棉花GhUGT75L6的生物信息学分析及功能验证

糖基转移酶(glycosyltransferases,GT;EC 2.4.x.y)是植物体内催化糖基化的主要酶,在催化次生代谢物合成、调节激素平衡以及参与植物非生物胁迫等方面发挥着重要的作用.为了更好地探究棉花中糖基转移酶的结构与功能,本研究通过生物信息学分析初步探究了 GhUGT75L6基因编码蛋白的理化性质、二级结...     

木薯MeLBD47的生物信息学分析及功能验证

LBD (Iateral organ boundaries domain)/ASL (Asymmetric leaves2-like)是一类具有LOB (Iateral organ boundaries)结构域的转录因子,主要参与植物生物与非生物应答。其中LBD37能够通过抑制PAP1和PAP2参与调控花青素积累。花青素作为一种重要的类黄酮化合物广泛存在于植物体内,花青素的积累能有效地增强植物抗性。MeLBD47作为LBD37同源物,在木薯中发挥的功能尚不清晰。为了更好地研究MeLBD47,采用生物信息学手段分析了MeLBD47的基本理化性质、亲水性、蛋白质二级结构以及磷酸化位点,利用VIGS手段,验证MeLBD47对花青素的积累的影响。结果表明Me LBD47分子质量为27 106.93,等电点为8.61,为亲水性蛋白,不包跨膜结构。MeLBD47蛋白主要有由无规则卷曲、α-螺旋结构和β-转角结构以及延伸链构成。RT-PCR结果显示Me LBD47全长为744 bp,编码247个氨基酸。RT-qPCR结果显示MeLBD47主要在根中表达。VIGS沉默MeLBD47,木薯花青素含量显著...     

拟南芥硫氧还蛋白M1型基因(AtTRX m1)与环境逆境之间的关系

硫氧还蛋白家族是约12 kD的小分子蛋白质,含有高度保守的活性反应位点WCG/PPC,催化硫醇一二硫键相互交换,调节细胞内的氧化还原作用.在本研究中,通过RT-PCR法获得目的基因拟南芥硫氧还蛋白M1型基因(AtTRX m1,GenBank Accession No.At1g03680).通过Northern杂交分析拟南芥悬浮细胞系在100 mmol/L NaCl、10 mmol/L NaHCO3、50 μmol/L ABA、10 mmol/L H2O2等逆境处理下mRNA表达水平的变化和硫氧还蛋白M1型转基因植株对NaCl、NaHCO3盐及ABA逆境的抗性分析,表明硫氧还蛋白M1型基因与生物环境胁迫有一定的相关性,尤其是氧化胁迫,能够增强植物对逆境的耐受力.从而为进一步研究硫氧还蛋白基因家族与逆境之间的相关作用奠定了基础.     

OATP1B1蛋白结构与功能的生物信息学分析

有机阴离子转运多肽1B1 (OATP1B1)是有机阴离子转运多肽OATP超家族的膜转运蛋白,在药物的吸收、分布、代谢、排泄过程中发挥着重要的作用。本研究从美国国立生物技术信息中心(NCBI)数据库中检索OATP1B1膜蛋白的氨基酸序列,运用生物信息学在线分析软件对OATP1B1蛋白的理化性质、保守结构域、跨膜区、信号肽、磷酸化位点、糖基化位点及相互作用蛋白拓扑网络进行了预测分析。结果表明,OATP1B1为疏水性蛋白,分子中存在12个跨膜结构域,无信号肽序列,有多个磷酸化位点和糖基化位点,是高度磷酸化的糖蛋白。蛋白质二级结构软件在线预测显示,无规则卷曲占46.16%,α-螺旋占34.15%,延伸链占17.66%,β-转角占2.03%。对其相互作用蛋白的拓扑网络预测发现,OATP1B1主要参与胆汁酸,胆汁盐,甲状腺激素等的转运,与药物转运进肝细胞密切相关,另外还参与胆汁分泌。本研究可为研究OATP1B1的药物转运、代谢、排泄机制和联合用药提供理论基础。     

北美海蓬子Na+/H+逆向运输蛋白基因的克隆及拟南芥转化分析

Na /H 逆向运输蛋白在植物耐盐性方面起着极为重要的作用.根据在不同植物中功能相同的同源基因保守序列设计引物,通过RT-PCR方法从真盐生植物北美海蓬子(Salicornia Bigelovii Torr.)中克隆出包括有1683bp的完整编码区在内的2 591 bp(GenBank登陆号为DQ157454)的Na /H 逆向运输蛋白基因(SbNHX1)cDNA序列.将该基因编码区序列构建到植物表达载体pVKH-35S-pA上,并通过农杆菌介导转化到模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)中,得到T3代转入单基因种子.200 mmol/L的NaCl胁迫培养结果显示,转基因拟南芥在200 mmol/L的NaCl胁迫条件下生长状况好于野生型植株,植物表现有一定的耐盐性.     

