一个木薯候选STK类抗病基因的分离及其生物信息学分析

根据丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶类(STK)结构域Ⅰ和Ⅷ氨基酸保守序列设计了1对简并引物,以细菌性萎蔫病抗/感木薯种质E1340和GR911基因组DNA为模板,通过PCR扩增,均获得大小约0.5 kb的扩增片段。两个片段纯化、克隆、测序后获得完全一致的505 nt序列,比对发现,木薯种质AM560带有和该序列高度同源的核苷酸片段。对包括同源片段上下游各约2.0 kb的大片段序列进行基因预测,获得1个有4个外显子、ORF全长1866 nt的预测基因,命名SSK1。序列分析表明,该基因编码621 aa,有细胞壁受体激酶结合、偶联位点和8个跨膜结构域,具有典型的STK类抗病基因的保守结构,是一个候选的抗病基因,可能在木薯抗病反应中发挥重要作用。     

青蛤MAPK/p38基因的克隆及Poly∶Ic胁迫下的表达分析

[目的]克隆青蛤MAPK/p38基因,并分析其在Poly:Ic胁迫下的表达情况。[方法]利用转录组测序获得青蛤MAPK/p38基因的序列信息,采用生物信息学软件分析该基因在近缘生物间的进化关系;利用巢式及荧光定量PCR技术克隆青蛤MAPK/p38基因的结构域序列,并在Poly:Ic胁迫后立即分析该基因在青蛤各组织中的表达情况以及血淋巴中的时序性表达情况。[结果]克隆得到青蛤MAPK/p38基因的结构域序列,分析发现该基因在物种进化中很保守,其在青蛤的血淋巴、肝脏、外套膜、闭壳肌和鳃中均有表达,其中在血淋巴中表达量最高,腮中表达量最低。Poly:Ic胁迫3 h后该基因的表达量达到最大值,与对照组差异极显著(P0.01)。[结论]MAPK/p38基因所表达的产物是青蛤重要的免疫信号通路蛋白。     

甘薯MAPK基因家族的鉴定及生物信息学分析

丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)级联反应在植物生长发育以及生物和非生物胁迫反应中发挥着重要作用。为探明甘薯基因组中MAPK基因结构特征,利用生物信息学方法筛选鉴定出了18个二倍体甘薯(Ipomoea trifida) MAPK基因家族成员,并分析其基因位置、基因结构、所编码的蛋白质理化性质、保守基序、系统进化和蛋白质互作关系。结果表明:甘薯18个MAPK基因不均匀分布在9条染色体上,所编码的氨基酸数量为365～629,均为亲水蛋白,并且大部分属于酸性蛋白和不稳定蛋白。亚细胞定位预测结果表明,仅有ItfMAPK7、ItfMAPK9和ItfMAPK15三个蛋白位于细胞质中,其余均位于细胞核内。系统进化分析将18个基因分成4个亚组,相同组内成员具有相似的基因结构、外显子数量及motif数量,但亚组之间存在明显的差异,并且发现甘薯的MAPK基因家族成员与拟南芥的亲缘关系最近。进一步分析各个亚组所包含基因的外显子和内含子结构,发现不同的亚组之间ItfMAPK基因的结构存在显著的差异,但亚组之间却十分相似。蛋白质互作分析发现甘薯MAPK基因家族成员既存在组内的两两互作关系,也存在亚组之间的互作关系。...     

麻核桃CBF基因的克隆与生物信息学分析

CBF基因是植物CBF抗冷途径的枢纽,对增强植物抗冷能力极为重要。本研究根据已知的核桃CBF基因序列设计通用性引物,对麻核桃cDNA进行PCR扩增,成功获得麻核桃CBF基因全长序列,命名为JhCBF。JhCBF全长820 bp,包含一个645 bp的开放读码框（ORF）,编码214个氨基酸。序列分析表明JhCBF与其他物种来源的CBF具有较高的同源性,其中,与桦木科白桦的同源性最高,为61.22%;JhCBF含有一个预测的AP2结构域及CBF特有的两段短肽序列。系统进化树分析表明JhCBF与桦木科白桦的亲缘关系最近,最先聚为一类。     

