芸薹根肿菌侵染过程及影响因子研究

借助水培法,观察芸薹根肿菌侵染结球白菜过程,确定芸薹根肿菌早期侵染部位及侵染时间;以结球白菜根毛被侵染数为指标,比较休眠孢子提取前处理方式、培养液p H值,孢子接种浓度、光照时间对根肿菌早期侵染的影响。结果表明:芸薹根肿菌早期侵染0~3 cm段根毛,1~2 cm段皮层,根毛与皮层均在第5天观察到游动孢子囊,皮层侵染点峰值晚于根毛。肿根腐烂、光照12 h/d、接种孢子浓度1×105个/m L、p H值4.2为芸薹根肿菌最佳侵染条件。     

大肠杆菌HspQ基因的生物信息学分析

本研究应用相关生物学软件和在线数据库对大肠杆菌的HspQ基因进行生物信息学分析。结果表明其编码了105个氨基酸,推测其可能是一种亲水性蛋白,而通过蛋白磷酸化位点的预测表明其含有17个丝氨酸位点、7个苏氨酸位点、4个酪氨酸位点,通过对其跨膜结构域和信号肽预测显示其不存在信号肽也没有跨膜结构域。而我们对其编码蛋白的二、三级结构进行预测表明其主要由α螺旋和无规则卷曲两种结构组成。本研究预测结果为进一步研究热休克蛋白基因奠定了基础。     

玉米JAZ基因家族的生物信息学分析

基于已发布的玉米全基因组数据,利用系列生物信息学分析软件对玉米JAZ基因家族进行了氨基酸组成及其理化性质、蛋白质亲疏水性、磷酸化位点、二级结构元件和含量、跨膜结构域、信号肽、蛋白质亚细胞定位、功能结构域预测和分析。结果表明,玉米JAZ蛋白的氨基酸残基数目介于110～426个,相对分子质量介于11 834.49～30 494.24,理论等电点介于4.89～10.18,玉米JAZ蛋白的主要氨基酸为丙氨酸、脯氨酸、精氨酸等。稳定性预测结果表明,玉米JAZ蛋白均为非稳定性蛋白质;信号肽和跨膜结构域预测结果显示,这些蛋白质均为非分泌蛋白质,不具有信号肽,且没有明显的跨膜结构域。JAZ蛋白二级结构元件主要为不规则卷曲、α-螺旋和延伸链。亚细胞定位预测结果显示,JAZ蛋白质主要定位于细胞核;结构域预测结果表明,JAZ蛋白均含有JAZ蛋白家族典型的TIFY和CCT-2功能结构域。研究结果可为玉米JAZ基因功能研究和玉米性状定向改良奠定理论基础。     

芸薹属AC 基因组MTP1 基因的生物信息学分析

以拟南芥(Arabidopsis thaliana)AtMTP1基因序列为参考,利用白菜(Brassica rapa)、甘蓝(Brassica oleracea)、甘蓝型油菜(Brassica napus)全基因组数据对MTP1基因进行全基因组水平鉴定,通过Blastn比对和保守结构域分析,在芸薹属AC基因组中共鉴定到8个MTP1基因,其中白菜1个、甘蓝3个、甘蓝型油菜4个(A亚基因组3个、C亚基因组1个)。生物信息学分析结果表明,在蛋白质理化性质、二级结构、跨膜结构域、磷酸化位点等方面,3个物种中的MTP1基因间各有差异,并使用甘蓝型油菜转录组数据比较分析4个BnMTP1基因在不同组织部位的表达模式。     

西瓜食酸菌CusB蛋白的生物信息学分析

为了解西瓜食酸菌耐药结节细胞分化(RND)家族外排转运体中膜融合蛋白CusB生物信息学信息,利用相关软件对西瓜食酸菌和其他革兰氏阴性细菌的CusB蛋白进行理化性质分析,同时对西瓜食酸菌CusB蛋白的疏水性、跨膜结构域、磷酸化位点、信号肽及分泌蛋白亚细胞定位、蛋白质二级结构进行预测。结果表明:西瓜食酸菌CusB蛋白理化性质及进化树分析结果与大肠杆菌较为接近,梨火疫病菌、荧光假单胞菌与其他5种细菌遗传距离较远,预测西瓜食酸菌CusB蛋白有1个区域疏水性较高,存在1个近N端的跨膜结构域,且还有多个磷酸化位点,前1~36个氨基酸残基组成了信号肽,分泌蛋白位于周质空间,二级结构含有较多的α-螺旋、无规则卷曲。对CusB蛋白进行生物信息学分析,既丰富了信息学信息,又有助于在其分子水平的研究,同时也为西瓜食酸菌的抗铜性机理研究提供了依据。     

