红鳍东方鲀SREBP-1基因的电子克隆及生物信息学分析

利用斑马鱼的SREBP-1的氨基酸序列NP_001098599.1为探针,对红鳍东方鲀基因组数据库进行BLAST分析,获得红鳍东方鲀(Takifugu rubripes)的固醇调节元件结合蛋白-1 (Sterol regulatory element binding protein-1,SREBP-1)的cDNA序列及相应的氨基酸序列.采用生物信息学方法对其基本理化性质、蛋白质结构及功能结构域进行分析.结果发现红鳍东方纯SREBP-1基因的开放阅读框全长3 330 bp,共编码1 109个氨基酸;红鳍东方鲀SREBP-1的氨基酸序列与黄斑蓝子鱼、大西洋鲑、斑马鱼、人、牛及原鸡的同源性分别为81％、73％、72％、55％ 、55％、54％和54％;系统进化分析结果表明,红鳍东方纯SREBP-1与黄斑蓝子鱼的进化关系最为密切,亲缘关系最近;红鳍东方鲀SREBP-1蛋白中α-螺旋较多,该蛋白质氨基端包含1个bHLH-zip的结构.     

马铃薯衰老相关基因的电子克隆与生物信息学分析

利用电子克隆获得马铃薯衰老相关基因(StSAG)的cDNA序列,并对其进行生物信息学分析.结果表明,马铃薯衰老相关基因的cDNA序列全长1 062 bp,包含一个561 bp的开放阅读框,编码186个氨基酸;StSAG的等电点为7.20,为亲水叶绿体蛋白,无信号肽,有12个磷酸化位点,在N末端有一个较短的伸展肽段.StSAG与茄科植物烟草亲缘关系最近.     

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。     

甜瓜α-甘露糖苷酶基因家族的全基因组分析

琢-甘露糖苷酶(琢-mannosidases, 琢-Man)是生物界广泛存在的一种糖苷水解酶。通过已公布的甜瓜基因 组数据库预测琢-Man 基因家族成员,其蛋白序列都含有完整的Glyco_hydro_47 或Glyco_hydro_38 保守结构域。再将 筛选出的成员与拟南芥、大豆、番茄、可可树、葡萄、黄瓜、马铃薯、谷子的相应基因编码的蛋白序列进行进化分析比 对,建立系统发生树和保守基序的预测分析。结果表明,甜瓜基因组中含有8 个琢-man 基因,分为玉类和域类,并分 成5 个亚族。同一类成员的蛋白结构域具有较高相似性与保守性,并且大部分成员基序的顺序和种类相同,不同类 的成员之间基序差距较大。对甜瓜琢-甘露糖苷酶基因家族的系统分析鉴定,有助于甜瓜琢-甘露糖苷酶基因克隆和 功能的进一步研究,为研究其他植物琢-甘露糖苷酶基因家族的功能和进化提供参考依据。     

海蓬子中高亲和钾离子转运体SbHKT1基因的克隆、表达及生物信息学分析

本研究利用RACE技术从真盐生植物海蓬子中获得了高亲和钾离子转运体SbHKT1基因1647bp完整的ORF框。序列分析结果表明,该基因编码548个氨基酸,分子量为62.10kD,理论等电点为9.33;氨基酸序列中第1个～第35个属信号肽序列,第197个～第537个属离子转运体（TrkH）家族特征序列;该基因编码的蛋白具有10个跨膜结构,N端跨膜区及中部膜上呈现明显的疏水性,C端及中部多个跨膜区呈现强疏水性,符合载体类运输蛋白的特点,因此推测SbHKT1蛋白为跨膜运输蛋白。Blast分析显示该蛋白与碱蓬SsHKT1氨基酸同源性高达77%,与冰叶日中花、赤桉和小麦HKT类蛋白的同源性分别为63%、52%和46%。SbHkt1基因表达存在组织特异性：正常生长条件在根、茎中表达较低,在叶片中几乎看不到表达;在高盐低钾的环境下,各组织表达明显升高,高盐低钾胁迫处理8h,其根部表达处于高峰期;经100μmol/L脱落酸处理4h,根部表达达到最高;干旱胁迫（20%PEG6000）处理2h,根部表达量明显上升。由此推断,该基因参与了植物在高盐低钾、渗透、干旱等非生物胁迫下的生理调控。由于目前已克隆的HKT类蛋白基因多来自非盐生植物,对盐生植物内源HKT基因的研究相对较少,因此,海蓬子内源HKT1基因的全长的获得有助于我们进一步研究该基因在高盐钾饥饿环境下运输钾离子,调节植物体内Na＋/K＋平衡的功能,对于揭示真盐生植物的耐盐机制,将其运用于非盐生植物,培育新的耐盐品种具有一定的意义。     

