拟南芥LEC同源基因的生物信息学分析

用生物信息学方法对拟南芥叶状子叶(LEC)基因的核苷酸序列以及推导氨基酸序列的组成、功能结构域、亲水性等进行了分析。结果表明,拟南芥的LEC蛋白为位于细胞核中的亲水性不稳定蛋白;通过对LEC蛋白的功能结构域的分析发现,LEC1和L1L蛋白中高度保守的区域即为CBF-NFYB-HMF结构域,LEC2和FUSCA3蛋白中高度保守的区域为B3结构域。     

拟南芥IQM2 cDNA 的克隆与生物信息学分析

拟南芥IQM2由At3g13600编码,是IQM家族的第二个成员,但在各种分子生物学相关的文献和数据库中都找不到其cDNA序列。本研究采用RACE和RT-PCR技术,克隆得到拟南芥IQM2基因的全长cDNA序列。该cDNA长2245 bp,其开放阅读框长1818 bp,编码1个由605个氨基酸残基组成的多肽链。生物信息学分析表明,IQM2蛋白含有一个IQ基序,属于钙不依赖性钙调素结合蛋白;其N端与豌豆重金属诱导蛋白6（HMIP6）有较高的同源性,而IQ基序则分布在HMIP6结构域内部;其C端与栝楼天花粉蛋白（trichosanthin）N端具有较高的同源性。     

拟南芥6个酪蛋白激酶基因的组织表达及其生物信息学分析

利用实时荧光定量PCR技术研究6个酪蛋白激酶基因在不同组织中的表达特性.结果表明:6个基因在各个器官中均有表达,但表达量不同.AT4G14340、AT3G23340、AT1G03930和AT3G03940基因在花中表达量最高,在根中其次,在茎、叶和叶柄中的表达量最低;A T1G04440和AT4G26100基因在根中的...     

拟南芥GHMP基因家族成员的组织表达及生物信息学分析

利用生物信息学方法获得拟南芥全基因组中12个GHMP基因家族成员。通过实时定量PCR技术研究这12个基因在不同组织中的表达,结果显示它们具有组织表达特异性。构建了拟南芥中GHMP基因家族成员的系统进化树。启动子区调控元件分析表明,大多数GHMP成员包含有光响应、生物钟及其它逆境胁迫响应的相关元件,预测这些GHMP基因家族成员可能参与了植物的光信号、生物钟及相关的逆境胁迫信号转导途径。     

丹参谷胱甘肽过氧化物酶的生物信息学分析

谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase, GPX)是动植物体内一种重要的抗氧化酶,它能够清除机体逆境胁迫而产生的过氧化氢和脂质过氧化物,使机体进行正常生长发育,因此解析丹参GPX的氨基酸序列,并与其它植物进行比较,为丹参GPX基因的后续研究提供重要参考。采用生物信息学的方法,在丹参基因组库中找到8个GPX基因,并对其进行生物信息学分析。8个GPX基因有不同的等电点和相对分子量,而二级结构存在相似特征;序列比对与系统发生分析表明,8个基因都具有3个保守结构域以及3个保守的催化残基;除Sm GPX4、At GPX4和Zm GPX02,Sm GPX8与At GPX8处于系统进化树的同一分支外,其它基因与玉米和拟南芥GPX基因的亲缘关系较远;Sm GPX1-2、Sm GPX6-1、Sm GPX6-2、Sm GPX8主要在叶片中表达,而Sm GPX1-1主要在花中表达,具有组织特异性。本研究为进一步了解丹参谷胱甘肽过氧化物酶的基本功能奠定了基础,为开展植物抵御氧化胁迫研究提供了理论依据。     