百合LoXTH23基因克隆、生物信息学分析及在鳞茎休眠解除过程中的表达动态

【目的】研究西伯利亚百合(Lilium oriental ‘Siberia’)休眠解除过程中LoXTH23基因的作用。【方法】以西伯利亚百合鳞茎为试验材料,从前期转录组测序结果中筛选出1个休眠解除期差异显著的XTH家族基因,利用RT-PCR技术扩增该基因cDNA全长序列,命名为LoXTH23。采用生物信息学软件对LoXTH23基因结构、理化性质等进行分析;采用荧光定量PCR技术测定LoXTH23基因在鳞茎休眠解除过程中的相对表达量。【结果】LoXTH23基因开放阅读框全长858 bp,编码285个氨基酸,包含GH16结构域,属于XTH家族基因;编码的蛋白相对分子量约为3.19 ku,理论等电点为6.19,是存在跨膜结构域和信号肽的不稳定亲水蛋白;二级结构中以随机卷曲为主,存在30个磷酸化位点;荧光定量PCR结果显示：LoXTH23基因的表达量在鳞茎休眠完全解除10 d时最高。【结论】LoXTH23可能在百合鳞茎休眠解除调控进程中起重要作用。     

普城沙雷氏菌pigX基因的生物信息学分析

通过生物信息学方法对普城沙雷氏菌(Serratia plymuthica)G3菌株中GGDEF/EAL结构域蛋白编码基因pigX启动子区域的调控信息以及编码蛋白质的理化特性和结构特点进行了解析。利用启动子分析软件Softberry和Neural Network Promoter Prediction对pigX基因编码区上游序列进行启动子预测,利用生物信息学方法对PigX蛋白的氨基酸组成和理化特性、磷酸化和糖基化位点、跨膜结构、信号肽二级结构和保守结构域等进行预测分析。结果显示:pigX启动子区有Fur和SoxS结合位点;PigX是微亲水性的脂结合蛋白,具有信号肽和跨膜结构域、糖基化和高水平磷酸化位点,α-螺旋和无规则卷曲是其主要二级结构。生物信息学分析预测结果表明G3菌株PigX具有较高水平磷酸化位点及由α-螺旋和无规则卷曲组成的二级结构,这与预测的PigX参与铁代谢和氧化应激反应及作为Csr D同源物与CSRB家族sRNAs分子结合的功能相吻合。     

青稞酸性磷酸酶基因HvnACP2克隆和亚细胞定位研究

为了探索青稞酸性磷酸酶基因 HvnACP2的基因和蛋白结构特点，为青稞磷吸收利用机制研究提供基础。以青稞‘肚里黄’叶片为材料，根据植物基因组数据库Gramene中的大麦 HvACP2基因和启动子区域序列设计引物，通过PCR获得青稞 HvnACP2基因和启动子区域序列。采用生物信息学软件对 HvnACP2基因启动子区域元件以及蛋白理化性质、跨膜结构、磷酸化位点、信号肽、二级、三级结构进行分析。结果表明： HvnACP2有2个外显子和1个内含子，启动子区域有与分生组织、光响应、厌氧、茉莉酸和脱落酸相关的顺式作用元件。HvnACP2蛋白由454个氨基酸组成，分子质量为51 285.15 u,总原子数为7 058,亲水系数为-0.451,理论等电点为6.17,不稳定指数34.54,脂溶性指数为67.05。具有12个磷酸化位点和信号肽，不具有跨膜结构。 HvnACP2中α螺旋、延长链、β转角、无规则卷曲所占比例分别为18.72%、53.96%、23.57%、3.74%。 HvnACP2和其他物种的同源蛋白都有紫色酸性磷酸酶N末端结构域和金属酸性磷酸酶结构域，将 HvnACP2与其他植物的氨基酸序...     

