北美鹅掌楸LtuHMGS基因的克隆与生物信息学分析

[目的]研究北美鹅掌楸LtuHMGS基因的结构特性、亚细胞定位及表达模式,为从分子水平探究北美鹅掌楸萜类合成途径提供理论基础.[方法]从北美鹅掌楸转录组数据库中鉴定出一条HMGS基因序列,采用RACE技术克隆其全长cDNA,将其命名为LtuHMGS.对LtuHMGS基因的ORF进行生物信息学分析,探究其理化性质及与同源...     

猴头菌MnP1基因全长cDNA克隆及生物信息学分析

【目的】克隆猴头菌 CB1锰过氧化物酶( MnP)基因,用于分析 He-mnp1基因及蛋白序列、基因的结构与功能,为研究猴头菌 MnPs基因功能、转录调控和构建优良工程菌株提供参考。【方法】根据 GenBank 中已报道的白腐菌MnPs基因cDNA序列的保守区域设计引物,采用简并PCR、逆转录RT-PCR、cDNA末端的快速扩增( RACE)等方法扩增出全长 cDNA基因序列,命名为 He-mnp1( GenBank 登录号为 HM116841.3),并对其猴头菌 He-mnp1基因进行生物信息学的分析。通过 NCBI 数据库进行 BLAST 同源搜索; ORF Finder 查找该基因的完整开放阅读框( ORF);利用Expasy数据库和BioEdit软件预测He-mnp1蛋白质的理化特性及氨基酸的组成;同时进行亲/疏水性及跨膜区的分析;采用 SignalP 4.1软件进行蛋白信号肽的预测;并利用 Clustal W 和 MEGA 5.1软件对 He-mnp1蛋白序列同源性比对和构建白腐菌MnPs系统发育树;利用数据库Conserved Domain Database( CDD)蛋白保守结构域的预测,查看 He-mnp1血红素、基质及锰、钙等结合位点;采用 PredictProtein 软件和 SWISS-MODEL 软件进行He-mnp1蛋白二级结构的预测和同源三维建模。【结果】该基因 He-mnp1的 cDNA 全长1279 bp,完整开放阅读框1080 bp,起始密码子 ATG,终止密码子 TAA,5'端非翻译区有68个核苷酸,3'端非翻译区有131个核苷酸,编码蛋白359 aa;生物信息学分析表明,猴头菌 He-mnp1氨基酸组成中丙氨酸含量最高,无酪氨酸,分子量为38.18 kDa,等电点为4.35,He-mnp1的蛋白有明显的亲水区,存在81－105、121－141间有2处疏水区域,此蛋白为亲水蛋白。He-mnp1蛋白质多肽前体包含1个18 aa的信号肽及1个5 aa的中间前导短肽。【结论】蛋白系统进化分析表明He-mnp1分布在第2组群,与平菇侧耳、冬生多孔菌、变色栓菌的 MnPs亲缘关系最为接近。He-mnp1基因存在1个保守结构域,分析显示为 Class Ⅱ类的真菌血红素过氧化物酶蛋白家族。He-mnp1蛋白二级结构预测α－螺旋占30.99%,β－折叠占3.38%,无规则卷曲占65.63%,属于稳定蛋白。He-mnp1蛋白三维建模,结果得到1个 Fe 血红素,2个 Ca2+、1个 Mn2+的结合位点及组氨酸残基等。     

