甘蔗ScF-box基因cDNA全长克隆和生物信息学分析

【目的】独脚金内酯是近年来发现的一种新型激素,能够有效抑制植物分枝(蘖),在其信号转导途径中MAX2/RMS4/D3基因扮演着十分关键的作用。为了研究该基因在甘蔗分蘖性状表现中的功能作用具有重要意义。【方法】本研究利用RT-PCR和RACE技术克隆出其同源基因(ScF-box)的c DNA全长,并对其序列和编码蛋白开展生物信息学分析。【结果】ScF-box基因的c DNA全长为2642 bp(KR870233),具2103 bp的开放阅读框(ORF,113~2215 bp),编码700个氨基酸;蛋白质分析表明,ScF-box为不稳定的水溶性非分泌蛋白,主要在氨基酸生物合成和中央中介代谢中发挥作用。亚细胞定位于细胞质,存在22个磷酸化位点,4个NES信号和1个NLS信号位点,不存在信号肽,二级结构以α螺旋和无规则卷曲为主,保守结构域和三级结构预测均表明该蛋白存在一个F-box结构,能特异识别与之作用的底物。【结论】推测ScF-box可能作为独脚金内酯调控甘蔗分蘖信号转导途径中一个具有特异性识别功能的组分而起作用。进化树分析表明该蛋白与高粱、玉米等单子叶植物进化关系较近。     

兰州大尾羊PPARG全长cDNA克隆及生物信息学分析

【目的】克隆兰州大尾羊过氧化物酶体增殖物激活受体（peroxisome proliferator-activated receptor gamma, PPARG）基因,分析其序列及编码蛋白的生物学特性,阐明PPARG基因在绵羊中的生物学作用,为生产应用提供理论依据。【方法】根据绵羊PPARG基因CDS序列设计特异性引物,利用RACE和RT-PCR技术克隆获得兰州大尾羊PPARG基因序列,结合生物信息学方法分析其生物学特性。【结果】克隆获得兰州大尾羊PPARG cDNA 序列全长1 774 bp（GenBank序列号：KF727439）,其CDS区片段长1 428 bp,编码475个氨基酸,编码区两侧翼分别具有5’-UTR 131 bp（1-131 nt）和3’-UTR 214 bp（1 560-1 774 nt）。预测兰州大尾羊PPARG蛋白分子量为54.40 kD,理论等电点为4.94。预测PPARG编码蛋白疏水性最大值为3.600,最小值为-2.744,为非跨膜的疏水性蛋白。亚细胞定位主要在细胞质（65.2%）和细胞核（21.7%）中,少量作用于细胞支架（4.3%）和过氧化物酶体（4.3%）,无信号肽,不属于分泌蛋白。预测其氨基酸序列有26个磷酸化位点,无糖基化位点,含有1个ZnF_C4结构域、1个HOLI结构域和1个LCR结构域,二级结构以随机卷曲为主。同源性分析显示兰州大尾羊PPARG核苷酸序列与山羊、野牛、水牛、绵羊、虎鲸、野猪和人类核苷酸序列间的同源性分别为99% 、98% 、97% 、99%、 94%、92%和90%,兰州大尾羊PPARG氨基酸序列与山羊、野牛、水牛、绵羊、虎鲸、野猪和人类核苷酸序列间的同源性分别为100% 、99.8% 、100% 、100%、 98.7%、98.5%和97.5%。系统发育树表明,兰州大尾羊与山羊、绵羊和水牛的进化水平更为接近,与鱼类、人类和鼠类较远。其基因第486位发生碱基转换（C←→T）,第828位发生碱基转换（C←→A）,但其所编码氨基酸不变。【结论】兰州大尾羊与其他物种PPARG在结构上相似性较高,说明该基因具有高度的保守性。推测PPARG蛋白大部分在游离核糖体上合成,其功能与过氧化物酶体有关,该预测结果符合其过氧化物酶体增殖物激活受体的身份。PPARG氨基酸序列有26个可以成为蛋白质激酶磷酸化的位点,某些位点被磷酸化后,可导致一系列肥胖相关基因的功能失调和表达变化, 如胰岛素增敏激素,脂联素( adiponectin)的表达减少。其序列包含的ZnF_C4锌指结构域具有与脂质结合的功能,HOLI即LBD配体结构域在激素信号转导过程中发挥重要作用,其中PPARG锌指结构域中的磷酸化位点Ser112,被MAPK磷酸化后,可以抑制PPARG同配体的结合,从而降低PPARG蛋白的活性,两个结构域均与成脂分化过程相关联。文章为进一步研究PPARG在成脂分化过程中的作用提供了参考。     

