花生FAD8基因的克隆及生物信息学分析

[目的]克隆重要油料作物花生中在多不饱和脂肪酸合成代谢途径发挥重要作用的脂肪酸脱氢酶FAD8基因,并对其进行生物信息学分析。[方法]以高油花生品种鲁花14为材料,电子拼接花生FAD相关EST序列并结合RT-PCR方法克隆花生Ah FAD8全长c DNA,并对其基因序列特征进行分析。[结果]花生Ah FAD8基因c DNA全长1 494 bp,开放阅读框为1 359 bp,编码453个氨基酸,分子量为51.71 k Da;蛋白序列比较发现花生FAD8与野大豆和普通大豆的相似性最高,为83%;NJ法聚类分析表明其与上述两种物种的亲缘关系最近,且支持率达96%。[结论]从花生中分离到一个新的ω-3脂肪酸脱氢酶基因,具有FAD8蛋白的保守结构域及3个富组氨酸基序,属于FAD8家族。     

花生MYB转录因子的鉴定与生物信息学分析

MYB转录因子是植物中重要的基因家族之一,参与多种生物学功能的调控.目前对花生(Arachis hypogaea)MYB转录因子家族的功能仍知之甚少,对花生中MYB转录因子的鉴定及生物信息学分析具有重要的意义.本研究在栽培花生中共鉴定出MYB转录因子443个,包括219个1R-MYB、209个2R-MYB、12个3R-...     

蔓花生PEPC基因家族的生物信息学分析

为了解花生中磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(phosphoenolpyruvate carboxylase,PEPC)的功能,对二倍体祖先种野生蔓花生(Arachis duranensis)基因组数据库进行分析,发现存在9个Ad PEPC基因家族成员,这些基因的序列长度为3 584~12 956 bp,开放阅读框(ORF)长度为702~3 168 bp,分布在3、5、7、8、9、10号染色体上。蔓花生Ad PEPC家族蛋白的氨基酸序列中均含有HCO3-结合位点和PEP结合位点等保守结构域,根据序列特征可分为植物型、细菌型和序列较短的PEPC等3类,同类蛋白序列的同源性较高,基因结构中的内含子与外显子的数目也较相似。基因表达分析表明,多数成员在花或茎中的表达量较高,Ad PEPC1;2和Ad PEPC4;2在茎中的表达量最高,其他家族成员尤其是Ad PEPC2、Ad PEPC1;5和Ad PEPC1;3在花中的表达量明显高于其他组织,Ad PEPC1;5基因在叶中不表达。Ad PEPC3在根、茎、叶和花中均不表达,推测该基因为假基因。这为深入研究Ad PEPC家族基因的功能奠定了基础。     

花生白藜芦醇合酶基因的克隆与生物信息学分析

利用Protparam、iPSORT prediction、ProtScale、SOPMA、Swiss-Modeling和Scan Prosite等生物信息学工具分别对其理化性质、信号肽、疏水性、亲水性、二级结构和三级结构进行分析。以花生粤油45总DNA和总RNA为模板,采用PCR和RT-PCR技术克隆花生白藜芦醇合酶基因的DNA和cDNA序列,并利用SWISS-PROT、DNAMAN等生物信息学工具对其基因和蛋白质序列进行了分析。测序结果显示,该基因的DNA和cDNA序列长度分别为1 498 bp和1 251 bp,cDNA序列具有完整的开放性阅读框,编码389个氨基酸的多肽。该白藜芦醇合酶氨基酸368-378位点上存在芪合酶家族的特征位点GVLFGFGPGLT。同源性分析表明,其碱基序列与已报道的花生白藜芦醇合酶基因的一致性为99%,其氨基酸序列与已报道的花生白藜芦醇合酶氨基酸序列的一致性为100%。     

植物GH3基因家族的生物信息学分析

植物生长素在植物的生长发育过程中至关重要,GH3基因家族是植物生长素早期应答的成员。本研究采用比较基因组学的方法,利用已经分离的拟南芥GH3(Gretchen Hagen3)蛋白为检索序列,在全基因组水平上搜索拟南芥、水稻、葡萄、白杨和苜蓿的GH3基因的同源序列。最终确定了59个GH3候选基因,其中拟南芥19个,水稻14个,葡萄9个,白杨14个,苜蓿3个。对同源序列作进一步的多序列联配、MEME、ESTs和系统发生表达分析,结果表明:GH3基因家族的基本特征在单双子叶植物分离之前就已经形成;GH3结构域在蛋白质间较保守,可以分为3个亚家族,其中个别蛋白发生了基序丢失;59个同源蛋白中的40个成员找到了ESTs的证据,且表达部位多样,不同成员之间的表达部位存在差异。该研究结果将为植物的GH3基因家族的研究提供参考。     

