茶树CsGIF1基因的克隆及其对非生物胁迫的响应分析

GRF-INTERACTING FACTOR(GIF)基因是植物叶发育相关的一类重要调控因子,调节植物叶器官的发育。该研究采用RT-PCR方法从茶树‘龙井43’的叶片cDNA中克隆得到CsGIF1基因,并利用荧光定量PCR分析了高温(38℃)、低温(4℃)、干旱(200g·L-1 PEG)、盐胁迫(200mmol·L-1 NaCl)下CsGIF1基因的表达水平,以明确CsGIF1基因对非生物胁迫的应答特性,为茶树CsGIF1基因的逆境调控以及功能研究奠定基础。结果表明:(1)CsGIF1基因长666bp,编码221个氨基酸,具有高度保守的SNH结构域;CsGIF1蛋白为亲水性蛋白,理论相对分子质量为23 380,理论等电点为6.30;酸性氨基酸、碱性氨基酸、芳香族氨基酸和脂肪族氨基酸所占比例分别为7%、9%、5%和13%;蛋白质二级结构显示,茶树CsGIF1蛋白由38.01%的α-螺旋、10.41%的β-折叠、12.22%的延伸主链和39.37%的随机卷曲组成。(2)qRT-PCR分析显示,茶树CsGIF1基因对于4种非生物胁迫均有响应,但不同处理响应不同。其中在胁迫2h时,高温和低温胁迫下,CsGIF1基因相对表达量显著增加,分别为对照的3.54和5.69倍,且高低温胁迫下,CsGIF1基因响应明显大于干旱和盐胁迫。在高温、低温、干旱、盐等不同胁迫处理下,茶树‘龙井43’中CsGIF1基因的表达水平与对照相比均差异明显。     

用Perl实现在Windows下本地化运行BLAST

通过编写Perl脚本实现BLAST的本地化运行,使不懂编程的人也能在windows下进行自己的BLAST。     

MATLAB 7.X生物信息工具箱的应用——序列比对(二)

序列比对是基因序列分析中的一项重要工作.本文以人和鼠的基因为对象,介绍MATLAB 7.X生物信息工具箱中的序列比对方法,内容包括从数据库获取序列信息,查找序列的开放阅读框,将核苷酸序列转换为氨基酸序列,绘制比较两氨基酸序列的散点图,用Needleman-Wunsch算法和Smith-Waterman算法进行比对,以及计算两序列的同一性.     

城市化对鸟类分布的影响

随着世界各地经济的迅速发展,城市化进程正以前所未有的速度推进.城市生态系统所具有的片断化和严重干扰等特征均会对野生动物的分布产生限制性影响.城市生物多样性研究及生态学理论在城市规划中的应用对维护城市生态系统的平衡具有重要意义.本文从城市化程度、城市绿地斑块特征以及城市类型3个方面介绍了城市化与鸟类分布的关系,提出从局域和景观2个尺度综合分析城市结构特征对鸟类分布的影响并加强种群水平的研究将更有利于制定合理的城市鸟类保护方案.     

蛋白质折叠类型识别方法研究

蛋白质折叠类型识别是一种分析蛋白质结构的重要方法.以序列相似性低于25%的822个全B类蛋白为研究对象,提取核心结构二级结构片段及片段问氢键作用信息为折叠类型特征参数,构建全B类蛋白74种折叠类型模板数据库.定义查询蛋白与折叠类型模板间二级结构匹配函数SS、氢键作用势函数BP及打分函数P,P值最小的模板所对应的折叠类型为查询蛋白的折叠类型.从SCOP1.69中随机抽取三组、每组50个全β类蛋白结构域进行预测,分辨精度分别为56%、56%和42%;对Ding等提供的检验集进行预测,总分辨精度为61.5%.结果和比对表明,此方法是一种有效的折叠类型识别方法.     

