蓖麻RcGA20ox1基因克隆及生物信息学分析

GA20氧化酶是赤霉素生物合成途径中的重要氧化酶,我们尝试克隆该酶,发掘蓖麻中GA20ox家族候选基因,并推测其功能。根据NCBI上已知蓖麻GA20ox1基因(XM_002510827.2)序列设计引物,扩增得到GA20ox基因片段,连接pMD18-T载体,得到Rc GA20ox1 cDNA完整的开放阅读框序列1 137 bp,并对其进行序列比对、转录物理化性质分析、疏水性、功能域分析及其三级结构预测。推测其可编码378个氨基酸,为亲水性稳定蛋白;基因隶属PcbC superfamily家族,为非分泌蛋白、细胞质蛋白、含有28个磷酸化位点;预测结构由8个α-螺旋和8个β-折叠构成;与大戟科巴西橡胶树、木薯和麻疯树高度同源。本研究为蓖麻GA生物合成乃至蓖麻矮化相关研究提供一定的理论与实践依据。     

蓖麻GST的基因克隆及生物信息学分析

谷胱甘肽S-转移酶(glutathione S-transferase,GST)是谷胱甘肽结合反应的关键酶,催化谷胱甘肽结合反应的起始步骤,主要存在于胞液中,有多种形式,其在病理学上有一定的重要性。本研究通过克隆GST基因以及对其进行相关的生物信息学分析。利用聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)技术扩增该基因,经分析该基因可编码219个氨基酸,并且通过相关分析得到这219个氨基酸组成的蛋白为稳定的亲水性蛋白,有一个明显的区段存在信号肽,在该蛋白中α-螺旋和无规则卷曲是主要的二级结构方式,根据序列同源比对,蓖麻、麻疯树和榴莲聚类到一起,说明相对于其他物种,它们的同源性较高。这些分析结果为蓖麻谷胱甘肽S-转移酶生物合成及其功能的进一步研究提供一定的理论与实践依据。     

蓖麻 PIP5K1 基因克隆、生物信息学及功能分析

蓖麻 PIP5K1 基因在植物生长发育和抗逆过程中起重要作用。为探究蓖麻 PIP5K1 基因在蓖麻物种中的生物学功能和不同时期雌性植株中的表达情况,以 aLmAB2 品系的蓖麻花序为试验材料,克隆 PIP5K1 基因,对该基因编码的蛋白质进行生物信息学分析,并对 PIP5K1 基因在不同时期雌性系植株的表达模式进行分析。结果表明：从蓖麻花序轴顶端将总 RNA提取出来,并将其反转录成 cDNA,克隆后得到一个全长为 2325bp 的 PIP5K1 基因片段,经测序后比对这一基因序列和 NCBI参考基因序列相同。对该基因所编码蛋白展开生物信息学分析,确定 PIP5K1 基因所编码蛋白质的氨基酸等电点为 8.85,氨基酸数目为 774,分子量大小为 87967.37Da,是一种亲水性稳定蛋白;无跨膜螺旋区,属于非跨膜蛋白;蛋白质二级结构由 α 螺旋、β 转角、伸展链及无规卷曲构成;三级结构与二级结构预测结果一致;与同属于大戟科的木薯亲缘关系较近,与其他科亲缘关系较远。qRT-PCR 分析表明,PIP5K1 在标雌系、单雌系、两性系花序中均有不同程度的上调和下调,推测 PIP5K1 基因参与蓖麻花序发育的调控。本研究为探究 PIP5K1 基因促进蓖麻植株的生长发育机制奠定了理论基础。     

蓖麻赤霉素受体蛋白RcGID1B的生物信息学分析

赤霉素受体GID1(gibberellin insensitive dwarf1,GID1)是一种可溶性蛋白,是赤霉素信号转导途径中与赤霉素结合的关键蛋白。根据KEGG数据库得到的蓖麻赤霉素受体蛋白RcGID1B氨基酸序列并对其进行生物信息学分析。结果表明:RcGID1B是由345个氨基酸组成的不稳定亲水蛋白,等电点为6.42,无跨膜结构,含组氨酸和丝氨酸活性位点,有Abhydrolase-3保守结构域,属于Abhydrolase家族。进化树聚类分析显示蓖麻与同为大戟科植物的木薯、橡胶树和麻风树聚类到了一起,符合生物学分类。本实验对RcGID1B进行生物信息学分析,旨在为蓖麻赤霉素信号转导途径的研究和蓖麻矮化研究提供参考基础。     

