绵羊KCNH1基因的生物信息学分析

以绵羊钾电压门控通道H亚家族成员1(potassium voltage-gated channel subfamily H member 1,KCNH1)基因为研究对象,利用生物信息学数据库及其相关软件,对其进行生物信息学分析,以初步了解其结构和生物学功能.结果表明,绵羊KCNH1基因所含最大长度序列为2961 bp,...     

绵羊HMGA1基因的生物信息学分析

高迁移率族蛋白A1基因(high mobility group protein A1,HMGA1)是一类对DNA转录起调控作用的基因,广泛存在于多种动物体内.为探究HMGA1基因在绵羊体内的功能,对该基因及其编码产物进行了生物信息学分析.结果显示,绵羊HMGA1基因编码152个氨基酸残基,其编码的蛋白质分子式为C443...     

马铃薯α-淀粉酶基因的克隆及生物信息学分析

本研究利用RT-PCR从马铃薯（Solanum tuberosum）茎段总RNA中扩增、克隆了一cDNA分子。该cDNA分子含有一长为1224bp的开放读框,可编码一含407个氨基酸残基的多肽、理论分子量为46.40kD、可能为亲水性的胞外酶。因其氨基酸序列同源于α-淀粉酶,故将该基因命名为amyA1（NCBI收录号：GQ406048.1）。采用半定量RT-PCR方法检测了amyA1基因在马铃薯茎、叶等不同组织中的表达强度,表明在茎组织中的表达丰度略高。利用生物信息学软件分析了amyA1密码子的偏好性,以期为选择适宜的表达系统提供依据;同时对amyA1的理化性质、细胞内定位、保守结构及高级结构进行了预测。基于NCBI数据库中有物种代表性的29种α-淀粉酶基因序列构建了基因进化树。与NCBI收录的马铃薯α-淀粉酶基因（NCBI收录号：M79328.1）的核苷酸及氨基酸序列同源性达98%。第20至第348范围内的氨基酸残基含有与淀粉酶13家族及亚家族相似的催化活性域（PF00128、SM00624）,第349至第407范围内的氨基酸残基含有α-淀粉酶C-末端β折叠区域（PF07821）。蛋白质结构预测表明氨基酸残基序列有维持淀粉酶活性的（β/α）8桶状结构以及其它几个功能域结构。所构建的基因进化树表明,2个马铃薯α-淀粉酶基因与木薯、苹果的序列同源性较高,与菜豆的次之,与水稻、大麦和玉米等单子叶植物的序列同源性较低。     

杜仲EuFLC1基因克隆与生物信息学分析

以杜仲（Eucommia ulmoides Olive）雄花花芽为材料,依靠实验室构建的杜仲转录组库,采用cDNA末端快速扩增法克隆了3＇端包含完整开放阅读框的745bpcDNA序列。经3＇RACE产物和转录组库中5＇端序列拼接,获得全长为872bp的杜仲FLC的cDNA序列,编码86个氨基酸,命名为EuFLC1。生物信息学分析显示：EuFLC1蛋白分子量约为10.005 kD,理论等电点为10.47,为亲水性蛋白;存在3个可能的磷酸化位点、1个可能的核定位信号和1个可能的核输出信号;不存在跨膜螺旋和信号肽;蛋白二级结构中包含2个α螺旋和4个β折叠,无规卷曲连接α螺旋及β折叠;蛋白三级结构同源建模结果表明,EuFLC1蛋白包含2个互相垂直的α螺旋,α螺旋间有2个处于同一平面的β折叠,蛋白的N端和C端为无规卷曲并伸向整体结构的一侧;是含有MEF2_like型MADS-box结构域的MADS-Box基因。Blastp结果中,与EuFLC1同源性较高的序列有：葡萄的floweringlocus C、小粒种咖啡的MADS-box protein FLC subfamily、巨峰葡萄的flowering locus C-like MADS-box protein,因此认为EuFLC1是杜仲FLC基因。系统发育树表明杜仲与同属唇形类植物的小粒咖啡聚为一支,与APGⅢ分类系统的分类结果一致。该基因为首次从第三纪孑遗植物杜仲中克隆到的MADS-Box基因,为研究MADS-Box基因的演化的提供了一个重要材料,为研究杜仲开花时间的分子调控机制奠定了基础。     

