水稻DA1基因的生物信息学分析

本文采用比较基因组学和生物信息学的方法,首次从水稻基因组中鉴定出一个与拟南芥控制种子和器官大小的基因DA1同源的基因,命名为OsDA1,并对这个基因的序列特征、编码蛋白的结构域、顺式元件以及遗传进化进行了分析。结果表明,OsDA1编码的蛋白具有LIM结构域、泛素互作位点和锌指结构域,与拟南芥DA1蛋白的结构一致,推测二者在控制器官发育上具有类似的功能。本研究还发现,在水稻OsDA1基因的启动子区存在多个响应不同激素和逆境信号的顺式元件,但这些元件的类型与拟南芥DA1基因的顺式元件有所不同,OsDA1与AtDA1可能在表达调控上有所不同;OsDA1基因不仅能够控制种子等器官的大小和发育,而且还可能与植物的激素信号转导和逆境响应有关。本文为下一步研究OsDA1在水稻生长发育和逆境响应中的功能以及与水稻杂种优势的关系奠定了基础。     

猪MSTN基因生物信息学分析(英文)

[目的]对猪MSTN基因其进行生物信息学分析。[方法]以从GenBank中检索到的猪、大鼠、小鼠、狗、绵羊、山羊、牛、黑猩猩、人、马、鸡和斑马鱼的MSTN基因CDS序列为材料,将该12个物种的MSTN蛋白序列调入DNAStar软件的Megalign程序,进行系统进化分析;并对猪MSTN基因的基本信息、内切酶图谱、编码蛋白二级结构、信号肽、跨膜结构以及蛋白质亚细胞定位进行分析。[结果]猪MSTN基因与大鼠、小鼠、狗、绵羊、山羊、牛、黑猩猩、人、马亲缘关系很近;该基因包含多个酶切位点;其编码的蛋白是一个疏水性不稳定蛋白,分子量为42791.3u,等电点为6.98,包含375个氨基酸残基;蛋白二级结构上,含有20.53%的α-螺旋(Helix)、4%β-转角(Turn)、53.07%无规则卷曲(Coil)、22.4%伸展条(extendenstrand)和1个跨膜结构区域;该蛋白定位于细胞外,作为信号肽的可能性很大。[结论]该研究为猪MSTN基因的进一步分析研究提供了参考依据。     

水稻2个F-box基因的生物信息学分析

对水稻中2个新的F-box蛋白基因Os5h和Os7h进行生物信息学预测分析。试验结果表明,基因序列分析确定Os5h和Os7h是F-box家族的两个基因;启动子预测分析结果表明,这两个基因含有大量的与光反应应答相关的元件,并且也都含有非生物逆境应答元件;对这两个基因进行了转录表达分析和共表达基因的分析,Os5h基因在花中表达最高,胚芽中最低,Os7h基因在根中表达相对其他组织较低,但整体表达相对比较均匀。     

白羽王鸽泛素(UB)基因的生物信息学分析

[目的]对白羽王鸽泛素基因的cDNA序列进行相关分析。[方法]运用相关生物信息学软件对该基因eDNA序列进行分析和预测,编码蛋白的理化性质及二级结构。[结果]生物信息学分析结果表明,白羽王鸽泛素基因编码区长度为1037bp,编码的多肽由76个氨基酸残基组成,相对分子质量为34．368kD,理论等电点为6．94,二级结构中α-螺旋占24．6％,无规则卷曲占43．3％。B延伸链占32．1％。[结论]通过白羽王鸽泛素基因相关生物学信息分析,为进一步研究泛素基因在白羽王鸽机体内的作用奠定了基础。     

14个物种RPSA基因编码区生物信息学分析

采用生物信息学方法比较分析了大熊猫、牛、家犬、马、原鸡、人、猕猴、小家鼠、兔、绵羊、黑猩猩、毛猩猩、褐家鼠和野猪RPSA基因编码区(CDS)的遗传多样性,并对该基因编码的氨基酸序列、蛋白质二级结构和结构功能域进行预测和分析。结果表明,在来自14个物种的84条基因序列中检测到338个多态位点,共发现42种单倍型,物种间及物种内RPSA基因编码区存在较丰富的遗传多样性。RPSA基因编码蛋白质等电点均低于6,呈酸性;蛋白质二级结构的主要结构元件是α-螺旋和无规则卷曲,有一个保守结构域。     