杨树HSP90基因的克隆及生物信息学分析

【目的】为了揭示热激蛋白90(Heat shock protein 90,HSP90)基因在杨树抗溃疡病中的功能,克隆获得毛白杨HSP90基因的全长序列,以期明确HSP90基因的表达与溃疡病菌侵染间的关系。【方法】采用RT-PCR技术和Gateway克隆的方法,获得了毛白杨的HSP90基因序列,并利用相关软件对该基因编码的蛋白的理化性质、疏水性、结构域、功能及亚细胞定位等进行了生物信息学分析。【结果】毛白杨的HSP90基因序列(NCBI登录号:AGU99972.1)全长为2 100 bp,其中A+T占52.90%,C+G占47.10%,共编码699个氨基酸。毛白杨HSP90基因的生物信息学分析结果显示,该基因编码的蛋白相对分子质量为80.08 kDa,理论等电点为4.96。毛白杨HSP90蛋白主要位于细胞核和细胞质膜中,且在N端含有1个基因保守结构域HATPase_c,可与ATP结合,具有内源ATPase活性,属于HSP90家族,为亲水性蛋白,可能具有离子通道的功能。同时,对毛白杨的HSP90基因进行系统进化分析,发现毛白杨的HSP90基因与毛果杨(gi 539331543)、大豆(gi 358248990和gi 356552478)的亲缘关系较近,而与毛果杨(gi 224124864)的亲缘关系相对较远,说明同一物种的HSP90进化可能有所不同。【结论】首次从毛白杨中成功克隆得到与抗溃疡病相关的HSP90基因,并对其序列和生物学信息进行了分析,为下一步研究HSP90基因在杨树抗溃疡病中的功能奠定基础,也为进一步研究HSP90基因在杨树抗逆胁迫中的生理功能提供了理论支持。     

赤桉FAD2基因全长cDNA的克隆与生物信息学分析

桉树是世界上重要的多功能树种,从桉叶中提取的桉叶油含有不饱和脂肪酸,对于桉叶油的药用活性和桉树的抗逆性具有重要的作用。为深入了解桉树的不饱和脂肪酸的生物合成途径和分子调控机理,本研究根据FAD2基因的保守区段设计兼并引物,从赤桉嫩叶中获得了一条FAD2基因的片段,并进一步利用RACE技术得到了此基因的全长cDNA,将其命名为EC-FAD2基因。通过生物信息学分析发现,该基因全长cDNA为1 472 bp,编码389个氨基酸,并且具有FAD2蛋白特有的保守序列和相关特征。经过比对分析,发现赤桉的FAD2蛋白与其他植物的FAD2蛋白具有较高的相似性。     

银杏IspF基因的克隆与功能分析

采用RACE技术,从银杏中获得MEP途径中的第5个酶2-C-甲基-D-赤藓醇-2,4-环焦磷酸合成酶(IspF)基因的全长cDNA,命名为GbIspF(GenBank登录号:EF062579).该基因cDNA全长为897 bp,包含720 bp的开放阅读框,编码239个氨基酸残基的蛋白,在GbIspF的N-端有一个长为59个氨基酸残基的质体转运肽;序列多重比对表明GbIspF与其他植物IspF同源.利用半定量RT-PCR对GbIspF进行组织表达谱分析,结果表明GbIspF在银杏根、茎、叶、果中均有表达,但表达量差异较大,在叶中表达量最高,在根中表达量最低.功能互补分析表明GbIspF能推动工程菌XL1-Blue pTrcGbIspF pAC-BETA超量表达β-胡萝卜素,在颜色互补平板上呈现β-胡萝卜素特有的橘黄色,证实GbIspF具有典型的IspF基因功能.     

苹果属无融合生殖SERK1基因的克隆与生物信息学分析

[目的]为探讨苹果属植物无融合生殖分子机制。[方法]以苹果属平邑甜茶及杂种后代33#为试材,以苹果基因组CDS序列设计引物,通过PCR扩增技术克隆出SERK同源基因的cDNA全长序列,命名为MhSERK1和MhdSERK1(GenBank登录号JQ231273和JQ231272),利用实时定量RTqPCR的方法检测了这两个基因在平邑甜茶和杂种后代各组织和器官中的表达模式。[结果]序列分析显示MhSERK1和MhdSERK1编码区序列全长为1 899 bp和1 881 bp,分别编码632和626个氨基酸,其氨基酸序列与其他植物的SERK1同源基因所编码的氨基酸同源性都在80%以上,特别是与葡萄科龙眼品种同源性最高,高达92.56%,与模式植物拟南芥、烟草等植物的SERK同源基因都具有很高的同源性。实时定量PCR结果表明,在平邑甜茶和杂种后代不同组织、花器官中SERK1基因的表达量存在差异,其中在子房中的表达量最高,在营养生长的组织中表达量很低,在平邑甜茶花蕾期的子房中表达量最高。[结论]推测该基因在平邑甜茶和杂种后代的生殖发育过程中可能发挥重要作用。     

