紫花苜蓿蛋白质二硫键异构酶mPDI的生物信息学分析与同源建模研究

利用紫花苜蓿蛋白质二硫键异构酶（mPDI）的mRNA（来自NCBI,登录号为Z11499．1）及氨基酸序列（来自UniProt KB／Swiss—Prot数据库及NCBI数据库,其登录号分别为1729828、CAA77575．1）,应用生物信息学软件预测了该蛋白质的理化性质、亲疏水性、信号肽、二级结构、卷曲螺旋结构、跨膜区域、糖基化位点、活性位点、亚细胞定位、功能结构域及高级结构。结果表明：紫花苜蓿mPDI蛋白质是一个整体疏水性蛋白,细胞定位为粗面内质网,含有512个氨基酸,理论等电点为4．98,分子量为57087．4Da,原子组成为C2597H3977N651O786S6摩尔消光系数在280nm处为37610,不稳定系数为40．12,脂肪系数为79．96,总平均亲水性为-0．357。该蛋白质由20种氨基酸组成,其中非极性R基团氨基酸占44．3％,极性R基团氨基酸占28．4％,酸性氨基酸占13．6％,碱性氨基酸占13．1％,Ip、Glu、Val、Ala含量最为丰富,Met和Cys含量最少。信号肽位于1～24号氨基酸。利用ProtScale软件的KyteandDoolittle算法对mPDI蛋白进行亲／疏水性预测,结果表明该蛋白质含有7个高疏水性区域,分别分布在4J0～50区域、95～105区域、120～130区域、190～200区域、285～295区域、340～350区域以及365～375区域。利用SignalP网络工具对mPDI蛋白进行信号肽的预测,神经网络法显示第24～25位点是最可能的剪切点,马可夫模型显示了同样的信号肽酶切位点。mPDI蛋白质二级结构中α-螺旋占26．37％（135AA）、无规则卷曲占53．32％（273AA）、延伸链占20．31％（104AA）;包含3个卷曲螺旋结构、3个糖基化位点（分别为143位的S、148位的T、461位的S）、2个硫氧还蛋白结构域（14～144位、357～485位）、2个硫氧还蛋白活性位点（54～72位、399～417位）、1个内质网靶向序列（509～512位）;Ramachandram结构检测表明此模型的三维结构符合立体化学能量规则。     

紫花苜蓿乙酰CoA硫解酶的生物信息学分析与同源建模

[目的]对紫花苜蓿中的乙酰CoA硫解酶进行生物信息学分析与同源建模。[方法]应用生物信息学软件预测紫花苜蓿乙酰CoA硫解酶的理化性质、亲/疏水性、卷曲螺旋结构、糖基化位点、活性位点、亚细胞定位、二级结构、结构域及三维高级结构。[结果]该蛋白质是一个极疏水性蛋白,含403个氨基酸,理论等电点为6.95;包含1个明显卷曲螺旋结构、5个糖基化位点、1个硫解酶结构域;二级结构中α-helix(Hh)占39.95%、Extended strand(Ee)占16.38%、Random coil(Cc)占43.67%;Ramachandram结构检测表明预测蛋白质残基的二面角有90%以上位于黄色区域,符合立体化学能量规则。[结论]为该蛋白功能的探索提供了一定的理论参考。     

紫花苜蓿β-1,2-木糖转移酶同源建模及分子动力学分析

[目的]研究紫花苜蓿β-1,2-木糖转移酶同源建模及分子动力学。[方法]通过NCBI数据库得到了紫花苜蓿β-1,2-木糖转移酶的mRNA及氨基酸序列,应用Swiss-mode在线预测了该蛋白质的三维结构。[结果]Ramachandram结构检测表明,建立的三维模型其蛋白质残基的二面角有95%以上位于黄色能量稳定区域,符合立体化学能量规则。NAMD软件分子动力学分析得到该蛋白质的能量图谱与计算红外光谱,表明其催化反应在热力学稳定范围内。[结论]为深入研究β-1,2-木糖转移酶的结构提供了理论依据。     

桔小实蝇二硫键异构酶基因的克隆及其发育表达

利用RT-PCR和RACE方法克隆获得桔小实蝇Bactrocera dorsalis（Hendel）二硫键异构酶（pro-tein disulfide isomerase,PDI）基因的cDNA序列,命名为BdorPDI。测序结果表明,BdorPDI开放阅读框全长1 497bp,编码498个氨基酸。氨基酸序列结构分析表明,该序列有PDI蛋白家族的典型特征:N端含有信号肽序列;在序列的N端及C端具有二硫键/巯基氧化还原位点CGHC;在C末端含有内质网滞留信号肽KDEL。进化树分析表明:桔小实蝇的PDI蛋白序列与脊椎动物安乐蜥（Anolis carolinensis）的序列（XP₀03217370）一致性最低,为49.3%;与双翅目昆虫刺舌蝇（Glossina morsitans）的序列（ADD20271）一致性最高,为76.3%。荧光定量PCR分析表明:BdorPDI mRNA在桔小实蝇1～3龄幼虫中的表达量相对较低,且呈逐渐增长的趋势;在1d蛹中的BdorPDI mRNA表达量达到最高峰,其表达量是基准含量的536.50倍,且随着蛹的发育,BdorPDI mRNA表达量呈逐渐降低的趋势。由此可见,桔小实蝇二硫键异构酶在化蛹过程中发挥了重要的生理功能。     