拟南芥和水稻CesA基因家族的生物信息学分析

以拟南芥和水稻21个纤维素合成酶基因(CesA)为研究对象,对其基因结构、保守结构域、蛋白质跨膜结构、亚细胞定位、基因表达等进行综合分析。结果显示,Ces A基因长度在3.5~6.5 kb,有7~13个内含子(OsCesA10除外)。Ces A基因编码的蛋白质保守性较强,含有该基因家族的保守结构域Ring finger(OsCesA10、OsCesA11除外)和Cellulose synthase。水稻和拟南芥的CesA蛋白跨膜螺旋数量为6个或8个(OsCesA10除外)。蛋白质亚细胞定位结果表明,21条Ces A蛋白全部定位在质膜上。大部分At Ces A基因在植株的幼根、幼叶和愈伤组织中均有表达,而大部分OsCesA基因仅在幼根或幼叶中表达。     

拟南芥和水稻cystatin基因家族的生物信息学分析

利用已经分离的植物半胱氨酸蛋白酶抑制剂(cystatin)基因的cystatin结构域为检索序列在基因组水平上对拟南芥和水稻中的cystatin基因家族的成员进行分析;同时利用这些基因编码的蛋白质序列构建系统发生树,并对这些蛋白序列的保守序列进行分析;最后在GenBank的EST数据库中查找这些基因的ESTs表达序列。结果表明:1结合结构域的鉴定、多序列联配以及MEME分析最终确定了7个拟南芥和11个水稻的cystatin基因。2系统发生分析表明,cystatin基因的基本特征很可能是在拟南芥和水稻的分离之前就已经形成。3 cystatin结构域在蛋白质间高度保守。4拟南芥和水稻的cystatin基因主要在花、叶、根、种子和愈伤组织中表达,这有助于植物避免昆虫的侵害。     

水稻HSF基因OsHsf-like的生物信息学和转录表达分析

植物热激转录因子主要调控植物热激蛋白基因的转录表达,对植物的耐热性起着重要的作用.我们利用生物信息学技术鉴定出1个新的水稻HSF基因OsHsf-like,该基因编码1条719个氨基酸的预测肽链,肽链中包含1个HSF DNA结合域和1个由2个疏水的七肽重复序列(HR-A/B)构成的寡聚域.OsHsf-like的DNA结合域具有典型的HSF DNA结合域的次级结构和三级结构.对寡聚域的结构分析和系统进化分析将OsHsf-like归于B类HSFs.OsHsf-like在水稻穗部低水平转录表达.表达水平不受热激影响.     

水稻OsAAP6基因结构与功能的生物信息学分析

【目的】提高粮食作物的营养品质就是改善人类自身的营养与健康。对水稻(Oryza sativa L.)等禾本科作物而言,种子蛋白质含量是一个极其重要的营养品质性状,解析种子蛋白质含量相关基因的功能具有十分重要的意义。【方法】以控制稻米蛋白质含量的主效QTL基因Os AAP6为研究对象,运用生物信息学方法,对其编码的蛋白理化性质、蛋白的结构及其功能进行分析。【结果】水稻OsAAP6基因cDNA序列全长为1401 bp,编码466个氨基酸,该蛋白为氨基酸透性酶,是氨基酸转运蛋白家族和APC超家族中的成员;序列比对结果显示,其它主要粮食作物(如小麦、大麦、玉米和高粱等)中有很多预测的基因与水稻OsAAP6基因存在较高的相似性;系统进化分析结果显示,在主要粮食作物中,水稻Os AAP6基因与高粱和玉米的进化关系最为密切,大麦次之,与小麦的亲缘关系较远。【结论】通过对水稻OsAAP6基因结构与功能的生物信息学分析,为主要粮食作物营养品质的遗传改良提供重要信息。     

棉花WD40基因的克隆及生物信息学分析(英文)

A pair of PCR primers was designed based on the conserved sequences of WD40 family gene of different varieties.The normolization library was screened by PCR methods,the cDNA insert size of positive clones were analyzed by PCR method.A full-length cDNA of WD40(GenBank accession number:EU219610)in cotton was obtained from sequencing.This gene is 1 796 bp in length,containing an open reading frame encoding 274 amino acids and a stop codon from 35th to 860th position.The bioinformatics characterization indicates that the protein is encoded by WD40 domain.pI and molecular weight of the protein encoded were predicted to be 4.24 and 29 kDa,respectively.The yielded gene was accondingly named as GDRP1.RT-PCR analysis showed that the expression of GDRP1 varied during the gland formation process.These results will be helpful for our further study on the gland formation of cotton.     