番茄LeABI3基因的生物信息学分析

对所克隆到的番茄LeABI3基因测序结果进行序列分析,发现得到LeABI3基因的2种转录本.应用生物信息学的方法和工具对LeABI3蛋白质的理化性质、跨膜区域、疏水性/亲水性、二级结构、结构功能域和同源树进行分析,结果表明此蛋白是包含一个保守B3结构功能域的亲水性不稳定蛋白,相对分子量为65.4 kD,等电点为6.54,可能存在2个跨膜区域.蛋白质二级结构中的主要构成元件是α-螺旋和不规则卷曲,蛋白质同源分析发现番茄LeABI3和马铃薯vp1-ABI3类蛋白相似度最高,同源性为89%.     

hsa-miR-342-3p生物信息学分析

通过生物信息学方法预测hsa-miR-342-3p靶基因及其功能机制。检索Pub Med有关hsa-miR-342-3p的研究报道并进行功能分析;检索miRBase获取hsa-miR-342-3p序列;通过Target Scan,Pictar和PITA数据库预测靶基因并取交集,对其进行组织和疾病特异性表达谱分析、功能富集分析(GO enrichment analysis)、信号转导通路富集分析(Pathway enrichment analysis)和蛋白质相互作用网络分析(PPI analysis)。结果发现:hsa-miR-342-3p序列在多物种间具有高度保守性;hsa-miR-342-3p在肾脏组织和急性淋巴细胞性白血病、乳腺癌疾病中表达水平较高(RPM≥1 000);预测得到14个hsa-miR-342-3p靶基因;靶基因分子功能分别富集于转化生长因子活性、DNA结合和蛋白激酶激活等(P0.05);hsa-miR-342-3p靶基因GO生物学过程主要集中于大分子代谢抑制,肺部组织发育、呼吸系统发育及管状组织发育建成(P0.05);细胞信号通路主要富集于TGF-Beta信号通路、细胞因子、受体作用信号通路及前列腺疾病信号通路(P0.01)。hsa-miR-342-3p在体内分布广泛,预测的靶向TGF-Beta信号通路可能在疾病发生中发挥重要调控作用,是具有潜在研究价值的生物学靶标。     

PAX3基因及其蛋白的生物信息学分析

目的：对PAX3基因和PAX3蛋白进行生物信息学分析,更多的了解该基因的相关信息,为进一步研究PAX3与神经管畸形的相关性研究提供基础。方法：运用生物信息学方法对PAX3基因的基因结构、单核苷酸多态性位点（SNP）、PAX3基因与其他基因的相互作用网络、PAX3蛋白结构域、蛋白二级结构、蛋白间相互作用网络、以及PAX3蛋白所调控和影响的靶基因进行分析。结果：PAX3基因有9中可变剪切形式,编码区存在14个SNP位点,其中错意突变13个,移码突变1个。PAX3蛋白由479个氨基酸组成,分子量52968Da,PAX3蛋白可能调控和影响151个靶基因的转录和表达,与PAX3基因存在相互作用的基因和与PAX3蛋白存在相互作用的蛋白多数与发育相关。结论：通过对PAX3基因和PAX3蛋白的生物信息学分析获得了其相应的分子生物学特征,为进一步研究提供基础。     

PAX3 基因及其蛋白的生物信息学分析

目的:对PAX3基因和PAX3蛋白进行生物信息学分析,更多的了解该基因的相关信息,为进一步研究PAX3与神经管畸形的相关性研究提供基础。方法:运用生物信息学方法对PAX3基因的基因结构、单核苷酸多态性位点(SNP)、PAX3基因与其他基因的相互作用网络、PAX3蛋白结构域、蛋白二级结构、蛋白间相互作用网络、以及PAX3蛋白所调控和影响的靶基因进行分析。结果:PAX3基因有9中可变剪切形式,编码区存在14个SNP位点,其中错意突变13个,移码突变1个。PAX3蛋白由479个氨基酸组成,分子量52968Da,PAX3蛋白可能调控和影响151个靶基因的转录和表达,与PAX3基因存在相互作用的基因和与PAX3蛋白存在相互作用的蛋白多数与发育相关。结论:通过对PAX3基因和PAX3蛋白的生物信息学分析获得了其相应的分子生物学特征,为进一步研究提供基础。     

