禾谷炭疽菌GPCR蛋白生物信息学分析

基于酿酒酵母中已经报道的3个典型GPCR序列,利用Blastp以及关键词对炭疽菌蛋白质数据库进行比对、搜索,通过SMART保守结构域及遗传关系分析。结果表明:发现该菌存在4个典型的GPCR;4个GPCR在蛋白质二级结构上均含有典型的7跨膜结构域以及较高比例的α螺旋结构,均不含有明显的信号肽序列;在定位方面,4个GPCR均定位在质膜上;该菌中的GPCR与C.higginsianum、C.fioriniae等炭疽菌属中的病菌具有较高的同源序列以及较近的亲缘关系。     

水稻白叶枯病菌gacA基因的克隆、测序及敲除研究

根据黄单胞菌gacA基因的同源性设计简并引物,采用PCR方法从水稻白叶枯病菌（Xanthomonas oryzae pvoryzae,Xoo）中克隆了gacA同源基因,命名为gacAxoo。序列比较显示,该基因在黄单胞菌中是相对保守的。蛋白质保守结构域搜索表明,GacAxoo属于LuxR家庭的一员,具有与其他GacA蛋白相似的结构。通过同源重组的方法,构建了gacAxoo的插入突变体,为下一步研究gacAxoo的功能奠定了良好的基础。     

黄单胞菌分泌蛋白的理化性质及特征分析

基于全基因组序列已经公布的黄单胞菌Xanthomonas campestris B100、Xanthomonas campestris pv. campestris 8004、Xanthomonas campestris CN14中分泌蛋白序列为基础数据,采用Protscale、SMART、TargetP 2.0 Server等生物信息学分析软件对上述分泌蛋白展开理化性质、保守结构域以及转运肽等分析,结果显示：黄单胞菌中分泌蛋白理论等电点与氨基酸长度之间无相关关系, 44.73%的蛋白为不稳定蛋白, 83.21%的蛋白亲水性小于0,属于亲水性蛋白。同时,在每种黄单胞菌的分泌蛋白中,具有明显保守结构域的蛋白数量平均为12个,并且所有分泌蛋白均具有信号肽,转运肽预测可能性分布也较为平均。     

核桃细菌性黑斑病菌中脂蛋白预测及其特性研究

[目的]脂蛋白几乎存在于所有细菌中,其通过N端脂质结构锚定在膜中,并参与细胞膜结构构建、维护细胞膜的稳定性、信号转导和转运等过程,同时在维持其生理功能、致病性和耐药性等方面发挥着重要作用.核桃细菌性黑斑病严重危害着我国核桃产业的健康发展,然而,尚未见其脂蛋白信号肽相关研究报道.[方法]本研究基于11个核桃细菌性黑斑病菌的全基因组序列,通过LipoP v1.0在线分析程序预测,从而实现对上述细菌中脂蛋白的预测.[结果]上述细菌中总共有1718个脂蛋白,所含脂蛋白范围为148～164个,所占比例为3.62％～4.02％,脂蛋白长度集中在150～450 aa,其中长度在100～200 aa的脂蛋白数量最多,氨基酸组成以丙氨酸所占比例最高,平均为14.4％～14.8％,而天冬氨酸、组氨酸、甲硫氨酸、色氨酸的含量最低.上述菌株所含脂蛋白氨基酸长度较小,推测与脂蛋白较为灵活地实现其行使功能有关;同时,对上述蛋白特性进一步开展了研究,明确脂蛋白具有1次以上跨膜结构域不多,多数脂蛋白定位在线粒体核胞外,并且在理论等电点、不稳定系数以及总平均亲水性等方面存在着一定的差异,但是总体而言上述菌株中的脂蛋白在理化性质方面具有趋同的特性,此外,少数蛋白不具有信号肽序列,不属于典型分泌蛋白,具有转运肽的脂蛋白数量较少,且预测可靠性不高.进一步对信号肽切割位点特征进行分析,发现在上述1718个脂蛋白中,A(丙氨酸)所占比例最高,在信号肽切割位点-3、-2、-1、1、2处,A(丙氨酸)、A(丙氨酸)、C(天冬氨酸)、A(丙氨酸)、P(脯氨酸)的含量最高,且氨基酸的组成在-3和-1割位点上相对比较保守,属于A-X-C类型,即丙氨酸-任意氨基酸-天冬氨酸.最后,通过遗传关系分析发现细菌性黑斑病菌中脂蛋白序列之间在具有较高同源性以及较近亲缘关系.[结论]核桃细菌性黑斑病菌中脂蛋白在理化性质、亚细胞定位以及转运肽等方面具有趋同性特征,为进一步深入开展核桃细菌性黑斑病菌中脂蛋白的研究提供了重要的理论指导,此外,通过遗传关系分析进一步明确了与细菌性黑斑病菌中脂蛋白之间的关系,为深入探索脂蛋白在细菌性黑斑病菌中的作用奠定了坚实的理论基础.同时,核桃细菌性黑斑病菌分泌系统中SPaseI和SPaseII等不同信号肽类型的外泌蛋白在同源关系上、功能类别上是否保守,是否都具有上述研究结果的(种内、种间的)独特生物学功能还有待进一步深入研究.     

