小麦矮腥黑粉菌g9890基因编码效应蛋白的生物信息学分析及亚细胞定位

为明确小麦矮腥黑粉菌Tilletia controversa g9890基因编码效应蛋白的生物学功能,根据小麦矮腥黑粉病菌转录组测序结果,筛选出效应蛋白g9890,通过PCR技术获得g9890基因cDNA的全长序列,并对其进行生物信息学以及亚细胞定位分析。多种生物信息学数据库分析表明,g9890基因全长为1 038 bp（包括终止密码子）,共编码345个氨基酸,相对分子质量为37 353.32,理论等电点为5.02。g9890效应蛋白不稳定系数为15.94,疏水性指数为-0.312,是一种亲水性且稳定的蛋白。将g9890基因与pbin-GFP载体重组,利用冻融法转化至根癌农杆菌Agrobacterium tumefaciens GV3101中,将其注入烟草进行瞬时表达分析,并通过共聚焦激光显微镜观测该基因的定位状况,结果显示,g9890定位在细胞膜和细胞核上。     

Structural and Molecular Characterization of Squalene Synthase Belonging to the Marine Thraustochytrid Species Aurantiochytrium limacinum Using Bioinformatics Approach

The marine microorganisms thraustochytrids have been explored for their potential in the production of various bioactive compounds, such as DHA, carotenoids, and squalene. Squalene is a secondary metabolite of the triterpenoid class and is known for its importance in various industrial applications. The bioinformatic analysis for squalene synthase (SQS) gene (the first key enzyme in the tri-terpenoid synthesis pathway), that is prevailing among thraustochytrids, is poorly investigated. In-silico studies combining sequence alignments and bioinformatic tools helped in the preliminary characterization of squalene synthases found in Aurantiochytrium limacinum. The sequence contained highly conserved regions for SQS found among different species indicated the enzyme had all the regions for its functionality. The signal peptide sequence and transmembrane regions were absent, indicating an important aspect of the subcellular localization. Secondary and 3-D models generated using appropriate templates demonstrated the similarities with SQS of the other species. The 3-D model also provided important insights into possible active, binding, phosphorylation, and glycosylation sites.     

家蚕核型多角体病毒ORF 75基因的生物信息学分析

通过对家蚕核型多角体病毒(Bombyx mori,nucleopolyhedrovirus:BmNPV)ORF 75基因核苷酸序列进行生物信息学分析,BmNPVORF 75基因位于病毒基因组70 485 bp和71 264 bp之间,编码259个氨基酸残基的多肽,预测分子相对质量为30.8 kDa,等电点为7.67,分子式为C1409H2157N351O390S19;蛋白在大肠杆菌内的半衰期大于10 h;酸性氨基酸(Asp Glu)占10.5%,碱性氨基酸(Arg Lys)占10.8%;蛋白的不稳定指数为42.67,是不稳定蛋白.利用Prosite数据库扫描,查到4类9个蛋白修饰位点.通过Blast搜索氨基酸同源序列发现,BmNPVORF 75同源蛋白存在于所有测序的鳞翅目昆虫杆状病毒中,不存在于其他非鳞翅目昆虫杆状病毒中.同源序列比对结果,BmNPVORF75蛋白的氨基酸序列与苜蓿银纹夜蛾核型多角体病毒(Autographa californica MNPV)ORF92之间的同源性达到100%,应为相同基因.依照BmNPVORF75同源基因序列相似性,对13种昆虫杆状病毒进行进化树构建分析,其中,BmNPVORF75与薄荷灰夜蛾多粒包埋型核型多角体病毒(Rachiplusia ouMN-PV)ORF89基因进化距离很近,同源性较高.     

汽轮机本体常见故障检修

汽轮机发生故障通常会造成重大的经济损失和社会后果。通过汽封片原理与检修分析、积盐的分析和预防及处理轴找中心分析,指出了常见故障检修方法,旨在为同行提供借鉴。     

梨CRK家族基因及其腐烂病菌侵染响应成员的鉴定

在植物响应逆境过程中,半胱氨酸富集类受体激酶（Cysteine-rich receptor like kinase,CRK）起重要的调控作用。本研究中以结构域Stress-antifung（Pfam：PF01657）和Pkinase（Pfam：PF00069）的保守序列为种子序列,在全基因组范围鉴定了梨（Pryus spp.）CRK家族成员。此外,对其蛋白理化性质、进化特征、基因在染色体上的位置、顺式作用元件（cis-acting regulatory element,cis-element）和表达模式进行了分析。共获得32个CRK家族成员,其氨基酸数、分子量和等电点分别介于440 ~ 1 217、48.90 ~ 137.02 kD和5.31 ~ 8.59,主要位于质膜。根据进化分析,将来自梨、拟南芥、苹果、番茄和水稻的156个CRK分为6个亚组,梨CRK主要分布于亚组Ⅳ,Ⅴ和Ⅵ。梨CRK中存在5个串联重复的基因簇,共包含了20个成员。此外,该基因家族所有成员的启动子区域都存在多个响应激素和逆境信号的cis-element。接种腐烂病菌Valsa pyri（Vp）后,杜梨（Pyrus betulifolia,抗病）和‘早酥’梨（Pyrus bretschneideri,感病）中分别发现8个和10个CRK发生了差异表达,6个基因在两种资源中都发生了差异表达。差异基因中,Pbr001477.1和Pbr000205.4在抗、感病资源中都显著上调,而其他基因的表达量在两种资源中呈现不同的变化趋势。     

