杜仲基因密码子使用模式分析

为了解杜仲基因密码子使用模式,该文以杜仲基因组密码子为研究对象,运用CodonW软件对杜仲的320个蛋白编码基因进行同义密码子相对使用频率(RSCU)分析、ENC-GC3s关联分析编码基因的密码子ENC值、PR2-plot偏倚分析编码基因的密码子碱基使用频率,并运用CUSP软件与Codon Usage Database软件对杜仲基因密码子的GC含量、使用频率与代表性物种烟草、拟南芥、大肠杆菌和酿酒酵母的密码子GC含量和使用频率进行比较。结果表明:杜仲基因密码子的RSCU>1的密码子有30个,其中18个以G/C结尾、12个以A/U结尾,说明杜仲基因密码子偏好以G/C结尾,且偏好性较强;有效密码子数(ENC)范围为30~60,该范围内的密码子距离标准曲线较远,其ENC值小,偏好性较强;PR2-plot偏倚分析碱基使用频率显示,G>C、U>A;杜仲与代表性物种的GC含量分析显示,杜仲的GC12、GC3以及平均GC含量均高于代表性物种;杜仲与代表性物种的密码子使用频率分析显示,杜仲与烟草、酿酒酵母的密码子偏好较为接近,杜仲与拟南芥、大肠杆菌的密码子偏好差距较大。杜仲是我国特有的珍贵中药材,对其进行密码子使用模式分析,并研究其密码子偏好规律,为杜仲植物基因工程中外源基因的改良及表达提供了理论基础。     

朝仓花椒几丁质酶类似基因的克隆及分析

根据本实验室已建立的朝仓花椒转录组数据库提供的序列信息设计引物,以朝仓花椒嫩芽为材料提取总m RNA,采用RACE技术克隆了朝仓花椒几丁质酶基因5'端1 080 bp和3'端896 bp c DNA片段,连接至p UC19载体,经测序拼接后获得全长1 373 bp的(Zanthoxylum piperitum DC.var.inerme Makino Chitnase 1,Za CHI 1)c DNA序列,其中开放阅读框969 bp,共编码322个氨基酸残基。在NCBI中BLASTp比对,Za CHIT 1与c克莱门柚、土瓶草CHIT序列同源性分别为88%和81%;预测的蛋白质Za CHIT 1氨基酸序列经BLAST比对,显示该预测蛋白质序列属于lysozyme-like超家族。对Za CHIT 1基因在不同器官中的表达量进行测定后发现,该基因在不同器官中的表达量有明显的差异,在器官中具体表现为在茎中最高,其次是果实,最后是叶片。此外,该基因的表达量与性别无关。     

鸟王茶基因密码子偏好性分析

生物体中普遍存在密码子使用偏好性,这对基因的异源表达效率具有较大影响.本研究使用CodonW软件对鸟王茶(Camellia sinensis var.niaowangensis)转录本中1 856个编码氨基酸的基因密码子进行分析,计算其密码子相对使用度,确定了27个最优密码子,并发现最优密码子大多以A或U结尾.通过ENC-GC3关联分析及PR2-plot偏倚分析,发现鸟王茶密码子使用模式受到突变和选择等多种因素的影响.与其他物种对比发现,鸟王茶密码子偏好性与其他物种存在不同程度的差异,其中与杨树及烟草差异最小.由于密码子具有通用性,分析结果对通过重建密码子提高茶树基因在其他植物中的表达效率从而验证鸟王茶基因功能具有一定意义.     

杜仲BR受体蛋白基因EuBRI1克隆及生物信息学分析

为解析杜仲BR相关基因功能,本研究通过前期构建的杜仲转录组数据库注释的信息,获得BRI1同源序列。设计特异性引物,以杜仲基因组DNA及c DNA为模板进行PCR扩增克隆得到3 612 bp cDNA序列,命名为EuBRI1。序列分析发现EuBRI1是一个无内含子的完整开放阅读框,编码1 203个氨基酸的蛋白。分析表明,EuBRI1为稳定亲水性蛋白,相对分子质量为131.361 kD;理论等电点p I为6.31;对其二级结构分析显示α-螺旋占31.50%,无规卷曲占55.94%,延伸链占12.55%,EuBRI1含信号肽序列和跨膜结构以及BRI1家族激酶的保守结构域。进化树分析表明,EuBRI1蛋白序列与醋栗番茄(Solanum pimpinellifolium)BRI1进化上较接近,与橡胶树(Hevea brasiliensis)BRI1相对等较远。研究结果为进一步阐明杜仲BR相关基因的功能奠定基础。     

利用小RNA深度测序技术检测分析小黄姜病毒

对贵州省六盘水市田间发病小黄姜进行病毒检测,分析小黄姜病毒种类。采用小RNA高通量测序技术结合生物信息学方法对小RNA数据库进行拼接组装,预测小黄姜病毒种类。设计特异性引物,采用反向PCR及分段克隆测序方法验证小黄姜病毒的存在。检测发现有3条拼接序列与DNA杆状病毒属(Badnavirus)中的薯蓣杆状病毒(Dioscorea bacillifrom virus,DBV)相似,氨基酸相似度均高于80%。并在小黄姜样品中扩增得到1 883 bp病毒序列。RT和RNase H基序核苷酸序列与来自古巴的Banana streak virus(Gen Bank登录号:KF386733)相似性最高,为74%。根据目前的国际病毒分类委员会(the international committee on taxonomy of viruses,ICTV)病毒分类方案,Badnavirus病毒中RT和RNase H核苷酸基序相似度低于80%的可划为不同病毒种,该病毒可能是Badnavirus中的一种新病毒,暂命名为小黄姜杆状病毒(Zingiber bacilliform virus)。小黄姜杆状病毒在30个田间小黄姜样品中存在且存在多态性,该病毒可能是一个古老的病毒,在小黄姜进化过程中将病毒基因组整合到小黄姜基因组中来防御杆状病毒属病毒的侵染。     

杜仲Dirigent蛋白编码基因的克隆及序列分析

分别以杜仲基因组DNA和cDNA为模板克隆DIRs基因,并分析其序列及其蛋白的遗传特性。以杜仲为研究对象,利用聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)技术获得杜仲DIRs序列,并结合生物信息学方法对杜仲DIRs的序列进行深入分析。从杜仲中克隆DIRs基因序列,利用生物信息手段分析DIRs基因与其它物种的同源性、结构域、功能域、蛋白质理化特性、蛋白质序列跨膜区、亚细胞定位、磷酸化位点、糖基化位点以及编码蛋白二级结构等进行分析。克隆的杜仲DIRs片段序列有468bp,不含内含子,编码155个氨基酸。推测的编码蛋白的氨基酸序列与芝麻、五味子同源性最高,分别达71%和70%,具有的5个保守基序,第1～148位之间是个高度保守的结构功能域—Dirigent,为亲水性蛋白,相对分子质量为17kD,理论等电点为4.91,不具有跨膜区;亚细胞定位在细胞质中,不属于分泌蛋白;序列预测具有13个磷酸化位点,未预测到糖基化位点,二级结构主要以无规则卷曲结构组成。以上研究为进一步探讨DIRs基因在木脂素生物合成途径中的功能提供了理论依据。