千里光肌动蛋白基因（Actin）的生物信息学及功能分析

肌动蛋白（Actin）是广泛存在于高等植物中的组成型表达蛋白质,与细胞分裂、细胞运动、细胞信号转导等功能密切相关。为明确肌动蛋白性质与功能的关系,本研究从千里光全长cDNA文库中分离得到Actin基因。序列分析结果表明：该基因长度为1 481 bp,编码360个氨基酸残基的多肽,与甘草Actin基因编码的氨基酸序列（GenBank登录号：ABW71681.1）的同源性最高,达96%;预测蛋白质的分子量为40.02 kDa,理论等电点为5.85;结构分析发现,螺旋结构和无规则卷曲构成Actin二级结构的主要组分;三级结构预测发现,Actin具有4个结构域;蛋白系统发生树发现,与甘草和鹰嘴豆的亲缘关系较近。本研究认为,高等植物Actin可能参与基因的转录调控,其氨基酸突变位点未对功能结构域产生影响。     

千里光热激蛋白90-3(Hsp90-3)的生物信息学与功能分析

Hsp90是真核细胞重要的一类分子伴侣,与植物的生长发育、抗逆性、信号转导及生物进化等功能密切相关.为了深入理解高等植物Hsp90结构与功能的关系,该研究从千里光(Senecio scandens)全长cDNA文库中分离到Hsp90-3基因.序列分析结果表明,该基因编码699个氨基酸的多肽,与拟南芥(Arabidopsis thaliana)AtHsp90-3(登录号:NP_200412.1)的同源性最高,为93.71％;预测蛋白质的分子量为79.78 kD,理论等电点为5.08.信号序列分析结果发现,该蛋白主要定位于细胞的细胞核、过氧化物酶体、叶绿体类囊体膜及叶绿体基质中,提示作为分子伴侣,高等植物Hsp90-3参与细胞内膜系统蛋白质的转运.结构与功能分析发现,该蛋白有3个结构域及1个连接区,推测Hsp90-3在真核细胞的信号转导、转录调控及胁迫表达等过程中发挥重要功能.     

千里光α输入蛋白(α-Importin)的序列特征、结构与功能分析

α输入蛋白存在于胞质溶胶中,是核孔转运复合体的重要组成部分,与核定位信号结合,通过受体介导蛋白物质转入和转出,在此过程中起连接器的作用。该研究以千里光全长c DNA文库为基础,对α输入蛋白的序列、结构、性质和功能进行了分析,并在千里光α输入蛋白核苷酸序列的基础上,采用生物信息学软件,分析α输入蛋白的氨基酸序列结构和基因进化树,得到了α输入蛋白的一级、二级、三级等结构和结构域特征,以此为依据,系统分析千里光α输入蛋白的理化性质、结构和功能。结果表明:千里光α输入蛋白基因编码529个氨基酸,与烟草(Gen Bank登录号:ABM05487.1)的同源性最高,为84%;蛋白质分子量58.46 k Da,理论等电点5.08;二级结构由α螺旋、无规则卷曲和延伸主链构成;高级结构域由IBB和ARM结构构成;三级结构是4个功能结构域构成的空间立体结构。此外,还发现千里光α输入蛋白具有调控激素反应、传输信号、细胞生长、信息转录和转录调控功能的概率较高,推测可能与细胞非凋亡性死亡、抗病性防御反应、激素受体反应以及基因转录调控表达密切相关。该研究结果可为其他物种α输入蛋白结构与功能关系的分析提供参考。     

牡丹泛素延伸蛋白基因片段的克隆及序列分析

目的：利用巢式PCR技术克隆牡丹泛素延伸蛋白基因,为泛素蛋白降解系统研究奠定基础,也为牡丹基因表达水平研究提供内参基因。方法：从牡丹（Paeonia suffruticosa）叶片、花瓣、花萼中提取总RNA,反转录得到cDNA,根据已报道的泛素延伸蛋白基因设计巢式引物进行PCR扩增。结果：得到一条389bp的牡丹泛素延伸蛋白基因片段,该片段编码129个氨基酸残基。结论：通过Blastn比对分析表明：牡丹泛素延伸蛋白基因与番茄、水稻、拟南芥等植物的泛素延伸蛋白基因一致性达到100%,编码的氨基酸序列同源性达94%以上。确认该片段即牡丹泛素延伸蛋白基因。     