百合S-RNase基因cDNA全长克隆及表达分析

[目的]克隆百合S-RNase基因cDNA全长序列并进行表达信息分析,为百合不亲和机制的研究奠定基础。[方法]以东方百合(Lilium oriental)品种‘Justina’为材料,通过RACE技术克隆百合S-RNase基因的cDNA全长序列;采用半定量RT-PCR技术对百合同一时期不同器官的S-RNase基因的表达量进行定性分析;并通过NCBI在线工具以及ProtParam、SignalP、MEGA5对其序列进行生物信息学分析。[结果]克隆基因全长为766bp,开放阅读框为672bp,推导编码223个氨基酸;其半定量分析显示表达量由高到低的器官依次为花瓣、叶、茎、大量分泌液时的花柱、无分泌液时的花柱、鳞茎。通过生物信息学分析发现,该蛋白为一个不稳定的亲水蛋白、存在信号肽序列,属于分泌型蛋白。具有典型的RNase T2家族蛋白保守结构域特征,二级结构富含环形结构。在已知的S-RNase基因中,与野茶树的亲缘关系最近。[结论]获得百合S-RNase基因cDNA全长序列及在同一时期不同器官的S-RNase基因的表达量。     

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。     

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。     

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。     

牛Smad 9基因cDNA克隆及生物信息学分析

Smad 9属于R-Smads,在TGF-β信号传导过程中起着重要作用。本研究利用生物信息学方法,结合RT-PCR技术和SMARTRACE技术,得到全长为1 871 bp的牛Smad 9基因cDNA序列。通过核酸序列分析发现,牛Smad 9基因编码345个氨基酸残基,牛Smad 9蛋白无跨膜区和信号肽序列,该蛋白与人、小鼠、大鼠和红原鸡在氨基酸序列上分别有78.84%,79.21%,77.88%和70.38%的同源性。通过多组织RT-PCR分析发现,牛Smad 9基因的组织表达谱很广,在卵巢、肝、肌肉、小肠、脂肪、子宫、肾脏、心肌、肺、胰腺、睾丸、乳腺组织中均有表达。     

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。     

大麦SERK基因家族cDNA克隆及生物信息学分析

通过对大麦体细胞胚胎发生受体类蛋白激酶SERK(Somatic embryogenesis receptor-like kinases)基因家族进行注释和基因克隆,得到3条大麦序列,即HvSERK1、HvSERK2和HvSERK3,其中基因HvSERK3与相应已有参考序列(Accession:AK374641)相比,编码氨基酸有所改变。生物信息学分析表明:3条大麦SERK基因都具有1 870 bp左右的开放阅读框,620 aa左右的氨基酸残基数,69 kD左右的相对分子质量大小,平均理论等电点5.5,说明SERK为酸性蛋白;大麦SERK蛋白具有强烈的亲水性,且存在N端信号肽和跨膜螺旋区,二级结构组件主要是环(loop)。本研究为进一步探讨大麦中SERK基因家族的功能奠定了基础。     

月季MYB基因cDNA全长克隆和表达分析

 【目的】克隆月季花色代谢相关新基因的全长cDNA序列,并分析其表达功能。【方法】根据月季花色突变体SSH文库分析得到的差异表达EST序列设计引物,采用RACE技术进行全长cDNA克隆。【结果】克隆到1 125 bp的cDNA全长,GenBank登录号为Eu082130。这一cDNA序列编码1个包含294个氨基酸的前体蛋白,它与小金海棠MxMYB1和大豆的GmMYB176 蛋白的保守区同源性分别为70%和58%,都是只有1个MYB结构;而与具有两个MYB结构域的棉花GhMYB26、拟蓝芥AtMYB305和金鱼草AmMYB340同源性很低。该蛋白的分子量为32.33 kD,等电点为9.65,分子式为C1387H2201N435O440S10 。半定量PCR 分析证实了该RhMYB1基因与CHS基因在红花突变体中比在黄花亲本中表达量高。【结论】推测该基因是一个转录因子,参与调控花青苷的合成。     

淡色库蚊氯菊酯抗性相关基因PR-OP全长cDNA的克隆及生物信息学分析

【目的】克隆淡色库蚊氯菊酯抗性相关视蛋白基因,并进行生物信息学分析,为阐明视蛋白基因的抗性机制及研制新型卫生杀虫剂奠定基础。【方法】依据库蚊抗性与敏感品系差异表达的EST片段设计PCR引物,采用RACE技术克隆淡色库蚊氯菊酯抗性相关基因PR-OP全长cDNA序列,并对其生物信息学进行分析。【结果】获得了长度为1 402 bp的淡色库蚊氯菊酯抗性相关基因PR-OP全长cDNA,其编码383个氨基酸。生物信息学分析结果表明,该基因编码蛋白为具有7个跨膜螺旋的膜蛋白,其保守域与视紫红质家族的保守域一致,该蛋白还具有2个信号肽切割位点和18个磷酸化位点。系统进化分析表明,该基因与淡色库蚊溴氰菊酯抗性相关视蛋白基因及致倦库蚊、埃及伊蚊视紫红质基因氨基酸序列同源性在69%以上,与家蚕、烟草天蛾、柞蚕、柑橘凤蝶、中华蜜蜂、黑腹果蝇视蛋白的氨基酸序列同源性均在56%以上。【结论】克隆了淡色库蚊氯菊酯抗性相关视蛋白基因(GenBank登录号为FJ917744),推测其与氯菊酯抗性相关。     