沙田柚类蛋白激酶基因的鉴定及生物信息学分析

[目的]研究沙田柚类蛋白激酶基因编码的蛋白质序列所包含的生物信息学。[方法]利用高通量测序对沙田柚自交和异交花柱进行转录组测序,通过差异分析得到沙田柚类蛋白激酶基因序列。采用生物信息学方法,对其编码的蛋白质从序列特征、理化性质、跨膜结构域、高级结构以及功能域等方面进行预测和分析。[结果]该基因全长为2 323 bp,开放阅读框(ORF)全长为1 560 bp(Genbank登录号:MG925820),共编码519个氨基酸,分子质量为57.39 kD,等电点PI为8.55。该蛋白质含有1个植物STKc IRAK蛋白家族的保守结构域,为亲水性稳定蛋白。氨基酸序列分析表明,其编码的氨基酸与克莱门柚和甜橙的同源性分别为100%、99%。系统进化树表明沙田柚类蛋白激酶基因与克莱门柚和甜橙亲缘关系很近,属于同一进化分支。[结论]该研究结果可为今后深入研究沙田柚自交不亲和机理提供参考。     

黔北麻羊RERGL基因cDNA克隆与生物信息学分析

选择与羊同源性较高的牛RERGL基因组序列设计特异性引物,提取黔北麻羊脾脏总RNA,通过RT-PCR技术对RERGL基因进行克隆测序及序列分析.结果表明,成功克隆了黔北麻羊RERGL基因,其cDNA序列646 bp,GenBank登录号JN 671919,编码205个氨基酸.生物信息学分析表明,黔北麻羊RERGL基因蛋白二级结构α-螺旋占40.68％,延伸链占16.18％,无规则卷曲占43.14％;没有跨膜螺旋结构域且没有糖基化位点.     

茶树SBPase基因的电子克隆与生物信息学分析

通过EST序列电子克隆技术,获得参与茶树光合作用的SBPase基因的cDNA拼接序列,对序列进行了生物信息学分析和功能预测,构建了系统进化树。本研究结果可为今后开展山茶属植物光合基因的功能研究奠定重要基础。     

鹰嘴豆LHY基因cDNA克隆及生物信息学分析

从鹰嘴豆中克隆生物节律钟LHY基因的cDNA全长序列,进行序列信息学分析。通过同源克隆策略,利用RT-PCR技术获得核心片段,结合5＇-RACE和3＇-RACE技术,克隆得到鹰嘴豆生物节律钟基因LHY的cDNA全长序列,其核苷酸序列长度为3 061 bp,包括2 220 bp的完整开放阅读框（ORF）,编码739个氨基酸。验证后命名为CarLHY基因,获得基因登录号为KJ558378。生物信息学研究表明CarLHY基因cDNA序列与其他植物LHY基因具有较高的相似性;预测CarLHY蛋白不具有跨膜结构;为转录因子,定位于细胞核中;不具备信号肽。对CarLHY蛋白功能结构域预测表明,蛋白质核心结构存在符合转录因子与DNA结合的常见功能域HTH。蛋白系统进化树显示,与大豆分子进化距离最近,其次是黑杨、拟南芥。     

猪MAPK12基因cDNA的克隆及序列分析

目的克隆新的猪MAPK12基因全长ORF,分析其生物特性,为进一步研究该酶的功能提供信息资料。方法:以已报道的人及小鼠MAPK12基因cDNA序列为依据,利用电脑克隆策略获得的ESTs设计引物,RT-PCR技术扩增新的猪MAPK12基因ORF序列,将PCR产物直接进行序列测定。分析此蛋白的特性并预测其结构。结果分离的ORF全长1101bp,编码367个氨基酸,与人鼠氨基酸序列92%同源;利用生物信息学软件分析出此蛋白的理化特性并预测了其一级、二级和高级结构。结论研究分离的基因片段可命名为猪ERK6,通过分析,获取了该酶的基本信息特征,并与现有的报道结果进行对比分析,为进一步开展猪MAPK12基因的结构功能、表达调控的相关研究奠定了基础。     

总状毛霉丝氨酸蛋白酶基因结构和功能的生物信息学分析

利用PCR和RACE(cDNA末端快速扩增)技术从总状毛霉中克隆获得1个丝氨酸蛋白酶新基因,利用生物信息学方法对该基因序列、编码的酶序列以及酶性质和结构进行预测。结果表明:该基因编码区序列长1 421bp,由3个外显子和2个内含子组成,编码由429个氨基酸残基组成的多肽;对该多肽的组成和进化分析表明,其成熟肽属于蛋白酶K家族的胞外蛋白酶;通过同源建模结构分析表明,该酶没有二硫键,有152个氢键和29个盐键,酶的Glu190、Ala192和Asp215残基与一个Ca2+相结合,酶活性位点残基Asp44和Ser241溶剂可及表面积较大,分别达到0.211 42和3.309 32;该酶的底物结合区域中,S1和S4口袋结构明显,S2次之,S3最不明显,部分组成S1和S4口袋的氨基酸残基不保守,这可能使该酶具有独特的水解性。上述结果可为该蛋白酶基因的异源表达和结构与功能关系等方面的研究提供参考。     