拟南芥泛素家族的全基因组分析

泛素家族是一类含有保守性泛素结构域的蛋白质统称,主要通过ATP依赖性的泛素-蛋白水解酶复合体通路选择性降解细胞蛋白的各种生理活动。本研究基于HMM模型,已知泛素氨基酸序列作为训练集,搜索拟南芥信息资源数据库并鉴定AtUBQ家族成员,然后对这些基因编码的蛋白质序列进行基因结构分析、染色体定位、多序列联配、系统发育树构建和组织差异表达分析。结果表明,AtUBQ家族中共有13个推定的AtUBQ基因,命名为AtUBQ01~AtUBQ13,均属无内含子基因且结构基本相同,非均匀分布于拟南芥5条染色体;AtUBQ家族可划分为A、B和C3个亚家族,其中76.92%的基因编码蛋白质属于A亚家族;EST搜索发现除AtUBQ02和AtUBQ07基因无EST数据支持外,余下的AtUBQ基因在拟南芥根、芽和叶等7个组织中呈现差异表达,仅见AtUBQ08和AtUBQ10基因在上述7个组织中均表达,而AtUBQ03基因仅表达于叶中。本研究结果可为进一步开展该家族的生物学功能和分子进化机制的研究提供基础资料。     

小拟南芥Chitinase基因的克隆与核苷酸序列分析

采用RT-PCR扩增方法,从野生资源小拟南芥（Arabidopsis pumila)的总RNA中,克隆获得了985bp的cDNA片段,经过测序和序列分析,发现该cDNA基因包含一个完整的963bp的开放阅读框（ORF）,含有17个限制性内切酶酶切位点,核苷酸序列同源性分析表明,该基因与与Arabidopsis thaliana glycosyl hydrolase family 19(chitinase)(Atlg 05850) mRNA,complete cds(登录号NM-100466.3),Arubidopsis thaliana putative class I chitinase(Atlg05850)mRNA,complete cds(登录号AY034935）,Arabidopsi8s thaliana chitinase-like protein 1(CTL1) mRNA,CTL1-ELPlallele,complete eds(登录号）AF422178）均有94%序列同源性,Chitinase可抑制病原真菌的生长,所编码的功能蛋白在提高农作物抗病性方面具有重要意义。     

幽门螺杆菌过氧化氢酶基因的克隆、序列测定及其生物信息学分析

幽门螺杆菌(Helicobacter pylorl,Hp)感染是慢性活动性胃炎和消化性溃疡的主要病因,与胃腺癌、胃粘膜相关淋巴样组织(MALT)淋巴瘤的发生亦密切相关。其有效抗原成份过氧化氢酶可刺激机体产生保护性的免疫反应。用高保真PCR扩增系统扩增出过氧化氢酶基因片段,将其定向插入载体pET-22b( ),对其全序列进行了测定。并以生物信息学软件分析其生物学特性。克隆的过氧化氢酶基因序列与报道的序列完全一致,并显示出良好的抗原性和疏水性。这一研究获得了序列正确的过氧化氢酶基因,为将来以过氧化氢酶分子作抗原的Hp疫苗研制工作打下了良好基础。     

文蛤过氧化氢酶的生物信息学分析

基于NCBI数据库,对文蛤过氧化氢酶基因(MmeCAT)进行生物信息学分析,旨在为文蛤过氧化氢酶的结构与功能的研究提供理论基础。结果表明,该基因编码511个氨基酸。文蛤过氧化氢酶分子量为58 181.29 Da,分子式为C_(2588)H_(3928)O_(767)N_(730)S_(20),理论等电点为8.05,属亲水蛋白。带负电荷氨基酸残基数(Asp+Glu)为63个,带正电荷氨基酸残基数(Arg+Lys)为65个。假设所有半胱氨酸全部形成胱氨酸,其消光系数为63 175 mol/L,相应的吸光度为1.086;假设所有的半胱氨酸均未形成胱氨酸时,消光系数为62 800 mol/L,相应的吸光度为1.079;其半衰期为30 h,脂肪族氨基酸指数为57.28,不稳定系数为27.77(40),可知文蛤过氧化氢酶为稳定蛋白质。亚细胞定位于过氧化物酶体,存在71个磷酸化位点和51个糖基化位点,无信号肽。二级结构以无规卷曲和α-螺旋为主,在物种进化上具有高度的保守性保守结构域预测表明,该基因编码蛋白可能属于典型单功能过氧化氢酶的第三分支。研究文蛤过氧化氢酶结构,能够为文蛤抗逆性品种选育提供理论基础。     