桑泛素延伸蛋白基因片段的克隆及序列分析

目的:利用3’RACE技术克隆植物泛素基因,是进一步研究其功能的基础。方法:本研究从桑树(丰驰桑)(Morus bomby-cis)幼叶中提取总RNA,反转录成cDNA,根据已报道的泛素基因序列设计1条正向引物,利用3’RACE(Rapid Amplification of cDNAEnd)技术进行扩增。结果:扩增出1条690 bp的泛素基因片段。该片段5’端为编码156个氨基酸残基的阅读框,3’末端有219bp的非翻译区。结论:同源分析表明,此cDNA序列为泛素延伸蛋白基因(Genebank登录号为DQ839403)。用Genedoc软件对该片段编码的氨基酸序列进行同源性分析的结果表明:桑树泛素延伸蛋白与马铃薯、烟草、陆地棉、黄瓜的泛素延伸蛋白以及苜蓿的核糖体S27A蛋白的同源性都在96%以上。     

不同昆虫泛素基因部分序列的生物信息学分析

采用比较基因组学和生物信息学方法系统分析了NCBI中已公布的二化螟、棉卷叶螟和草地贪夜蛾等13种昆虫Ub基因及其氨基酸序列的结构特点、差异和遗传多样性及进化关系。结果表明,Ieu、Thr、Ile和Lys作为13种昆虫Ub的主要氨基酸,多呈碱性,无前导肽、信号肽和跨膜结构域,延伸带和无规则卷曲为主要结构元件,第57和22位点分别发生Ser和Thr磷酸化,总体呈亲水性。同时检测出96个多态位点,共生成13个单倍型,昆虫种间该基因具较丰富的遗传多样性。     

千里光β-微管蛋白基因结构与功能的生物信息学分析

β-微管蛋白是影响细胞新陈代谢和行使功能的重要结构物质,研究β-微管蛋白基因的序列信息对揭示其蛋白结构与功能具有重要指导意义。从千里光全长cDNA文库中分离得到β-微管蛋白基因,并采用生物信息学软件进行序列分析。结果显示,该基因长度为1750 bp,编码的蛋白质长度为448个氨基酸,与柚子β-微管蛋白的同源性最高,达96%;其蛋白质分子量为50.01 kD,理论等电点为4.83。β-微管蛋白二级结构主要组成为无规则卷曲结构和α螺旋结构;结构域分析发现该蛋白具有两个保守结构域;三级结构预测为相对稳固的类球形结构;信号肽分析将该蛋白主要定位于细胞质、过氧化物酶体、线粒体基质等亚细胞器位置。将该基因序列上传至GenBank所获得的登录号为KF887495。本实验结果为千里光β-微管蛋白的作用机制揭示和应用研究提供了基础数据,也为植物β-微管蛋白基因的分子研究提供了理论依据及基础资料。     

德国小蠊泛素基因的克隆及序列分析

设计一对简并引物,从德国小蠊Blattellager manica细胞中克隆了泛素基因的编码区,GenBank登录号为AY501003。序列分析表明,该编码区的长度为228 bp,编码的多肽由76个氨基酸残基组成,相对分子质量为8.47 Kd ,其等电点为5.73。同源性比较发现,德国小蠊泛素基因与其他真核生物泛素基因在氨基酸水平上具有94%以上的相似性。     

