木薯(Manihot esculenta)AKT1基因的克隆及生物信息学分析

植物细胞中的K^+通道蛋白AKT1(Arabidopsis K^+transpoter 1)主要负责吸收K^+。本研究基于木薯基因组数据库信息,利用PCR技术从木薯中克隆一个MeAKT1基因,该基因全长2634 bp,编码877个氨基酸,生物信息学分析表明MeAKT1含有10个外显子和9个内含子,编码的氨基酸分子量为99.02 kD,等电点为8.43,属于稳定蛋白。MeAKT1包含有5个跨膜区域,N端含有1个Ion_trans结构域,C端有1个KHA结构域,其二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主,进化树分析发现MeAKT1与蓖麻RcAKT1的亲缘关系最近。通过对MeAKT1蛋白的生物信息学分析有助于下一步深入研究MeAKT1在木薯耐贫瘠过程中的功能。     

食源性单核细胞增生李斯特菌lmoF2365_0037基因克隆及序列分析

为了对食源性单核细胞增生李斯特菌LM5567的lmoF23650037基因进行克隆和序列分析。试验利用PCR方法对lmoF23650037基因进行扩增,连接pMD19-T载体进行克隆,筛选阳性菌株进行测序比对分析。结果显示:扩增获得的lmoF23650037基因序列长为548 bp,克隆得到lmoF23650037基因的阳性转化子;生物信息学分析表明:lmoF23650037蛋白属于跨膜蛋白,无信号肽序列;二级结构中无规则卷曲和延伸链比例较大,分别是46.31%和32.89%;序列比对结果表明,LM5567株lmoF23650037基因核苷酸序列与02-6680株(4b,奶酪,加拿大)、10-0811株(1/2b,螃蟹,加拿大)、10-0809株(4b,粪便,加拿大)、81-0558株(4b,脑脊髓液、加拿大)、02-1103株、02-1792(4b,奶酪,加拿大)、81-0861株(4b,卷心菜,加拿大)相似性均为100%;LM5567 lmoF23650037基因编码的氨基酸序列与上述菌株相似性均为93.3%。本试验成功克隆了lmoF23650037基因,为进一步探究lmoF23650037基因的功能奠定了基础。     

蓖麻环核苷酸门控离子通道RcCNGC2克隆与盐胁迫下表达分析

为探讨RcCNGC2在蓖麻耐盐中的作用,以通蓖5号叶片为材料,克隆获得环核苷酸门控离子通道RcCNGC2完整编码区序列(CDS),并对该序列进行序列比对、蛋白结构分析,构建多元表达载体,分析了在盐胁迫下蓖麻RcCNGC2基因根、茎、叶组织中6个时间点的表达量变化。结果显示,RcCNGC2 CDS长度为2 148 bp,编码715个氨基酸,蛋白分子量为34.15 ku,等电点为9.96,存在5个跨膜结构域。氨基酸序列一致性分析表明,RcCNGC2与橡胶树一致性最高,达89.15%。qRT-PCR分析结果显示,NaCl处理后RcCNGC2表达量在根中上调且差异显著,在茎、叶中随NaCl处理时间延长而显著减少。综上,RcCNGC2在蓖麻受到盐胁迫时起重要信号传导作用。     

草原红牛Acot2基因克隆及其在各组织中的表达差异研究

本研究旨在探究草原红牛酰基辅酶A硫酯酶2（Acot2）的基因功能，并对其进行生物信息学分析，检测Acot2基因在草原红牛不同组织中的表达差异。根据GenBank中公布的牛Acot2基因序列（登录号：NM_001101938.1）设计引物，PCR扩增获得草原红牛Acot2基因的完整CDS并进行测序，利用分析软件进行序列同源性比对并构建系统进化树；获得对应的氨基酸序列并分析蛋白理化特性及蛋白亚细胞结构、亲疏水性和磷酸化位点，预测蛋白二级结构并构建蛋白质三级结构模型；利用实时荧光定量PCR方法检测Acot2基因在不同组织中的表达差异。结果显示，草原红牛Acot2基因CDS大小为1 395 bp，编码464个氨基酸，其核苷酸序列与亚洲水牛的同源性较高（98.3%），与猕猴和黑猩猩的同源性较低（80.5%和80.4%）。Acot2蛋白分子式为C₂₃₁₇H₃₆₀₆N₆₄₀O₆₂₈S₁₄，分子质量为50.924 ku，理论等电点为8.84。蛋白质不稳定指数为37.50，氨基酸残基多数为亲水性残基，总平均亲水性为-0.094。亚细胞定位分析表明，Acot2蛋白分布在内质网（30.4%）、线粒体（26.1%）、高尔基体（17.4%）、细胞质（17.4%）、液泡（4.3%）和细胞质（4.3%）中；磷酸化位点分析发现，Acot2蛋白存在20个磷酸化位点。二级结构主要形式有α-螺旋（21.8%）、β-转角（33.4%）、β-折叠（18.4%）和无规则卷曲（26.4%），三级结构预测结果与其相一致。实时荧光定量结果显示，Acot2基因在草原红牛胃中表达量最高，在肺脏中表达量极少。Acot2基因在生物进化过程中具有低保守性，其编码氨基酸组成的蛋白质结构稳定，属于水溶性蛋白，在线粒体和内质网中发挥作用，在草原红牛不同组织的表达量有明显差异。本研究结果为进一步探究Acot2基因对家畜脂代谢的影响和筛选草原红牛肉质候选基因提供资料。     