核桃细菌性黑斑病菌中脂蛋白预测及其特性研究

[目的]脂蛋白几乎存在于所有细菌中,其通过N端脂质结构锚定在膜中,并参与细胞膜结构构建、维护细胞膜的稳定性、信号转导和转运等过程,同时在维持其生理功能、致病性和耐药性等方面发挥着重要作用.核桃细菌性黑斑病严重危害着我国核桃产业的健康发展,然而,尚未见其脂蛋白信号肽相关研究报道.[方法]本研究基于11个核桃细菌性黑斑病菌的全基因组序列,通过LipoP v1.0在线分析程序预测,从而实现对上述细菌中脂蛋白的预测.[结果]上述细菌中总共有1718个脂蛋白,所含脂蛋白范围为148～164个,所占比例为3.62％～4.02％,脂蛋白长度集中在150～450 aa,其中长度在100～200 aa的脂蛋白数量最多,氨基酸组成以丙氨酸所占比例最高,平均为14.4％～14.8％,而天冬氨酸、组氨酸、甲硫氨酸、色氨酸的含量最低.上述菌株所含脂蛋白氨基酸长度较小,推测与脂蛋白较为灵活地实现其行使功能有关;同时,对上述蛋白特性进一步开展了研究,明确脂蛋白具有1次以上跨膜结构域不多,多数脂蛋白定位在线粒体核胞外,并且在理论等电点、不稳定系数以及总平均亲水性等方面存在着一定的差异,但是总体而言上述菌株中的脂蛋白在理化性质方面具有趋同的特性,此外,少数蛋白不具有信号肽序列,不属于典型分泌蛋白,具有转运肽的脂蛋白数量较少,且预测可靠性不高.进一步对信号肽切割位点特征进行分析,发现在上述1718个脂蛋白中,A(丙氨酸)所占比例最高,在信号肽切割位点-3、-2、-1、1、2处,A(丙氨酸)、A(丙氨酸)、C(天冬氨酸)、A(丙氨酸)、P(脯氨酸)的含量最高,且氨基酸的组成在-3和-1割位点上相对比较保守,属于A-X-C类型,即丙氨酸-任意氨基酸-天冬氨酸.最后,通过遗传关系分析发现细菌性黑斑病菌中脂蛋白序列之间在具有较高同源性以及较近亲缘关系.[结论]核桃细菌性黑斑病菌中脂蛋白在理化性质、亚细胞定位以及转运肽等方面具有趋同性特征,为进一步深入开展核桃细菌性黑斑病菌中脂蛋白的研究提供了重要的理论指导,此外,通过遗传关系分析进一步明确了与细菌性黑斑病菌中脂蛋白之间的关系,为深入探索脂蛋白在细菌性黑斑病菌中的作用奠定了坚实的理论基础.同时,核桃细菌性黑斑病菌分泌系统中SPaseI和SPaseII等不同信号肽类型的外泌蛋白在同源关系上、功能类别上是否保守,是否都具有上述研究结果的(种内、种间的)独特生物学功能还有待进一步深入研究.     

