新城疫病毒La Sota株HN基因的克隆与序列分析

旨在从分子生物学角度进一步研究新城疫病毒La Sota株HN基因,探究NDV La Sota HN基因的遗传变异情况。研究以试验室冻存的p NDV-HN为模版,根据Gen Bank中登录的NDV La Sota株序列设计引物扩增HN基因,将其克隆到pMD18-T载体后进行鉴定,对鉴定正确的重组质粒p MD-NDV-HN进行测序分析。应用生物信息学软件对新城疫病毒Lasota株HN基因进行系统进化树分析、氨基酸序列同源性分析、糖基化位点、蛋白结构跨膜区分析及磷酸化位点预测分析。核苷酸序列测定结果表明:HN基因的序列长度为1743bp,该基因的开放阅读框(Open Reading Frame,ORF)总长为1716 bp,编码571个氨基酸。生物信息学表明:试验获得的HN基因具有6个潜在糖基化位点及12个半胱氨酸残基,第5个潜在糖基化位点(508-510 aa)发生缺失及第123位半胱氨酸残基被色氨酸残基取代。La Sota株HN基因编码的蛋白质中有29个丝氨酸、10个酪氨酸和16个苏氨酸可能成为蛋白激酶磷酸化位点。将试验获得的La Sota株HN基因序列和推导的氨基酸序列与新城疫毒株的HN基因相应序列比较后发现,它们的核苷酸序列同源性和氨基酸序列同源性最高均可达到99%,表明HN基因在种属间具有较高的保守性。研究为新城疫病毒的分子病毒学研究奠定了基础。     

OATP1B1蛋白结构与功能的生物信息学分析

有机阴离子转运多肽1B1 (OATP1B1)是有机阴离子转运多肽OATP超家族的膜转运蛋白,在药物的吸收、分布、代谢、排泄过程中发挥着重要的作用。本研究从美国国立生物技术信息中心(NCBI)数据库中检索OATP1B1膜蛋白的氨基酸序列,运用生物信息学在线分析软件对OATP1B1蛋白的理化性质、保守结构域、跨膜区、信号肽、磷酸化位点、糖基化位点及相互作用蛋白拓扑网络进行了预测分析。结果表明,OATP1B1为疏水性蛋白,分子中存在12个跨膜结构域,无信号肽序列,有多个磷酸化位点和糖基化位点,是高度磷酸化的糖蛋白。蛋白质二级结构软件在线预测显示,无规则卷曲占46.16%,α-螺旋占34.15%,延伸链占17.66%,β-转角占2.03%。对其相互作用蛋白的拓扑网络预测发现,OATP1B1主要参与胆汁酸,胆汁盐,甲状腺激素等的转运,与药物转运进肝细胞密切相关,另外还参与胆汁分泌。本研究可为研究OATP1B1的药物转运、代谢、排泄机制和联合用药提供理论基础。     

H5N1型禽流感病毒HA基因克隆及序列分析

为从分子生物学角度进一步研究H5N1型禽流感主要抗原HA基因,探究H5N1 HA基因的遗传变异情况及其蛋白结构,根据GenBank中登录的H5N1型禽流感HA基因的序列利用Primer 5.0设计引物扩增HA基因,将其克隆到pMD18-T载体后进行鉴定,对鉴定正确的重组质粒pMD-H5N1-HA进行测序分析。应用生物信息学软件对禽流感病毒HA基因进行系统进化树分析、氨基酸序列同源性分析、保守区分析,磷酸化位点和序列重复区分析及HA蛋白二级、三级结构的预测。核苷酸序列测定结果表明：HA基因长1661 bp,共编码326个氨基酸;生物信息学分析结果表明：HA基因在种间具有较高保守性,HA基因的氨基酸序列与其他地方性禽流感H5N1病毒株HA基因的序列同源性最高可达99.7%,且为高致病性毒株;HA蛋白的二级、三级结构预测结果显示：HA蛋白多为α螺旋和β转角结构,无规则卷曲,是亲水性蛋白。该结果为禽流感病毒的分子病毒学研究奠定了基础。     

