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.     

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。     

玉米抗冷相关基因ZmSAMDC克隆及生物信息学分析

在水稻中同源比对得到玉米的SAMDC基因,并利用生物信息学在线软件,对该基因编码的蛋白质结构及理化性质等进行分析.结果 表明:ZmSAMDC为疏水性非跨膜类蛋白,无信号肽结构.ZmSAMDC蛋白分子量大小为43283.12 D,等电点为4.78,氨基酸数共398个,蛋白质不稳定系数为38.32,预测该蛋白为稳定蛋白.Z...     

玉米淀粉分支酶基因启动子的克隆及生物信息学分析

[目的]为了研究不同淀粉含量的启动子之间是否有差异及对直链淀粉合成途径是否有影响.[方法]以常规玉米叶片基因组DNA为模板,利用NCBI网站公布的高直链玉米淀粉分支酶基因(Zea mays starch branching enzyme IIb,SBEIIb)序列设计引物,通过PCR反应扩增出常规玉米淀粉分支酶基因的启动子序列,将该扩增片段与T载体连接后测序,并与高直链玉米淀粉分支酶基因启动子的序列进行比较分析.[结果]结果表明:玉米淀粉分支酶基因启动子与公布的启动子序列同源性高达99.3%,序列差异Pi值为0.007 16,该差异主要是SNP(单核苷酸多态性)和Indel(插入/缺失)造成的,推测该差异可能会影响到淀粉分支酶基因的表达,是造成玉米直链淀粉含量差异的因素之一.[结论]该研究为深入了解玉米直链淀粉合成机理提供了重要依据.     

玉米高光效基因ppdk的克隆及其生物信息学分析

[目的]获得玉米(Zea mays)的丙酮酸磷酸双激酶基因(以下简称ppdk),并对其进行生物信息学分析.[方法]使用Trizol提取玉米SC704的总RNA,并用特异引物对其进行RT-PCR扩增,将得到的cDNA片段连接到pGEM-T载体后转化大肠杆菌DH5α,然后对阳性克隆进行测序,并对序列进行生物信息学分析.[结果]获得的玉米PPDK基因CDS全长2781bp,与玉米z561ppdk基因同源性为99;;其编码的多肽链包含926个氨基酸,与玉米PPDK同源性为97;.[结论]克隆了玉米C4型丙酮酸磷酸双激酶(PPDK)基因,它所编码的氨基酸序列具备PPDK蛋白的保守序列和催化活性中心区域.该基因的成功克隆为今后利用其改造C3植物的光合效率以提高粮食单产奠定了良好的基础.     

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。     

大豆GmPID基因生物信息学分析及克隆

利用同源克隆技术,对拟南芥再生相关基因PID作同源序列比对,从大豆中克隆PID基因全长CDS序列,得到大豆再生相关基因GmPID,分析大豆再生相关基因GmPID启动子序列、氨基酸序列、编码的蛋白质结构、亲疏水性、蛋白质结构及同源进化树。结果表明,GmPID编码区cDNA长度为1 359 bp,编码452个氨基酸,GmPID编码的蛋白为碱性亲水性蛋白;分析其蛋白功能结构域发现,GmPID蛋白含有丝氨酸/苏氨酸激酶催化结构域,为PKc-like超家族成员;构建系统进化树发现其与密花豆亲缘较近。研究结果有利于深入研究大豆再生相关基因GmPID在大豆再生过程中的关键作用,为提高大豆再生效率提供理论基础。     

西瓜PME基因生物信息学分析及克隆

研究从拟南芥(Arabidopsis thaliana)4个果胶甲酯酶基因和2个来自东北农业大学西甜瓜分子育种课题组西瓜转录组数据分析的果胶甲酯酶基因入手,通过BLAST比对方法在葫芦科数据库中鉴定甜瓜(Cucumis melo L.)、西瓜(Citrullus lanatus)果胶甲酯酶同源基因,预测分析其生物信息学...     

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.     

家蚕drk基因的克隆及生物信息学分析

受体下游激酶( downstream of receptor kinases,DRK)是JAK/STAT信号途径的重要组成成员,在信号传导中发挥重要作用.为了研究家蚕的JAK/STAT途径,本研究通过RT - PCR克隆了家蚕的drk基因(Bmdrk)的cDNA,序列测定结果显示:Bmdrk开放读码框为639 bp,编码212个氨基酸残基.结构分析显示:BmDRK由SH3和SH22种结构域形成了SH3 -SH2 -SH3的结构形式.基于SH3 - SH2 -SH3结构域序列的进化分析指出昆虫DRK蛋白序列高度同源,结构与基本功能相似.DRK在进化过程有侧翼1个SH3结构域丢失的事件发生.研究结果为探讨Bmdrk在JAK/STAT信号途径中的作用方式以及drk基因进化提供了新的线索.     