椰子SR蛋白家族的鉴定及生物信息学分析

SR蛋白家族是真核生物中的一类剪接因子,其作为反式作用因子,通过与顺式作用元件结合参与可变剪接。本研究通过已公布的椰子基因组,与水稻的SR蛋白序列进行多序列比对,去除不含RRM结构域的序列共鉴定出24个椰子CnSR蛋白家族成员,采用生物信息学的方法,对其理化性质、亚细胞定位、序列保守性等方面进行分析。结果表明：椰子CnSR蛋白家族分布较广,最主要位于细胞核。椰子CnSR蛋白家族可分为4个亚族,分别是RSZ亚族、SR亚族、RS亚族、SC亚族。CnSR1、CnSR2、CnSR9、CnSR18、CnSR19、CnSR23在各组织中表达水平较高,其可能在椰子的整个生长时期发挥着重要的作用。对椰子CnSR蛋白家族启动子区顺式作用元件分析结果显示鉴定出光响应元件、各类激素响应元件,胁迫应答元件等,初步表明椰子CnSR蛋白家族与环境胁迫应答相关。通过上述生物信息学分析,为进一步探究椰子CnSR蛋白家族在椰子生长发育过程中的功能提供参考。     

山羊心脏型脂肪酸结合蛋白cDNA序列克隆及生物信息学分析

本文通过RT-PCR技术克隆山羊心脏型脂肪酸结合蛋白的cDNA 全序列,并对cDNA序列的氨基酸同源性、理化性质、二级结构特征进行了预测和分析。结果显示,山羊H-FABP基因cDNA全长402 bp,推测的氨基酸序列与绵头同源性为100%;H-FABP蛋白属疏水性蛋白,呈为弱酸性;二级结构以β折叠为主;不含跨膜结构域,具有潜在的信号肽位点、多个其它信号位点以及细胞脂肪酸结合信号位点,从而为揭示H-FABP蛋白空间结构和生物学功能研究提供理论基础。     

木薯(Manihot esculenta)AKT1基因的克隆及生物信息学分析

植物细胞中的K^+通道蛋白AKT1(Arabidopsis K^+transpoter 1)主要负责吸收K^+。本研究基于木薯基因组数据库信息,利用PCR技术从木薯中克隆一个MeAKT1基因,该基因全长2634 bp,编码877个氨基酸,生物信息学分析表明MeAKT1含有10个外显子和9个内含子,编码的氨基酸分子量为99.02 kD,等电点为8.43,属于稳定蛋白。MeAKT1包含有5个跨膜区域,N端含有1个Ion_trans结构域,C端有1个KHA结构域,其二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主,进化树分析发现MeAKT1与蓖麻RcAKT1的亲缘关系最近。通过对MeAKT1蛋白的生物信息学分析有助于下一步深入研究MeAKT1在木薯耐贫瘠过程中的功能。     

白菜型油菜PABP5基因启动子的克隆及表达特性分析

本研究中利用基因组步移法从白菜型油菜中克隆到Poly(A)结合蛋白基因PABP5起始密码子上游长588 bp的一段序列,经软件分析预测表明,该序列具有典型的启动子结构,并且具有多个与花药特异性表达相关的顺式作用元件,如TATA box,CAAT box,AGAAA motif,AGGTCA motif,AAACCCTAA motif,GTGA motif等.为了研究该片段的表达特性,本文将克隆到的序列置换pPBI121中的CaMV35S启动子,驱动其下游的GUS基因,构建了植物表达载体,转化拟南芥,获得了转基因植株.组织化学染色表明,在PABP5启动子Ppabp5的驱动下,报告基因GUS在拟南芥的根尖、第一片真叶叶原基以及花药中特异表达.本研究为PABP5基因的进一步功能研究奠定了基础.     

