玉米PDI基因cDNA的克隆及生物信息学分析

利用RT-PCR技术,从玉米花丝中克隆得到了玉米蛋白质二硫键异构酶(PDI)基因cDNA编码序列(GenBank登录号为EF532321)。生物信息学技术分析表明:该序列开放阅读框为1 542个碱基,编码513个氨基酸,组成的蛋白质分子式C2577H3980N648O771S11,分子量为56.7 kDa,等电点pI为5.01。基因进化树分析表明玉米中的PDI基因与水稻中的PDI基因具有较近的亲缘关系。亚细胞定位预测分析表明,该基因编码的蛋白定位于细胞的内质网。     

大豆抗逆相关基因GmERF10克隆及生物信息学分析

为分离克隆大豆抗旱功能重要基因,前期运用RNA-Seq技术对M18苗期根系转录组进行了分析,筛选与苗期大豆根系生长发育相关的显著差异表达基因,选取差异较大的基因进行克隆,提取M18叶片基因组,设计引物,得到目标片段,命名为GmERF10.为了解GmERF10的结构和功能特点,利用生物信息学工具和软件对GmERF10的理...     

玉米隐花色素基因cry2的电子克隆及生物信息学分析

[目的]获得玉米隐花色素基因cry2的全长cDNA序列,并进行生物信息学分析。[方法]通过玉米cry2基因的电子克隆和序列分析、不同物种间CRY蛋白同源性比较及进化分析研究了一种新的基因克隆方法。[结果]CRY2蛋白的分子量为78844.3,理论等电点为5.13,含有20种基本氨基酸,其中含量最高的是Leu和Ser,含量最低的是Cys;含有96个带负电荷的残基,68个带正电荷的残基,其水溶液在280nm处的消光系数约168705;其不稳定系数为54.82,脂肪系数为78.01,平均亲水系数为-0.440。预测到CRY2蛋白的二级结构中螺旋占33.4%,β折叠占7.9%,转角占58.6%。玉米CRY2蛋白与高粱、水稻、小麦、拟南芥、油菜、豌豆、烟草等植物的CRY2蛋白及玉米CRY1蛋白具有较高的一致性。玉米CRY1和CRY2蛋白均有699个氨基酸,氨基酸一致率达92.3%。[结论]电子克隆的结果为玉米cry2序列克隆提供了参考。     

玉米ZmHDR基因的分子克隆及生物信息学分析

为了解Zm HDR在玉米叶绿体发育过程中的作用机制及进化模式,利用RT-PCR方法克隆了玉米HDR基因,并对其进行了生物信息学分析.结果表明,ZmHDR基因在玉米基因组中以单拷贝形式存在,全长序列为3 188 bp,其中含有1 389 bp的开放阅读框,编码1个由462个氨基酸组成的蛋白;半定量PCR分析表明,该基因是一个组成型表达的基因;不同物种氨基酸序列比对结果显示,ZmHDR基因与高粱、水稻、黄花蒿、烟草、三叶胶、孜然芹、拟南芥、青色藻同源性比较高,暗示该基因在进化上具有高度的保守性.     

一个新的玉米WRKY基因识别及其生物信息学分析

利用电子克隆技术从玉米EST库中发现了一个新的玉米WRKY基因ZmWRKY。生物信息学分析表明,该基因编码一个由302个氨基酸组成的、相对分子质量为32.5 kD的蛋白,具有一个由60个氨基酸组成的WRKY结构域（155～214）,定位于细胞核,具有转录调控功能。序列分析表明,该蛋白与同科植物水稻OsWRKY76基因具有较高的同源性,推测其可能参与植物病害防御信号的传导过程,在植物生物胁迫防御中发挥作用。     

