马铃薯StASR基因的生物信息学分析及基因克隆

将拟南芥AtASR基因核苷酸序列作为查询序列,在NCBI数据库中进行BLAST比对,得到马铃薯StASR基因（GenBank登录号：XM＿006359742）的序列。通过生物信息学分析发现,该基因位于4号染色体上,基因长度为654 bp,编码108个氨基酸残基,其编码的蛋白质具有典型的ABA/WDS保守结构域。启动子区域分析后发现,马铃薯StASR基因含有水分响应元件MYCATERD1、冷胁迫响应元件DRECRTCOREAT和盐胁迫响应元件GT1GMSCAM4等多种与非生物胁迫响应相关元件以及马铃薯生长发育相关顺式作用元件,对其进行蛋白质互作网络的分析发现与低温、水分胁迫等基因互作。用PCR技术成功的克隆到马铃薯StASR基因,其结果可以为深入研究马铃薯StASR基因的功能提供基础。     

小麦FT基因编码蛋白结构及功能的生物信息学分析

利用生物信息方法分析和预测小麦FT基因编码蛋白的理化性质、结构域、信号肽、跨膜区、亚细胞定位和三级结构,对不同植物FT基因编码蛋白的功能位点、密码子使用偏性和系统发育进行分析。结构表明,小麦FT基因编码177个氨基酸,编码产物为一种亲水性的脂溶性蛋白质,二级结构主要是由β折叠为主,其次分别是α螺旋和β转角,不存在信号肽和跨膜区,主要定位于线粒体中,同源建模的相似度为89.57%,除满天星外,其余植物均具有PEBP蛋白,小麦FT基因对密码子的使用具有较强的偏好性,且不同植物FT基因密码子偏性间的相似关系与系统发育分析得出的亲缘关系具有一致性。说明FT基因在不同植物长期进化过程中具有较强的保守性。     

农业类高校生物信息学课程教学现状与改革探究

生物信息学是生命科学领域的一门新兴交叉热门学科,是开展生物学相关研究的工具和载体,也是农业类高校的专业基础必修课之一。随着该学科的迅猛发展,传统教学中的问题不断凸显,及时调整教学策略是改善教学质量的重要手段之一。在前期教学实践的基础上,总结了农业类高校生物信息学课程教学中存在的主要问题,并从师资队伍、课程内容、软硬件设施和基础课程建设等方面有针对性地提出了相应的改革建议,以期为该课程的教学创新和课程改革提供参考。     

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.     

核桃细菌性黑斑病菌中脂蛋白预测及其特性研究

[目的]脂蛋白几乎存在于所有细菌中,其通过N端脂质结构锚定在膜中,并参与细胞膜结构构建、维护细胞膜的稳定性、信号转导和转运等过程,同时在维持其生理功能、致病性和耐药性等方面发挥着重要作用.核桃细菌性黑斑病严重危害着我国核桃产业的健康发展,然而,尚未见其脂蛋白信号肽相关研究报道.[方法]本研究基于11个核桃细菌性黑斑病菌的全基因组序列,通过LipoP v1.0在线分析程序预测,从而实现对上述细菌中脂蛋白的预测.[结果]上述细菌中总共有1718个脂蛋白,所含脂蛋白范围为148～164个,所占比例为3.62％～4.02％,脂蛋白长度集中在150～450 aa,其中长度在100～200 aa的脂蛋白数量最多,氨基酸组成以丙氨酸所占比例最高,平均为14.4％～14.8％,而天冬氨酸、组氨酸、甲硫氨酸、色氨酸的含量最低.上述菌株所含脂蛋白氨基酸长度较小,推测与脂蛋白较为灵活地实现其行使功能有关;同时,对上述蛋白特性进一步开展了研究,明确脂蛋白具有1次以上跨膜结构域不多,多数脂蛋白定位在线粒体核胞外,并且在理论等电点、不稳定系数以及总平均亲水性等方面存在着一定的差异,但是总体而言上述菌株中的脂蛋白在理化性质方面具有趋同的特性,此外,少数蛋白不具有信号肽序列,不属于典型分泌蛋白,具有转运肽的脂蛋白数量较少,且预测可靠性不高.进一步对信号肽切割位点特征进行分析,发现在上述1718个脂蛋白中,A(丙氨酸)所占比例最高,在信号肽切割位点-3、-2、-1、1、2处,A(丙氨酸)、A(丙氨酸)、C(天冬氨酸)、A(丙氨酸)、P(脯氨酸)的含量最高,且氨基酸的组成在-3和-1割位点上相对比较保守,属于A-X-C类型,即丙氨酸-任意氨基酸-天冬氨酸.最后,通过遗传关系分析发现细菌性黑斑病菌中脂蛋白序列之间在具有较高同源性以及较近亲缘关系.[结论]核桃细菌性黑斑病菌中脂蛋白在理化性质、亚细胞定位以及转运肽等方面具有趋同性特征,为进一步深入开展核桃细菌性黑斑病菌中脂蛋白的研究提供了重要的理论指导,此外,通过遗传关系分析进一步明确了与细菌性黑斑病菌中脂蛋白之间的关系,为深入探索脂蛋白在细菌性黑斑病菌中的作用奠定了坚实的理论基础.同时,核桃细菌性黑斑病菌分泌系统中SPaseI和SPaseII等不同信号肽类型的外泌蛋白在同源关系上、功能类别上是否保守,是否都具有上述研究结果的(种内、种间的)独特生物学功能还有待进一步深入研究.     

胡萝卜YUCCA基因家族鉴定及生物信息学分析

胡萝卜是重要的根菜类蔬菜之一,根部性状影响最终的产量和品质.YUCCA基因通过介导生长素调控植物根部发育,是生长素合成途径中的关键基因.利用生物信息学方法对胡萝卜YUCCA基因家族成员进行鉴定,对其理化性质、染色体定位、系统进化树、蛋白质的二级和三级结构以及保守基序进行分析.结果表明,在胡萝卜的5条染色体上共鉴定到了14个YUCCA基因家族成员,其大部分基因含有3～4个外显子;该家族编码的蛋白质为富含碱性氨基酸的亲水性蛋白质,氨基酸数量为290～424个,其蛋白质结构主要以α-螺旋和无规则卷曲构成,通过构建系统进化树可将其分为3个亚族,且亚细胞定位结果显示,YUCCA基因家族蛋白质大部分被定位在细胞质中.这为YUCCA基因家族在调控胡萝卜根发育和膨大机制研究奠定了理论基础.     

葡萄NAC转录因子的生物信息学分析

NAC基因家族是高等植物所特有的一类转录因子家族,广泛参与植物生长发育、逆境胁迫应答等反应。通过对71种葡萄NAC蛋白与22种其他物种NAC蛋白的生物信息学分析,对与非生物逆境胁迫相关的12种NAC蛋白的染色体定位、理化性质、亲/疏水性、二级结构及亚细胞定位等进行了分析和预测。结果显示,葡萄NAC蛋白共分为5大类,与非生物逆境相关的NAC蛋白聚集在第Ⅲ类。分析显示不同NAC蛋白间氨基酸、疏水性及稳定性之间存在一定差异,二级结构主要为随机卷曲等。分析结果可为进一步研究通过葡萄NAC基因调控葡萄的生长与抗逆机制提供参考。