不同植物LDOX/ANS基因的生物信息学分析

花青素是一类重要的植物次生代谢产物。本文采用生物信息学的方法对已在GenBank上登录的拟南芥、西洋梨、苹果、桃、葡萄、芥菜、菊花新品种和水稻等植物的无色花青素双加氧酶/花青素合成酶(LDOX/ANS)基因的核酸及氨基酸序列、组成成分、导肽、信号肽、跨膜结构域、疏水性/亲水性、蛋白质二级结构、三级结构及功能域等进行预测和推断。结果表明,ORF除了桃和菊花新品种为500bp左右之外,其它几种植物都在1070bp左右,分子量均为4kD左右,理论等电点均低于7,说明LDOX/ANS呈酸性。Glu、Leu和Val是这些植物共有的主要氨基酸。核苷酸同源性比对结果显示,拟南芥LDOX/ANS与其它植物LDOX/ANS的同源性较高;8个物种的LDOX/ANS基因被分为两个大类,单子叶植物水稻LDOX/ANS基因被单独分为一类,其它的均聚成一大类。研究还发现这些植物的LDOX/ANSN端不存在导肽和信号肽,无跨膜结构域,肽链表现为亲水性。蛋白质二级结构中最主要的结构元件是α-螺旋和无规则卷曲,包含一个20G-FeⅡOxy功能结构域。通过此次研究,希望为今后深入研究该类酶的功能和结构特征提供依据。     

甘蓝型油菜BnFAD2基因的生物信息学分析

以拟南芥(Arabidopsis thaliana)AtFAD2为参考序列,通过BLAST进行同源序列比对,获得FAD2基因在甘蓝(Brassica oleracea)、白菜(Brassica rapa)和甘蓝型油菜(Brassica napus)基因组中的同源拷贝。运用生物信息学方法分析其氨基酸序列的组成、蛋白质基本理化性质、亚细胞定位、亲水性和疏水性、蛋白质二三级结构、保守结构域,并对FAD2基因编辑靶点进行预测及sgRNA设计。在白菜、甘蓝与甘蓝型油菜获得2条FAD2基因同源蛋白质序列;亚细胞定位显示这些AtFAD2同源蛋白质均位于内质网,肽链表现为疏水性、比较稳定;蛋白质序列二三级结构预测表明,主要以α-螺旋和无规则卷曲为组成成分;蛋白质序列保守结构域分析显示,FAD2具有高度的序列保守性,属于Membrane-FADS-like超家族,且含PLN02505保守结构域;系统进化树构建分析显示,甘蓝型油菜和白菜、甘蓝以及芥菜型油菜具有紧密的亲缘关系;CRISPR-Cas9基因编辑靶点分析发现,甘蓝型油菜FAD2基因中存在10段高度保守性序列可作为候选靶点,并设计出相应的sgRNA。     

Prokaryotic Expression and Bioinformatics Analysis of Nonstructure Protein 3C from Porcine Encephalomyocarditis Virus

To obtain the 3C protein of encephalomypcarditis virus (EMCV) and predict its structure,3C gene was amplified by RT-PCR with the RNA as template from HB10 strain. And the target gene inserted into pMD18-T vector. The plasmids were sequenced after verification by PCR and double enzyme digestion. The target gene was cleaved from the correct plasmid,and inserted into the pET32a vector. The recombinant pET32a-EMCV-3C was transformed into TranSetta (DE3) and then induced by IPTG. Then the size was identified by SDS-PAGE and the antigenicity was analyzed by Western blotting. According to the sequence results,the length of 3C gene was 615 bp,which encoded 205 amino acids. The results of SDS-PAGE showed that His-3C protein mainly existed in the form of inclusion body with the molecular of 40 ku. The Western blotting results verified that purified His-3C could react with rabbit anti-EMCV serum prepared with EMCV. Bioinformatics analysis indicated that 3C protein was non-secretory,and had multiple phosphorylation sites,but it had no transmembrane region. Thus,the 3C protein mainly involved in protein hydrolysis process.3C protease,as the only protease in the EMCV genome,played an indispensable role in viral replication. In this study,we successfully constructed the prokaryotic expression vector of 3C protein and predicted its structure,which provided a basis for further study of the role of 3C protein and catalytic mechanism.     

矮丛蓝莓品种“美登”叶片转录组测序和生物信息学分析

以矮丛蓝莓品种"美登"为试材,采用第二代测序技术对其嫩叶转录组进行了测序及生物信息学分析,研究了矮丛蓝莓功能基因组信息,以期增加对矮丛蓝莓生长发育分子机理的了解,并为矮丛蓝莓的分子标记辅助育种奠定基础。结果表明:在获得的约1G纯净数据,共拼装了41 929条Unigenes,其中被GO数据库成功注释Unigene分别涉及到生物学过程、细胞成分及分子功能相关的共45类生理代谢功能;KOG数据库注释到19 149条Unigenes,共涉及25条代谢通路;KEGG数据库成功注释13 072条Unigenes,共涉及到5个大类、18个中类、129条代谢通路;Nr数据库成功注释30 738条Unigenes,这些Unigenes共对应32 949条蛋白质的编码区。同时,生物信息学分析还显示,全部Unigenes中,有884条编码转录因子,涉及到55个家族;2 261条编码抗性基因,涉及18个家族;检测到6 591个SSR位点,其中2碱基重复的SSR数目最多,占总SSR位点数的70%。