玉米蔗糖转运蛋白基因ZmSUT3J的克隆及生物信息学分析

植物蔗糖转运蛋白是植物中特有的一类跨膜蛋白,负责蔗糖经韧皮部从源到库的运输以及库组织的蔗糖供给.为了解析单子叶特异的玉米蔗糖转运蛋白基因ZmSUT3的生物学功能,本研究利用RT-PCR方法,从玉米自交系'吉853'的基因组中克隆得到蔗糖转运蛋白ZmSUT3基因,命名为ZmSUT3J.测序结果表明:开放阅读框(ORF)长...     

美国科学家发现硬粒型优质蛋白玉米的遗传基础

美国罗格斯大学的研究人员近日发现了硬粒型优质蛋白玉米（QPM）的遗传基础,该成果将有助于科学家利用传统育种技术或转基因技术培育出更加优良的优质蛋白玉米品种。     

玉米C2H2型锌指蛋白基因ZFP225的鉴定、生物信息学分析与克隆

使用生物信息学方法从玉米中预测并克隆了一个锌指蛋白基因,该基因定位于玉米7号染色体上,编码一个由219个氨基酸残基组成并且具有双锌指结构域的C2H2型锌指蛋白,分子量和等电点分别为22.53kDa和8.812。根据其编码蛋白分子量大小将其命名为ZFP225。ZFP225可能具有一个转录抑制活性的DLN-box,与植物中的C2H2型锌指蛋白具有较低的一致性,只在比较保守的锌指区具有相似性。进化分析表明,ZFP225与水稻锌指蛋白ZFP252亲缘关系最近,亲缘关系较近的锌指蛋白多参与植物的胁迫应答反应,而亲缘关系较远的蛋白多数参与调控植物的生长发育。使用RT-PCR方法,从玉米幼苗中成功克隆出了ZFP225基因。     

哈茨木霉Tr1菌株分泌蛋白及Peptaibols合成酶的生物信息学分析

研究旨在应用生物信息学方法分析生防菌哈茨木霉的分泌蛋白及Peptaibols合成酶。本研究以哈茨木霉Tr1菌株的11264条假定蛋白质序列为对象,利用Signal P、Protparam和Swissmodel等生物信息学工具预测出分泌蛋白,分析其信号肽特征,从中筛选可能与其生防机制有直接联系的分泌蛋白和Peptaibols合成酶,并对这些蛋白质的性质和结构功能进行分析。结果表明:哈茨木霉Tr1菌株含有403个分泌蛋白,其中假定蛋白质PNP53160和PNP56908可能起到纤维素酶和几丁质酶的作用。分泌蛋白的信号肽的中间区域富含亮氨酸和丙氨酸,C端属于A-X-A类型。假定蛋白PNP58822中的16862~20750 aa片段可能起到Peptaibols合成酶作用,该蛋白主要包括了乙酰辅酶A合成酶Ⅰ、Taq A的CT结构域和脂肽合成酶亚基Ⅲ等功能区域。本研究应用生物信息学方法分析了403个分泌蛋白及其信号肽特征,筛选出了可能与哈茨木霉生防机制相关的蛋白质,并预测了其性质、结构和功能,为进一步研究哈茨木霉的生防机制提供理论基础。     

O型口蹄疫病毒VP1蛋白的原核表达及功能鉴定

为获得具有免疫原性的FMDV VP1蛋白,以O型FMDV重组质粒PMD18T-VP1为模板,利用PCR技术扩增得到O型FMDV VP1基因片段,将此基因片段与原核表达载体pET32a连接,构建重组表达载体,命名为pET-VP1,经PCR和测序鉴定后,用IPTG诱导表达,收集诱导的菌液进行SDS-PAGE电泳和Western-Blot分析.结果显示,在分子量约为45 ku处有1条明显的蛋白条带,且能被口蹄疫阳性血清识别,表达产物通过包涵体纯化后用透析法复性;ELISA检测结果显示,所复性的蛋白具有较高的活性.结果表明,FMDV VP1蛋白在大肠杆菌中得到高效表达,为开发诊断制剂和疫苗的研制打下基础.     