多杀性巴氏杆菌中recN基因的克隆、原核表达及生物信息学分析

试验旨在对多杀性巴氏杆菌recN基因进行克隆和原核表达，并对其表达蛋白进行生物信息学分析。参照GenBank中recN基因序列（登录号：CP003313.1）设计1对引物，通过PCR扩增获得目的基因片段，构建pET-28a（+）-recN重组质粒并转化E.coliDH5α感受态细胞，提取质粒进行酶切鉴定，将鉴定正确的重组质粒转化E.coliBL21（DE3）感受态细胞，经IPTG诱导表达，对融合蛋白进行SDS-PAGE及Western blotting鉴定。结果表明，试验成功克隆了大小约为1 677 bp的recN基因序列，通过诱导表达的His-Tag融合蛋白大小约为66.94 ku，主要以包涵体形式存在。经生物信息学分析，recN蛋白的分子式为C₂₇₃₅H₄₄₂₈N₇₈₆O₈₅₅S₁₆，消光系数为24 785，不稳定系数为43.99，属于不稳定蛋白；理论等电点（pI）为5.62，为酸性蛋白；总平均亲水性为-0.316，与试验表达的包涵体蛋白性质相同，即同为疏水性蛋白；recN蛋白在哺乳动物网织红细胞的半衰期为30 h，在酵母（体内）中的半衰期>20 h，在大肠杆菌（体内）中的半衰期>10 h；二级结构主要以α-螺旋（64.87%）及无规则卷曲（21.00%）为主；经疏水性分析，预测该蛋白有3个高疏水性区域和9个高亲水性区域。本试验结果为进一步探究多杀性巴氏杆菌recN基因的功能提供了参考依据。     

陆川猪ANKRD1基因克隆及其表达差异分析

[目的]克隆陆川猪心肌锚蛋白重复域1基因(ANKRD1),并进行生物信息学及组织表达谱分析,为研究ANKRD1在陆川猪机体内的功能作用提供参考依据.[方法]根据NCBI已公布的野猪ANKRD1基因序列(NM_213922.1)设计特异性引物,采用TRIzol法提取陆川猪心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、背最长肌和皮下脂肪的总RNA,反转录合成cDNA,并以此为模板进行ANKRD1基因克隆,通过MegAlign、Protaram、Protscale、MHMM Server和Sig-nalP等在线分析软件进行生物信息学分析,最后以实时荧光定量PCR检测ANKRD1基因在陆川猪各组织中的表达情况.[结果]陆川猪ANKRD1基因蛋白编码区(CDS)序列全长960 bp,编码319个氨基酸残基,与NCBI已公布野猪ANKRD1基因(NM_213922.1)的CDS序列存在4处碱基突变,但均为同义突变,二者的ANKRD1氨基酸序列同源性为99.6%.陆川猪ANKRD1基因编码蛋白分子量为36125.70 Da,理论等电点(pI)为7.09,属于稳定蛋白,其二级结构中α-螺旋占46.39%、无规则卷曲占39.81%、β-转角占9.09%、延伸链占4.70%;陆川猪ANKRD1蛋白不存在跨膜结构,也无信号肽,有多个磷酸化位点.陆川猪ANKRD1基因在其心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、背最长肌和皮下脂肪等7个组织中均有表达,其中以心脏中的相对表达量最高,显著高于在其他组织中的相对表达量(P<0.05,下同),在脾脏中的相对表达量最低,显著低于在心脏、肝脏、肺脏和背最长肌中的相对表达量.[结论]ANKRD1基因在陆川猪的心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、背最长肌和皮下脂肪等组织中均有表达,且存在明显差异,故推测ANKRD1基因在不同组织中发挥不同作用.     