人参BBM基因全长cDNA的克隆及生物信息学分析

BBM(BABY BOOM)基因是属于植物AP2/EREBP基因家族的AP2亚族的转录因子,已有很多研究表明,过量表达BBM基因能够诱导植物体细胞胚,是植物体细胞胚诱导研究中应用潜力大的重要基因之一。为利用BBM基因诱导人参体细胞胚,该试验采用RACE方法克隆了2 291 bp的人参BBM基因全长cDNA,包含1 998 bp的开放阅读框(ORF),编码665个氨基酸。用其推测的编码蛋白序列与拟南芥等植物的BBM基因序列比对结果,人参BBM基因中包含euANT2-euANT6、bbm-1等基序,还包含由Linker连起来的2个AP2结构域(AP2-R1和AP2-R2),说明PgBBM是属于AP2亚族的转录因子。与其它植物已知BBM基因构建的系统发育树显示,人参BBM基因与烟草、大豆、苜蓿的BBM基因亲缘关系较近,与其它植物的BBM基因的亲缘关系较远。     

绵羊YAP1基因全长cDNA克隆及生物信息学分析

【目的】克隆绵羊YAP1基因cDNA并分析其序列及其蛋白的遗传特性及其在不同组织中不同程度的表达情况。【方法】以湖羊为研究对象,利用RT-PCR和RACE技术获得绵羊YAP1序列,并结合生物信息学方法对绵羊YAP1的序列进行深入分析。【结果】从湖羊背最长肌中克隆YAP1基因的全长cDNA序列;利用生物信息学技术,对绵羊YAP1基因与其它物种的同源性,蛋白质序列的跨膜区,亚细胞定位,亲水性,潜在信号肽剪切位点,糖基化位点,磷酸化位点,编码产物进行功能预测分析,及其编码蛋白的二级结构,三级结构等进行分析。【结论】克隆获得绵羊YAP1基因序列全长为1 712 bp,包括1 212 bp的编码区序列,编码403个氨基酸。同源性分析发现,绵羊YAP1核苷酸序列与推测氨基酸序列与灰仓鼠的同源性最高,分别达到78.77%和92.51%,而与人、黑猩猩的一致性差异较小。氨基酸序列分析发现该基因编码蛋白为水溶性蛋白,相对分子量为44079.0Da,理论等电点为4.91,无信号肽序列和跨膜区;亚细胞定位主要在细胞核,不属于分泌蛋白;预测含有33个磷酸化位点,7个糖基化位点,具有两个WW结构域,二级结构以无规则卷曲为主,三级结构显示,YAP1结构域区构成弯曲状螺旋结构。预测YAP1蛋白主要在调节功能过程中有着关键作用。以上研究为进一步探讨YAP1基因在肌肉生长过程中的功能研究奠定了遗传信息基础。     

鸡干扰素基因刺激因子cDNA克隆及生物信息学分析

试验旨在利用RT-PCR方法扩增鸡干扰素基因刺激因子CDs区,回收产物转化DH5α感受态细胞后提取质粒送测序,并根据测序结果对其进行生物信息学预测分析。结果显示鸡干扰素基因刺激因子基因CDs区为1140bp,编码379个氨基酸。同源性比对和系统进化分析显示,鸡干扰素基因刺激因子基因与环颈雉、火鸡、盔珠鸡等禽类同源性较高。生物信息学分析结果表明干扰素基因刺激因子蛋白理论分子量为42.6kD,平均亲水指数为-0.041,无信号肽,存在1个跨膜区;干扰素基因刺激因子蛋白主要定位于内质网。α-螺旋(54.62%)是主要的二级结构。该研究成功克隆了鸡干扰素基因刺激因子基因CDs区,并利用生物信息学软件对其进行了生物信息学分析预测,试验结果为进一步探讨鸡干扰素基因刺激因子在先天免疫中的生物学功能及抗病毒作用的分子机制提供了理论依据。     

紫花苜蓿几丁质酶Class Ⅰ基因cDNA全长克隆及序列分析

依据NCBI中已登录的截形首蓿(Medicago truncatula)几丁质酶基因的一段EST序列(GenBank登录号:AF167323)设计引物,以紫花苜蓿(Medicago sativa L.)为试验材料,利用RACE技术进行cDNA全长克隆.利用生物信息学软件对该序列进行分析得知:该基因全长1 132bp,其...     

