技术从巴西橡胶树胶乳中获得一个核糖体蛋白S6基因的完整阅读框,该基因编码249个氨基酸的多肽,含有一个典型的真核生物核糖体蛋白S6结构域。在HbRPS6氨基酸序列中没有预测到跨膜区和信号肽,二级结构分析表明：HbRPS6属于混合型蛋白。对10个RPS6系统进化分析表明：巴西橡胶树的RPS6基因在进化上具有保守性,与植物类玉米的RPS5基因亲缘关系最近,而与动物和酵母的亲缘关系相对较远。该基因的克隆和生物信息学分析为深入研究其功能奠定了基础。     

广西眼镜蛇Dmrt基因DM结构域克隆及序列分析

[目的]了解广西眼镜蛇Dmrt基因DM结构域特性,为探讨眼镜蛇性别决定和分化发育的分子机制及证实Dmrt基因家族在爬行动物进化中的保守性提供理论依据.[方法]以广西眼镜蛇为材料,采用简并PCR扩增克隆眼镜蛇Dmrt基因DM结构域,并分析其与人、猕猴、牛、小鼠、大绿蛙、中华蟾蜍、扬子鳄等相应Dmrt基因DM结构域的同源性及系统进化关系.[结果]克隆获得广西眼镜蛇Dmrt基因家族的两个成员,分别命名为Nn1 Dmrt和Nn2 Dmrt.经系统进化分析,发现两个Dmrt基因DM保守区核酸序列与人、猕猴、牛、小鼠、大绿蛙、中华蟾蜍、扬子鳄相应Dmrt基因保守区核酸序列的相似性均在74%以上,其推导氨基酸序列的相似性均在80%以上.[结论]Dmr基因DM结构域编码序列在不同物种中同源性较高,Dmrt基因家族在动物系统进化上具有高度的保守性.     

动物组蛋白H3K4三甲基化转移酶MLL3的生物信息学分析(英文)

[目的]对动物组蛋白H3K4三甲基化转移酶MLL3进行生物信息学分析,从而探寻其相对保守的进化过程以揭示组蛋白H3K4三甲基化转移酶MLL3在在人类癌症的中的作用。[方法]利用生物信息学的方法,对小鼠MLL3的基因结构、氨基酸序列、系统进化树、染色体定位和共线性等问题进行分析。[结果]编码合成的小鼠MLL3蛋白质一级结构包括7个锌指结构域、1个HMG-box(高迁移率族蛋白)、1个FYRN(N-末端富含苯丙氨酸或酪氨酸区域)、1个FYRC(C-末端富含苯丙氨酸或酪氨酸区域)、1个SET域和1个postSET域;从序列对比和同源性上发现,该研究中的19种动物都基本上具有这些结构,说明这些结构在进化上是相对保守的,其中SET域具有高度的保守性,是维持组蛋白甲基化酶活性所必须的;从系统发生上看,19种动物在进化树上的位置与其分类地位相一致;在共线性分析中,虽然小鼠和人的MLL3基因位于不同的染色体上,但其上游和下游具有相同的基因,说明小鼠和人的MLL3基因具有共线性。[结论]不仅揭示了MLL3的核苷酸序列及其氨基酸序列的一级结构,为以后研究其高级结构和蛋白质的功能奠定了基础;同时也为后期进行小鼠MLL3基因的引物设计、启动子分析、基因的克隆、定位和表达的调控模式研究奠定了基础。     

动物组蛋白H3K4三甲基化转移酶MLL3的生物信息学分析

[目的]对动物组蛋白H3K4三甲基化转移酶MLL3进行生物信息学分析。[方法]利用生物信息学的方法,对小鼠MLL3的基因结构、氨基酸序列、系统进化树、染色体定位和共线性等问题进行分析。[结果]编码合成的小鼠MLL3蛋白质一级结构包括7个锌指结构域、1个HMG-box(高迁移率族蛋白)、1个FYRN(N-末端富含苯丙氨酸或酪氨酸区域)、1个FYRC(C-末端富含苯丙氨酸或酪氨酸区域)、1个SET域和1个postSET域;从序列对比和同源性上发现,该研究中的19种动物都基本上具有这些结构,说明这些结构在进化上是相对保守的,其中SET域具有高度的保守性,是维持组蛋白甲基化酶活性所必须的;从系统发生上看,19种动物在进化树上的位置与其分类地位相一致;在共线性分析中,虽然小鼠和人的MLL3基因位于不同的染色体上,但其上游和下游具有相同的基因,说明小鼠和人的MLL3基因具有共线性。[结论]不仅揭示了MLL3的核苷酸序列及其氨基酸序列的一级结构,为以后研究其高级结构和蛋白质的功能奠定了基础;同时也为后期进行小鼠MLL3基因的引物设计、启动子分析、基因的克隆、定位和表达的调控模式研究奠定了基础。     

安庆沿江湖泊湿地自然保护区生物多样性及保护对策

[目的]为保护湖泊湿地的生态环境提供依据。[方法]在野外实地调查、查阅历史文献的基础上,分析安庆沿江湖泊湿地自然保护区动植物的物种多样性及其演变趋势和驱动力,针对性地提出了该自然保护区生物多样性保护的建议和对策。[结果]该自然保护区共有湿地维管束植物152种,鱼类81种,鸟类188种,两栖类动物12种,爬行类动物20种,浮游动物105种,底栖动物71种,兽类28种。受环境变化、生态阻隔、资源开发的影响,该自然保护区植物种类减少,优势种群不断更替,动物物种数量稳定,物种组成变化显著。[结论]该自然保护区通过加强小流域生态环境建设、适度开发湿地资源、畅通生态通道等措施,可提高生物多样性。     