水稻白叶枯病菌hisF基因的克隆及功能初析

根据黄单胞菌hisF基因的同源性设计简并引物,采用PCR方法从水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo)中克隆了hisF同源基因,命名为hisFXoo.NCBI网站蛋白质保守结构域搜索表明,HisFXoo属于组氨酸生物合成蛋白家族的一员,具有与其他HisF蛋白相似的结构.序列比较显示,该基因在黄单胞菌中是相对保守的.同源性搜索比较显示,与水稻条斑病菌(Xoryzae pv.oryzicola,Xooc)的hisF(登录号:DQ372107)同源性高达98%.通过同源重组的方法,构建了hisFXoo的插入突变体,在NA+Amp平板上筛选后,并且经过PCR及Southern杂交验证插入正确.在MMX基本培养基中生长测定发现,hisF突变体生长能力明显下降,证明hisF基因与Xoo生长代谢相关.但是,该突变体仍具有致病性,并且毒力与野生型菌株没有明显差异.     

希金斯炭疽菌磷脂酰肌醇特异性磷脂酶C生物信息学分析

希金斯炭疽菌侵染菜心、萝卜等十字花科植物引起炭疽病,给各国农业生产造成了巨大的经济损失。基于酿酒酵母典型的磷酸肌醇特异性磷脂酶C(PI-PLC)序列,利用Blastp以及关键词对该菌蛋白质数据库进行比对、搜索,以及通过SMART分析,明确该菌存在8个典型的PI-PLC序列;通过生物信息学分析,明确上述PI-PLC序列在蛋白质二级结构组成、信号肽等方面均具有一定差异。遗传关系比较分析明确该菌中的PI-PLC序列与禾谷炭疽菌(Colletorichum graminicola)、松针炭疽菌(C.fioriniae)等炭疽菌属中的病菌具有较近的亲缘关系。     

核桃细菌性黑斑病菌中脂蛋白预测及其特性研究

[目的]脂蛋白几乎存在于所有细菌中,其通过N端脂质结构锚定在膜中,并参与细胞膜结构构建、维护细胞膜的稳定性、信号转导和转运等过程,同时在维持其生理功能、致病性和耐药性等方面发挥着重要作用.核桃细菌性黑斑病严重危害着我国核桃产业的健康发展,然而,尚未见其脂蛋白信号肽相关研究报道.[方法]本研究基于11个核桃细菌性黑斑病菌的全基因组序列,通过LipoP v1.0在线分析程序预测,从而实现对上述细菌中脂蛋白的预测.[结果]上述细菌中总共有1718个脂蛋白,所含脂蛋白范围为148～164个,所占比例为3.62％～4.02％,脂蛋白长度集中在150～450 aa,其中长度在100～200 aa的脂蛋白数量最多,氨基酸组成以丙氨酸所占比例最高,平均为14.4％～14.8％,而天冬氨酸、组氨酸、甲硫氨酸、色氨酸的含量最低.上述菌株所含脂蛋白氨基酸长度较小,推测与脂蛋白较为灵活地实现其行使功能有关;同时,对上述蛋白特性进一步开展了研究,明确脂蛋白具有1次以上跨膜结构域不多,多数脂蛋白定位在线粒体核胞外,并且在理论等电点、不稳定系数以及总平均亲水性等方面存在着一定的差异,但是总体而言上述菌株中的脂蛋白在理化性质方面具有趋同的特性,此外,少数蛋白不具有信号肽序列,不属于典型分泌蛋白,具有转运肽的脂蛋白数量较少,且预测可靠性不高.进一步对信号肽切割位点特征进行分析,发现在上述1718个脂蛋白中,A(丙氨酸)所占比例最高,在信号肽切割位点-3、-2、-1、1、2处,A(丙氨酸)、A(丙氨酸)、C(天冬氨酸)、A(丙氨酸)、P(脯氨酸)的含量最高,且氨基酸的组成在-3和-1割位点上相对比较保守,属于A-X-C类型,即丙氨酸-任意氨基酸-天冬氨酸.最后,通过遗传关系分析发现细菌性黑斑病菌中脂蛋白序列之间在具有较高同源性以及较近亲缘关系.[结论]核桃细菌性黑斑病菌中脂蛋白在理化性质、亚细胞定位以及转运肽等方面具有趋同性特征,为进一步深入开展核桃细菌性黑斑病菌中脂蛋白的研究提供了重要的理论指导,此外,通过遗传关系分析进一步明确了与细菌性黑斑病菌中脂蛋白之间的关系,为深入探索脂蛋白在细菌性黑斑病菌中的作用奠定了坚实的理论基础.同时,核桃细菌性黑斑病菌分泌系统中SPaseI和SPaseII等不同信号肽类型的外泌蛋白在同源关系上、功能类别上是否保守,是否都具有上述研究结果的(种内、种间的)独特生物学功能还有待进一步深入研究.     