蓖麻RcNHX2基因克隆与生物信息学分析

液泡膜型钠氢逆向转运蛋白(Tonoplast Na~+/H~+antiporters,NHX)在植物耐盐方面具有重要意义。本研究利用RACE方法克隆了蓖麻Rc NHX2基因的3'端和5'端片段。最后设计全长引物获得蓖麻Rc NHX2全长序列,并对其进行生物信息学分析。结果表明,蓖麻液泡膜型钠氢逆向转运蛋白基因的c DNA完整的开放阅读框序列为1 626 bp,推测其可编码541个氨基酸;含有典型的液泡膜型钠氢逆向转运蛋白典型的Na~+/H~+交换泵(~(50)NES~(52))和氨氯吡嗪咪的结合位点(~(84)LFFIYLLPPI~(93));存在12个跨膜结构域,属于跨膜蛋白;预测其定位于细胞质膜和液泡膜及内质网膜。     

蓖麻NAC转录因子家族的鉴定及生物信息学分析

NAC蛋白是植物特有的转录因子大家族,作用于植物生长发育和逆境胁迫响应,本研究基于蓖麻全基因组数据,利用生物信息学分析方法对蓖麻NAC转录因子家族成员、系统发育、编码蛋白的结构和理化性质进行分析。蓖麻NAC转录因子家族包括91个成员,分为14个亚族,其中蓖麻NAC转录因子Ⅻ亚族和Ⅻ亚族为蓖麻特有NAC蛋白;基因结构分析显示内含子数量为2~5个,Ⅻ亚族中12个成员缺少内含子;蛋白结构域分析显示Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个亚族蛋白质序列5个结构域(Motif)保守性较强,motif 2几乎存在所有蓖麻NAC蛋白中;与拟南芥105个NAC成员构建系统发育进化树,蓖麻58个NAC蛋白分别聚类到38个OGs,NAC转录因子的40个OGs中蓖麻缺少OG3b和OG7f;理化性质和结构分析显示蓖麻NAC蛋白质绝大多数是亲水氨基酸,二级结构以无规则卷曲为主,三级结构大部分相似。蓖麻具有很强的抗逆境胁迫能力,本研究为蓖麻耐性相关的NAC转录因子调控机理研究提供了科学依据。     

蓖麻GRF转录因子家族生物信息学鉴定及表达分析

GRF是植物特有的转录因子,主要参与调控植物生长发育过程.本研究利用生物信息方法对蓖麻GRF (RcGRF)基因进行全基因组鉴定,并对其理化性质、基因结构、保守结构域、系统发育、组织表达分析以及外源赤霉素(GA)和多效唑(PAC)处理两个蓖麻品种(高杆'滇蓖2号'和矮杆'滇蓖5号')后顶端嫩茎转录组测序分析.结果 表明,蓖麻共有9个GRF转录因子,蛋白长度233～617 aa,等电点(pI)为6.34～9.48,每个成员含有2～4个内含子,每个RcGRF的蛋白结构域均包括一个由39～43个氨基酸组成的WRC保守结构域和一个由34个氨基酸组成QLQ保守结构域.系统发育分析表明蓖麻与拟南芥GRF的亲缘关系比水稻更近.不同组织表达结果表明多数RcGRF基因在发育的胚乳及萌发的种子中高表达,而RcGRF2在叶片、雄花和萌发的种子中都不表达.GA和PAC处理转录组测序结果显示GA处理DB2 RcGRF1、DB2 Rc GRF17下调表达,GA处理DB5 RcGRF1、DB5 RcGRF4下调表达,PAC处理DB2 RcGRF4、DB2 RcGRF6上调表达、RcGRF9下调表达,表明RcGRF1、RcGRF4、RcGRF7、RcGRF9可能通过赤霉素途径调节植物株型.本研究为蓖麻GRF基因对生长发育调控机理研究奠定分子基础,为调控蓖麻株高相关基因的研究提供科学依据.     