洋葱AcLOX1基因的克隆及其表达分析

脂氧合酶(lipoxygenase,LOX)是植物十八碳酸代谢途径的关键酶,与种子老化密切相关.洋葱(Allium cepa)种子为短寿命种子.研究LOX基因与洋葱种子发育及老化的关系具有重要的意义.本研究以洋葱授粉后的子房和种子为材料,利用RT-PCR结合快速克隆cDNA末端(rapid-amplification of cDNA ends,RACE)技术,获得AcLOX1 (GenBank登录号:KU363822)基因全长.用生物信息学方法对其基因序列特征进行分析;利用RT-PCR和qRT-PCR分析AcLOX1在洋葱不同部位、种子发育过程以及种子储存过程中的表达模式.结果表明,该基因全长为2 847 bp,包含一个2 619 bp的开放阅读框,编码873个氨基酸.氨基酸序列分析表明,AcLOX1具有PLAT_LH2 (polycystin-1,lipoxygenase,alpha-toxin_lipoxygenase homology)和LOX两种结构域;与桉树(Eucalyptus grandis)、杏(Prunus dulcis)、葡萄(Vitis vinifera)等物种的LOX基因氨基酸序列同源性高达66％～73％.系统进化树分析表明,AcLOX1与其他物种的9-LOX聚在一起.时空表达模式表明,AcLOX1基因在洋葱各组织中均有表达,在授粉后5～25 d随着时间增长其表达量增加,但在授粉后25 d到成熟及储存一年的种子中少量持续表达.本实验初步证实了AcLOX1对洋葱种子发育具有促进作用且与种子老化相关联,为阐明洋葱种子短寿命的作用机制提供了理论依据.     

酉州乌羊MC1R基因的克隆鉴定、生物信息学及多态性分析

MC1R是影响皮肤色素沉着中黑皮素系统的重要基因,通过信号分子的相互作用影响黑色素的生成。为探究酉州乌羊 MC1R的生物学特性,本研究对酉州乌羊MC1R进行了分离鉴定、生物信息学分析。结果表明,酉州乌羊皮肤组织MC1R基因的CDS序列为954 bp,共编码317个氨基酸,酉州乌羊与各物种MC1R具有较高同源性。酉州乌羊MC1R编码蛋白的分子式是C₁₆₀₃H₂₅₆₅N₄₁₁O₄₁₀S₂₂,其为疏水蛋白,有7个α-螺旋组成的跨膜结构域和3个保守功能结构域,MC1R氨基酸序列大部分都用于构成α-螺旋。此外,酉州乌羊MC1R基因c.676A>G突变,其编码的氨基酸由赖氨酸转变为谷氨酸,位于受光刺激和G蛋白配体结合的保守结构域上,氨基酸的异义替换还造成了酉州乌羊MC1R空间构象的差异。而对重庆市山羊群体多态性检测发现,山羊MC1R基因c.676A>G变异位点在重庆合川白山羊、巫溪白山羊、本地白山羊、酉州乌羊中共享,且c.676A>G位点的各基因型在皮肤白色和乌色山羊群体中的分布差异不显著(P>0.05)。本研究初步揭示酉州乌羊MC1R的序列特征和蛋白结构,为酉州乌羊MC1R影响皮肤色素沉积的分子机制研究提供了理论数据。     

高羊茅春化基因FaVRN1的克隆与分析

以高羊茅茎基部组织的mRNA为模板,引用基于多年生黑麦草VRN1基因序列设计的引物,进行RT-PCR分析,同时结合3’RACE和5’RACE方法从高羊茅中扩增出VRN1基因的全长cDNA序列,命名为FaVRN1。该序列cDNA全长1222bp,具有完整的开放阅读框（ORF,152~889bp）,编码蛋白为245个氨基酸,具有典型的MADS-盒和K-盒结构域,有许多磷酸化位点。与其他禾本科植物的春化基因蛋白产物比较,具有高度的保守性,氨基酸序列的同源性都在90%以上。     