红景天AG基因(RrAG)的电子克隆及生物信息学分析

AG基因对植物的花发育具有至关重要的作用。以拟南芥AG基因(NP_001190766. 1)为参考序列,采用电子克隆技术获得红景天AG基因(Rr AG),并通过生物信息学分析预测该基因的结构、功能等。结果表明:该基因全长为1 037 bp,包含789 bp的开放阅读框,编码262个氨基酸,理论等电点为9. 27,是定位于细胞核内不稳定的亲水性蛋白,起到转录调控的作用。序列比对发现,红景天AG编码蛋白与荞麦的AG蛋白亲缘关系最近。研究结果为进一步研究Rr AG基因的功能奠定了基础。     

棉花WD40基因的克隆及生物信息学分析(英文)

A pair of PCR primers was designed based on the conserved sequences of WD40 family gene of different varieties.The normolization library was screened by PCR methods,the cDNA insert size of positive clones were analyzed by PCR method.A full-length cDNA of WD40(GenBank accession number:EU219610)in cotton was obtained from sequencing.This gene is 1 796 bp in length,containing an open reading frame encoding 274 amino acids and a stop codon from 35th to 860th position.The bioinformatics characterization indicates that the protein is encoded by WD40 domain.pI and molecular weight of the protein encoded were predicted to be 4.24 and 29 kDa,respectively.The yielded gene was accondingly named as GDRP1.RT-PCR analysis showed that the expression of GDRP1 varied during the gland formation process.These results will be helpful for our further study on the gland formation of cotton.     

象草CCR基因的克隆与生物信息学分析(英文)

[目的]从能源植物象草中克隆出参与木质素生物合成的肉桂酰辅酶A还原酶基因(CCR)的cDNA序列及全长DNA序列,进而分析其序列特征。[方法]采用传统RT-PCR及RACE技术克隆象草CCR序列,并利用NCBI,ProtParam,ProtScale,TMHMM,TargetP,SignalP,Pfam20.0,Prosite,Swiss-Model和ClustalW2等在线分析程序以及DNAman,DNAstar和MEGA5软件对得到的序列进行生物信息学分析。[结果]克隆得到了象草CCR包含编码区和3’非翻译区的长为1316bp的cDNA序列以及包含5个外显子和4个内含子的全长为6133bp的DNA序列。通过生物信息学分析得知,象草CCR基因编码长为369个氨基酸的蛋白,该蛋白二级结构元件以无规则卷曲和α-螺旋为主,属于依赖NAD表异构酶/脱氢酶家族,其辅助因子结合区域和底物结合位点高度保守。[结论]成功从象草中克隆出肉桂酰辅酶A还原酶基因。它具有CCR同源基因典型的特征。获得的各种生物信息学数据为今后开展此酶的深入研究以及对象草的更好利用提供了一定的理论参考价值。     

一个陆地棉水通道蛋白基因的生物信息学分析(英文)

[目的]对陆地棉水通道蛋白基因GhNIP5.1进行生物信息学分析,为深入研究陆地棉水通道蛋白的功能提供研究基础。[方法]利用电子克隆的方法,获得棉花GhNIP5.1基因的开放阅读框序列,并对该序列进行了生物信息学分析;利用已公布的棉花基因组测序结果,搜索获得GhNIP5.1基因的编码区序列。[结果]序列分析表明,所获得cDNA序列具有完整的897 bp的开放阅读框,编码298个氨基酸残基;该氨基酸序列具有MIP超家族典型的NPA保守序列;它同葡萄和拟南芥的NIP5.1氨基酸序列的一致性最高,分别为89.3%和83.2%,在拟南芥NIP家族9个成员中,GhNIP5.1蛋白的氨基酸序列同AtNIP5.1同源性最高;该蛋白的三维结构也同拟南芥AtNIP5.1的非常相似;GhNIP5.1基因的编码区全长2 067 bp,包含4个外显子和3个内含子,所有内含子的左右边界均为GT-AG结构。[结论]GhNIP5.1基因可能具有同拟南芥AtNIP5.1类似的生理功能。     

番茄·拟南芥PREs及水稻ILIs基因生物信息学分析

为进一步了解常见模式植物番茄、拟南芥PREs以及水稻ILIs共18个基因的生物信息学数据,为基因功能的研究奠定理论基础,结合NCBI等数据库,运用MG2C等工具,对上述基因结构、蛋白理化性质等生物信息学数据作出预测与分析.除OsILI6外,其余基因均只含1个内含子,且CDS序列均较短.蛋白理化性质分析表明这些蛋白质稳定性较低,二级结构分析表明α 螺旋与无规则卷曲构成蛋白质的主体部分.三维结构模拟表明这些蛋白质以二聚化的形式发挥功能,在结构上相对保守,分析数据可为后续基因功能研究提供支持.     