毛偃麦草Na~+/H~+逆向转运蛋白的分子克隆及生物信息学分析

根据小麦和长穗偃麦草的液泡膜Na+/H+逆转运蛋白基因(TaNHX1、TeNHX1)全长序列设计引物,通过RT.PCR直接扩增的方法从毛偃麦草(Elytrigia trichophora L.)中克隆到了Na+/H+逆转运蛋白基因,命名为EtNHX1 (Accession numeber:EU876834).EtNHX1最大开放阅读框为1 641 bp,编码含有546个氨基酸残基、分子量为59.8 kD的蛋白,预测等电点8.0.EtNHX1含有39个碱性氨基酸,37个酸性氨基酸,256个疏水氨基酸及128个极性氨基酸.二级结构预测表明该蛋白含约47%的α-螺旋、20%的延伸链、4.5%的β-转角和28%的不规则卷曲.亲疏水性分析显示,EtNHXl含有12个连续的疏水片断,其中10个可能构成跨膜螺旋.序列分析显示,EtNHX1与小麦(Triticum aestivum L.)、中间偃麦草(Thinopyrum intermedium L.)、长穗偃麦草(Elytrigia elongate L.)、水稻(Oryza sativa L.)、角果碱蓬(Suaeaa corniculata L.)、小盐芥(Thellungiella halophila L.)等植物的液泡膜Na+/H+逆向转运蛋白高度同源,序列相似性分别为98%、98%、96%、85%、68%和67%.序比对结果以及进化树分析均表明EtNHX1应为定位于毛偃麦草液胞膜上的Na+/H+逆向转运蛋白.     

变性淀粉包裹型尿素对氮素释放特性及生物学效应的影响

采用水浸法、土柱淋溶法和盆栽方法研究了变性淀粉包裹型尿素氮素释放特性及生物学效应.结果表明:水浸和土柱淋溶试验中,FCU与RCU-J、RCU-C氮素释放差别很大,而RCU-J和RCU-C氮素释放具有相似性,并且与在水中相比,FCU在土壤中氮素释放速率明显降低,氮素释放曲线变化较大.苗期的玉米盆栽试验中,过量、适宜水分条...     

甘蔗类甜蛋白基因ScTLP2和ScTLP3的生物信息学分析及表达

类甜蛋白(thaumatin-like proteins,TLPs)是一类与作物抵抗真菌病害紧密相关的病程相关蛋白。本研究从课题组前期构建的甘蔗(Saccharum spp.)转录组数据库中筛选获得两个甘蔗类甜蛋白基因(ScTLP2和ScTLP3),利用生物学软件对ScTLP2和ScTLP3基因进行序列特征、结构功能及聚类分析,采用qRT-PCR技术,检测ScTLP2和ScTLP3基因在不同甘蔗组织和黑穗病菌(Sporisorium scitamineum)胁迫下的表达情况。生物信息学分析显示,ScTLP2基因全长1835 bp,包含1个969 bp的完整开放读码框,编码322个氨基酸;ScTLP3基因全长1259 bp,包含1个765 bp的完整开放读码框,编码254个氨基酸。ScTLP2和ScTLP3编码蛋白均含有THN家族的保守结构域和糖苷水解酶家族的64结构域(GH64-TLP-SF),两者分别隶属于TLPs家族中的Ⅵ类和Ⅰ类。q RT-PCR结果表明,ScTLP2和ScTLP3基因在甘蔗中均为组成型表达,其中ScTLP2基因在蔗叶中的表达量最高,是蔗皮的11.2倍,而ScTLP3基因在蔗芽中的表达量最高,是蔗皮的45.3倍。受黑穗病菌侵染后,ScTLP2基因在甘蔗抗黑穗病品种‘崖城05-179’中上调表达,而在感黑穗病品种‘ROC22’中无明显变化;相反的,Sc TLP3基因表达量在‘崖城05-179’中无明显变化,在‘ROC22’中上调表达。以上结果为深入研究甘蔗ScTLP家族基因的结构和功能积累了基础资料。     

基于单片段代换系的水稻粒型QTL加性及上位性效应分析

以分子标记辅助选择的手段有目的地进行基因聚合育种,对于加快育种进程具有重要的意义。而基因的加性和上位性效应是决定基因聚合能否成功的关键。本文以16个单片段代换系(SSSL)及15个双片段代换系分析了水稻粒型性状QTL的加性及上位性效应。共检测到9个水稻粒型性状QTL,包括4个粒长QTL、1个粒宽QTL和4个籽粒长宽比QTL,分别位于第2、第3、第4、第7和第10染色体上。此外,还检测出7对双基因互作,其中3对为有显著效应的两座位间互作,1对为两座位均没有显著效应的座位间互作,3对为1个有显著效应的座位与1个没有显著效应的座位间互作。本文结果进一步揭示了同一粒长QTL与不同单片段代换系聚合时会产生不同的互作效应,只有当上位性效应与目标基因的加性效应同向时,才可以达到明显改良粒长的效果。而且,2个长粒或2个短粒QTL聚合很难再产生更长或更短的籽粒。以上结果对于通过分子标记辅助育种手段改良水稻粒型具有重要意义。