家蚕多聚泛素基因的电子克隆、序列分析及表达谱预测

具选择性蛋白质降解功能的泛素在昆虫生长发育过程中起着重要的调控作用。本研究采用电子克隆的方法钓取家蚕基因组中多聚泛素基因序列,命名为Bm-polyUB(GenBank登录号:AADK01019318),并进行序列分析和电子表达谱预测。序列分析表明,该编码区长3426bp,编码1141个氨基酸残基的15聚体,预测分子量和等电点分别为127.97kD和7.33,二级结构中α-螺旋、延伸带、β-转角和无规则卷曲各占17.09%、32.78%、14.37%和35.76%,亚细胞定位于细胞质、细胞核和线粒体各占43.5%、34.8%和21.7%,无前导肽、信号肽和跨膜区;多重序列比对显示,15个泛素单体基因序列间同源性和遗传距离分别介于89.0%～100.0%和0.000～0.120,其中Bm-UB3与Bm-UB10、Bm-UB5与Bm-UB7及Bm-UB10与Bm-UB14的序列相同;遗传多样性分析可见,共检出33个多态性位点,共生成12个单倍型,单倍型多样性(Hd=0.962)、平均核苷酸差异数(K=7.495)、核苷酸多样性(Pi=0.03287)、密码子有效值(ENC=41.62361)、偏爱指标(CBI=0.4960)和χ2检验计算(χ2=0.713)显示泛素单体间遗传多样性较丰富且呈现较强的密码子偏爱性;电子表达谱预测结果表明Bm-polyUB基因在家蚕中高表达的组织和发育阶段所占比例显著高于低表达。本文的研究结果可为进一步开展该基因进化机制、表达特性和生理功能等方面的实验研究提供基础资料。     

家蝇泛素结合酶基因的生物信息学分析

利用EST测序技术从家蝇幼虫cDNA文库中获得家蝇泛素结合酶基因(MD-E2)cDNA序列,采用NCBI、ExPASY中的相关工具,对该基因及其编码蛋白的基本理化性质、疏水性、信号肽、二级结构和亚细胞定位等方面进行预测和分析,MEGA软件构建了进化树。结果表明,家蝇泛素结合酶基因的cDNA序列具有完整的ORF框,全长480 bp,一共编码159个氨基酸。其编码的蛋白质理论分子量为18.117 9 kD,等电点8.64,无信号肽及跨膜区,属于亲水性蛋白,具有泛素结合酶家族的活性位点(FHPNVYPSGTVCLSLL),主要分布于细胞核;二级结构以无规则卷曲为主,β折叠较少。     

千里光S-腺苷甲硫氨酸合成酶(SAMS)的结构域与功能位点分析（英文）

基于前期研究工作中构建的千里光全长c DNA文库,我们分离到千里光S-腺苷甲硫氨酸合成酶(Sadenosylmethionine synthase,SAMS)基因,本研究分析了该基因开放阅读框,并对该多肽3个高度保守序列形成的结构域和功能位点之间的关系进行了探讨。结果表明,该基因(Gen Bank ID:KC149908.1)编码的蛋白质由394个氨基酸残基组成,理论等电点5.48,相对分子质量43.40 k D;结构域比对和3-D模型分析结果表明,α-helix/β-strand是该蛋白结构域的主要组分,且SPOUT结构与甲基转移酶反应密切相关,其功能可能涉及核酸、蛋白质和磷脂的合成,本研究揭示SAMS的氨基酸保守基序是形成高级结构并决定其生物学功能之关键所在。     

千里光配子体发育、配子形成与双受精的细胞学特征

千里光（Senecio scandens Buch.-Ham.ex D.Don）是具有良好开发前景的传统抗菌中草药。为了探讨该物种有性生殖的细胞学机制,实现在物种的遗传育种过程中的指导作用,本研究从细胞学角度观察了千里光配子体发育、配子形成和双受精作用。结果表明,在生殖核分裂为精细胞的过程中,其位置和形态呈现差异,表现为"二态"精细胞;此外,雌配子体的形成符合孢子发育模式,成熟胚囊的形态结构为卵形或梨形,成熟的卵细胞和极核位于珠孔端。根据上述结果可推断,合子在随后二分裂时表现为"基细胞-顶细胞"极性,可能与"二态"精细胞导致的合子细胞质不均一有关。此外,从植物分类学角度,千里光的"二态"精细胞,胚囊极性和合子极性可成为菊科近缘植物分类的细胞学依据。     