蓖麻eIF5A基因克隆与生物信息学分析

真核细胞翻译起始因子5A(eIF5A)是一种广泛存在真菌、动植物体内的蛋白质翻译起始因子,也是一种对调控生物生长发育、衰老及环境适应等产生重要作用的影响因子。本研究利用设计的蓖麻蛋白翻译起始因子5A基因的引物对蓖麻‘2129’基因组DNA进行PCR扩增并进行生物信息学分析。结果发现,该目的片段长为480bp,通过对该基因进行理化性质分析发现其分子量为39670.20Da,等电点(pi)为5.22,是一种疏水性不稳定蛋白,通过多序列比对和系统发育树分析发现,蓖麻eIF5A与同属大戟科的麻疯树亲缘关系最近,而与锦葵科的陆地棉亲缘关系最远。以上结果将为今后揭示蓖麻eIF5A蛋白功能提供重要的线索。     

蓖麻RcFAH12基因cDNA全长克隆及生物信息学分析

RACE技术是一项扩增基因末端序列的新技术。本研究以蓖麻籽的RNA为模板,以Gen Bank上FAH12基因序列设计特异引物,运用RT-PCR和RACE技术扩增并获得了特异片段。该片段经PCR、酶切和测序验证,证实所克隆序列为蓖麻FAH12的cDNA全长序列。生物信息学分析,此片段包含1 164 bp组成的开放读码框(ORF),编码387个氨基酸,分子量为44 426.21 Da,p I=8.95。同源性分析结果表明,它与麻疯树、陆地棉、百脉根和杏的FAH12基因的同源性均高于70%。构建了系统进化树,蓖麻和麻风树、橡胶、木薯聚类到一起,这与生物学分类相同,都为大戟科植物。成功克隆蓖麻FAH12基因c DNA全长,这为后续进一步的分子生物学研究提供了帮助。     

蓖麻RcPIPs基因家族的鉴定与生物信息学分析

PIP基因家族是AQP基因家族中的一个亚家族,家族基因广泛参与运输水分及其他小分子、响应各种非生物胁迫、参与植物的开花与生长、气孔活动、种子萌发。本研究主要以蓖麻(大戟科)为材料,基于蓖麻基因组数据库,进行蓖麻PIP基因家族筛选及生物信息学分析。结果表明,共筛选出10个PIP基因成员,且不同蛋白质序列和特性都存在较大差异;基因结构分析结果表明,除了RcPIP10具有3个外显子,其余的都具有4个外显子,motif 1、motif 2、motif 5、motif 8是蓖麻PIP基因的特征基序;系统进化树结果表明,RcPIPs基因分成2个亚族且每个亚族均有5个基因,其中有2对基因在进化关系上成对出现,表现出较高的同源性;跨膜结构预测结果表明,蛋白RcPIP1～RcPIP9均有6个跨膜结构域,而RcPIP10仅有4个跨膜结构域,证实蓖麻家族PIPs大部分具有MIP超家族典型的跨膜螺旋特征;基因定位显示,10个基因不均匀的分布到9条染色体上,有8条染色体各分布1个RcPIP基因,仅有1条染色体分布2个RcPIPs基因。本研究结果不仅为大戟科植物和其他植物的PIP基因的功能分析和利用提供了有价值的...     

恶性高温综合征患猪基因表达变化及生物信息学分析

为揭示猪发生恶性高温综合征后基因表达改变,分析基因表达变化在疾病发展过程中的生物学意义,取恶性高温综合征病猪和健康对照猪各3头,采用表达谱基因芯片检测患猪与健康猪的基因表达差异,借助NCBI、NET-WORK数据库对差异基因的功能、信号传导途径及其表达改变在猪恶性高温综合征病程发展中的意义作生物信息学分析。结果表明,高温综合征患猪较健康对照出现表达上调基因30个,下调基因108个,GO分析生物学功能聚为免疫防御调节、生化调节、有机物应激调节等几大类,富集信号传导途径26条,其中猪组织相容性复合体SLA-DMA介导的免疫防御调控通路在猪恶性高温综合征中扮演重要角色。恶性高温综合征患猪stefinA1、APOD、SLA-DMA基因的表达改变导致免疫功能紊乱影响疫病进展。     