烟草早花相关基因的生物学信息学分析

普通烟草早花相关基因在生物胁迫和非生物胁迫过程中调控烟草开花发挥着重要作用,目前关于烟草早花相关基因和蛋白质的研究尚少。本研究利用生物信息学的方法,对普通烟草与番茄、辣椒、拟南芥和水稻等植物中早花相关ELF基因进行多序列比对、系统进化树构建、蛋白二级和三级结构以及组织表达特征分析。结果表明,9条烟草早花相关的ELF蛋白质均无跨膜结构和信号肽序列,为亲水性蛋白,且属于膜外蛋白,无跨膜结构域和信号肽序列,为非分泌性蛋白；普通烟草ELF蛋白二级结构中α- 螺旋的比例为61.82%,结构域主要由β- 转角连接2个α- 螺旋组成。烟草ELF基因在进化过程中保守性相对较强,结构变化不大,与辣椒植物同源关系较近。NtELF42、NtELF43、NtELF44和 NtELF46具有的磷酸化位点较多,推测在开花过程中可能具有信号转导的作用,调控花芽组织分化等功能。烟草ELF基因具有组织表达特异性,暗示了这些蛋白参与了不同的组织的生长发育阶段。     

陆地棉CRK基因家族的鉴定及其表达分析

【目的】富含半胱氨酸类受体激酶（CRK）是植物中最大的类受体激酶家族之一,在植物生长发育、激素信号传导和抗逆境胁迫中发挥重要作用。从全基因组水平鉴定陆地棉CRK基因家族并进行生物信息学和表达模式分析,为研究和利用陆地棉CRK基因家族奠定基础。【方法】从Pfam数据库下载stress-antifung结构域氨基酸序列,应用BLASTp程序搜索棉花基因组数据库,鉴定棉花CRK基因家族;利用Compute pI/Mw tool、SignalP、TMHMM Server V2.0、WoLF POSRT等在线工具预测陆地棉CRK家族蛋白的分子量、信号肽、跨膜结构域和亚细胞定位等;用ClustalX1.8软件对棉花和拟南芥CRK蛋白质进行氨基酸序列比对,MEGA5.0分析棉花和拟南芥CRK蛋白的系统进化关系;使用TBtools制作陆地棉CRK基因家族的染色体定位、基因结构和蛋白质结构域示意图;应用植物顺式调控元件数据库PlantCARE分析棉花启动子序列;通过植物磷酸化位点数据库PlantPhos预测陆地棉CRK家族蛋白的磷酸化位点;从NCBI数据库下载RNA-Seq数据,利用转录组定量工具Kallisto计算TPM值,通过在线工具Morpheus绘制陆地棉CRK家族基因表达热图。【结果】陆地棉基因组中有70个CRK基因,分布于14条染色体,其中52个基因（74.3%）集中串联成簇分布于A6/D6、A9/D9、A10/D10染色体,且在A/D染色体组之间呈现高度共线性关系。编码302-901个氨基酸,58个蛋白质（82.9%）具有跨膜结构域,主要定位于叶绿体、质膜和胞外。磷酸化位点预测结果表明,陆地棉和拟南芥CRK有5个相同的磷酸化位点基序,包括3种丝氨酸磷酸化位点基序和2种苏氨酸磷酸化位点基序。65个陆地棉CRK基因的启动子区（92.9%）至少含有一种逆境激素响应元件,69个基因启动子区（98.6%）至少含有一种生物或非生物胁迫响应元件。根据RNA-Seq数据分析结果,陆地棉CRK基因可分为3种不同的组织表达特征类型;盐、干旱、冷、热胁迫以及接种大丽轮枝菌均可以导致部分陆地棉CRK基因表达水平的改变。GhCRK25在根、茎、叶和胚珠中优势表达,在纤维中几乎不表达,ABA、GA3、SA、PEG-6000、氯化钠和大丽轮枝菌Vd991处理均能刺激GhCRK25迅速上调表达。应用病毒诱导的基因沉默技术（VIGS）沉默GhCRK25可导致棉花对大丽轮枝菌Vd991更为敏感。【结论】陆地棉CRK基因家族有70个成员,具有保守的基因结构和功能结构域,多样化的组织表达特征,大多数基因受激素和逆境调控。     

羊口疮病毒安徽株023基因的原核表达与生物信息学分析

试验旨在克隆表达羊口疮病毒安徽株023基因,对该基因进行PCR扩增、亚克隆及表达,通过蛋白表达纯化后进行SDS-PAGE和Western blot鉴定,并利用生物信息学软件预测该基因编码的蛋白的理化性质、二级结构、信号肽、跨膜结构域等。结果显示,023基因全长819 bp,编码272个氨基酸,蛋白大小约为42 ku,主要以包涵体的形式表达且有良好的反应原性。生物信息学分析表明,该蛋白是亲水稳定蛋白,其中α-螺旋(h)占27.57%,延伸链(e)占17.28%,β-转角(t)占12.13%,无规则卷曲(c)占43.01%,无信号肽区域和跨膜结构域,可能存在30个磷酸化位点,4个B细胞抗原表位,3个CTL表位和3个Th表位。研究结果不仅有助于了解羊口疮病毒023基因的结构与功能,还能为建立快速诊断的检测方法提供参考。     