合作猪IFN-ε基因克隆及生物信息学分析

旨在克隆合作猪干扰素ε(Interferon epsilon,IFN-ε)基因,并对其结构和编码蛋白进行生物信息学分析,为进一步研究合作猪IFN-ε生物学功能提供参考。根据GenBank上公布的猪IFN-ε基因序列(登录号:NM_001105310.1)设计引物,PCR扩增及测序获得合作猪IFN-ε基因完整编码区序列(Coding sequence,CDS),并对其进行生物信息学分析。结果显示,合作猪IFN-ε基因编码区长582bp,编码193个氨基酸。该基因编码区序列与杜洛克猪、人、小鼠、黑猩猩、狗、瘤牛、蒙古野马、山羊和绵羊的同源性分别为98.4%、77.7%、56.8%、78.2%、76.5%、87.0%、85.5%、85.0%和86.0%;系统进化树结果表明,合作猪与瘤牛、蒙古野马、绵羊、山羊亲缘关系较近。此外,在合作猪IFN-ε基因CDS上共发现3个碱基突变,均为错义突变。氨基酸序列分析表明,合作猪IFN-ε蛋白分子式为C_(1027)H_(1630)N_(278)O_(290)S_(10),理论分子质量为22.83ku,等电点(pI)为8.43,属于碱性蛋白;平均亲水系数为-0.240,属于亲水蛋白质;IFN-ε蛋白无跨膜结构,存在信号肽序列,属于分泌型蛋白;IFN-ε蛋白只包含1个超家族保守结构域,即IFab结构域。二级结构分析表明,该蛋白中α-螺旋、无规则卷曲、β-转角和延伸链所占比例分别为61.66%、30.05%、3.11%和5.18%。     

马铃薯StUOXs基因家族的生物信息学分析

马铃薯(Solanum tuberosum)是世界第三大粮食作物,其产量和品质受到生物与非生物胁迫的影响。泛醌氧化酶(ubiquinol oxidase,UOX)是一种由核基因编码的线粒体末端氧化酶,在植物生长发育及胁迫应答中发挥重要作用。为了解StUOXs在马铃薯抗病过程中发挥的应答反应,利用生物信息学方法在马铃薯基因组中鉴定出5个StUOXs基因,对其理化性质、染色体定位、三级结构、进化关系、保守结构域、启动子元件和表达谱尤其是受青枯菌(Ralstonia solanacearum)诱导的表达模式进行了分析。结果表明:马铃薯StUOXs基因编码的氨基酸数在279~366,相对分子质量为31~42 ku,亚细胞定位在线粒体中;系统进化分析发现,马铃薯StUOXs成员与番茄、辣椒的UOXs成员的亲缘关系最近,较之拟南芥、烟草亲缘关系稍远;FPKM数据分析发现,StUOXs主要受盐、激素和生物胁迫诱导而在叶片中表达,这与其启动子中的存在的激素应答等顺式作用元件相对应。青枯菌接种后的qRT-PCR实验表明,StUOX4参与马铃薯青枯病的早期应答反应。     

16种微生物蛋白酶的生物信息学分析

蛋白酶(protease)是以降解蛋白质为主的糖苷酶,具有丰富的多样性,在生物有机体中发挥着重要而又广泛的作用,具有广泛的研究和应用价值。本研究采用ProtParam、ProtScale、SignalP 4.1 server和NPSA serve等生物信息学软件,对天蓝色链霉菌、普通拟杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草杆菌等16种微生物蛋白酶的理化性质、蛋白结构、系统发生树和功能域等进行了分析。结果表明:通过分析16种微生物蛋白酶的稳定性发现,金黄色葡萄球菌、唾液链球菌、短小芽孢杆菌、绿脓杆菌为不稳定蛋白;二级结构由α螺旋、β转角、无规则卷曲和延伸链等结构元件组成;除了节杆菌属、无乳链霉菌、普通拟杆菌、肠杆菌属具有信号肽,其余蛋白酶氨基酸序列不具有信号肽的特点。可以推测出蛋白酶为非分泌性蛋白;只有绿脓杆菌和猪链球菌有跨膜结构,剩下其余几种微生物均没有跨膜结构。具有2个蛋白功能域,分别为Peptidase S8 familyi、Fn3_5like domain。