猪细小病毒自然弱毒N株VP2基因的克隆、测序及生物信息学分析

本研究对猪细小病毒(porcine parvovirus,PPV)自然弱毒N株(PPV-N)VP2基因进行克隆、测序并利用生物信息学技术分析PPV-NVP2蛋白基因的同源性、遗传进化、密码子偏爱性、糖基化位点、磷酸化位点、B细胞抗原表位及其二、三级结构。结果表明:成功扩增出包含VP2基因完整目的片段(1901bp),构建了VP2基因的克隆重组质粒pMD18-T-VP2,测序获取VP2基因序列(1740bp)并将该序列登录到GenBank(HM355807)。PPVVP2基因属高度保守的基因;PPV-N株与PPV弱毒代表毒株NADL-2株亲缘性近,推测PPV-N株属于弱毒株;PPV-N株VP2基因氨基酸密码子偏爱以A结尾的密码子;PPV-N株VP2蛋白可能存在7个糖基化位点,其丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸可能分别有9、7、8个磷酸化位点,可能存在24个B细胞抗原表位;PPV-N株VP2蛋白二级结构预测,α-螺旋占11.74%,β-折叠占22.97%,无规则卷曲占65.28%,而三维结构预测VP2蛋白主要以无规则卷曲为主,存在多个螺旋和折叠区域。本研究结果为进一步阐释PPV-N株自然弱毒的分子机理提供依据,并为PPV分...     

海蓬子中高亲和钾离子转运体SbHKT1基因的克隆、表达及生物信息学分析

本研究利用RACE技术从真盐生植物海蓬子中获得了高亲和钾离子转运体SbHKT1基因1647bp完整的ORF框。序列分析结果表明,该基因编码548个氨基酸,分子量为62.10kD,理论等电点为9.33;氨基酸序列中第1个～第35个属信号肽序列,第197个～第537个属离子转运体（TrkH）家族特征序列;该基因编码的蛋白具有10个跨膜结构,N端跨膜区及中部膜上呈现明显的疏水性,C端及中部多个跨膜区呈现强疏水性,符合载体类运输蛋白的特点,因此推测SbHKT1蛋白为跨膜运输蛋白。Blast分析显示该蛋白与碱蓬SsHKT1氨基酸同源性高达77%,与冰叶日中花、赤桉和小麦HKT类蛋白的同源性分别为63%、52%和46%。SbHkt1基因表达存在组织特异性：正常生长条件在根、茎中表达较低,在叶片中几乎看不到表达;在高盐低钾的环境下,各组织表达明显升高,高盐低钾胁迫处理8h,其根部表达处于高峰期;经100μmol/L脱落酸处理4h,根部表达达到最高;干旱胁迫（20%PEG6000）处理2h,根部表达量明显上升。由此推断,该基因参与了植物在高盐低钾、渗透、干旱等非生物胁迫下的生理调控。由于目前已克隆的HKT类蛋白基因多来自非盐生植物,对盐生植物内源HKT基因的研究相对较少,因此,海蓬子内源HKT1基因的全长的获得有助于我们进一步研究该基因在高盐钾饥饿环境下运输钾离子,调节植物体内Na＋/K＋平衡的功能,对于揭示真盐生植物的耐盐机制,将其运用于非盐生植物,培育新的耐盐品种具有一定的意义。     

洋葱伯克霍尔德氏菌CAS19嗜铁素合成相关基因cepR的克隆及生物信息分析

本研究采用PCR方法克隆了洋葱伯克霍尔德氏菌CAS19嗜铁素合成相关基因cepR,并对cepR基因编码蛋白的结构和功能进行生物信息学分析和预测。同源性分析表明,CAS19的cepR核苷酸序列与Burkholderiacepacia LMG1222cepR基因的同源性为99％;cepR基因全长768bp,包含一个完整的231bp的开放阅读框架,编码239个氨基酸;该基因编码蛋白分子量为26．59kD,理论的等电点为5．55,含有一个LuxR型HTH结构域,在氨基酸残基的不同区域分布有酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点、蛋白激酶C磷酸化位点、酪氨酸激酶磷酸化位点、N-肉豆蔻酰化位点和N-糖基化位点,还有一个明显的跨膜结构。本研究结果将为洋葱伯克霍尔德氏菌嗜铁素合成相关研究提供调控基因信息和参考依据,并为其进一步开发和利用奠定基础。     