核盘菌arom基因的克隆与序列分析

本文用反向 PCR 方法扩增并分析了核盘菌 arom 基因,以研究核盘菌和其他真菌在该基因之间的进化关系,并为其编码蛋白(AROM)的催化机制研究、植物转基因和蛋白抑制剂设计提供基础。arom基因编码预分支酸芳香族氨基酸(苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸)合成途径中催化第二步到第六步的五功能多肽。序列分析表明核盘菌 arom 基因含有一个4773bp 的编码框,无内含子。推测的蛋白序列含有 1590 个氨基酸,与已知的所有 AROM 蛋白同源。理论分子量(Mw)和等电点(pI)分别是 172658.78D 和 6.45。核盘菌 arom 基因的GC%是 44.94%。根据搜索二级数据库 CDD 和 Prosite 的结果表明该 AROM 蛋白含有五个保守结构域:脱氢奎尼酸合成酶结构域、脱氢奎尼酸脱水酶(脱氢奎尼酸酶)结构域、莽草酸脱氢酶结构域、莽草酸激酶结构域、5 -烯醇丙酮酰莽草酸-3-磷酸合成酶(EPSP 合成酶)结构域和四个模式:两个 EPSP合成酶模式、Ⅰ型脱氢奎尼酸酶活性位点模式和莽草酸激酶模式。通过比对和参照 PIR 数据库显著位点规则发现核盘菌AROM 蛋白含有四个保守碱基。在基因 5′非翻译区-23 和-77位置分别存在 TATA 盒和 CAAT 盒。在基因下游发现有两个位点可能是 polyA 加尾信号。另外还分析了 arom 基因的系统发育。图 5 参 13。     

棉花竹FsMyb1基因的生物信息学研究

以项目组已克隆并在GenBank中登记的棉花竹的FsMyb1基因(GU390881)序列为基础,利用生物信息学分析方法,对其编码的FsMyb1蛋白进行理化性质、分子结构、生物功能预测和分析。结果显示,棉花竹FsMyb1基因编码是一种亲水性蛋白质;无信号肽,无导肽,无跨膜结构域;亚细胞定位为细胞核;共有2个糖基化位点和21个磷酸化位点。二级结构包括无规则卷曲、α-螺旋、延伸链;三级结构的构象为α-helix/loop混合型构象,是典型的R2R3-Myb转录因子。同源比对和进化分析结果显示,FsMyb1蛋白与OsMyb等蛋白有很高的同源性。初步推测,FsMyb1蛋白可能是一类调节苯丙氨酸代谢,尤其是一种与调节次生细胞壁增厚和花青素生物合成功能相关的转录调节因子。     

巨桉EXP基因家族的生物信息学分析

[目的]本研究有助于了解EXP基因家族的基本特征,为深入研究其功能搭建平台。[方法]本研究对从巨桉(Eucalyptus grandis Hill)中筛选出35个EXP基因家族成员(Egr EXP1 Egr EXP35),利用生物信息学方法对其基因特征与表达模式进行综合分析。[结果]巨桉EXP基因分布在8条染色体之上,EXP蛋白均定位在细胞质膜上发挥作用,大多数的家族成员具有信号肽。巨桉EXP编码的蛋白质由α-螺旋、延伸链、无规卷曲、β-转角组成。进化分析结果表明,巨桉EXP蛋白与毛果杨(Populus trichocarpa) EXP蛋白的进化关系接近。35个巨桉EXP基因在巨桉未成熟木质部、成熟叶片、韧皮部、茎尖、木质部以及幼叶组织中表达模式存在显著差异。[结论]EXP基因家族各成员的表达模式不同,Egr EXP17、Egr EXP18可能在巨桉木材形成过程中起重要作用。     

毛竹PheERF5基因克隆及生物信息学分析

[目的]探究毛竹ERF转录因子基因的结构与功能,为揭示毛竹ERF亚家族成员的抗逆境胁迫机制提供参考.[方法]利用RNA-Seq和RT-PCR技术从毛竹幼苗叶片中克隆PheERF5基因的全长cDNA,利用SMART:Main page、Prot-Param、ProtScale、NetPhos 3.1、TMHMM Serv...     