天祝白牦牛KAP1.1基因亚型B2A克隆及鉴定

通过对天祝白牦牛高硫角蛋白基因启动子B2A克隆得到其序列,将序列提交到NCBI,登录号:KJ910005,并对其进行生物信息学分析,通过亚细胞定位,磷酸化分析,二级、三级结构和保守结构域预测结果比较,MEGA 5.10软件进行NJ法进化树构建和Meg Align进行蛋白质相似分析来分析B2A基因与KAP1.1(Keratin associated protein1.1)基因的差异性。B2A基因的CDS区全长为471 bp,共编码156个氨基酸,二级结构含有延伸链、β转角和无规卷曲3种。B2A蛋白和KAP1.1蛋白的亚细胞定位,磷酸化分析,保守结构域,二级结构、三级结构和同源性差异较大。但是从功能预测结果显示2个蛋白功能完全一致,并且使用Clustal X进行氨基酸序列比对分析显示B2A蛋白从第33位开始相对于KA1.1蛋白有10个氨基酸的缺失以外,其余序列之间的保守性相当高。因此,可以证明B2A基因是KAP1.1基因的基因亚型。     

10株不同年代H9N2 AIV NA基因的克隆及序列分析

利用RT-PCR技术克隆了10株涵盖不同分离年代和不同毒力的H9N2亚型AIV的NA基因,序列分析表明,10株AIV的NA基因的核苷酸和推导的氨基酸同源性高,进化稳定。系统进化树分析表明,其NA基因都属欧亚大陆禽分支,H9N2流感病毒的分布与地域有相关性。其NA蛋白氨基酸序列潜在的糖基化位点以及氨基酸红细胞吸附位点出现的变化尚不能解释这些毒株生物学特性上的差别。但这些研究结果从理论上丰富了H9N2亚型禽流感的分子流行病学,也为进一步研究该类毒株的进化提供了依据。     

赤桉(Eucalyptus camaldulensis)Ec005592基因的生物信息分析

赤桉(Eucalyptus camaldulensis)为桃金娘科桉属下的一个种,抗逆性强。为了了解赤桉Ec005592基因,本研究运用一系列生物信息学方法对该基因及其蛋白进行分析,结果显示:该基因具有4个开放阅读框,分子量为47 084.15 Da,理论等电点为5.03,总亲水性平均值为-0.107,脂肪族氨基酸指数高达82.24:Ec005592蛋白中含有三个保守结构域,分别是Malectin_like结构域、Malectin结构域和LRRNT_2结构域。二级结构预测得出Ec005592蛋白主要由57.71%无规则卷曲(Randon coil)、26.17%的延伸链(Extended strand)、12.15%α-螺旋(Alpha helix)和3.97%的β-转角(Beta turn)组成。三级结构的预测结果显示含有α-螺旋、β-折叠和β-转角。该蛋白质定位细胞外,包括细胞壁中,存在信号肽序列,为分泌性蛋白,共含有9个磷酸化位点。推测赤桉Ec005592蛋白为富含亮氨酸重复序列类型受体丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶。本研究结果为今后进一步深入研究赤桉Ec005592基因的功能及其改造提供了理论基础。     