川中黑山羊OPN基因cDNA克隆及生物信息学分析

以川中黑山羊为研究对象,对OPN基因CDS区进行克隆测序及生物信息学分析,并与GenBank其他物种该基因进行序列比对,结果表明,川中黑山OPN基因全长952 bp,包含1个834 bp的完整的CDS编码区,编码278个氨基酸;OPN的CDS编码区核苷酸序列与绵羊、牛、猪、人、马、小鼠、鸡相应序列的同源性分别为98%、95%、79%、79%、70%、47%。     

黔北麻羊RERGL基因cDNA克隆与生物信息学分析

选择与羊同源性较高的牛RERGL基因组序列设计特异性引物,提取黔北麻羊脾脏总RNA,通过RT-PCR技术对RERGL基因进行克隆测序及序列分析.结果表明,成功克隆了黔北麻羊RERGL基因,其cDNA序列646 bp,GenBank登录号JN 671919,编码205个氨基酸.生物信息学分析表明,黔北麻羊RERGL基因蛋白二级结构α-螺旋占40.68％,延伸链占16.18％,无规则卷曲占43.14％;没有跨膜螺旋结构域且没有糖基化位点.     

苦荞C4H基因的cDNA克隆及生物信息学分析

[目的]为了解植物苯丙烷类代谢途径中关键酶——肉桂酸-4-羟基化酶基因结构特征及系统进化,拟克隆苦荞肉桂酸-4-羟基化酶(Cinnamate-4-hydroxylase,C4H)基因并进行生物信息学分析。[方法 ]本研究通过RT-PCR技术,克隆2个苦荞C4H基因cDNA和DNA序列,并通过生物信息学分析其基因结构及蛋白理化性质,最大似然树法构建系统进化树。[结果]2个基因cDNA序列长度分别为1 812bp和1 476bp,各编码504和491个氨基酸残基。其DNA序列分别为2 774bp和2 364bp,均包含3个外显子和2个内含子,第1个外显子和2个内含子序列长度存在明显差异。蛋白分子量分别为58.002kDa和56.401kDa,等电点分别为9.18和9.09。2个基因编码氨基酸与苦荞肉桂酸-4-羟基化酶同源性分别为99%和86%,故暂且命名为FtC4H1和FtC4H2。FtC4H1和FtC4H2与其他物种直系同源蛋白聚为两类,FtC4H1和FtC4H2与莴苣和丹参同源蛋白亲缘关系较近,氨基酸序列同源性分别为88%和84%。[结论]本研究通过对苦荞2个C4H基因的核酸、氨基酸序列、蛋白结构及系统进化树进行分析,为后续苯丙烷代谢途径及荞麦基因挖掘利用提供理论基础。     

牛RXRG基因cDNA的克隆及生物信息学分析

【目的】扩增了牛RXRG基因的序列,并对其进行了生物信息学分析。【方法】提取牛肌肉组织总RNA,利用RT-PCR技术,对牛RXRG基因进行了克隆,将得到的2条片段分别重组到PMD19-T载体并进行了序列测定;利用DNAMAN软件拼接得到2条片段序列,并运用DNAMAN软件及在线工具对拼接所得到的序列进行了生物信息学分析。以牛肾脏、肝脏、睾丸、肺、脾脏、瘤胃、子宫、小肠、心脏、卵巢和肌肉等11个组织为材料,对牛RXRG基因在组织中的表达进行了分析。【结果】获得了长度为1 811 bp的牛RXRG基因cDNA,其由10个外显子组成,编码463个氨基酸;该基因与人、猪、猕猴、小鼠、大鼠在氨基酸序列上分别有89.5%,93.4%,87.2%,83.9%和85.2%的同源性。【结论】获得了牛RXRG基因长度为1 811 bp的cDNA序列,牛RXRG基因除在肌肉组织中高度表达外,在其他组织中均不表达。     

马尾松α-蒎烯合成酶基因cDNA全长克隆及序列分析

[目的]分离克隆马尾松α-蒎烯合成酶基因cDNA全长.[方法]根据其他松科植物α-蒎烯合成酶基因保守区域设计引物,扩增出基因的部分片段,再结合RACE技术分别扩增出基因3’端和5’端序列,通过序列拼接获得cDNA全长,结合生物信息学软件分析该基因编码蛋白的特性.[结果]马尾松α-蒎烯合成酶基因cDNA全长为2 103 bp,编码区1 980 bp,编码629个氨基酸,含有1个N端结构域、1个金属结合结构域和1个天冬氨酸富集基序（DDMYD）.[结论]该方法成功克隆了马尾松α-蒎烯合成酶基因cDNA全长序列,具有单萜烯合成酶基因的典型特征,序列提交至GenBank,获得登录号KF547035.