甜菜BvGSTU9基因的生物信息学及在镉胁迫下的表达分析

为了进一步研究甜菜谷胱甘肽转移酶BvGSTU9 (LOC104894060)在重金属胁迫过程中的功能。本研究以‘780016B/12优’为实验材料,对该基因序列特征、结构、功能进行预测分析,并利用qPCR检测该基因在不同浓度镉胁迫下的表达量变化。结果显示甜菜BvGSTU9基因全长925 bp,开放阅读框675 bp,编码了由224个氨基酸组成的不稳定膜外蛋白。BvGSTU9与菠菜、藜麦的氨基酸序列相似性较高,与系统发育进化树分析结果基本相符。二级和三级结构预测表明该基因主要由α-螺旋、β-折叠、延伸链及无规则卷曲组成。qPCR显示BvGSTU9基因在不同浓度的镉胁迫下均受到不同程度的诱导,因此可以推断甜菜BvGSTU9基因无论从结构还是功能上,与镉逆境胁迫存在着一定的应答关系。研究结果也为甜菜耐重金属镉机制研究提供参考依据。     

稻曲病菌交配型基因MAT1-2-1和MAT1-2-8的特性分析

 有性生殖在真菌的生活史和进化过程中具有重要作用,而交配型基因是控制有性生殖的关键因子。前期研究发现稻曲病菌(Villosiclava virens)MAT1-2型菌株中包含MAT1-2-1和MAT1-2-8两个交配型基因,但是它们如何调控稻曲病菌有性生殖依然不清楚。本文研究了它们在不同侵染和生长发育时期的表达模式和编码的蛋白结构特性。研究表明MAT1-2-1在侵染不同阶段一直下调表达;而MAT1-2-8在侵染早期(5 dpi)上调表达,在侵染后期下调表达。与营养菌丝阶段比较,MAT1-2-1和MAT1-2-8在有性发育过程菌核形成、菌核萌发、子座原基形成和子座成熟4个阶段的表达量都是下降的,在菌核形成阶段表达量最低。生物信息学分析显示MAT1-2-1和MAT1-2-8具有磷酸化位点,为非分泌蛋白,无明显的跨膜结构域。蛋白同源比对分析表明MAT1-2-1与香柱菌(Epichloë typhina)的MAT1-2-1同源性最高,而MAT1-2-8与绿僵菌(Metarhizium)的MBR_08192蛋白同源性最高。进一步研究发现MAT1-2-1和MAT1-2-8能够互作,并分别主要定位在细胞核和细胞基质中。通过质谱技术鉴定到MAT1-2-1的一些候选互作蛋白,如假定Ran交换因子Prp20/Pim1(KDB12229.1)、假定rRNA处理蛋白Ebp2(KDB12923.1)及组蛋白H1(KDB12711.1)等。因此,以上结果为研究稻曲病菌交配型基因MAT1-2-1和MAT1-2-8调控有性生殖的生物学功能奠定了基础。     

大白菜TPS基因家族鉴定及其在高温胁迫下的表达分析

为明确大白菜TPS(BrTPS)家族成员信息及对高温胁迫信号的响应,本研究利用生物信息学方法,在大白菜基因组数据库中鉴定了BrTPS基因家族成员,并对其理化性质、进化特征、蛋白结构及在高温胁迫下的表达模式进行分析。结果表明,大白菜全基因组含有15个TPS基因家族成员,分布于8条染色体上。除BrTPS14和BrTPS15外,其余成员各含有1个TPS和1个TPP结构域,并且所含motif的排列顺序也完全一致。理化性质分析发现,15个成员的氨基酸长度介于129~1459 aa之间,分子量大小在14.73~165.83 kD之间,大部分BrTPS蛋白为酸性蛋白和亲水蛋白,以无规则卷曲作为二级结构主要构成元件。进化分析表明,大白菜TPS基因家族成员可分为2类,其中ClassⅠ包含5个成员,ClassⅡ包含10个成员。本研究对高温胁迫前后不同组织和持续高温胁迫下叶片中的表达分析,发现大部分的BrTPS基因可对高温胁迫产生响应,但在表达规律上存在差异。这些研究结果为后续研究大白菜TPS基因提供一定参考。     