水稻OsRLCK167基因的组织表达模式和生物信息学分析

类受体胞质激酶(receptor-like cytoplasmic kinases, RLCKs)家族是一类特殊蛋白激酶,在植物生长和病原菌防御中发挥着重要的生物学功能。在对水稻RLCKⅥ家族成员OsRRK1基因的研究中发现水稻4号染色体上存在一个与其同源性特别高的基因,即OsRLCK167(LOC＿Os04g56060)。为了丰富类受体胞质激酶家族并探究水稻胞质受体激酶基因的作用,本研究利用ExPASy-Protparam、Protscale、CD-search等在线工具和DNAMAN软件对OsRLCK167基因进行生物信息学分析;采用qRT-PCR技术对OsRLCK167基因做组织表达模式分析。结果显示：OsRLCK167蛋白的分子量为43.77776 kD,为疏水性、不稳定的酸性蛋白;对该蛋白的二级结构进行预测,显示其主要由无规则卷曲(41.94%)、α-螺旋(35.29%)、延伸链(15.35%)和β-转角(7.42%)组成;该基因在水稻不同组织均有表达,且在叶鞘中的表达量最高。结果表明,OsRLCK167基因在进化过程中具有高度的保守性,在水稻中具有功能多样性。     

水稻ARAB-1类似基因的电子克隆及生物信息学分析

[目的]对水稻OsARAB-1基因进行电子克隆,并对其进行生物信息学分析.[方法]以NP 174188.1为查询探针,通过电子克隆获得OsARAB-1基因全长cDNA,用生物信息学软件对其核苷酸序列和蛋白质序列进行生物信息学分析.[结果]获得了OsARAB-1基因全长cDNA,基因编码区序列(CDS)全长1 086 bp.电子定位于第五染色体基因组序列NC 008398.2核苷酸序列6 769 813 ～6 773 213 bp区域.OsARAB-1蛋白属于亲水性的胞外蛋白,比较稳定,偏碱性.二级结构以α螺旋和无规则卷曲为主.具有2个功能结构域:SGNH水解酶型酯酶、GDSL脂肪酶.有21个磷酸化位点、7个糖基化位点.推定的活性位点的氨基酸残基为Ser34、Gly107、Asn167、Asp333、His336.与玉米酯酶亚型B4FM12亲缘关系最近.OsARAB-1基因的表达对水稻的发育和形态发生起重要作用,与水稻抗稻瘟病有关.[结论]该研究为用试验方法克隆该基因和功能鉴定奠定了基础.     

矮牵牛的查尔酮合酶(CHS)基因的生物信息学分析

为研究CHS(chalcone synthase)基因间的同源性及其进化关系,以矮牵牛的CHS基因为研究对象,利用生物信息学软件及网站对其进行碱基分布、氨基酸组成和亲疏水性预测,并与其他10个物种的CHS基因序列进行多重比对、进化分析。结果表明：矮牵牛的CHS基因的单链mRNA序列含有1170个碱基对,蛋白质由389个氨基酸编码,相对分子质量为42580.02,其中亮氨酸(Leu)含量最高达10.80%;疏水值最大为2.038,最小为-2.208,无明显的亲水或疏水区域;多重比对发现11个物种同源性达到了80.55%。通过以上结果得出CHS基因处于稳定状态,编码的蛋白为亲水性蛋白,进化过程中是保守的,获得的保守区段的序列信息为新基因的克隆奠定了基础。     

水稻耐盐基因ZFP1及蛋白的生物信息学分析

水稻是我国重要的粮食作物之一,我国水稻生产用全国1/4的耕地养活了1/2以上的人口。我国乃至全世界的土地正在逐渐地盐碱化,盐胁迫成为影响作物产量的一个重要的非生物因素,研究培育耐盐水稻对提高产量具有举足轻重的作用。试验主要对水稻耐盐基因ZFP1及其蛋白进行了生物信息学分析。结果表明,水稻ZFP1蛋白具有疏水性,理论等电点为5.10,是不稳定蛋白,无明显跨膜现象,也不存在信号肽,为膜内蛋白,二级结构中无规则卷曲含量较多,有锌指蛋白的典型结构β-折叠,有1个主要功能结构域Zn F-RBZ,这与RNA出核、合成加工及细胞周期有关。该结果为探索ZFP1蛋白的未知生物学功能提供了新线索。     

基于水稻粒长 OsPPKL1基因的玉米同源基因的生物信息学分析

为弄清玉米中粒长基因的调控机制,采用生物信息学的方法,对水稻粒长基因OsPPKL1进行同源性分析。结果表明：玉米 GRMZM2G070323和 GRMZM2G148539基因是 OsPPKL1的同源基因,分别位于第1染色体和第5染色体上;这2个基因的基因结构存在一定差异;玉米同源基因与 OsPPKL1存在良好的共线性;这2个玉米基因与水稻粒长基因在蛋白质序列、理化性质、高级结构和表达部位等方面均表现出高度的一致性。