毛竹甘油醛-3-磷酸脱氢酶基因的克隆与序列分析

为了分离毛竹抗逆相关基因,利用RT-PCR和RACE技术,从毛竹叶片中克隆出甘油醛-3-磷酸脱氢酶基因PeGAPDH的全长cDNA序列(GenBank登录号GU356597)。该序列全长1368bp,完整阅读框1013bp,编码一个具有337个氨基酸残基的蛋白。利用生物信息学软件对PeGAPDH蛋白进行了分析,结果表明:PeGAPDH蛋白分子量为36.643kDa,等电点为6.33;该蛋白含有2个保守区,即N端的NAD+结合区和靠近C端的催化功能区。PeGAPDH是一种亲水性、非分泌型蛋白,定位于膜的表面,属于氧化还原酶系,主要在中间产物代谢和能量代谢中起作用。蛋白质进化树的构建结果表明:PeGAPDH与水稻等禾本科植物来自细胞质中的GAPDH蛋白的亲缘关系很近,同双子叶植物的GAPDH则相差较远。     

山葡萄VaCBF3基因克隆及生物信息学分析

为预测山葡萄VaCBF3基因的功能,利用RT-PCR方法从低温处理的山葡萄中克隆出抗寒转录因子VaCBF3基因。利用生物信息学方法对其结构域及功能进行预测,包括开放阅读框分析、基本理化性质分析、保守结构域分析、信号肽预测、蛋白修饰位点分析、疏水性分析、系统进化分析、蛋白质二级结构及三级结构预测等。结果表明:经测序VaCBF3基因序列全长为854bp,编码239个氨基酸,序列提交至GenBank中(登录号为:EU672969;蛋白登录号为:ACD45468.1)。该基因属于AP2 superfamily家族,具有AP2保守结构域;蛋白相对分子量为25.9kDa,分子式为C1109H1754N332O364S11,原子总数为3570,理论等电点为7.1;为不稳定亲水蛋白,不含信号肽;共计43个磷酸化位点,1个N-糖基化位点,39个O-糖基化位点;二级结构中α-螺旋占25.94%,β-转角占4.60%,不规则卷曲链56.07%,延伸链占13.39%;三级结构含有1个α-螺旋和3个β-折叠。系统发育树分析表明,VaCBF3蛋白与Vitisamurensis聚为一支,亲缘关系最近,与V.vinifera、V.riparia亲缘关系较远。     

白桦BpLHY、BpTOC1与BpGI节律基因生物信息学及表达分析

[目的]探究白桦生物钟基因运行机制及在生长发育、胁迫应答中的作用。[方法]运用生物信息学方法对白桦BpLHY、BpTOC1、BpGI节律基因进行分析,预测其编码蛋白的结构功能。利用RT-PCR方法检测白桦BpLHY、BpTOC1、BpGI基因昼夜表达模式,在非生物胁迫重金属Cd、低温(4℃)、与盐(Na Cl)及信号诱导SA(水杨酸)、SNP(硝普钠)下的表达情况。[结果]白桦BpLHY、BpTOC1、BpGI节律基因编码的均为疏水性非分泌型,具有跨膜能力的mixed蛋白。白桦BpTOC1、BpLHY基因表达量均呈现白天低夜晚高的昼夜变化模式,而BpGI表达量则表现出白天高夜晚低的模式。在重金属Cd、低温(4℃)、与盐(Na Cl)非生物胁迫下,BpLHY、BpTOC1与BpGI均上调表达。SA、SNP诱导白桦BpLHY与BpTOC1表达下调,而诱导BpGI表达上调。[结论]白桦BpLHY、BpTOC1、BpGI节律基因昼夜表达模式及非生物胁迫、信号诱导下的表达特征为进一步研究白桦生物钟基因作用机制及其在植物生长发育和胁迫应答中的作用奠定了基础。     