拟南芥DNA全序列测定与分析完成

在 2 0 0 0年 1 2月 1 4日英国出版的ＮＡＴＵＲＥ杂志上 (Ｖｏｌ.4 0 8:796～ 81 5) ,发表了植物分子遗传研究的模式开花植物拟南芥 1 1 5.4Ｍｂ的全序列图谱 ,原文的中文译名为“开花植物拟南芥的基因组序列分析”。拟南芥ＤＮＡ全长 1 2 5Ｍｂ ,只剩下 1 0Ｍｂ的中心着丝区ＤＮＡ ,因为多重复序列所含基因很少 ,还未全测出。拟南芥全基因组ＤＮＡ包含 2 5498个功能基因组及其所对应的 1 1 0 0 0个蛋白质家族。这是人类首次全部破译出一种高等植物的全基因序列 ,是在分子水平上向植物生命奥秘探索的又一里程碑式的工作。拟南芥植物基因组…     

拟南芥Antiquitin基因的原核表达和生物信息学分析

将拟南芥Antiquitin基因重组到原核表达载体pMAL-c4x和pET41中,在T7 Express菌株中诱导表达,经Amylose和Ni-NTA亲和层析柱纯化获得重组蛋白.SDS-PAGE结果表明:MBP和His-tag融合的拟南芥Antiquitin主要以可溶性形式存在,表达量分别占细胞总蛋白的25.1%和39.4%.以乙醛和NAD~+为底物测定融合蛋白活性,结果显示:His-tag融合的Antiquitin具有醛脱氢酶活性,比活力为8.98 U/mg,乙醛的表观K_m和V_(max)值分别为0.98 mmol/L和12.75 U/mg.序列比对和结构预测结果显示:拟南芥Antiquitin包含该家族蛋白典型的催化结构域、NADH结合结构域和寡聚化结构域,活性中心残基为Gly238、Gly291、Glu391、Phe393.     

拟南芥野生型与隐花素突变体光调节的蛋白质鉴定与聚类分析

光是控制植物生长发育十分重要的环境因子之一.隐花素是植物的蓝光受体,在植 物中调节多种光形态建成,包括抑制下胚轴的伸长、子叶的伸展和调节植物的开花时间 等,但隐花素依赖蓝光调节光形态建成的分子机制尚不清楚.本文采用比较蛋白质组学 方法研究了在持续蓝光和红光下生长的拟南芥隐花素双突变体cry1cry2和野生型幼苗的全蛋白图谱.采用基质辅助激光解吸飞行时间串联质谱(MALDI-TOF-TOF)进行肽质谱指纹图谱分析.在cry1cry2和野生型中鉴定了71个差异蛋白点.这些差异蛋白质反应光的变化可以形成6类,结果表明,光调节隐花素是通过控制许多相关基因的表达而实现的,为进一步研究拟南芥隐花素的光反应机制提供一些有用的信息.研究表明,蛋白质表达图谱可用于研究各种突变体在不同光照条件下光应答之间的关系.     

Cell wall proteins in apoplastic fluids of Arabidopsis thaliana rosettes: identification by mass spectrometry and bioinformatics

Weakly bound cell wall proteins of Arabidopsis thaliana were identified using a proteomic and bioinformatic approach. An efficient protocol of extraction based on vacuum-infiltration of the tissues was developed. Several salts and a chelating agent were compared for their ability to extract cell wall proteins without releasing cytoplasmic contaminants. Of the 93 proteins that were identified, a large proportion (60%) was released by calcium chloride. From bioinformatics analysis, it may be predicted that most of them (87 out of 93) had a signal peptide, whereas only six originated from the cytoplasm. Among the putative apoplastic proteins, a high proportion (67 out of 87) had a basic pI. Numerous glycoside hydrolases and proteins with interacting domains were identified, in agreement with the expected role of the extracellular matrix in polysaccharide metabolism and recognition phenomena. Ten proteinases were also found as well as six proteins with unknown functions. Comparison of the cell wall proteome of rosettes with the previously published cell wall proteome of cell suspension cultures showed a high level of cell specificity, especially for the different members of several large multigenic families.     