徐淮白山羊DGAT2基因内含子3多态性与生长性状关联分析

目的：探讨DGAT2基因内含子3的遗传多态性及其与山羊生长性状的关联。方法：采用PCR-SSCP、DNA序列分析及生物信息学技术研究徐淮白山羊DGAT2基因内含子3的多态性及其与山羊生长性状的关联情况。结果：徐淮白山羊DGAT2基因内含子3存在A、B2个等位基因,其基因频率依次为0.9550、0.0450,并且处于Hardy-Weinberg平衡状态;徐淮白山羊DGAT2基因不同基因型对徐淮白山羊体高有显著影响（P〈0.05）,而对其他体尺指标在统计学上无显著影响（P〉0.05）。结论：DGAT2基因内含子3的遗传多态性与徐淮白山羊生长性状存在相关。     

花生疮痂病菌蓝光受体EaWC 1基因克隆及生物信息学分析

光是真菌感知和适应环境的重要信息载体,调控多种生理生化过程。痂囊腔菌素(Elsinochromes,ESC)是花生疮痂病菌重要的毒力因子,蓝光对其具有正调控作用,为了进一步揭示光调控ESC机制,开展了花生疮痂病菌蓝光受体基因EaWC 1克隆、生物信息学分析和表达模式研究。结果表明,蓝光受体基因EaWC 1全长为3 261bp,具有一个完整的开放阅读框,编码长度为1 086个氨基酸的蛋白质,相对分子质量11.95 kD,理论等电点为8.81,具有核定位信号,为稳定亲水性蛋白。qPCR定量分析表明,EaWC 1基因表达受到蓝光诱导,其表达模式与ESC毒素含量呈显著正相关。研究结果对于阐明花生疮痂病菌蓝光受体生物功能,揭示ESC毒素生物合成光调控机制和调控网络奠定了理论基础。     

水稻14-3-3蛋白家族的生物信息学分析

通过隐马尔柯夫模型(Hidden Markov Model,HMM),对粳稻(Oryza sativa L.ssp．japonica)基因组的蛋白质数据库进行搜索,结果获得8个14—3—3蛋白的同源序列,其中发现4个新基因。通过对所有粳稻的14—3—3蛋白的DNA序列与各种表达序列标签(Expression Sequence Tags,ESTs)进一步比对,为14-3-3蛋白找到了ESTs的证据。结果说明这些基因在水稻不同的处理和不同的部位都有所表达,而且不同成员之间的表达模式存在较大的差异。蛋白质多序列联配分析结果表明,存在可能的功能多态位点。通过基因结构和染色体定位的分析,确认了水稻基因组中存在E样和非E样两类14-3-3蛋白。此外,对目前植物中的14—3—3家族作了初步的进化分析。     

人14-3-3蛋白家族的生物信息学分析

目的:分析人14-3-3蛋白家族的同源性及分子进化关系。方法:利用已公布的人基因组数据库,采用BLASTN程序检索人14-3-3蛋白家族各成员的编码基因和假基因,并利用DNAMAN软件进行序列联配,绘制其分子进化树。结果:该家族半数成员具有多个假基因序列,为返转座类型假基因。进化分析表明该家族有共同的祖先,可归为3个亚类。结论:人14-3-3蛋白家族每个成员长期进化所形成的多样性提示其功能具有独特性。     

DGAT相关基因研究进展

DGAT是一种甘油酰基转移酶（Diacylgycerol Acyltransferase,DGAT）,该酶与脂肪代谢、脂类在组织中的沉积有很大关系,它的主要作用机制是使二酰甘油加上脂肪酸酰基形成三酰甘油。编码该酶的基因有DGAT1和GAAT2,前者属于ACAT基因家族,后者属于MGAT1基因家族。本文综述了动物DGAT相关基因定位、结构、生物学效应及其多态性与生产性能的关系。     

棉花GhDMT3的功能验证及生物信息学分析

通过构建棉花GhDMT3的VIGS沉默载体并侵染棉花,探究该基因在棉花和高等植物中的功能。采用生物信息学方法对棉花DNA甲基转移酶基因GhDMT3(CotAD_46796)的DNA序列结构特性、该基因编码的蛋白质的理化性质、疏水性和蛋白二级结构等方面进行分析。克隆该基因,并构建pYL156:GhDMT3沉默载体。蛋白质相对分子质量为71 107.02 kD,等电点为4.85,不稳定系数为36.33。不同胁迫处理(冷、干旱)VIGS沉默GhDMT3的棉花幼苗表现出明显的表型差异。qRT-PCR的表达模式分析发现,不同胁迫下p YL156侵染的棉花中不同部位表达量没有变化,用pYL156:GhDMT3侵染过的棉花中GhDMT3转录水平与对照相比明显下降。与未沉默GhDMT3的棉花幼苗相比,沉默GhDMT3的棉花幼苗抗逆性显著增强。     