草莓果生刺盘孢菌候选效应子的生物信息学及功能分析

效应子是由病原物分泌的一些能改变寄主植物细胞结构和功能的蛋白质及小分子物质。研究利用生物信息学手段并结合转录组分析,通过蛋白家族和跨膜结构域预测、信号肽分析和亚细胞定位分析等方法,预测草莓果生刺盘孢菌的候选效应子。结果表明:本研究选取的3个候选基因均为果生刺盘孢菌的分泌蛋白,并且均在果生刺盘孢菌的侵染阶段表达。农杆菌介导的烟草瞬时表达系统分析结果表明:3个候选效应子均可抑制由Bax诱导的细胞凋亡。综上所述,3个候选基因是草莓果生刺盘孢菌效应子,推测其在果生刺盘孢菌侵染草莓过程中通过抑制细胞过敏性反应发挥作用。     

胡麻SUC基因家族的鉴定与生物信息学分析

利用多个物种的SUC基因蛋白序列在胡麻基因组内进行BlastP分析,通过Pfam确认结构域,获得胡麻SUC基因家族成员,并进行基因结构分析;对蛋白分子量、等电点、信号肽、跨膜结构域、糖基化修饰位点、亚细胞定位、Motif及二级结构进行预测。结果鉴定得到12个胡麻SUC基因家族成员,大部分成员含有4个以上的外显子,10个以上跨膜结构域,并获4个特征性Motif。进化树分析显示,胡麻SUC分别属于SUT1、SUT2和SUT4家族。     

烟草基因组中AGO蛋白的生物信息学分析

对在NCBI上登录的烟草AGO蛋白(argonaute proteins)的信息进行了整理,并对其组成成分、系统发育树、信号肽、跨膜结构域、细胞定位、亲水性/疏水性、蛋白质的二/三级结构等进行了预测和分析。结果表明:在烟草基因组中共有22个AGO蛋白,可分为8类;烟草的AGO蛋白与拟南芥的AGO一样在进化上分为3个分支,其编码的蛋白是一个无跨膜结构域、无信号肽/导肽的亲水性蛋白,α-螺旋散布于整个蛋白质中,具有PAZ和PIWI两个特征结构域。此外,烟草的AGO2/4/7/16/PNH1定位在细胞核中,AGO10定位在细胞质中,AGO5定位在线粒体中。     

烟草基因组中AGO蛋白的生物信息学分析

对在NCBI上登录的烟草AGO蛋白(argonaute proteins)的信息进行了整理,并对其组成成分、系统发育树、信号肽、跨膜结构域、细胞定位、亲水性/疏水性、蛋白质的二/三级结构等进行了预测和分析。结果表明:在烟草基因组中共有22个AGO蛋白,可分为8类;烟草的AGO蛋白与拟南芥的AGO一样在进化上分为3个分支,其编码的蛋白是一个无跨膜结构域、无信号肽/导肽的亲水性蛋白,α-螺旋散布于整个蛋白质中,具有PAZ和PIWI两个特征结构域。此外,烟草的AGO2/4/7/16/PNH1定位在细胞核中,AGO10定位在细胞质中,AGO5定位在线粒体中。     

斑翅果蝇Orco基因的生物信息学分析

对斑翅果蝇非典型嗅觉受体(Orco)基因的理化性质、亚细胞定位、跨膜结构、信号肽、磷酸化位点、保守结构域、亲疏水性、蛋白功能、二级和三级结构及同源进化等进行分析.结果显示,斑翅果蝇Orco基因编码的蛋白质有486个氨基酸,相对分子质量为54 271.14 u,等电点为8.69.亚细胞主要定位于其他细胞器,不属于分泌蛋白;无信号肽序列,有7个跨膜结构和1个Pfam 7tm_6的结构域;Orco蛋白的二级结构中,α螺旋占50.21%,直链延伸占20.16%,β转角占8.64%,无规则卷曲占20.99%;三级结构主要由α螺旋和无规则卷曲缠绕折叠形成.     