希金斯炭疽菌PITP生物信息学分析

以酿酒酵母中已经报道的5个典型PITP序列为基础,对炭疽菌属蛋白质数据库进行Blastp比对以及关键词搜索,并通过SMART保守结构域分析,明确该菌含有4个典型的PITP;同时,通过对上述氨基酸序列进行疏水性、细胞信号肽、跨膜区结构域、亚细胞定位以及二级结构等生物信息学分析,并与其他物种中15个同源序列进行遗传关系比较分析,以期为深入开展希金斯炭疽菌(Colletotrichum higginsanum Sacc.)PITP的功能研究打下理论基础,同时,也为进一步开展其他炭疽菌的研究提供重要的理论指导。     

黄独微型块茎环阿屯醇合酶基因克隆与序列分析

获取黄独皂苷合成途径关键酶环阿屯醇合酶(CAS)的基因全长cDNA序列，并进行序列分析。通过黄独微型块茎转录组数据库筛选得到CAS基因的核心片段，利用RT-PCR技术获得CAS基因保守片段，采用cDNA末端快速扩增(RACE)技术获得CAS基因的3′及5′末端序列，并采用生物信息学方法进行序列分析。结果表明，黄独微型块茎CAS基因编码序列长2 280 bp,编码814 bp的氨基酸序列，相对分子量为86 665.17 u,等电点为6.21。CAS蛋白主要是由α螺旋(33.66%)、延伸链(21.62%)以及无规则卷曲(44.72%)构成。CAS蛋白为亲水性蛋白，无信号肽，三级结构为单体，含有CAS所必需的功能结构域，具有PLN03012多元结构域。CAS蛋白主要存在于质膜和内质网，可能为膜蛋白。黄独CAS蛋白与其他植物的CAS蛋白同源性较高，其中与菊叶薯蓣的CAS蛋白氨基酸相似性为96.05%。从黄独微型块茎中首次获得CAS基因cDNA全长序列，该基因具有CAS同源基因的典型特征。     

禾谷炭疽菌腺苷酸环化酶的生物信息学分析

为了给禾谷炭疽菌新靶标药物的研究开发提供参考,以酿酒酵母的典型腺苷酸环化酶（AC）序列为基础,利用炭疽菌属蛋白数据库在线对其进行 Blastp 比对及关键词搜索,通过 SMART 对该菌典型AC 蛋白的保守结构域、理化性质、细胞信号肽、跨膜区结构以及二级结构等生物信息学进行分析,同时比较禾谷炭疽菌中典型 AC 氨基酸序列与其他物种同源序列的遗传关系。结果表明：禾谷炭疽菌中存在一个与酿酒酵母 Srv2同源的序列,命名为 CgCap1腺苷酸环化酶蛋白,该酶蛋白包含有530个氨基酸,基因序列长1906 bp 具有保守 CARP 结构域,等电点蛋白在5～6范围,属亲水性、不稳定蛋白,不含信号肽序列,定位于质膜上,二级结构中的β折叠所占比例较低,与同属于炭疽菌属真菌胶孢炭疽菌、西瓜炭疽菌的亲缘关系较近。     

稻瘟病菌磷酸甘露糖基转移酶（PMT）蛋白家族 基因结构特征分析

为阐述稻瘟病菌（Magnaporthe oryzae）磷酸甘露糖基转移酶PMT基因的结构特征及可能的生物学功能,采用序列比对分析方法,明确了稻瘟病菌PMT蛋白家族成员在氨基酸水平的保守性。研究发现它们与来自灰葡萄孢(Botrytis cinerea)、粗糙脉孢霉菌(Neurospora crassa)、玉米赤霉(Gibberella zeae)及构巢曲霉(Aspergillus nidulans)等丝状真菌的PMT蛋白高度同源;进一步生物信息学分析表明,稻瘟病菌PMT蛋白不含有信号肽,为非分泌蛋白,含有跨膜结构域,作用于内质网膜上,具有保守的PMT motif 和MIR motif。研究结果可为进一步阐明PMT蛋白在稻瘟病菌生长发育及致病过程中的作用机理奠定基础。     