巨桉EXP基因家族的生物信息学分析

[目的]本研究有助于了解EXP基因家族的基本特征,为深入研究其功能搭建平台。[方法]本研究对从巨桉(Eucalyptus grandis Hill)中筛选出35个EXP基因家族成员(Egr EXP1 Egr EXP35),利用生物信息学方法对其基因特征与表达模式进行综合分析。[结果]巨桉EXP基因分布在8条染色体之上,EXP蛋白均定位在细胞质膜上发挥作用,大多数的家族成员具有信号肽。巨桉EXP编码的蛋白质由α-螺旋、延伸链、无规卷曲、β-转角组成。进化分析结果表明,巨桉EXP蛋白与毛果杨(Populus trichocarpa) EXP蛋白的进化关系接近。35个巨桉EXP基因在巨桉未成熟木质部、成熟叶片、韧皮部、茎尖、木质部以及幼叶组织中表达模式存在显著差异。[结论]EXP基因家族各成员的表达模式不同,Egr EXP17、Egr EXP18可能在巨桉木材形成过程中起重要作用。     

稻瘟病菌一个假定的α-1,2-甘露糖苷酶生物信息学分析

对稻瘟病菌一个假定的α-1,2-甘露糖苷酶MgManⅠ生物信息学进行分析的结果表明,该蛋白与海枣曲霉、桔青霉等丝状真菌的已知α-1,2-甘露糖苷酶(EC 3.2.1.113)氨基酸序列具有高度同源性,并具有其相同的活性中心位点.基序分析表明,该蛋白可能含有4个N-糖基化位点、3类19个磷酸化位点和12个N-肉豆蔻酰位点.该蛋白的相对分子质量预测为58.2 ku,理论等电点pI为5.17,并且为细胞外分泌蛋白,信号肽剪切位点为21A和22S之间.系统发育分析表明:MgManⅠ与丝状真菌中的海枣曲霉、桔青霉α-1,2-甘露糖苷酶之间亲缘关系最近,形成一大类;动物的α-1,2-甘露糖苷酶与植物的α-1,2-甘露糖苷酶分别聚成二大类;酿酒酵母α-1,2-甘露糖苷酶ScManⅠ与丝状真菌不同,单独成为一类.进一步以已知结构的PcManⅠ为模板,通过同源建模得到的三维结构图形基本反映了MgManⅠ的空间构象,为深入研究该蛋白的生化特性和生物学功能奠定了基础.     

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。     

水稻蛋白激酶OsCIPK5的亚细胞定位分析及RNAi转基因水稻的获得

在植物生长发育中,CIPKs(CBL-interacting protein kinases)在胁迫信号转导和增强抗逆途径中发挥着重要作用,而OsCIPK5的具体功能还未知。为了研究OsCIPK5的功能,本研究从日本晴水稻中成功克隆了OsCIPK5基因。用生物信息学方法对其编码的蛋白进行分析,结果表明OsCIPK5含有2个功能区即激酶活性区和NAF区,OsCIPK5与5种植物的CIPK5同源性较高,而与短花药野生稻CIPK5的同源性最高(94%),亲缘关系最近。利用植物生理学方法对水稻进行低钾处理,结果表明水稻根中OsCIPK5受低钾诱导表达,而叶片中OsCIPK5表达量没有变化;同时构建了OsCIPK5与黄色荧光蛋白基因融合的植物瞬时表达载体,共聚焦显微镜观察显示,OsCIPK5编码的蛋白主要定位在细胞核、细胞膜,还以颗粒状结构不规则分布在细胞质中。进一步构建了OsCIPK5的RNAi载体,通过水稻遗传转化体系获得26株阳性转基因水稻。荧光定量PCR(Real-time qPCR)分析表明,T1代转基因水稻中OsCIPK5的表达量与野生型相比显著降低。OsCIPK5的生物信息学分析、植物生理学分析、亚细胞定位以及RNAi转基因水稻的获得为研究OsCIPK5的功能奠定了基础。     

淡色库蚊氯菊酯抗性相关基因PR-XP1 cDNA的克隆与序列分析

【目的】克隆淡色库蚊一个全新的氯菊酯抗性相关基因PR-XP1的全长序列,分析、预测其编码蛋白的结构与功能,为阐明该基因的抗性机制及研制新型卫生杀虫剂奠定基础。【方法】依据抗性与敏感品系库蚊差异表达的EST片段（GenBank号:EC093826.1）,设计特异性PCR引物,采用RACE技术,克隆淡色库蚊氯菊酯抗性相关基因PR-XP1的全长cDNA序列,运用生物信息学软件对其同源性与系统进化进行分析,并对PR-XP1编码蛋白的结构与功能进行预测。【结果】获得了全长为2 004bp的淡色库蚊氯菊酯抗性相关基因PR-XP1,该基因具有完整的CDS区,编码249个氨基酸。同源性比对与系统进化分析表明,PR-XP1基因核苷酸序列与致倦库蚊（GenBank号:XM₀01862469.1）、埃及伊蚊（GenBank号:XM₀01658032.1）和冈比亚按蚊（GenBank号:BX021208.1）相关基因的同源性分别为95%,83%和70%;其编码蛋白的氨基酸序列与致倦库蚊、埃及伊蚊、西方蜜蜂、入侵红火蚁、佛罗里达弓背蚁、印度跳蚁等昆虫中"假设性蛋白"的氨基酸序列同源性均达46%以上。结构分析显示,PR-XP1基因编码蛋白可能为具有2个跨膜螺旋的膜蛋白,跨膜区形成了一个特异性的"U"形结构;该基因还具有1个微弱的信号肽位点和24个磷酸化位点。【结论】克隆得到了一个全新的淡色库蚊氯菊酯抗性相关的"保守性假设蛋白"基因PR-XP1,推测其功能与氯菊酯抗性相关。