斜纹夜蛾蛋白二硫键异构酶基因的发育表达分析

[目的]分析斜纹夜蛾蛋白二硫键异构酶基因(SlitPDI)的序列特征和发育表达模式,为解析SlitPDI蛋白在斜纹夜蛾生长发育过程中的生理功能提供依据.[方法]采用DNASTAR对SlitPDI基因序列特征和进化关系进行分析,并以实时荧光定量PCR研究SlitPDI基因在斜纹夜蛾2龄、4龄、6龄幼虫及蛹和新羽化雌、雄成虫共6个不同发育时期的相对表达量.[结果]SlitPDI基因编码494个氨基酸,预测该蛋白分子量约55.3 kD,理论等电点(pI)为4.52.氨基酸序列分析结果表明,SlitPDI蛋白序列具有PDI家族的典型特征:在序列的N端及C端均具有二硫键/巯基氧化还原位点-CGHC-.系统发育进化树分析结果表明,SlitPDI蛋白与意大利蜜蜂(Apis mellifera)的PDI蛋白序列一致性最低,为50.2%;与家蚕(Bombyx mori)的PDI蛋白序列一致性最高,为83.4%.斜纹夜蛾不同发育时期的实时荧光定量PCR分析结果表明,SlitPDI基因在4龄幼虫中的表达量最高,其表达量是基准含量2龄幼虫的1.27倍;在刚羽化雌、雄成虫的表达量也较高,分别为基准含量2龄幼虫的1.03和1.12倍.[结论]SlitPDI蛋白属于I类PDI家族蛋白,SlitPDI基因在斜纹夜蛾4龄幼虫和新羽化成虫中的表达量相对较高.     

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。     

一种有效扩大蛋白质同源建模尺度方法

采用最邻近算法对同源建模中的缺失值进行填充,由此扩大传统同源建模方法的研究尺度.在序列结构比对中,氨基酸的插入（删除）会引起数据缺失,传统的同源建模法不能处理这部分结构.结合最邻近算法、期望值最大化方法和主成分分析,抽取蛋白质结构演化的主要信息,构建蛋白质保守结构的低维取样空间.与标准的主成分分析相比,该方法能利用更多的演化信息,涵盖更多的具有遗传信息的区域,构造更大尺度的蛋白质取样空间.取样空间的精度用目标蛋白质结构与其在取样空间上的投影的均方根偏差评价.将该方法应用于33个蛋白质超家族,结果表明,扩大后的取样空间精度达到测定蛋白质结构的X-ray实验精度,满足后续的蛋白质结构研究.     

2种除草剂对紫花苜蓿蛋白质含量的影响

试验旨在研究除草剂精喹禾灵、乙氧氟草醚对紫花苜蓿蛋白质含量的影响,从而筛选出效果最好的一种除草剂作为常用除草剂。以紫花苜蓿为材料,在精喹禾灵、乙氧氟草醚两种除草剂处理下对紫花苜蓿蛋白质含量进行测定,根据除草剂对紫花苜蓿蛋白质含量的影响对供试除草剂进行安全性能的评定。结果表明:有草条件下,分别使用两种除草剂后紫花苜蓿蛋白质含量均有不同程度的增加,且蛋白质含量均呈显著增加(P0.05)。在无草条件下,精喹禾灵处理后蛋白质含量不呈显著降低(P0.05),乙氧氟草醚处理后蛋白质含量呈显著降低(P0.05),在供试的2种除草剂中精喹禾灵除草效果最好可作为紫花苜蓿常用除草剂。     

黑木耳多巴色素异构酶基因的克隆与生物信息学分析

以黑木耳菌株Mn150 DNA为模板,设计特异性引物,对多巴色素异构酶基因进行克隆,该基因生物信息学分析结果表明,多巴色素异构酶基因序列长度为355 bp,编码112个氨基酸,分子质量为13.05 kDa,分子式为C584H921N181O153S4,等电点为10.35,为亲水性蛋白.该蛋白含有1个4-Oxalocro...     

橡胶HMGR蛋白的生物信息学分析与同源模建

利用生物信息学方法分析了橡胶HMGR蛋白的氨基酸组成、等电点、疏水／亲水区、二级结构等蛋白质性质,并同荔枝、拟南芥和水稻的蛋白进行了对比,并用生物信息学软件对其空间结构进行了模拟,同时对模建结果进行了结构质量的分析与检测。结果表明：该蛋白共有575个氨基酸,等电点为6．44,二级结构中α螺旋占45．91％,β折叠片占13．04％,无规卷曲占35．83％。三维结构检测表明,此模型的结构符合立体化学规则。此外,利用该模型预测了配体SIM和ADP在HMGR结构空间的近似位置,并定位了与SIM和ADP作用的相关残基。     