杂交云杉(Picea engelmannii-glauca)不同类型几丁质酶的生物信息学分析

根据氨基酸的序列特征,可将植物几丁质酶划分为Ⅰ~Ⅶ七类。由NCBI数据库可知,对于云杉不同类型几丁质酶研究甚少,其中以杂交云杉(Picea engelmannii-glauca)上传的氨基酸序列最为完善,包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ、Ⅶ四类,但均未对其生物信息学进行分析。本研究以杂交云杉的四类几丁质酶氨基酸序列为研究对象,利用生物信息学分析方法对其蛋白质进行鉴定。结果表明,四类几丁质酶蛋白分子量大小为24~36 kD,均为亲水性蛋白;具潜在磷酸化位点,且位于丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸上,但不含糖基化位点;除Ⅱ类几丁质酶外,其余均具信号肽位点;亚细胞定位发现,四类几丁质酶蛋白都属分泌蛋白;保守结构域分析可知,四类几丁质酶蛋白全为蛋白19家族,且兼具溶菌酶活性;二级结构主要由4部分组成,包括无规则卷曲、α-螺旋、延伸链和β-转角,除Ⅰ和Ⅳ类外,其余两类均具1个跨膜结构域;系统发育树分析可知,四类几丁质酶进化过程既有所发展,又相对保守。该研究为深入研究云杉属几丁质酶的生物学功能和调控机制提供一定的理论依据,为云杉的抗病性育种提供一定的依据。     

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。     

龙眼DlWRKY57基因克隆与拟南芥遗传转化

以龙眼成熟叶片为材料,利用实验室构建的龙眼转录组数据库,筛选出Dl WRKY57基因c DNA序列,对其开放阅读框(ORF)进行克隆和生物信息学分析。结果表明,Dl WRKY57基因ORF长度为894 bp,编码297个氨基酸,此蛋白属于WRKY基因家族中的域a类,存在1个WRKY结合位点。通过生物信息学分析表明,该蛋白属于非跨膜亲水蛋白,预测定位于细胞核,存在45个氨基酸磷酸化位点。其二级结构由无规则卷曲、琢-螺旋和延伸链构成,其中无规则卷曲为二级结构中最主要的结构元件,并且二级结构与三级结构预测结果高度一致。同源基因进化树分析表明该基因与木薯亲缘关系最近。以p MD18-T和p BI121载体为基础,成功构建了植物超表达载体p BI121-Dl WRKY57,利用农杆菌花序法转化拟南芥,经PCR分子检测,获得含Dl WRKY57基因的拟南芥植株,该超表达载体的遗传转化为Dl WRKY57基因功能的深入研究提供依据。     

马铃薯StNF-Y核转录因子基因的克隆和生物信息学分析

为了研究马铃薯StNF-Y基因在非生物逆境中的作用与功能,在马铃薯抗青枯病基因型ED13中克隆了1个新的NF-YC转录因子(StNF-Y),并对其进行生物信息学分析,预测其生物学功能。结果表明,StNF-Y基因的全长cDNA为1 132 bp,其开放阅读框为693 bp,编码230个氨基酸,氨基酸分子式为C_(1112)H_(1735)N_(317)O_(339)S_(10),等电点为5.37,含有13个磷酸化位点;StNF-Y蛋白分布在胞质中,无信号肽,属于亲水性蛋白,含有高度保守的结构域,属于BUR6 superfamily家族;二级结构显示,StNF-Y蛋白主要由45.65%的α-螺旋、5.65%的延伸链、45.22%的无规则卷曲和3.48%的β-转角组成。系统进化分析结果显示,马铃薯StNF-Y序列与番茄、辣椒和烟草NF-YC序列亲缘关系较近。此外,StNF-Y在多种植物胁迫中起作用。因此,推测StNF-Y可能参与马铃薯相关胁迫抗性的调节。研究结果可为以后进一步深入研究马铃薯StNF-Y的功能以及对逆境胁迫的抵抗机制提供理论依据。     

鸡新城疫病毒F基因的克隆及序列分析

研究旨在从分子生物学角度研究新城疫病原F基因,探究NDV F基因的遗传变异情况及其蛋白结构。提取新城疫病毒基因组RNA,根据GenBank中已知的NDV La Sota株序列设计引物扩增F基因,将其克隆到pMD18-T载体后进行鉴定,对鉴定正确的重组质粒pMD-NDV-F进行测序分析。应用生物信息学软件对新城疫病毒F基因进行系统进化树分析、氨基酸序列同源性分析、蛋白结构跨膜区分析及F蛋白三级结构的预测。核苷酸序列测定结果表明：F基因为1792 bp,共编码553个氨基酸;生物信息学分析结果表明：F基因在种属间具有较高的保守性,试验获得的F基因与NDV La Sota、Clone30、V4、B1等弱毒株的一致性较高,具有典型的弱毒株特性,F基因的氨基酸序列与新城疫病毒La Sota株F基因的序列同源性最高可达100%;F蛋白的三级结构预测结果显示：F蛋白部分片段与新城疫病毒F蛋白融合片段的相似性为96%。研究为新城疫病毒的分子病毒学研究奠定了基础。     