转萝卜过氧化物酶RsPrx1基因保护拟南芥氧化损伤

为了研究萝卜过氧化物酶RsPrx1的功能,本实验构建了RsPrx1的cDNA克隆和表达载体pBI121-RsPrx1.通过农杆菌用浸花法转染拟南芥,获得转基因植株.对转基因植株的研究表明, 萝卜过氧化物酶RsPrx1可以抑制植物根和株高的生长,但不影响植物的成熟.当植物受到氧化应激时,RsPrx1可以保护植物免受氧化损伤. 因此,萝卜过氧化物酶RsPrx1参与植物的生长发育但不起主要作用,并具有抗氧化作用.     

新疆北部拟南芥自然居群表型变异与协变

拟南芥(Arabidopsis thaliana)自然居群的表型特征代表其在自然环境下的适应状况, 不同居群间特征的对比可以为了解拟南芥表型变化规律, 进而分析其形成过程和机制提供重要线索。本研究以分布于新疆北部天山、塔尔巴哈台山和阿尔泰山的10个种群的9个表型性状为基础, 对比分析了小尺度、局域尺度和区域尺度环境下原生境拟南芥种群表型性状的变化。结果发现, 不同性状对环境变化的反应不同, 其中株高、株重、根重、根长、单个果实重、果实开裂力度在3种环境尺度下种群间的差异均达到极显著水平, 而分枝数、果实长度的种群间变化不显著, 种群间的表型分化系数较低。不同环境尺度下株重、根重、单株果数均表现出一致的协变格局, 反映了生理功能性状之间整合对拟南芥适应环境的重要性。同时, 各种群间整体的性状协变差异性明显, 根长、单个果实重、分枝数、果实长度、果实开裂力度等特征与其他特征协变具有明显的局部性, 局域尺度和区域尺度环境之间的变化较大。聚类分析发现区域尺度上的不同种群聚合在一起的现象非常突出, 进一步表明拟南芥的表型特征受微环境的强烈影响。Mantel检验表明, 小尺度上10个种群株高、株重、根重、单个果实重、果实长度、果实开裂力度6个性状变化存在显著的空间相关性, 而分枝数、根长的相关性却不显著。因此, 我们认为拟南芥表型变化受小尺度环境的影响强烈, 但在表型层面并非所有性状都与原生境气候存在遗传关联。     

拟南芥转录因子CBF1和CBF4基因的克隆与序列分析

利用聚合酶链式反应技术(PCR)从拟南芥(Arabidopsis thaliana)植株中扩增出CBF1和CBF4基因,并将其连接到pGEM-Tvector载体上。PCR和酶切鉴定后进行基因测序,结果表明所克隆的CBF1和CBF4基因序列与GenBank中基因序列同源性分别可达99.84%和99.41%,说明这两个片段确为拟南芥CBF1和CBF4基因。     

拟南芥雄性不育突变体ms1142的遗传定位与功能分析

经EMS诱变野生型拟南芥(Arabidopsis thaliana)群体筛选得到一株雄性不育突变体ms1142, 突变体的果荚短小, 不含种子。细胞学观察和扫描电镜结果表明, 突变体花药发育过程中, 花药中小孢子外壁异常、破裂, 最后没有花粉形成。遗传分析表明, 该突变体为隐性单核基因突变所致; 利用图位克隆的方法将MS1142基因定位于第1条染色体的BAC克隆F16P17上44 kb区间内, 目前尚未见该区间内有雄性不育基因的报道。以上结果结合生物信息学分析表明, MS1142是一个新的调控花药发育的关键基因。该工作为花药发育关键基因MS1142的克隆及功能分析奠定了基础。     

TaNHX2基因植物表达载体的构建及在拟南芥中的功能分析

将TaNHX2基因重组于质粒pBIN438的CaMV 35S启动子下游,构建含TaNHX2基因的植物双元表达载体pBIN438-TaNHX2。采用根癌农杆菌介导的真空渗透法转化拟南芥,得到T0代转基因拟南芥种子。经含Kan的平板筛选及PCR鉴定,获得54株阳性植株,选取生长一致的转基因阳性植株进行耐盐、耐旱分析,结果表明TaNHX2能够提高转基因植株的耐盐性和耐旱性。