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。     

宁夏枸杞雄性不育基因ms2的克隆及表达分析

本研究以宁夏枸杞为材料,根据GenBank上已经登录的该基因的保守区设计简并引物,通过RTPCR扩增获得基因保守片段,利用RACE技术获得该基因3'端序列。最终,经拼接后得到一个长约1 802 bp的ms2基因片段(登录号为JQ341412.1),终止密码子为TAG,3'端包含非编码区和Poly A尾巴。相应编码基因片段527个氨基酸的肽段。生物信息学分析表明,ms2基因序列中含有NAD(P)H区域,该区域含有显著的TGXXGXXG结构单元,以及微体结合信号区域。从第44个氨基酸到第346个氨基酸为NAD结合区,从第459个氨基酸到第517个氨基酸为雄性不育C-末端区。同源性检索表明,ms2基因片段氨基酸序列与亚麻、葡萄、大豆、拟南芥和青菜的同源性分别为71%、71%、72%、65%和66%。系统进化树分析表明,宁夏枸杞ms2基因与葡萄的亲缘关系最近,与毛果杨、亚麻以及十字花科的植物聚为一类,而与江南卷柏的亲缘关系最远。RT-PCR分析表明,ms2基因在可育花蕾的2、3时期表达非常强,而在不育花蕾的2、3时期表达较弱。     

云南红皮梨bHLH转录因子的生物信息学分析

具有碱性-螺旋-转角-螺旋结构的一大类基因被称为bHLH家族基因,其成员主要有c-MYC、MADL、MAX、MIXL和删r基因;bHLH转录因子在细胞的增殖、分化和凋亡方面起着重要作用;对植物的生长发育、营养吸收、生物合成和信号转导等方面同样有着重要作用。在果肉、叶片和外果皮中,CsMYC2的表达与CHS、UFGT及ANS表达相关联,因此CsMYC2参与花色苷的生物合成调控,但是该基因在云南红皮梨花色苷合成调控中起着什么样的作用尚不清楚。利用生物信息学方法对云南红皮梨（RedPyruspyrifdia）bHLH基因进行分析,对不同植物间bHLH基因氨基酸序列的同源性比对,并且对该基因编码的蛋白质的理化性质、结构和功能等进行预测和分析。结果表明：该蛋白属于亲水性蛋白,其二级结构中的主要结构元件是仅一螺旋和无规则卷曲,并散布于整个蛋白。这一结果为研究红皮梨bHLH基因的结构、功能以及红皮梨的着色机制奠定了一定的基础。     

枸杞叶片RNA提取方法优化

以"宁杞1号"枸杞叶片为试材,采用优化的CTAB法、异硫氰酸胍法、Trizol法以及SDS法提取叶片RNA,以期筛选出适合枸杞叶片的总RNA的提取方法。结果表明:常规方法不能提取到完整的RNA,且条带不清晰、杂质多。经优化后,异硫氰酸胍法较为理想,并且可以用于RT-PCR试验。     

宁夏枸杞新优品系花药愈伤诱导的影响因素

研究了低温预处理、光照、取材时间等因素对宁夏枸杞花药愈伤诱导的影响。结果表明:盛花期为枸杞花药培养的最佳取样时期;4℃低温预处理3d时,枸杞花药愈伤诱导效果最佳;黑暗条件有利于枸杞花药愈伤诱导;不同基因型宁夏枸杞花药愈伤诱导率有极显著差异。     

几种经济植物UFGT基因的生物信息学分析

本文根据在GenBank中已登录的葡萄、玉米、水稻、草莓、拟南芥和苹果等植物的类黄酮-3-O-葡萄糖基转移酶基因的核苷酸序列和氨基酸序列,应用生物信息学软件预测了其理化性质、疏水性/亲水性、导肽、跨膜结构、卷曲螺旋结构、二级结构、功能结构域及高级结构,并构建了类黄酮-3-O-葡萄糖基转移酶蛋白家族的系统进化树。结果表明这几种植物的UFGT基因核苷酸序列除葡萄存在2个外显子外,其它植物均存在1个外显子。含量最丰富的氨基酸是Leu、Ala、Gly、Val和Ser等,除葡萄、苹果UFGT属于不稳定类蛋白外,其余均属于稳定类蛋白。进一步研究分析表明,这几种植物UFGT蛋白存在明显的疏水区和亲水区、信号肽、跨膜结构以及卷曲螺旋。二级结构组成上比例相似,并且都由α-螺旋、延伸链和无规则卷曲所组成。它们都存在UDPGT、COG1819和MGT等保守域。除了拟南芥外,其它几种植物都能够通过同源建模建立UFGT蛋白的三维结构。进化分析表明,把它们的UFGT基因分成5个类群,其中3个大类群,另外陆地棉和野芭蕉的UFGT基因分别单独成一类。本工作将为深入研究该蛋白在植物花、果实和叶片等器官颜色变化中发挥的功能,开展生物大分子结构模拟以及药物设计提供抛砖引玉的作用。     

Osa-miR1436靶标基因的生物信息学分析

【目的】水稻稻瘟病感染过程0 h、24 h与48 h的叶片miRNA进行高通量测序发现Osa-miR1436差异表达，探明miRNAs在水稻稻瘟病中的潜在功能，为Osa-miR1436在水稻稻瘟病发生中的功能与机理研究奠定分子基础。【方法】利用生物信息学软件psRNA Target对前期研究发现的1个miRNA表达水平发生显著变化的Osa-miR1436靶向基因进行预测，并对这些靶标基因进行GO、KEGG富集。【结果】通过预测发现70个靶标基因，这些基因主要富集在细胞大分子复合体组装(cellular macromolecular complex assembly)、DNA复制(DNA replication)、细胞应激反应(cellular response to stress)等与水稻抗逆相关生物学过程。靶标基因均显著富集了3种motif,且motif数量呈motif 1>motif 2>motif 3。【结论】Osa-miR1436可能通过靶向抗逆相关基因调控水稻稻瘟病的发生。