大熊猫Dmrt基因家族4个成员基因的克隆

果蝇Doublesex基因、线虫Mab-3基因和人类DMRTI基因均含有一个新的具有DNA结合能力的保守基序,即DM结构域。它们在性别决定和分化发育的调控过程中具有相似的功能。通过简并PCR克隆技术,扩增和克隆了大熊猫基因组中的DM结构域,得到了4个具有不同DM序列的克隆。结果显示,在大熊猫基因组中存在Dmrt基因家族的多个成员。该基因家族在脊椎动物和非脊椎动物都具有高度的进化保守性。     

大豆PEBP基因家族的分析

磷脂酰乙醇胺结合蛋白(PEBP,phosphatidyl ethanolamine-binding protein)基因家族在动物、植物和微生物中广泛存在,在控制植物开花和种子休眠中起重要作用。本研究对大豆PEBP基因家族进行了分析,发现了27个大豆PEBP基因的候选序列,其中16个具有完整PEBP结构域的全长序列被认为是大豆Gm PEBP家族基因。Gm PEBP基因分布在9条染色体上,基因结构高度保守。通过系统发生分析,可将大豆Gm PEBP基因家族成员分为FT-like、TFL1-like和MFT-like 3个亚族,并且发现Gm PEBP家族成员数目按照大豆物种特异性的方式进行了扩张。对重复基因的Ks分析表明,绝大多数重复基因主要由5900万年前和1300万年前的大豆基因组复制所致。     

枸杞SWEET基因家族的鉴定与糖含量关系分析

【目的】糖外排转运蛋白（sugars will eventually be exported transporters, SWEETs）在植物生长发育过程中发挥重要作用,为解析SWEETs基因在枸杞（Lycium barbarum L.）果实发育过程中对糖积累作用,进一步为揭示SWEET基因在枸杞果实发育过程中作用提供参考。【方法】研究基于枸杞基因组数据,采用生物信息学方法对枸杞SWEET基因（LbaSWEET）进行全基因组鉴定,并利用已发表的转录数据分析了LbaSWEETs在果实发育时期的基因表达情况。【结果】结果表明,枸杞SWEET基因家族共有37个成员,随机分布于10条染色体上,分别编码152~621个氨基酸,蛋白质分子量为16.87~69.97 kD,等电点为4.96~9.86。亚细胞定位预测位于叶绿体或质膜,大多数含有7个跨膜螺旋。系统进化分析发现,37个LbaSWEET蛋白可分为4个亚群,每个亚群的基因结构和保守基序组成相似。启动子元件分析发现,LbaSWEET基因启动子富含大量激素响应、逆境胁迫和生长发育响应元件。转录组数据和qRT-PCR分析表明,LbaSWEET9和LbaSWEET29基因表达量随着果实成熟呈现显著增加。相关性分析结果表明,LbaSWEET9和LbaSWEET29基因表达量与果糖含量呈显著正相关。【结论】研究推测LbaSWEET9和LbaSWEET29基因是果糖积累的关键基因。     

芝麻MATE基因家族的全基因组鉴定与表达分析

植物为了维持其生命系统的正常运转,需要对各种代谢产物和毒素进行转运和排出.多药与毒性化合物排出转运蛋白(multidrug and toxic compound extrusion,MATE)在多种底物和毒素的运输中起到重要作用.本研究利用生物信息学手段对芝麻MATE基因家族进行了全基因组分析,鉴定得到67个MATE基因,分布于全部13条染色体上,亚细胞定位预测表明这些基因主要位于质膜上.串联复制和全基因组复制是芝麻MATE基因家族扩增的主要动力.比较基因组学分析发现在芝麻和拟南芥中具有许多共线性的MATE基因,且大部分串联复制SiMATE基因产生于芝麻和拟南芥分化之后.系统进化分析可将芝麻MATE成员分为4个亚家族,大部分相似功能的己知植物MATE成员被聚在同一分枝中,进化树中关系较近的芝麻MATE成员往往具有相似的基因结构和保守基序.基因表达分析表明一半以上的SiMATE基因具有组织表达特异性.这些结果为芝麻MATE基因功能的研究提供了重要参考.     