卷柏属(Selaginella)管状分子的研究

[目的]研究卷柏管状分子的类型和特点。[方法]用扫描电子显微镜对经离析法处理的4种卷柏属植物的茎进行观察。[结果]中华卷柏和蔓出卷柏中具有管胞,其中蔓出卷柏中还可见梯状穿孔的管状分子,推测可能为导管;圆枝卷柏、垫状卷柏仅观察到导管,有梯状穿孔以及网状-梯状混合型穿孔2种类型。这4种卷柏中,圆枝卷柏和垫状卷柏的管状分子最为进化,蔓出卷柏次之,中华卷柏最原始。垫状卷柏、蔓出卷柏和中华卷柏的管状分子类型为首次报道。卷柏管状分子类型的不同可能与其生境有关。[结论]该研究为验证同形叶和异形叶类型卷柏管状分子的差别以及探讨卷柏管状分子的演化问题奠定了基础。     

昆明城市河流——盘龙江水生植被跟踪调查研究

[目的]调查研究昆明城市河流盘龙江水生植被演变状况及其原因。[方法]开展盘龙江2006～2007及2011年水生植被跟踪调查研究,盘龙江水质监测及相关资料收集工作。[结果]耐污性较强的蓖齿眼子菜、黑藻等水生植物是盘龙江的优势物种。2006～2007年共采集到33种水生植物,2011年采集到35种水生植物。盘龙江综合整治后水质明显改善,2011年较2006～2007年水生植被呈现喜清水的水生植物种类有所增加、沉水植被分布区域增大、群落结构更丰富稳定、外来入侵种分布明显缩小等特点。[结论]随着盘龙江综合整治的大力推进,盘龙江水质及水生植被得到明显改善。     

玉米ZmCPK12基因真核表达载体的构建及转化

[目的]CDPK是一类依赖于Ca2+而不依赖CaM及磷脂的蛋白激酶,或类钙调素结构域的蛋白激酶,是植物和低等动物所特有.研究为玉米CDPK基因家族在抗逆中的作用提供基础.[方法]构建玉米ZmCPK12基因真核表达载体是了解玉米中该基因功能的重要途径之一.实验利用RT - PCR技术扩增得到大小为1 533 bp的玉米ZmCPK12基因,经限制性内切酶SalI和NotI进行消化,将目的基因与真核表达质粒pREP -5N连接,获得重组真核表达质粒ZmCPK12 - 5N.[结果]通过菌落PCR、双酶切及测序等方法进行鉴定,重组真核表达质粒ZmCPK12-5N构建成功.制备酵母感受态,将重组质粒电击转人酵母中,酵母菌落PCR结果显示电击转化成功.[结论]成功构建了玉米mCPK12基因真核表达载体,并且成功转化了酵母.     

南宁市道路绿化植物组成与结构特征分析

[目的]为了创造良好的城市道路绿化系统,加快南宁市的城市化发展进程。[方法]结合线路法与样地法,对4条主要道路(民族大道、友爱立交桥、星光大道、碧云路)的绿化植物资源进行调查,分别记录各条道路的乔木结构与灌木结构的植物种类、数量、生长状况、面积、分布状况和配置等。[结果]南宁市最常用的道路绿化树种主要有42种,其中乔木有19种,灌木有21种,草本植物有2种;各道路绿化效果的优劣次序为:碧云路>民族大道>友爱立交>星光大道。[结论]南宁道路绿化发展趋势的变化状况及绿化水平较高,也体现了该市的地方绿化特色。     

水库建设下特克斯河谷动植物资源现状评价及保护措施

[目的]对水库建设下特克斯河谷动植物资源现状进行评价。[方法]通过实地考察、文献查阅和标本鉴定,研究恰甫其海水利枢纽水库建成后特克斯河谷动植物资源的分布状况,并提出相应的保护措施。[结果]在水库影响区内,分布有珍稀动物15种,其中国家一级保护动物1种、国家二级保护动物7种、新疆自治区一级保护动物1种、新疆自治区二级保护动物6种;分布有珍稀植物21种,其中国家二级保护植物2种、国家三级保护植物5种、新疆自治区一级保护植物6种、新疆自治区二级保护植物2种、新疆自治区三级保护植物6种。提出了陆生生态环境的保护对策,主要包括严格按照国家有关规定和补偿制度给予相应补偿,制定珍稀物种的保护规划,建立自然保护区和人工繁育基地,充分利用水库带来的环境改变培植景观生态格局等措施。[结论]该研究为特克斯河谷动植物资源的保护提供了依据。     

唇形亚纲植物DFR基因的分子进化分析(英文)

[目的]研究唇形亚纲植物中花色素苷合成的关键酶—DFR的分子进化特性。[方法]基于Genbank数据库上发表的唇形亚纲植物DFR氨基酸序列和cDNA序列,利用生物信息学软件对其进行了分子进化分析。[结果]基于DFR氨基酸序列的系统发育树显示,唇形亚纲植物和百合亚纲植物分为2支,大部分同科植物聚在一起,这与形态学上的物种发育关系基本吻合;MEGA、DNAsp和PAML的选择性压力预测结果均显示,DFR基因在唇形亚纲植物进化过程中经历了强烈的纯化选择压力。[结论]该研究可为研究DFR的酶学特性花色素苷生物合成的分子机制等奠定基础。