西双版纳鸡嗉果榕内一种非传粉小蜂的性比调节

对西双版纳广泛分布的鸡嗉果榕(Ficus semicordata)雄树上寄生的一种非传粉榕小蜂Apocryptophagus sp.进行控制梯度放蜂实验,结合产卵行为、交配行为观察,定量研究了该种非传粉榕小蜂的性比率.结果表明: Apocryptophagus sp.雌蜂在传粉榕小蜂(Ceratosolen gravelyi)产卵后的第3天开始访问榕果,从果外完成产卵,产卵时间持续2 d左右.发育成熟以后,其雄蜂几乎与传粉榕小蜂雄蜂同时羽化,雄蜂咬开寄生有其雌蜂的瘿花并进行交配,雌蜂交配后从瘿花内羽化出来离开榕果,去寻找新的处于接受期的榕果,而雄蜂一直留在其寄生的榕果内直至死亡.后代性比与局域配偶竞争理论预测一致：性比偏雌,随着在同一榕果产卵的繁殖雌蜂数量的增加,后代性比上升;同时,单个榕果内的后代数量也上升,而平均后代数量却显著下降.在个体水平上,当1头雌蜂在榕果上产卵时,后代性比与后代数量呈显著的负相关关系.     

核苷酸序列比对在生物系统发育研究中的应用

作为确定分子数据初级同源性(primary homology)的过程,比对的重要性在于后续算法的选择.本文对其在生物系统发育研究中的作用及其基本步骤与算法做了简要说明;从理论与实践相结合的角度介绍了使用最为广泛的软件,讨论了其中的空位(gap)问题、参数问题和比对结果校正等问题;并且对此领域中前沿的基因组比对研究进展做了概述.     

一种基于关键路径法的DNA计算用寡核苷酸序列设计算法

在原有的生物大分子序列比对算法的基础上,结合图论中的关健路径法,提出了一种新的计算两寡核苷酸序列间最大配对程度的算法。采用此算法结合生成并测试的方法,能够寻找给定长度的一组适用于DNA计算的寡核苷酸序列。同时采用DNA芯片杂交方法验证了用该算法设计的一组序列的杂交特异性。     

基于Yarn云平台的生物基因多序列比对并行算法

为了解决生物信息学中基因多序列比对的计算速度慢和软件陈旧的问题,提出了基于Yarn(Yet Another Resource Negotiator)云平台的生物基因多序列比对并行计算方法Yarn_clustalW。分析了clustalW算法的数学模型及其面向MapReduce的任务划分方式,Yarn_clustalW中综合考虑了基因的长度和数目,采用一种基于阈值刻度的任务划分方式。利用NCBI的GenBank生物基因数据作为案例程序进行了测试。实验结果表明:Yarn_clustalW比起多序列比对clustalW串行计算方法具有更快的运行时间与加速比,可以使生物科研人员节省很多时间与精力,方便对于药物靶标的发现,缩短生物药物的开发周期。     

α-葡萄糖苷酶与米格列醇相互作用及其进化关系

用生物信息学的方法分析不同物种的α-葡糖糖苷酶的亲缘关系,分析降血糖药物米格列醇与甜菜(Beta vulgaris)的α-葡糖糖苷酶相互作用位点在其他亲缘关系较近的物种中相应的氨基酸变化特点,结果表明米格列醇位于一个凹向酶分子内部的狭窄的结合口袋中,其间的相互作用主要以静电相互作用、氢键和范德华力为主。由于米格列醇的强水溶性和多羟基的特点,与酸性的天冬氨酸之间形成多个Ο-Η氢键,对甜菜(Beta vulgaris)的α-葡萄糖苷酶具有较好的抑制作用。通过TMHMM预测甜菜(Beta vulgaris)的α-葡萄糖苷酶的序列,结果未发现跨膜区。通过多序列比对发现,在米格列醇与甜菜(Beta vulgaris)的α-葡萄糖苷酶相互作用位点处的氨基酸中,在与其亲缘关系较近的5个物种茶(Camellia sinensis),黄瓜(Cucumis sativus),木本棉(Gossypium arboretum),甘庶属割手密(Spontaneum)和蒺藜状苜蓿(Medicago truncatula)中有81.82%的氨基酸都是保守的,且主要是极性的氨基酸,如色氨酸和天冬氨酸。这为进一步研究降血糖药物在其他物种中的表现及相互作用提供了重要的科学依据。