玉米ZmHDR基因的分子克隆及生物信息学分析

为了解Zm HDR在玉米叶绿体发育过程中的作用机制及进化模式,利用RT-PCR方法克隆了玉米HDR基因,并对其进行了生物信息学分析.结果表明,ZmHDR基因在玉米基因组中以单拷贝形式存在,全长序列为3 188 bp,其中含有1 389 bp的开放阅读框,编码1个由462个氨基酸组成的蛋白;半定量PCR分析表明,该基因是一个组成型表达的基因;不同物种氨基酸序列比对结果显示,ZmHDR基因与高粱、水稻、黄花蒿、烟草、三叶胶、孜然芹、拟南芥、青色藻同源性比较高,暗示该基因在进化上具有高度的保守性.     

野蚕孵化酶基因的克隆与生物信息学分析

采用RT-PCR法从野蚕胚胎中克隆了一个885 bp孵化酶基因,命名为BmandHE(GenBank登录号:JN620366)。BmandHE ORF编码294个氨基酸残基,蛋白分子质量为33.57 kD,等电点为5.55。在BmandHE N-端存在16个氨基酸的信号肽,BmandHE序列含有锌指结合序列、Met-转角基序等孵化酶保守功能区域和构成孵化酶二级结构骨架的4个半胱氨酸残基。BmandHE与其他动物孵化酶氨基酸序列的相似性为30.4%～97.1%。进化分析表明,野蚕与昆虫家蚕、柞蚕、家蚊聚为一类,亲缘关系比较近。     

地黄类RghBNG基因的克隆与生物信息学分析

Rgh BNG基因是一种地黄(Rehmannia glutinosa)响应非生物胁迫和植物生长调节剂的基因。类Rgh BNG基因是一个与Rgh BNG基因核酸序列同源的地黄基因。克隆了地黄类Rgh BNG基因,预测其编码蛋白质的性质、结构和功能。用RNA提取试剂盒提取地黄总RNA,反转录成c DNA,根据已知地黄的Rgh BNG基因碱基序列设计上、下游引物,以c DNA为模板,利用PCR扩增产生包括Rgh BNG基因和类Rgh BNG基因在内的5个c DNA片段,其中类Rgh BNG基因全长1 974 bp,包含一个486 bp的ORF,编码161个氨基酸残基组成的蛋白质;蛋白质等电点为9.45,分子量为18.6 k Da,二级结构中延伸链占34.78%,无规则卷曲占33.54%,α-螺旋占21.74%,β-螺旋占9.94%,有两个可能的跨膜区,参与翻译和脂肪酸代谢。     

马铃薯促分裂原活化蛋白激酶激酶基因的电子克隆与生物信息学分析

摘利用电子克隆获得马铃薯促分裂原活化蛋白激酶激酶基因(MAPKK)的cDNA序列,采用生物信息学方法对该基因及其编码蛋白质的一般理化性质、疏水性、三维结构、亚细胞定位和系统进化关系等方面进行预测和分析。结果表明:马铃薯促分裂原活化蛋白激酶激酶基因的cDNA序列全长1 669 bp,包含1个1 074 bp的ORF,编码357个氨基酸。马铃薯MAPKK为一亲水性的细胞质蛋白,α-螺旋、β-股和无规则卷曲是其主要的二级结构,该酶与同为茄科植物番茄、烟草的MAPKK的亲缘关系最近。     

薄荷MhLS基因的克隆及生物信息学分析

柠檬烯合酶(limonene synthase,LS)催化合成薄荷挥发油主要单萜类化合物的共同合成前体。为了更深入地了解柠檬烯合酶,首次从国产薄荷品种738中克隆到柠檬烯合酶基因MhLS的cDNA全长序列,开放阅读框(ORF)长度为1 797 bp,编码599个氨基酸。蛋白质分子质量约为70 ku、理论等电点pI为5.3,亮氨酸(Leu)所占比例最高,而半胱氨酸(Cys)所占比例最低。MhLS基因推导的氨基酸含有植物萜类合酶(Terpene_cyclase_plant_C1)保守区域,具有典型的类异戊二烯合成酶(Isoprenoid_Biosyn_C1)超家族结构域。本研究所获得的MhLS与薄荷属其他种所获得的MhLS基因编码的氨基酸序列高度相似。     