薄荷MhLS基因的克隆及生物信息学分析

柠檬烯合酶(limonene synthase,LS)催化合成薄荷挥发油主要单萜类化合物的共同合成前体。为了更深入地了解柠檬烯合酶,首次从国产薄荷品种738中克隆到柠檬烯合酶基因MhLS的cDNA全长序列,开放阅读框(ORF)长度为1 797 bp,编码599个氨基酸。蛋白质分子质量约为70 ku、理论等电点pI为5.3,亮氨酸(Leu)所占比例最高,而半胱氨酸(Cys)所占比例最低。MhLS基因推导的氨基酸含有植物萜类合酶(Terpene_cyclase_plant_C1)保守区域,具有典型的类异戊二烯合成酶(Isoprenoid_Biosyn_C1)超家族结构域。本研究所获得的MhLS与薄荷属其他种所获得的MhLS基因编码的氨基酸序列高度相似。     

牦牛POMC基因的克隆及生物信息学分析

为探讨工布江达牦牛POMC基因的分子结构特征,通过分子克隆技术获得工布江达牦牛POMC基因全序列,采用生物信息学方法对该基因及其编码蛋白的基本理化性质、疏水性、信号肽、二级结构等进行预测与分析。结果表明,工布江达牦牛POMC基因包含1个798bp的开放阅读框,编码265个氨基酸,其编码蛋白属于亲水性蛋白,具有明显的信号肽,二级结构主要以无规卷曲和α-螺旋为主。以POMC基因构建的邻接系统发育树表明,工布江达牦牛POMC与野牦牛、普通黄牛、水牛和羊等品种的POMC遗传距离较近,具有高度同源性。     

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。     

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。     

蓝莓FLC基因电子克隆及生物信息学分析

FLC基因是MADS-box家族的重要成员,参与调控植物花芽分化和开花过程,在春化作用中起关键作用。以拟南芥(Arabidopsis thaliana)FLC基因编码蛋白序列(Gen Bank登录号:AAN04056.1)为探针,运用电子克隆方法获得蓝莓(Vaccinium spp.)FLC基因(VaFLC)c DNA序列,对其编码蛋白的理化性质、亲/疏水性、保守序列、二级结构和三级结构特点进行预测分析,并对该编码蛋白与其他植物中FLC基因编码蛋白的相似性和进化关系进行研究。结果表明,蓝莓FLC基因c DNA全长1 303 bp,包含1个长度为753 bp的完整开放阅读框,编码250个氨基酸,编码蛋白含有MEF2-like MADS域、I域、K域和C域4个明显的结构域,属于MADS-box基因家族中植物Ⅱ型(MIKC型)基因。在蓝莓FLC基因编码VaFLC蛋白与其他植物FLC蛋白的相似性方面,除与大豆的相似性为38%之外,与其他植物的相似性均高于40%,其中与葡萄、柑橘具有47%的相似性,与拟南芥、可可树、白桦具有46%的相似性,与梨树具有45%的相似性。蓝莓VaFLC蛋白在系统进化树上归为木本植物分支,并形成独立的小分支,推测该基因及其编码蛋白在植物FLC进化过程中保留了部分原始特征。     

大豆GmAGL8基因的克隆及生物信息学分析

通过同源扩增从大豆中克隆得到与拟南芥AGL8基因相似的基因GmAGL8,并对该序列进行了测定。同时对GmAGL8进行了生物信息学分析,通过比对GmAGL8与桃PpMADS6和拟南芥FUL的核酸序列,相似度分别为80%和77%,三者的氨基酸序列同源性为74%。通过亲疏水性分析预测GmAGL8基因编码的蛋白为亲水性蛋白。在GmAGL8中发现与MADS基因家族相似的MEF2并找到可能对多聚体的形成有关的K-box基因。     

临武鸭PRL基因的克隆及生物信息学分析

采用高通量Solexa测序技术获得临武鸭PRL基因全序列,并对该序列进行了生物信息学分析.结果表明:临武鸭PRL基因全序列长度为6 390 bp(GenBank序列号为JQ677091),包含5个外显子和4个内含子,编码229个氨基酸.聚类分析发现,临武鸭与绿头鸭亲缘关系最近,与鹅、鸡、鹌鹑等次之,与鱼类亲缘关系最远.这些研究结果提示,PRL基因全序列适合于动物物种间系统进化关系的分类研究,可为进一步了解PRL基因的特性、物种演化、蛋白质生物学功能等提供理论依据.     

青杨4CL基因的克隆及生物信息学分析

4CL是木质素合成途径中的关键酶,对其进行生物信息学分析,为深入研究4CL的作用奠定基础并为进一步改良青杨提供理论支撑。以青杨嫩茎为试材,采用RT-PCR方法克隆青杨4CL基因,使用NCBI、DNAMAN及Ex PASy等一系列在线软件及工具,对青杨4CL基因的编码区、氨基酸序列及蛋白质的结构和功能进行生物信息学分析。克隆了青杨4CL基因,命名为Pc4CL(Gen Bank注册号:KJ490636)。该基因全长1623 bp,开放阅读框为1~1611 bp,编码536个氨基酸,含有4CL的保守域SSGTTGLPKGV和GEICIRG及催化活性残基His-234。Pc4CL与Pt C4CL同源性最高达97.95%。     

禽类PRL基因的cDNA克隆及生物信息学分析

[目的]通过对PRL基因(催乳素基因)的克隆及生物信息学分析,研究该基因编码的蛋白对禽类就巢性的作用。[方法]利用原鸡PRL基因mRNA序列(NM-205466)与蓝孔雀表达序列标签(EST)数据库进行Blast检索,以及序列拼接和逆转录-聚合酶链式反应(RT-PCR),获得了蓝孔雀PRL基因的部分cDNA序列,并对该序列进行了生物信息学分析。[结果]获得的cDNA序列片段长度为927bp,包括完整的开放阅读框690 bp,编码229个氨基酸。系统发育树的构建发现蓝孔雀与原鸡亲缘关系比较近,与鹑次之,与火鸡亲缘关系最远。[结论]该研究结果为研究PRL蛋白的生物学功能奠定了基础。