紫花苜蓿肽基脯氨酰顺反异构酶基因全长cDNA的电子克隆及同源建模

[目的]研究对紫花苜蓿肽基脯氨酰顺反异构酶基因全长cDNA进行电子克隆及同源建模的方法。[方法]根据物种间同源基因相对保守的特点,利用NCBI数据库,对公共EST数据库进行同源检索筛选和重叠群装配,获得拼接cDNA序列,经过ORFFinder分析后获得相应蛋白质的全长序列,并利用Swiss-Mode服务器预测各原子坐标,进而利用Swiss-PdbViewer生成三维空间模型。[结果]采用该方法成功获得紫花苜蓿肽基脯氨酰顺反异构酶基因的完整cDNA序列,全长为1880bp,mPPI蛋白质编码68AA,分子量约为7829.9Da,理论等电点pI=8.99,原子组成为C338H547N103O103S4,摩尔消光系数280nm处为4595,不稳定系数为42.16,脂肪系数为83.24,总平均亲水性为-0.456。[结论]根据物种间同源基因序列对跨物种间EST数据库进行同源检索筛选和拼接,是基因克隆的一条有效途径。     

大庆地区紫花苜蓿主要病害调查

对大庆地区主要紫花苜蓿种植基地病害发生情况进行了初步调查。此次调查共发现紫花苜蓿茎部和叶部病害12种,在生产中大面积发生且危害较重的主要病害有4种,分别为褐斑病、霜霉病、炭疽病、斑枯病和小光壳叶斑病,应立刻采取防控措施。苜蓿花叶病、锈病和轮纹病等病害危害虽较轻,但流行的潜在危险较大,也应及早预防。大庆胡吉吐莫、勇敢村地区的紫花苜蓿染病情况较为严重,林甸、银浪、星火牧场、肇源县等种植基地发病较轻。     

利用ISSR标记解析紫花苜蓿·黄花苜蓿和胡卢巴属植物的亲缘关系

[目的]解析紫花苜蓿、黄花苜蓿和胡卢巴属植物的亲缘关系。[方法]利用ISSR分子标记技术,对紫花苜蓿、黄花苜蓿和胡卢巴种质资源之间的亲缘关系进行研究。[结果]紫花苜蓿、扁蓿豆和黄花苜蓿有较广遗传基础,胡卢巴种质材料相对于紫花苜蓿种质材料与黄花苜蓿的亲缘关系更近。苜蓿属和胡卢巴属亲缘关系研究有利于对一些存在争议的中间过渡类型进行分类,但在对中间过渡类型分类时应找一个合适的"度",以鉴定存在争议的中间过渡类型属于胡卢巴属还是苜蓿属。[结论]该研究结果为一些植物材料中间过渡类型的分类学研究提供了指导。     

紫花苜蓿的生物学特性及开发利用

紫花苜蓿具有"牧草之王"的美称,且具多种抗性并能有效的改良土壤,对其干草营养成分以及微量元素和维生素的含量进行分析,阐述紫花苜蓿的栽培技术,总结在生产应用上的优良价值.     

高寒地区紫花苜蓿对土壤养分的影响

[目的]探讨种植紫花苜蓿对高寒地区土壤养分的影响。[方法]通过田间试验,研究在高寒地区种植紫花苜蓿后其土壤中有机质、氮素、磷素、钾素等养分的变化情况。[结果]高寒地区种植紫花苜蓿可明显提高土壤中有机质、全氮和碱解氮含量,而土壤全磷含量的变化相对较弱。在青海高寒地区种植紫花苜蓿2年后,土壤耕作层中有机质、全氮、碱解氮的含量分别增加17.70%1、4.45%、13.53%,而全钾、速效磷和速效钾的含量则分别下降1.63%、9.03%和12.67%。[结论]在高寒地区种植紫花苜蓿可以改善土壤氮素水平,在种植过程中应增施磷钾肥以充分发挥其培肥地力、改良土壤、防治水土流失的作用。     

农杆菌介导紫花苜蓿子叶遗传转化的影响因素研究

以5-7d的紫花苜蓿无菌苗为材料进行卡那霉素抗性筛选,用RG-2质粒（合VP7基因和卡那霉素抗性基因）和农杆菌（EHA101、EHA105）构建重组质粒,对无菌苗和重组质粒进行共培养,研究菌株类型、菌液浓度对转化效率的影响。结果表明,菌株EHA105对紫花苜蓿的转化率达4％,重悬菌液的0D60。以0．3～0．5为宜,农杆菌侵染时间以10～12min较好;PCR检测结果表明,37株卡那霉素抗性植株中30株为阳性,说明VP7外源基因已整合到受体植物基因组中。     

11个国外紫花苜蓿新品种的生产适应性比较研究

对从国外引进的11个紫花苜蓿品种的生育期、产草量、叶茎比连续3 a进行了比较研究。结果表明:返青期最早的品种为牧歌、全能+Z,WL324;总干物质产量最高和较高的品种为WL324、三得利、德宝;叶茎比最高的品种为WL323 mL,较高为全能+Z和三得利。综合评价既高产又优质的品种是三得利和WL323 mL。