福建地区草莓斑驳病毒全基因组测序和分子变异分析

为了深入解析草莓斑驳病毒(strawberry mottle virus,SMoV)的分子变异以及遗传多样性,采用小RNA高通量测序结合RACE和RT-PCR技术获得了福建地区SMoV基因组全长序列。SMoV基因组RNA1和RNA2分别为7034 nt和6354 nt,均含有1个ORF,分别编码多聚蛋白P1和P2;SMoV福建分离物同其他15个SMoV分离物的同源性分析表明,RNA1核苷酸和多聚蛋白P1氨基酸同源性分别为79.2%~96.8%和89.0%~99.5%;RNA2核苷酸和多聚蛋白P2氨基酸同源性分别为77.9%~97.8%和89.9%~98.9%。SMoV福建分离物各编码蛋白同其他15个SMoV分离物的同源性分析表明,仅病毒基因组连接蛋白最为保守,其他各蛋白核苷酸序列和氨基酸序列变异均较大。福建分离物和中国部分分离物聚在一个大分支上,和中国分离物DGHY3亲缘关系最近。SMoV中国福建分离物的基因组结构与其他分离物相一致,其核苷酸序列和氨基酸序列分子变异较大,并且和中国其他分离物具有较丰富的遗传多样性,在进化上有一定的地理相关性。     

乌头花叶病病原物的分子鉴定

研究旨在通过逆转录聚合酶链式反应（RT-PCR）从分子方面鉴定附子地道产区四川江油乌头花叶病植株的病原物种类及分析其特性。通过对黄瓜花叶病毒（Cucumber mosaic virus, CMV）的外壳蛋白基因(Coat Protein,CP)设计特异引物,对江油中坝附子GAP生产基地的乌头花叶病植株进行克隆、转化并测序。结果表明：从江油花叶病乌头植株中克隆得到基因大小为375 bp的片段,鉴定为黄瓜花叶病毒,命名为CMV-FZ,该序列为一段有效的长为375 nt的氨基酸编码区,推测编码125个氨基酸残基。依据外壳蛋白核苷酸序列建立了CMV不同分离物的系统进化树并对该序列进行蛋白组学分析,CMV-FZ与国内外已报道代表性CMV亚组分离物CP基因的核苷酸与氨基酸的序列相似性为74.8%~98.2%和73.4%~99.2%,其中与与CMV亚组II的核苷酸和氨基酸序列相似性为96.1%-98.2%和96.0%-99.2%,该分离物与中国分离物（CMV-PCT2）氨基酸序列相似性最高,达到99.2%。遗传进化分析显示,CMV-FZ与中国分离物（Zin和Hubei-1）和美国分离物（DKRD）亲缘关系较近,聚在同一分支,属于CMV亚组II。以上结果表明伴有花叶症状的乌头受到黄瓜花叶病毒的侵染。     

鸭梨苹果茎痘病毒外壳蛋白基因克隆及原核表达

为了进一步明确苹果茎痘病毒(Apple stem pitting virus,ASPV)的分子变异及株系分化,制备相应特异性抗血清.本研究以库尔勒地区种植的感染ASPV的鸭梨(Y)枝条韧皮部为试材,采用RT-PCR技术扩增ASPV CP基因,克隆、测序,获得了鸭梨分离物外壳蛋白(ASVP CP-Y)基因,将该CP基因连...     