铁皮石斛热激转录因子(Hsf)基因家族鉴定及生物信息学分析

[目的]鉴定铁皮石斛热激转录因子(Hsf)基因家族成员,并进行生物信息学分析,为深入研究该家族在铁皮石斛热应激响应中的调控机制提供理论参考.[方法]以拟南芥和水稻Hsf蛋白氨基酸序列为参考序列,在铁皮石斛蛋白数据中搜索其同源蛋白序列,利用SMART和Pfam数据库鉴定出其Hsf基因家族成员.利用生物信息学方法对铁皮石斛Hsf基因家族组成、基因结构、启动子区顺式作用元件及其编码蛋白结构域和进化关系等进行分析.[结果]共鉴定获得23个铁皮石斛Hsf基因家族成员,编码氨基酸数量为132~514个,平均343个,多数属于酸性蛋白和亲水性蛋白,可分为HsfA、HsfB和HsfC组,其中HsfA组成员13个、HsfB组成员9个、HsfC组成员1个.除DoHsfA3仅包含motif 1和motif 2外,其他HsfA组蛋白均含有motif 1~motif 5,HsfB和HsfC组蛋白均缺少motif 5.铁皮石斛Hsf蛋白缺少A9、B3、B5和C1亚类成员,与同属于单子叶兰科植物的小兰屿蝴蝶兰Hsf蛋白亲缘关系最近.HsfA组成员包含完整的HSF功能域和卷曲螺旋(CC)功能域,HsfB和HsfC组成员缺少或含不完整的CC功能域.DoHsfA1A蛋白具有保守的丝氨酸—苯丙氨酸—缬氨酸—精氨酸—谷氨酰胺序列.铁皮石斛Hsf基因启动子区含有大量激素响应、胁迫响应和生长相关元件.[结论]铁皮石斛Hsf基因家族成员进化较保守,其生物学功能存在明显物种特异性,进化关系较复杂,推测其在不同的非生物胁迫和植物激素信号途径中发挥潜在"节点"作用.     

烟草Ⅰ型几丁质酶的生物信息学分析（英文）

旨在对烟草Ⅰ型几丁质酶进行生物信息学分析,了解其生物学特征,为下一步研究烟草Ⅰ型几丁质酶在烟草抗病过程中的作用奠定基础。采用生物信息学的方法,对已在NCBI上登陆的烟草、拟南芥、水稻、菜豆的Ⅰ型几丁质酶(chitinase,ChiⅠ)氨基酸序列特征和进化关系进行了预测和分析。结果表明,这4种植物Ⅰ型几丁质酶的分子量大小在28~37 k Da之间,均具有信号肽,结构域高度保守,均具有几丁质结合区(Cht BD1)和催化功能区(Glyco_hydro_19);烟草中的3种Ⅰ型几丁质酶序列相似性较高,可以聚为一类;烟草与拟南芥和菜豆中的一种ChiⅠ遗传距离较近,而与水稻中ChiⅠ的遗传距离较远。通过分析发现,烟草Ⅰ型几丁质酶有着与其他植物中该酶相同的特性,为进一步研究烟草抗病蛋白提供理论依据。     

木薯细菌性枯萎病菌hrpG和hrpX基因的克隆和初步分析

根据黄单胞类病原菌hrpG和hrpX基因序列,设计简并引物,通过PCR扩增从我国木薯细菌性枯萎病菌中克隆到这2个基因.结果表明:10个菌株的hrpG基因编码区长度均为792 nt,编码263个氨基酸,相互之间最多有4个碱基和1个氨基酸的差异;而hrpX基因编码区长度均为1 431 nt,编码476个氨基酸,相互之间最多有4个碱基和3个氨基酸的差异.所获hrpG基因序列和辣椒斑点病菌等黄单胞菌同源基因相似性最高,核苷酸序列为95％,氨基酸序列为96％.所获hrpX基因核苷酸序列和辣椒斑点病菌等的相似性最高,为97％,而氨基酸序列和柑橘溃疡病菌等同源基因相似性最高,为99％.这2个基因的聚类分析结果表明,木薯细菌性枯萎病菌和豆褐色黄单胞菌、柑橘溃疡病菌和甘蓝黑腐病菌的亲缘关系最近.     