油茶SAD基因的全长cDNA克隆及生物信息学分析

油茶( Camellia oleifera )是原产于我国的重要木本油料树种,广泛分布于我国南方,总面积达350万hm 2,种仁含油率约为55%.所产茶油富含90%以上的油酸、亚油酸等不饱和脂肪酸,还含有少量的亚麻酸等高价不饱和脂肪酸(胡芳名等,2006),是易消化耐贮藏的优质食用植物油,其油质甚至一定程度上优于橄榄油.     

严重危害紫薇的新害虫——紫薇梨象

紫薇梨象Pseudorobitis gibbus Redtenbacher以成虫和幼虫危害紫薇的嫩梢、花和种实。我国山东省的泰安市、枣庄市部分地区的紫薇平均有虫株率93%,蒴果平均受害率40.11%,平均虫口密度2.16头/果,严重影响紫薇开花、结实,降低了紫薇花的观赏价值。文章介绍了其形态特征、危害与发生特点,并提出了防治建议。     

紫薇栽培与管理技术

紫薇是我国常见的观赏灌木。本文介绍了紫薇的生长环境要求、栽培技术以及常见虫害防治技术。     

柳杉毛虫JHBP家族基因鉴定及生物信息学分析

研究我国林业重要食叶害虫——柳杉毛虫保幼激素结合蛋白(JHBP),对于揭示其生长发育、化蛹、摄食、交配生殖及抗药性等生命活动具有重要意义。参照模式昆虫家蚕的41条JHBP蛋白序列,构建系统进化树,并对这些基因所编码的蛋白质二级结构、疏水性、蛋白质序列基序和三级结构等生物学特性进行分析,利用heatmap可视化工具分析柳杉毛虫JHBP在不同发育时期的表达水平。结果表明,柳杉毛虫JHBP基因共有JHBPa、JHBPc、JHBPd 3个亚家族,分别包含6、26、15个JHBP基因;蛋白序列至少含有1个JHBP结构域,且其中Dho05G001220蛋白序列不仅含有JHBP结构域,还含有Grp＿allergen结构域,各蛋白序列的疏水性区域呈明显的聚集分布,亲水性区域的聚集分布则不明显; JHBP基因在柳杉毛虫的低龄和中龄幼虫、蛹和成虫中显著表达,表明JHBP明显参与调控不同虫态的发育或变态过程。研究结果可为进一步明确柳杉毛虫JHBP基因家族的生物学功能提供参考。     

玫瑰β-1,3-葡聚糖合成酶基因(RrCalS)克隆与生物信息学分析

为了探明胼胝质对玫瑰授粉亲和性的影响,本研究以‘唐红’玫瑰花柱为试材,采用RT-PCR和RACE方法获得了玫瑰β-1,3-葡聚糖合成酶基因的cDNA全长,命名为RrCalS。该基因全长5742 bp,开放阅读框5295 bp,编码1764个氨基酸。推导编码蛋白的分子量为204.7kD, PI值为9.00,在164-265位具有pfam14288结构域,在869-1642位具有pfam02364保守结构域,属于葡聚糖合成酶超家族;该蛋白属于疏水性、非分泌型蛋白,具有16个跨膜结构域,含有32个Ser磷酸化位点、21个Thr磷酸化位点、12个Tyr磷酸化位点;该蛋白的α-螺旋占49.49%,无规则卷曲占22.68%,β-转角占7.94%;该蛋白与Fragaria vesca等8种植物的Cals氨基酸序列同源性达73%以上,且它们的系统进化关系与传统分类结果一致。本研究为进一步深入研究玫瑰授粉不亲和机理,提高玫瑰育种理论和技术水平奠定了基础。     

紫薇的繁殖栽培技术

紫薇是盛夏极有观赏价值的花木,可播种、扦插、分株和压条进行繁殖,栽培技术中要特别注意整形修剪和病虫害防治。