小麦作物查尔酮合成酶（CHS）及其基因生物信息学分析

对已在NCBI上注册的普通小麦、蓝粒小麦、天蓝偃麦草查尔酮合成酶(chalcone synthase,CHS)核酸和氨基酸序列进行分析。利用生物信息学软件研究3种作物查尔酮合成酶的酶学特性,对其组成成分、理化性质、亚细胞定位、跨膜结构、分子进化、蛋白质二级结构和结构域进行预测和推断。3种作物查尔酮合成酶基因长度均约为1.2 kb,编码394个氨基酸,三者氨基酸同源性很高,在蛋白质的其他预测中,发现三者均为不稳定蛋白,疏水性较强,二级结构以α-螺旋为主,但其他结构中有所差异,在进化树中可以看出蓝粒小麦与长穗偃麦草亲缘关系较近。通过分析发现,小麦类作物查尔酮合成酶有着与其他植物中该酶相同的特性,为进一步研究其他特殊的小麦类作物相关酶及其基因提供理论依据。     

3种小麦作物二氢黄酮醇4-还原酶(DFR)基因的生物信息学分析

为了研究彩色小麦色素合成中相关酶的性质及其基因,对已在NCBI上注册的普通小麦、蓝粒小麦、天蓝偃麦草的二氢黄酮醇4-还原酶(dihydroflavonol-4-reductase,DFR)核酸和氨基酸序列进行分析。通过生物信息学软件研究3种作物二氢黄酮醇4-还原酶的酶学特性,对其组成成分、理化性质、亚细胞定位、跨膜结构、分子进化、蛋白质二级结构和结构域进行预测和推断。结果表明,3种作物二氢黄酮醇4-还原酶基因长度均约为1.0 kb,编码354个氨基酸,三者氨基酸同源性很高。在蛋白质的其他预测中,发现三者均为酸性稳定亲水性蛋白,没有信号肽和跨膜结构域。二级结构以α-螺旋和自由卷曲为主,在进化树中可以看出蓝粒小麦与普通小麦亲缘关系较近。通过分析发现,小麦类作物二氢黄酮醇4-还原酶有着相同的特性,进化比较保守。为进一步研究其他特殊的小麦类作物相关酶及其基因提供理论依据。     

芍药分生组织决定基因APETALA2(AP2)的克隆及生物信息学分析

花分生组织决定基因APETALA2(AP2)属于植物ABCDE模型基因,在花器官发育过程中起着重要的调控作用。为进一步了解芍药AP2基因的生物学功能,利用RACE扩增和测序技术克隆plAP2基因序列,利用生物信息学在线程序对其序列特征、蛋白结构及功能、亚细胞定位进行预测,并利用MEGA 5.0构建不同植物AP2分子进化树,最后利用qPCR检测其在内外花瓣中的差异表达情况。结果显示,克隆获得芍药AP2基因(plAP2)cDNA序列全长1 935 bp,其ORF全长为1 578 bp,编码525个氨基酸。蛋白结构与功能分析表明,plAP2蛋白为亲水性不稳定蛋白,无跨膜结构和信号肽,表明为非分泌蛋白;核定位信号位于氨基酸序列139-147(KKSRRGPRS);二级结构包括α-螺旋(24%)、β-折叠(19%)、β-转角(28%)和无规则卷曲(28%);plAP2蛋白存在8个糖基化位点和64个磷酸化位点,plAP2蛋白包含2个相同的保守结构域:AP2/(Ethylene-Responsive factors,ERF)(151-213aa和243-306aa)。亚细胞定位主要在细胞质(45.0%)中,少量分布于微体、线粒体基质间隙和溶酶体;进化树分析表明,芍药AP2基因与牡丹高度同源且亲缘关系最近;qPCR检测显示外瓣AP2表达量均极显著高于内瓣(P0.01)。克隆出芍药AP2全长cDNA序列,系统地揭示了plAP2蛋白基本结构、功能位点区域、细胞定位以及组织表达情况,为今后深入研究plAP2基因功能提供基础素材和理论参考。