鉴定根肿菌(Plasmodiophora brassicae)4号生理小种的特异基因PBRA 000030和Novel00510

【目的】根肿病已成为我国油菜等十字花科作物的主要病害。芸薹根肿菌(Plasmodiophora brassicae)作为专性寄生菌,单孢分离和培养技术要求较高,制约着根肿菌生理小种的分子鉴定,建立一种快速、方便、准确的检测方法,将为田间根肿菌生理小种的监测、预警及综合防控等提供科学依据。【方法】采用转录组测序,筛选根肿菌侵染感病白菜(Brassica rapa)下4号生理小种区别于其他供试小种的差异表达基因,通过常规PCR进行验证。【结果】挖掘获得存在于根肿菌4号生理小种,而供试2、5、7、9、10和11号小种中不存在的2个分子标记基因PBRA_000030和Novel00510,通过降低PCR扩增循环数为25这一优化方式,达到特异鉴定肿根中4号优势生理小种的目的。【结论】针对我国根肿菌优势生理小种4号,建立了一种操作简便、特异性强、适用范围广的方法。     

水稻冷诱导蛋白激酶基因CIPK07g 的克隆与表达分析

CIPK是一类Ca2+依赖的蛋白激酶超基因家族。对水稻中该基因家族成员之一CIPK07g进行克隆,并对其编码蛋白的信号肽、跨膜结构、结构功能域、时空表达特性和低温处理的表达特征进行分析。结果表明,CIPK07g基因c DNA全长1 891 bp,包含279 bp 5′UTR及259 bp 3′UTR,编码450个氨基酸组成的多肽链。该基因蛋白N端无信号肽,含跨膜结构域,为亲水蛋白,具有CIPK基因家族特有的保守结构域,在叶片中表达较高,低温刺激后24 h表达达到高峰。     

甘薯等8种植物JAZ1基因的生物信息学分析

JAZ(Jasmonate ZIM-domain)蛋白是植物中茉莉酸信号调控途径中重要的负调控因子,它在调控植物发育、营养生长、衰老、抗盐、抗旱以及抗病等过程中起着至关重要的作用。为了对甘薯等JAZ1基因的生物信息学进行分析并对其功能进行预测,本研究以NCBI数据库中收集的8种植物JAZ1蛋白氨基酸序列为试验数据来源,采用系列生物信息学分析软件对甘薯等8种JAZ1蛋白的氨基酸组成及其理化性质、蛋白质亲疏水性、磷酸化位点、二级结构元件和含量、跨膜结构域、信号肽、蛋白质亚细胞定位、功能结构域进行预测和分析,并对8种植物JAZ1蛋白氨基酸序列进行多重比较和蛋白质系统进化树进行构建和分析。结果表明,8种植物JAZ1蛋白的氨基酸残基数目介于180～294;相对分子量介于19 815 670～31 550 050;理论等电点均为碱性等电点;8种植物JAZ1蛋白的主要氨基酸为丝氨酸、脯氨酸、赖氨酸和苏氨酸;稳定性预测结果表明8种植物JAZ1蛋白均为非稳定性蛋白质;磷酸化位点预测分析结果表明8种植物JAZ1蛋白磷酸化位点数量最多为丝氨酸,其次为苏氨酸;根据亲疏水性预测分析结果推测8种植物JAZ1蛋白均为亲水性蛋白质;信号肽和跨膜结构域预测结果显示这些蛋白质均为非分泌蛋白质不具有信号肽,没有明显的跨膜结构域;JAZ1蛋白二级结构元件主要为不规则卷曲,其次为α-螺旋和延伸链;亚细胞定位预测结果显示该蛋白质主要定位于细胞核;结构域预测结果表明供试8种植物JAZ1蛋白均含有JAZ蛋白家族典型的TIFY和CCT_2功能结构域;氨基酸序列多重比对和蛋白质系统进化树分析结果表明甘薯JAZ1与长春花JAZ1亲缘关系最近。本研究可为甘薯JAZ1基因功能研究和甘薯性状定向改良奠定理论基础。     

贵州省十字花科根肿病病原菌形态鉴定

<正>十字花科根肿病是由芸薹根肿菌(Plasmodiophora brassicae Woron)引起的侵染性病害。植株感病时,根部形成手指状或块状的畸形膨大。基于此,针对贵州省部分地区所采集的十字花科不同作物根肿病样本,通过形态观察法与地衣红染色法,分别对油菜、甘蓝、白菜3种作物的病原菌进行观察、讨论及分析。研究结果显示,油菜、甘蓝、白菜这3种作物的根肿病病原休眠孢子在形态和大小上存在一定的差异,以期该研究结果为该病菌的生物学研究及生理小种研究提供一定的参考。十字花科根肿病是由芸薹根肿菌(Plasmodiophora brassicae Woron)侵染引发的病害。芸薹根肿菌属于根肿