千里光脂肪醛脱羰基酶(CER1蛋白)的保守基序(CSM)与功能结构域分析

基于已构建的千里光全长c DNA文库,克隆其脂肪醛脱羰基酶基因(Gen Bank No.:KT895253),并进一步分析该基因所编码蛋白质(CER1蛋白)的氨基酸保守基元序列(conserved sequence motif,CSM)和蛋白质功能结构域的关系。蛋白质一级结构分析发现,千里光CER1蛋白由623个氨基酸残基组成;进化树和序列比对结果提示SH-片段和LH-片段这两个富含His的保守基元序列在不同物种中表现出高度保守性;3-D结构预测结果表明,高等植物CER1蛋白水合状态下具有高效的底物结合能力和脂肪醛脱羰基的催化效率。因此,根据脂肪醛脱羰基酶氨基酸保守基序对蛋白质功能域的决定作用,推测CER1蛋白的保守结构域是形成底物结合部位和酶催化活性中心的结构基础。     

A Study on the Genus Astilbe Buch.-Ham. ex D. Don from China

The Astilbe Buch.-Ham. ex D. Don was founded in 1912. There are now 18 species throughout the world. USSR, Thailand, Indonesia, Bhutan, Nepal d Kashanmir each has only 1 species; Korea, Philippines and USA each has 2; India 3; Japan 6; and China 7 (including 3 endemics and 1 new variety). And northeast China, north China and northwest China each has 2; central China and southwest China each 4; eastern China 5. Thus the distribution centre of this genus seems to be in the region covering Japan and eastern, central, and southwest China. This genus is divided into two sections: Sect. Simplicifoliae Engl. and Sect. Astilbe. Sect. Simplicifoliae may be considered as the primitive one because it has 5 ordinary petals. This section consists of about 10 species: 5 in China (east China 4; southwest China 3; central China, north China and northeast China each 2; Northwest China 1), 5 in Japan, 2 in Korea, 1 in Philippines and India each. According to the distribution of this section, the author suggests that the centre of origin of this genus be in the forested parts from Japonthrough east China to southwest China.     

头花蓼的组织培养与快速繁殖

1植物名称 头花蓼[Polygonum capitatum Buch．-Ham．ex D．Don Prodrl,别名四季红、红酸。 2材料类别 茎尖。 3培养条件 基本培养基为MS。（1）丛芽诱导培养基：MS＋铀A0．2～1．0mg．L^-1（单位下同）＋NAA0．1：（2）增殖培养基：MS＋6．BA0．5～2．0＋NAA0．1～0．5：（3）生根培养基：1／2MS＋NAA0．5。     

头花蓼种子贮藏与寿命研究

目的:研究包装材料、贮藏时间和环境对头花蓼种子发芽率的影响,为其贮藏提供科学方法。方法:将头花蓼种子分别装于牛皮纸袋与棉布袋后,置干燥器、冰箱里及室温下贮藏12个月时测发芽率,以后每隔6个月测1次发芽率,直至室温下的发芽率为零时。结果:用透气性良好的棉布袋与用透气性较差的牛皮纸袋包装贮藏头花蓼种子,其发芽率无显著差异。头花蓼种子贮藏于室温下18个月时,发芽率就显著下降,30个月时,发芽率降为零;贮藏于冰箱中24个月时,发芽率才显著降低,30个月时,仍有发芽能力;而贮藏于干燥器中达30个月时,发芽率才明显下降。结论:包装材料的透气性差异对头花蓼种子的发芽率无显著影响。头花蓼种子的寿命为30个月,干燥和低温环境能延长其寿命。     

The Development of Stomata in Vegetative and Reproductive Organs ofBupleurum tenue Buch.-Ham. ex D. Don

InBupleurum tenue stomata have been observed on leaf, stem,stalk of compound umbel and umbellet, bract of involucre andinvolucel, pedicel of flower, both surfaces of petal, outerepidermis of pericarp, and the stylopodium. Their developmentis of the syndetocheilic type in vegetative as well as the reproductiveorgans. In the stylopodium the stomata are anomocytic whilein the rest of the organs they are anisocytic.     

Flavonoids in the blue flowers of Parochetus communis Buch.-Ham. ex D. Don (Leguminosae)

A rare anthocyanin, malvidin 3-O-rhamnoside, was isolated from the blue flowers of Parochetus communis Buch.-Ham. ex D. Don along with two known flavonols: kaempferol 3-O-(2-O-glucosyl-6-O-rhamnosyl)-glucoside and kaempferol 3-O-(2,6-di-O-rhamnosyl)-glucoside. These structures were identified using Nuclear Magnetic Resonance (NMR) and Mass Spectrometry (MS).