木质素合成酶C3H基因的生物信息学分析

应用生物信息学的方法对GenBank中拟南芥、火炬松、胡麻、紫花罗兰等植物香豆酸-3-羟基化酶（c3h）基因以及本实验室克隆的欧美杨107的c3h基因（AM920690）核苷酸序列以及翻译的氨基酸序列的组成成分、导肽、跨膜结构域、疏水性／亲水性、蛋白质二级结构及功能域等进行了初步分析预测。分析表明欧美杨107的C3H氨基酸序列不存在导肽,无跨膜结构域,肽链表现为亲水性;二级结构域与P450高度匹配,其高级结构中含有由含铁血红素和半胱氨酸组成的活性中心,并构建了c3h进化树,对其分子进化进行了探讨。     

陆川猪SOCS3基因克隆及生物信息学分析

细胞因子信号通路抑制因子3(SOCS3)是一类调节机体免疫和神经内分泌功能的生物活性物质。本研究以陆川猪背最长肌cDNA为模板,克隆获得了SOCS3基因编码区序列(CDS)。序列分析结果显示,陆川猪SOCS3基因CDS全长为690 bp,与Gen Bank中公布的长白猪的CDS的同源性为99.9%,并发现存在第70位点的A→G,碱基G为陆川猪所特有,导致苏氨酸突变为丙氨酸。陆川猪SOCS3基因CDS与Gen Bank上已经公布的马、犬、人、牛、大熊猫、河狸、猕猴、小鼠的SOCS3基因CDS进行比对,发现它们的同源性依次为95.5%、95.1%、95.0%、94.3%、94.2%、93.2%、92.5%和90.4%。构建SOCS3基因系统进化树的结果表明,与陆川猪遗传距离最近的是长白猪,最远是小鼠;陆川猪SOCS3蛋白的高级结构中包含有α螺旋、β折叠、无规卷曲和延伸链。本研究为今后探讨SOCS3基因在陆川猪肌肉生长发育、脂肪沉积、抗热应激能力的分子机制提供科学理论依据。     

家兔UCP3基因SNP多态性及生物信息学分析

以比利时兔、加利福尼亚兔和新西兰兔为实验对象构建其DNA池,直接测序筛选SNP位点,结果在兔UCP3基因中筛选到5个多态性位点:intron4-C1298T、exon6-G208A、exon6-G281A、exon6-T303C和exon6-G443A。其中exon6-G208A、exon6-G281A和exon6-G443A为错义突变,exon6-T303C为同义突变,而exon6-G208A导致编码的精氨酸(Arg)变为丝氨酸(Ser),exon6-G281A和exon6-G443A导致编码的丝氨酸(Ser)变为酪氨酸(Tyr)。通过生物信息学软件对兔UCP3基因突变前后RNA二级结构和蛋白质的二级结构进行预测分析,发现其结果均有差异。     

黄花苜蓿LEA3基因片段克隆与生物信息学分析

根据紫花苜蓿LEA3-1 mRNA(EU665182)的cDNA序列,设计1对特异引物,以经过ABA干旱胁迫处理的黄花苜蓿为材料,提取总RNA.采用RT-PCR方法克隆获得了747 bp的cDNA片段,命名为MfLEA3-1(GenBank登录号:HQ327439).推测该序列编码了248个氨基酸,这些氨基酸主要由10.1％苏氨酸(Thr)、24.6％丙氨酸(Ala)、17.7％赖氨酸(Lys)和12.9％天冬氨酸(Asp)组成,不含有半胱氨酸和色氨酸,这与其他物种LEA蛋白成分非常接近.该氨基酸序列中存在13个11-mer重复序列,根据第3组蛋白分类标准,MfLEA3-1蛋白比较接近于type Ⅰ,但是11-mer重复中残基分布与type Ⅰ有所不同,推测MfLEA3-1蛋白属于新的第3组LEA蛋白类型.黄花苜蓿中成功获得了LEA3基因片段,为最终克隆黄花苜蓿LEA3基因序列全长奠定基础.