玉米氨基酸转运蛋白ZmAAP基因的克隆及序列分析

克隆得到玉米中AAP基因的核酸序列,通过对其编码蛋白理化性质、跨膜区、高级结构等方面进行生物信息学分析,为进一步深入研究玉米AAP基因的功能提供理论依据。采用同源克隆技术得到含有完整编码阅读框的一段玉米未知功能基因,使用ProtParam、ProtScale、TargetP v1.01 server、SignalP4.1 server、TMHMM services v.2.0、SOPMA、Phyre2、DNAman等软件对该基因进行生物信息学分析。结果表明:克隆的玉米未知功能基因全长cDNA序列为1 396 bp,包括1 212 bp的开放阅读框,编码的氨基酸数403个,分子质量42.88 kD,理论等电点9.24,正、负电荷残基总数分别是18和30,在组成蛋白编码的20种氨基酸中丝氨酸所占比例最高,为13.4%,而组氨酸比例最低,为1.0%。AAP蛋白包含信号肽,剪切位点位于38、39残基处;编码区核苷酸序列与其他作物对比后发现,与大麦AAP1基因的相似性最高,相似度为87%。通过生物信息学分析初步证明从玉米中克隆的基因为AAP的核酸序列,命名为ZmAAP。     

猪LBP基因电子克隆及生物信息学分析

利用电子克隆技术,以人脂多糖结合蛋白（LBP）基因（NM₀04139）为种子序列,克隆猪LBP基因。结果表明:所克隆的LBP基因开放阅读框长为1 446bp,编码481个氨基酸。推导其氨基酸序列与人、小鼠、大鼠、牛、狗的相似性分别为74.2%、64.8%、63.2%、77.1%和74.6%。进化树分析显示,猪与牛LBP基因进化距离最近,与大鼠最远。生物信息学分析表明,所克隆的猪LBP蛋白分子大小为53.036 7ku,理论等电点为6.43;亚细胞定位预测猪LBP属于分泌蛋白,主要在线粒体（44.4%）和高尔基体（22.2%）中表达;N端存在信号肽,且在25～26位氨基酸可能存在裂解位点。N端的疏水性较强,且位于信号肽处,最大疏水性值为2.478,最大亲水性值为1.956;由胞外区（1～6位氨基酸）、跨膜区（7～29位氨基酸）和胞内区（30～481位氨基酸）3个部分组成的膜蛋白,有9个Ser、8个Thr和2个Tyr,可能成为蛋白激酶磷酸化的位点;LBP膜外区蛋白由多个α螺旋,膜内区由多个β折叠构成,α螺旋和β折叠平行交替排列,构成一个弯曲螺旋状结构;在33～256和271～474位氨基酸残基之间分别有1个BPI1和BPI2的保守结构域。     

玉米光周期反应及一个相关基因的克隆

【目的】研究玉米的光周期反应，克隆出玉米中的EMF同源基因并研究其表达模式。【方法】以热带玉米自交系CML288和温带玉米自交系黄早四为材料，研究了它们在9 h和15 h光周期处理后的反应和热带自交系CML288在不同时期两种日照挪动处理下的光周期反应。通过RT-PCR法克隆到一个玉米上的EMF同源基因，并检测了该基因在经过不同光周期处理的自交系CML288、黄早四及其F1的不同生长时期茎尖中的表达。【结果】 CML288对光周期的反应非常敏感，黄早四相对不敏感。CML288在短日照条件下7片叶时期是光周期反应的敏感时期，在长日照条件下9片叶时期是光周期反应的敏感时期。推测新克隆的cDNA序列含有完整的1 881bp的开放阅读框，编码一条约71kD的多肽，包含626个氨基酸残基，编码的蛋白质有一个C2H2型锌指结构区,两个核定位信号区和一个酸性区，可能是DAN结合蛋白，Northern杂交显示，其在茎尖和叶片中均有表达。经不同光周期处理后，该基因在2个自交系及F1不同生长时期茎尖中的表达情况不同。【结论】克隆到的基因其功能可能与促进营养生长和抑制生殖生长有关。     

小麦DHAR基因的克隆及生物信息学分析

以电子克隆和RT-PCR克隆获得了1个小麦脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)基因,并对其编码的蛋白质序列进行了生物信息学分析.结果表明,该基因cDNA序列长1 187 bp,编码263个氨基酸,蛋白质分子量为28 908.2 Da,PI为6.84;具有GST-N家族和GST-C-DHAR结构域,分别属于硫氧还蛋白超家族和GST-C末端超家族;该蛋白序列无信号肽,是亲水性蛋白,定位于细胞质叶绿体中,二级结构中以无规则卷曲(40.30％)和α螺旋(37.64％)为主,并含有少量的片层结构(17.11％);该蛋白序列与大麦、二穗短柄草、玉米、水稻、拟南芥的同源蛋白序列相似性较高,其中与大麦胞质DHAR(BAJ97007.1)蛋白进化距离最近.     