蓖麻AP2/ERF转录因子家族的生物信息学分析

AP2/ERF家族是一种广泛存在于植物体内的重要转录因子,该转录因子大多数参与植物的生长发育、生理代谢以及抵抗非生物胁迫的过程。本研究利用蓖麻基因组数据库寻找到了113个蓖麻AP2/ERF家族基因,利用生物信息学方法对这113个蛋白序列构建无根进化树,且对氨基酸组成成分进行分析,发现组成蛋白质的氨基酸数目在不同亚族之间差异较大,其中AP2亚族的平均氨基酸数目为个439,亚族中最小的平均氨基酸数目为ERF亚族,平均为255个。在蓖麻的113个蛋白序列中大部分为稳定的亲水性蛋白、且含有多个磷酸化位点、在该蛋白中α—螺旋和无规则卷曲是主要的二级结构方式,除AP2亚族外,其余亚族均含有β—转角,亚族无规则卷曲均占50%以上,说明延伸链和(β—转角则分散在整个氨基酸链中。三级结构与二级结构预测一致。还对保守结构域、蛋白无序化特性等进行了预测和较为全面的分析。这些分析结果为进一步研究蓖麻中AP2/ERF转录因子对生长发育过程中的作用提供了理论依据。     

晋蓖麻1号

晋蓖麻1号是山西省农科院经济作物研究所从塔穗蓖麻群体中连续系选而成。1991年经山西省农作物品种审定委员会审定。该品种经3年省、区试27点(次)平均亩产126.7公斤,居第一位。抗旱、抗病性较强,适应各     

欧李ChCBF1基因的克隆及生物信息学分析

本试验在欧李基因组研究的基础上,利用RT-PCR方法从低温处理的‘农大4号’欧李叶片中克隆到了ChCBF1基因,该基因CDS序列长度为690 bp,编码229个氨基酸的蛋白,分子量为25.10 kD,等电点为4.94,蛋白不稳定指数为58.72。二级结构主要由α-螺旋,延伸链,β-折叠和无规则卷曲构成。启动子分析表明,ChCBF1基因的启动子元件包括低温响应元件、多个光响应相关元件以及激素响应元件等一系列诱导型顺式调控元件。通过氨基酸同源比对和系统发育树分析发现,ChCBF1基因编码的氨基酸序列与桃的相似性最高,达到95%。本研究为后续逆境与休眠诱导相关方面的基因功能验证提供了帮助。     

百合LdGASA1基因克隆与生物信息学及表达分析

本研究从百合小鳞茎发育不同阶段蛋白质组数据中,筛选出调控鳞茎发育的上调表达基因LdGASA1,对其进行克隆、生物信息学分析及表达分析。序列分析显示LdGASA1基因全长725 bp,编码区CDS序列为336 bp,编码111个氨基酸。结构域分析显示,LdGASA1第52至第111个氨基酸含有一个典型的GASA保守结构域。其理化性质分析显示,编码蛋白质理论等电点(pI)为9.1,不稳定系数为35.14,属于稳定的疏水性蛋白,亚细胞定位预测该蛋白最可能定位在细胞质中,其二级结构主要为无规则卷曲(65.86%)和α-螺旋(22.52%),另外含有少量延伸链(12.60)和β-折叠(9.01%)。通过RT-qPCR分析发现LdGASA1基因在小鳞茎出现前表达量相对较低,主要在小鳞茎形态建成和发育阶段表达,且在小鳞茎形态基本建成(35 d)时表达量达到最高。本研究结果为探索GASA基因调控百合生长发育的机制打下基础。     

丹参SmTIR1基因的克隆及生物信息学分析

生长素受体在植物生长素调控植物生长发育过程中起关键作用,而丹参的生长发育直接影响其品质,但目前有关丹参生长素受体基因的研究仍未见报道。本研究通过克隆获得一条全长1 887 bp cDNA序列,并对所获得的克隆序列进行生物信息学分析。丹参生长素受体基因TIR1 (命名为SmTIR1)具有典型的TIR1基因结构,通过预测其潜在的功能,发现SmTIR1是具有TIR1受体典型结构的亲水性蛋白。本研究结果为丹参生长素受体基因功能研究奠定基础,同时可为丹参生长发育方面的研究提供可参考的理论依据。