红花CDPK基因家族的鉴定及表达分析

钙依赖性蛋白激酶(CDPK)是植物细胞内Ca²⁺信号识别及转导的重要媒介，在植物的生长发育以及逆境响应过程中起着重要的作用。本研究通过多种生物信息学的方法和手段，对鉴定出来的30个CDPK基因进行分析鉴定，结果显示30个CtCDPK基因所编码的氨基酸分子量为47 781.96～93 251.66 ku,等电点为5.09～9.27;基因结构预测结果表明，所有CtCDPK基因均含有6～13个外显子；染色体定位结果表明，30个CtCDPK基因分别定位在10条染色体上，其中8号染色体上最多，有5个，2号、4号染色体上没有；系统发育树分析结果显示将其分为6个亚家族；表达分析结果表明CtCDPK基因在不同组织、不同发育阶段中表达模式有所差异。     

姜曲海猪ATP2B1基因克隆、生物信息学及组织表达分析

克隆姜曲海猪质膜钙转运ATP酶1(ATPase Plasma Membrane Ca²⁺Transporting 1,ATP2B1)基因CDS区序列，对其进行生物信息学分析，并探究ATP2B1基因在不同日龄姜曲海猪子宫组织的表达水平，以期为研究ATP2B1基因在姜曲海猪繁殖性能方面的作用提供参考依据，采用RT-PCR技术扩增姜曲海猪子宫ATP2B1基因CDS区序列，利用生物信息学软件对其进行分析，利用实时荧光定量PCR检测ATP2B1基因在1月龄和8月龄姜曲海猪子宫组织中的表达量。结果显示，姜曲海猪ATP2B1基因CDS区全长3 663 bp,编码1 220个氨基酸，与野猪同源性最高、亲缘关系最近。姜曲海猪ATP2B1蛋白分子质量约为134 737.94 u,原子总数为19 102个，理论等电点(pI)为5.63,带正电荷、负电荷的氨基酸数分别为141、161个。该蛋白最可能位于细胞膜上，为跨膜、非分泌型疏水蛋白质，有159个磷酸化位点和5个N-糖基化位点，无规则卷曲在预测的二级结构中占比最大。实时荧光定量PCR结果显示，ATP2B1基因在8月龄姜曲海猪子宫组织中...     

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.     

盐胁迫下拟南芥SCAMP基因克隆和表达的生物信息学分析

为探究分泌载体膜蛋白（Secretory carrier membrane protein, SCAMP）的功能，采用PCR方法从模式植物拟南芥中克隆到5个SCAMP基因，进行生物信息学分析，并通过实时荧光定量PCR技术分析5个SCAMP基因在盐胁迫下的表达模式。结果显示，拟南芥SCAMP蛋白的相对分子量为30.1~33.2 kDa，等电点为6.60~9.18，属于不稳定性疏水蛋白，二级蛋白结构中主要包含4种构象:α–螺旋（Alpha helix， Hh）、无规则卷曲（Randon coil， Cc）、直链延伸（Extended strand，Ee）和β–折叠（Beta turn，Tt），其中以α–螺旋为主，包含4个跨膜结构域，N端和C端均在细胞膜内。实时荧光定量PCR结果表明，AtSCAMPs的表达量均受盐胁迫诱导上调表达，AtSCAMP1，AtSCAMP3，AtSCAMP4，AtSCAMP5基因在叶中的表达明显高于根，且AtSCAMP4和AtSCAMP5在叶中受盐胁迫变化最明显。     

《植物分子生物学》（Plant Molecular Biology）

《植物分子生物学》（Plant Molecular Biology）是一个国际性期刊，ISSN：0167-4412（印刷版），ISSN：1573-5028（电子版），2005年影响因子为3．328。该刊主要对植物生物学各个领域的原始性论文进行快速报道，内容涉及比较基因组学、功能基因组学、蛋白质组学、生物信息学、计算生物学、生物化学与调节生理网络、生物工程学等方面。由于期刊的版面有限，该刊优先刊登对生物学问题有重要揭示意义及对结构、功能、机制或者调节有最新见解的论文。作者必须确保论文结果是高质量的，论文主要读者群是广大的植物科学工作者。     

一种基于Summary的改进型BLASTN算法

BLASTN是生物信息学实验中常用的局部相似性搜索软件。为此,提出了一种以BloomFilter为基础的算法,用于对BLASTN中的SeedFinding进行改进,以提高BLASTN的整体效率。该算法对原数据库文件制作Summary,在搜索过程中通过查询Summary以回避大量无效的匹配工作,并对算法的各方面进行分析,给出测试结果。