拒盐型盐生植物小花碱茅肌动蛋白基因片段的克隆及序列分析

本研究根据其它植物Actin基因的保守序列设计一对简并性引物,以拒盐型盐生植物小花碱茅根部总RNA为模板,采用RT-PCR的方法扩增出Actin基因片段并克隆到PUCm-T载体,阳性克隆经PCR检测后进行测序,在GenBank中注册;序列分析结果表明：该片段长约600bp,编码198个氨基酸;所得序列与GenBank中注册的其它植物Actin基因序列同源性均在84％以上,与其它肌动蛋白的氨基酸序列同源性达94％以上。     

植物GH3基因家族的生物信息学分析

植物生长素在植物的生长发育过程中至关重要,GH3基因家族是植物生长素早期应答的成员。本研究采用比较基因组学的方法,利用已经分离的拟南芥GH3(Gretchen Hagen3)蛋白为检索序列,在全基因组水平上搜索拟南芥、水稻、葡萄、白杨和苜蓿的GH3基因的同源序列。最终确定了59个GH3候选基因,其中拟南芥19个,水稻14个,葡萄9个,白杨14个,苜蓿3个。对同源序列作进一步的多序列联配、MEME、ESTs和系统发生表达分析,结果表明:GH3基因家族的基本特征在单双子叶植物分离之前就已经形成;GH3结构域在蛋白质间较保守,可以分为3个亚家族,其中个别蛋白发生了基序丢失;59个同源蛋白中的40个成员找到了ESTs的证据,且表达部位多样,不同成员之间的表达部位存在差异。该研究结果将为植物的GH3基因家族的研究提供参考。     

旱生植物梭梭actin基因片段的克隆及表达模式分析

本研究根据其它植物actin基因的保守序列设计一对简并性引物,以3周龄梭梭整株总RNA为模板,采用RT-PCR的方法扩增出actin基因片段并克隆到PUCm-T载体,阳性克隆经PCR检测后进行测序。序列分析结果表明：该片段长约598 bp,编码198个氨基酸;该序列与GenBank中现有的植物Actin比对发现,同源性均高达84%,同时,翻译得到的氨基酸序列与其它植物的氨基酸序列同源性高达99%。表达实验分析表明在不同胁迫条件下该基因在梭梭不同组织中表达量恒定,可作为内参基因。梭梭actin基因片段的克隆可为研究重要抗逆功能基因在梭梭中的表达和调控机制奠定基础。     

棉花MADS-box蛋白基因（GhMADS-13）的克隆和表达分析

一组具有MADS-box结构域的转录因子在控制花器官的诱导与发育中起着重要作,以中棉所36（CCRI）均一化全长cDNA文库为基础,结合EST测序分析,分离获得一个棉花的MADS-box基因全长cDNA。该基因cDNA全长1079bp,包含一个732bp的完整的开放阅读框,编码234个氨基酸,具有典型的MADS-box结构域和完整的K区,命名为GhMADS-13（GenBank：FJ409870）。与拟南芥、葡萄等植物的AGL6类基因具有高度的同源性。实时定量RT-PCR分析表明,GhMADS-13在CCRI36的花器官发育中早期表达量逐步增加,后期有下降趋势。推测GhMADS-13可能在开花诱导和花器官发育过程中起着重要作用。     

番鸭源小鹅瘟病毒PT株VP基因的克隆与序列分析

为了获得番鸭(Cairina moschata)源小鹅瘟病毒(Goose parvovirus,GPV)结构蛋白VP基因的相关信息,根据国内外已发表鹅源GPV与番鸭细小病毒(Muscovy duck parvovirus,MDPV)全基因序列,应用DNAStar分子生物学软件设计一对引物,应用高保真PCR技术扩增番鸭源小鹅瘟病毒PT株(GPV PT株)VP全基因序列.将扩增得到的VP全基因克隆到pMD 18-T载体上,获得的重组质粒经PCR鉴定后进行序列测定.结果表明,PT株VP全基因大小为2 199 bp,编码732个氨基酸(GenBank登录号:JF926695),与番鸭源小鹅瘟病毒GPV DY株核苷酸及其推导氨基酸同源性分别为98.8％和98.8％,高于鹅源GPV与MDPV参考毒株.在国内外首次发现番鸭源GPV VP基因VP1独特区具有MDPV核苷酸序列特征,而VP2基因具有鹅源GPV核苷酸序列特征.本研究从番鸭源GPV PT株成功克隆到结构蛋白全基因序列,为深入研究番鸭源GPV的起源及水禽细小病毒遗传衍化提供参考.     