鹰嘴豆LHY基因cDNA克隆及生物信息学分析

从鹰嘴豆中克隆生物节律钟LHY基因的cDNA全长序列,进行序列信息学分析。通过同源克隆策略,利用RT-PCR技术获得核心片段,结合5＇-RACE和3＇-RACE技术,克隆得到鹰嘴豆生物节律钟基因LHY的cDNA全长序列,其核苷酸序列长度为3 061 bp,包括2 220 bp的完整开放阅读框（ORF）,编码739个氨基酸。验证后命名为CarLHY基因,获得基因登录号为KJ558378。生物信息学研究表明CarLHY基因cDNA序列与其他植物LHY基因具有较高的相似性;预测CarLHY蛋白不具有跨膜结构;为转录因子,定位于细胞核中;不具备信号肽。对CarLHY蛋白功能结构域预测表明,蛋白质核心结构存在符合转录因子与DNA结合的常见功能域HTH。蛋白系统进化树显示,与大豆分子进化距离最近,其次是黑杨、拟南芥。     

玉米抗病相关候选基因DNA片段克隆

根据已克隆的植物抗病基因的保守序列设计引物,对玉米DNA进行扩增、克隆并对部分克隆进行了测序.测序结果与Genebank进行序列同源性比较分析.其中pGEM2-23号克隆与玉米中乙醇脱氢酶基因(adh1)在15047～15272 bp处具有85%同源性;pGEM2-25号克隆与水稻BAC库中10号染色体的OSJNBa0055P24克隆片段在67005-67151bp处具有82%同源性.推测pGEM2-23克隆为一与乙醇脱氢酶有类似作用的抗病相关候选基因的片断.     

植物抗寒转录激活因子ICE1和ICE2基因的生物信息学分析

从美国在线数据库(NCBI)中获得不同植物ICE1和ICE2基因的完整序列并对其进行分析,以期对ICE基因的结构与生物学功能研究提供理论基础。利用Clustal W2和Mega 5.0软件对其基因的氨基酸序列进行多重比对和系统发育树构建,并采用不同的生物信息手段对其蛋白的一、二、三级结构进行分析。结果表明:ICE1和ICE2基因均含有4个不同的结构域,即富S区、核定位信号区(NLS)、bHLH结构域和转膜区,但其bHLH结构域和富S区(单子叶植物间)存在差异。ICE1和ICE2基因编码的氨基酸主要是脂肪族类氨基酸,以丝氨酸(Ser)和亮氨酸(Leu)为主,其等电点均呈酸性,等电点值均是单子叶双子叶,ICE1和ICE2均为亲水性不稳定蛋白。C和H为ICE1和ICE2蛋白二级结构的主要元件,E和T只是零星分布在整个蛋白中,且H、T、E、C的含量均存在差异,其含量及折叠方式的差异导致蛋白三级结构的不同。ICE1和ICE2基因在基因序列上有相似的结构域,但其蛋白结构存在差异。     

玉米穗行数相关基因GRMZM2G398848的生物信息学分析

研究采用生物信息学的方法,对一个玉米穗行数相关基因GRMZM2G398848的理化性质、跨膜结构域、功能域、二级结构、三级结构等方面进行了预测和分析。结果表明:该基因编码蛋白由9 195个原子构成,其相对分子质量为65.681 1kDa,是一个不稳定亲水性蛋白,包含1个F-box超亲家族和2个AMN1超亲家族,无跨膜结构域,无信号肽,由α螺旋、无规则卷曲、延伸链和β折叠构成。     