苏云金芽胞杆菌酰基高丝氨酸内酯酶基因的克隆及分析

利用pMD18-T克隆载体从苏云金芽胞杆菌菌株WB12中克隆了酰基高丝氨酸内酯酶基因(AHL-lactonase,aiiA).测序结果表明,该基因(GenBank登录号为DQ000642)由753个碱基组成,编码含有250个氨基酸残基的蛋白质.推测该蛋白质分子质量为28 ku,等电点为4.2,不含信号肽序列.利用DNAMAN软件构建同源关系树.结果表明,该蛋白与已报道具有减弱欧文氏菌胡萝卜亚种致病力的11个A iiA蛋白酶氨基酸序列总相似性为81.2%,并含有相同的氨基酸序列保守区.核苷酸序列的BLAST分析结果表明,与之同源性较高的基因均为蜡质芽孢杆菌组aiiA基因(86%-99%).     

斜纹夜蛾核型多角体病毒Ⅱ基因组DNA同源重复区生物信息学分析

利用生物信息学方法,对斜纹夜蛾核型多角体病毒Ⅱ型分离株基因组DNA序列进行分析。结果表明,斜纹夜蛾核型多角体病毒Ⅱ基因组DNA含有7个同源重复区,分别包含3~8个64 bp不完全回文序列,在回文序列中心均含有一个Pvu I限制性酶切位点,并且存在多个正向或反向互补的重复序列和与病毒基因组DNA复制相关的motif基序,对7个hrs中40个回文序列进行比对分析,发现其序列的核苷酸一致性高达90%以上。     

Ⅲ型效应蛋白XopAY调控水稻白叶枯病菌的致病力

以水稻黄单胞菌水稻致病变种(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo)Ⅲ型效应蛋白(TypeⅢSecretion Effectors,T3SEs)XopAY为研究对象,通过基因敲除、表达调控和致病力分析,明确其在Xoo?水稻互作过程中的作用.结果表明:xopAY启动子序列含有典型的植物诱导启动子...     

水稻黄单胞细菌的无毒基因

水稻黄单胞细菌白叶枯致病变种与水稻品种的互作关系符合基因一基因假说。病菌无毒基因(A)与寄主抗病基因(R)显性互作表现抗性反应。许多黄单胞细菌的无毒基因属于avrBs3／pth家族。已报道的avrxa5、avrXa7、avrXa10以及本实验室从水稻白叶枯病菌菌株JXOⅢ克隆的avrXa3均属于avrBs3／pth家族。最近的研究还发现，PR6菌株中有2个硫同化基因簇成员raxP和raxQ对决定avrXa21活性是必需的。笔在研究无毒基因avrXa3时，从JXOⅢ的基因组库克隆中发现一个与甘蓝黑腐黄单胞菌烯醇化酶一磷酸酶基因的同源序列也具有无毒基因活性。在介绍黄单胞细菌无毒基因类群和avrBs3／pth家族基因结构与功能的同时，结合本实验室的研究结果着重对水稻白叶枯病菌无毒基因的研究进展进行综述。     

玉米大斑病菌Velvet基因家族生物信息学分析

采用生物信息学方法对玉米大斑病菌Velvet基因家族成员进行序列鉴定,并从理化性质、保守结构域、二级及三级结构以及功能域等方面进行预测和分析。结果表明,该家族各成员无信号肽结构。玉米大斑病菌Velvet家族基因与其他植物病原真菌Velvet家族基因具有较高同源性。该家族成员具有典型的Velvet超家族保守结构域。二级结构分析结果显示,该家族各成员蛋白质的结构元件均主要由无规则卷曲构成。家族成员可能通过可逆磷酸化在植物病原真菌的次生代谢中发挥作用。上述结果为进一步研究Velvet基因家族在植物病原真菌次生代谢中的作用打下了基础。