牛ASCL2基因生物信息学分析

在人与小鼠中,ASCL2基因是一个母源表达的印记基因,在早期胚胎和胎盘发育中起重要作用。牛ASCL2基因的印记状态和印记的分子机理还没有被研究。本研究采用生物信息学方法对牛ASCL2基因分子进化、启动子和CpG岛区域以及蛋白的高级结构进行分析和预测,为进一步揭示该基因生物学功能和其分子调控机理奠定基础。对21种哺乳动物ASCL2基因的mRNA序列进化分析表明：这21种哺乳动物问的遗传距离小于0．536,且牛与猪遗传距离最小,为0．106,与基因进化树分析结果一致。CpG岛在线软件预测显示,在牛中,该基因上游5k序列中有三个CpG岛。启动子在线软件预测和转录因子分析相结合显示,启动子最可能位于该基因5’端上游4725--4775bp处CpG岛区域内,此区域包括大量潜在转录因子结合位点,并在4734bp处存在一个TATA框。蛋白质在线软件分析表明,ASCL2基因编码一种螺旋一环一螺旋形转录因子,有仅一螺旋、B一转角和无规则卷曲3种二级结构。     

牛Phlda2基因的组织表达及生物信息学分析

在人、鼠和猪中,Phlda2基因是一个母源表达的印记基因,编码一种胞浆蛋白,具有与血小板同源的结构域。在牛中,Phlda2基因的结构和功能还不清楚。本研究首先利用RT-PCR方法对Phlda2基因在牛组织中的表达进行了分析,进而采用生物信息学方法对牛Phlda2基因的分子进化、启动子及蛋白的高级结构进行了分析和预测。结果表明,Phlda2基因在牛的心、肝、脾、肺、肾、大脑、骨骼肌、皮下脂肪、卵巢和胎盘10个组织中均有表达。对包括人、小鼠、牛、猪、原鸡、非洲爪蝉、斑马鱼和袋鼠在内的8种动物Phlda2基因mRNA序列进化进行分析,发现这8种动物的遗传距离小于0.435,且牛和猪遗传距离最近,为0.148,与基因系统进化树分析的结果一致。牛Phlda2基因的启动子最可能位于该基因起始密码子上游487-737bp区域,包括20种转录因子结合位点。牛Phlda2基因编码亲水性蛋白,其二级结构主要以α-螺旋和无规则卷曲为主;蛋白三级结构包括一个由β片层和α-螺旋构成的血小板同源结构域（PH）。以上研究结果将为进一步研究Phlda2基因的功能和分析基因表达调控的分子机理奠定基础。     

酿酒葡萄分支酸合成酶基因（VvCS）的克隆与表达分析

本研究以酿酒葡萄（Vitis vinifera）品种赤霞珠（Cabernet Sauvignon）及霞多丽（Chardonnay）为试材,采用in silico克隆和分子克隆相结合的策略,从果实中克隆到分支酸合成酶基因,命名为VvCS。该基因的cDNA编码区全长1312bp,编码436个氨基酸残基,预测其编码蛋白质分子量为46.9kD,等电点为7.8;生物信息学分析显示VvCS的DNA全长7117bp,包含13个外显子和12个内含子,定位于葡萄的第13号染色体上。VvCS编码的蛋白与其它植物来源的分支酸合成酶在氨基酸水平上的同源性为75%左右;实时荧光定量PCR分析表明VvCS在葡萄果实、茎、叶和叶柄组织中均有表达,且在果皮、果肉和种子中的表达变化趋势相似,与盛花后5周的果实相比,盛花后11周果实各部位中VvCS表达丰度均有不同程度增加。