马铃薯衰老相关基因的电子克隆与生物信息学分析

利用电子克隆获得马铃薯衰老相关基因(StSAG)的cDNA序列,并对其进行生物信息学分析.结果表明,马铃薯衰老相关基因的cDNA序列全长1 062 bp,包含一个561 bp的开放阅读框,编码186个氨基酸;StSAG的等电点为7.20,为亲水叶绿体蛋白,无信号肽,有12个磷酸化位点,在N末端有一个较短的伸展肽段.StSAG与茄科植物烟草亲缘关系最近.     

枣MAPK基因片段克隆与分析

采用同源基因克隆法,首次获得了枣MAPK基因片段543 bp,经Blast比对,该序列与湖北海棠(Malus hupehensis EF427897.1)、蓖麻(Ricinus communis XM002509805.1)、西府海棠(Malus micromalus AF435805.2)和欧洲山毛榉(Fagus sylvatica AJ784997.1)的相似率分别为86%、86%、85%和84%。进一步进行系统进化分析,证明该基因属于MAPK中TEY型的B类。     

慈竹4CL基因的克隆及其生物信息学分析

【目的】克隆慈竹木质素生物合成酶4CL基因,研究其序列特征,为今后利用该基因调控慈竹木质素的生物合成研究奠定基础。【方法】参照其他物种4CL基因保守区,设计简并引物,以慈竹幼笋cDNA为模板,克隆到1条750 bp的4CL基因保守区片段。以这条保守区片段为模板,结合5′RACE和3′RACE克隆4CL基因全长序列,并对其进行了生物信息学分析。【结果】成功克隆了慈竹4CL基因全序列,该序列CDS区全长为1 674 bp,编码558个氨基酸;氨基酸序列中存在两大4CL氨基酸保守域(SSGTTGMPKGV和GEICIRG),其中前一个氨基酸保守域的第7个氨基酸位点变为M,与常见的L不同,表明慈竹的4CL基因发生了一定变异。系统进化分析表明,该基因(Na4CL)与水稻的Os4CL4和黑麦草的Lp4CL2具有很高的同源性。【结论】克隆了慈竹木质素合成酶4CL基因全长序列,在GenBank上注册为EU327341,可能与慈竹木质素生物合成有关。     

基于p38MAPK表达的烟草毒理学评价

利用2个基因型烟草卷制的单料烟Y-1和Y-2,分别对SD大鼠进行60 d的烟雾暴露,构建出COPD动物模型,分别于30,60 d,各处理组取右肺组织行H.E.染色、组织病理学评分,免疫组化法分析p38与p-p38的表达水平。结果表明,与健康大鼠相比,烟熏大鼠肺组织呈现出典型的COPD病理变化,p38的表达及其磷酸化水平均显著升高(P0.05);与Y-2组相比,Y-1组的p38表达与活化水平明显上调(P0.05)。COPD大鼠肺组织p38的表达、激活与烟草的基因型密切相关,这可能是由于不同基因型烟草的化学成分存在较大差异,p38有可能作为烟草导致特定机体损伤毒理学效应的一个潜在标志物。     

月季花瓣丝氨酸蛋白酶基因RhSep1的克隆及生物信息学分析

利用RT-PCR技术,从切花月季品种“Samantha”中克隆丝氨酸蛋白酶基因RhSep1.利用生物信息学技术对所得到的丝氨酸蛋白酶RhSep1序列进行结构与功能预测.结果表明:RhSep1基因全长2442 bp,开放阅读框编码769个氨基酸,推定该丝氨酸蛋白酶分子质量为80.48 kD.通过NCBI和MEROPS肽酶数据库等对RhSep1进行Protein Blast,发现RhSep1具有肽酶S8_3家族SA的典型结构域Petidase_S8_3(序列为Tyr-108-Leu-341)和PA_subtilisin_like的结构域(序列为Tyr-348-Ile-474).预测RhSep1可能具有信号肽、明显疏水区和典型跨膜区,同时RhSep1氨基酸序列中存在较多蛋白激酶C和酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点、豆蔻酰化位点.这些活性位点往往与蛋白的磷酸化、G蛋白相互作用等信号转导事件有关,RhSep1可能存在复杂的蛋白水平调控机制.