核桃油脂合成转录因子JrWRI1基因的克隆及生物信息学分析

为研究核桃果实油脂合成与积累的分子调控机理,以核桃果实种仁cDNA为模板克隆得到油脂合成关键转录因子JrWRI1基因,其cDNA序列全长为1 230 bp,编码409个氨基酸。通过对其结构特征、生物学特性进行分析,发现该基因编码蛋白属于AP2/ERF转录因子超级家族,具有特异的DNA结合序列,调节生物合成和代谢过程,定位于细胞核中,符合转录因子行使功能的特点。并构建了JrWRI1超表达重组载体,为进一步研究JrWRI1在核桃果实油脂合成与积累过程中的功能奠定基础,也为利用分子手段加快高油核桃新品种的选育提供参考。     

大豆蛋白酶抑制剂基因的克隆及生物信息学分析

为了研究使用安全的抗虫蛋白,以市售吉育47种子为材料,利用RT-PCR方法,从大豆吉育47萌发种子提取RNA,以该RNA为模板进行反转录并进行PCR,扩增大豆吉育47蛋白酶抑制剂基因并进行生物信息学分析与表达载体的构建。结果表明:克隆到长252bp的完整编码基因序列,编码84个氨基酸残基;经测序与同源比对鉴定该基因与已报道基因相似性高度一致;以pCAMBIA3301为基础构建了植物表达载体pCAMBIA3301PI并转化入农杆菌EHA105中。     

猪OLR1基因克隆及生物信息学分析

设计猪氧化低密度脂蛋白受体1(OLR1)基因编码区全长引物,从猪脂肪组织中扩增OLR1基因编码区全长序列,对其蛋白质序列进行比对分析,预测蛋白质信号肽位点及结构域并研究该基因密码子使用偏好性。结果表明:猪OLR1基因编码区全长为825 bp,共编码273个氨基酸,猪OLR1基因与牛同源性最高(84%),其次是人(79%)、大鼠(51%)和小鼠(27%)。猪OLR1蛋白38~60位氨基酸为信号肽所在位置,144~256位氨基酸正是C型凝集素家族共有结构域;OLR1基因密码子A U含量(61.2%)远高于G C含量(38.8%),而且偏向使用A/U结尾的密码子(占76.53%),这可能影响到OLR1基因的表达水平。     

玉米TCP家族基因生物信息学鉴定与分析

TCP家族是一类与植物器官三维形态发育或细胞周期调控相关的转录因子。本研究通过SeqHunter2软件,在玉米基因组范围内进行TCP家族基因的搜索和鉴定。共鉴定了7个玉米TCP家族基因,并根据进化树拓扑结构将其分为两大类:ClassⅠ和ClassⅡ。通过玉米、拟南芥和水稻TCP家族的进化分析推测,玉米发生了特有的TCP家族基因扩增事件,这些物种分化后进化出的基因可能参与了玉米特有的生命活动或与玉米特有的生物特征相关。玉米7个TCP转录因子的保守基序在组成上存在差异,但均含有TCP家族中最保守的两个基序。     

“大通＂牦牛Lfcin基因克隆及生物信息学分析

乳铁蛋白素（Lactoferricin,Lfcin）是从乳铁蛋白（LF）上被胃蛋白酶水解下来的25个氨基酸残基的小肽,位于乳铁蛋白第二外显子,是乳铁蛋白的抗菌活性中心,其抗菌活性是LF的几百倍。Lfcin具有广谱抗菌活性,对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均有效,同时具有抗真菌、抗病毒、抑制肿瘤细胞生长、参与免疫调节等多种生物学功能和维持动物肠道菌群正常生态稳定的功能,从而起到提高动物生产性能的作用。     

驴生长激素基因cDNA的克隆及生物信息学分析

[目的]研究驴GH基因的特性与功能。[方法]以驴肝组织为材料,设计一对特异性引物,采用RT-PCR技术克隆驴GH基因cDNA序列。[结果]测序得到706bp的驴GH基因cDNA序列,此序列包含完整的GH基因的阅读框,编码216个氨基酸,驴GH基因编码的蛋白有7个的疏水区域,存在7个跨膜区和信号肽,二级结构主要以α-螺旋和不规则卷曲为主,三级结构包含第27～215位氨基酸残基。[结论]驴GH基因在进化上非常保守,基于CDS序列构建的系统进化树与比较形态学和比较生理学结果一致。