芝麻MATE基因家族的全基因组鉴定与表达分析

植物为了维持其生命系统的正常运转,需要对各种代谢产物和毒素进行转运和排出.多药与毒性化合物排出转运蛋白(multidrug and toxic compound extrusion,MATE)在多种底物和毒素的运输中起到重要作用.本研究利用生物信息学手段对芝麻MATE基因家族进行了全基因组分析,鉴定得到67个MATE基因,分布于全部13条染色体上,亚细胞定位预测表明这些基因主要位于质膜上.串联复制和全基因组复制是芝麻MATE基因家族扩增的主要动力.比较基因组学分析发现在芝麻和拟南芥中具有许多共线性的MATE基因,且大部分串联复制SiMATE基因产生于芝麻和拟南芥分化之后.系统进化分析可将芝麻MATE成员分为4个亚家族,大部分相似功能的己知植物MATE成员被聚在同一分枝中,进化树中关系较近的芝麻MATE成员往往具有相似的基因结构和保守基序.基因表达分析表明一半以上的SiMATE基因具有组织表达特异性.这些结果为芝麻MATE基因功能的研究提供了重要参考.     

大熊猫嗅觉受体基因家族的生物信息学分析

嗅觉受体(OR)在嗅觉系统识别气味的过程中起关键作用,哺乳动物OR蛋白由其最大的多基因家族编码。本研究深入分析了大熊猫Ailuropoda melanoleuca的OR基因家族,结果显示大熊猫有1 048个OR基因,包括645个完整基因、219个假基因和184个片段基因。大熊猫的OR基因根据序列相似性可划分为22个家族、240个亚家族,平均每个亚家族的成员不足5个,表明大熊猫的OR基因家族具有丰富的序列多样性。基于大熊猫、北极熊Ursus maritimus、家犬Canis lupus familiaris和小鼠Mus musculus的OR蛋白序列的多物种聚类分析显示它们具有267个直系同源基因簇,而大熊猫没有特有的OR基因,表明其嗅觉特异性不明显。大熊猫OR基因的数量明显比其近亲北极熊的少,显示其在进化过程中丢失了大量OR基因,这可能与其食性的显著改变有关。     

萝卜全基因组中LBD基因家族成员的鉴定与分析

LBD基因家族是植物所特有的一类转录因子,在植物生长发育过程中起到非常重要的作用。本研究利用生物信息学方法,从萝卜基因组中鉴定出分布于9条染色体上的59个LBD基因。该家族成员结构比较简单,内含子数均不超过3个。萝卜LBD基因可分为两大类,分别包含50个和9个成员。它们在染色体上的分布不均匀,1号染色体上基因数目最多,有18个,而7号和8号染色体分别仅有1个LBD基因。对它们在不同组织和发育时期的表达模式研究发现,该基因家族具有一定的时空表达特异性,预测其参与萝卜不同的发育过程。本研究为萝卜LBD基因家族的功能分析奠定了基础。     

中间锦鸡儿CiUPF0114克隆与表达及豆科UPF0114基因家族成员分析

本研究克隆了中间锦鸡儿一个CiUPF0114基因,该基因编码框长876 bp,编码291个氨基酸的蛋白质,预测等电点9.83,分子量32.13 kD。利用荧光定量PCR检测发现,在干旱、脱水和冷处理后,CiUPF0114基因转录水平的表达量均明显上调。通过全基因组筛选,获得了29个来自于8种豆科植物以及模式植物拟南芥和水稻中的UPF0114基因家族成员,并对其进行了系统进化分析、基因结构和保守基序分析。系统进化分析将UPF0114基因分成A和B两个亚家族,A亚家族又分成A1和A2两个组,本研究中克隆的中间锦鸡儿CiUPF0114属于B亚家族成员。通过对蛋白长度、结构域数量、分子量、等电点、基因结构和保守基序的分析发现,29个UPF0114基因差异不大,说明该基因家族成员在进化上相对保守。该研究为进一步验证CiUPF0114基因的功能奠定了基础。     

葡萄Actin基因家族的鉴定及进化和表达分析

采用生物信息学方法从葡萄(Vitis vinifera Linn.)全基因组中鉴定Actin基因家族,并对各基因的染色体定位和结构特征,编码蛋白质的理化性质、亚细胞定位、二级结构、三级结构和系统进化,以及不同组织的基因表达进行研究.结果表明:葡萄Actin基因家族16个基因分布在12条染色体上.16个基因的结构特征及其编码蛋白质的理化性质差异较大.16个基因的长度及其内含子总长度的变化范围较大,编码序列(CDS)和外显子总长度的变化范围较小.除登录号GSVIVG01008254001和GSVIVG01014035001的基因外,其他14个基因的GC含量均低于其CDS的GC含量.除登录号GSVIVG01008254001的基因外,其他15个基因编码的蛋白质的理论相对分子质量为12534.54~82612.33,理论等电点为pI 4.92~pI 9.13.16个基因编码蛋白质的消光系数为14105~73645,脂肪族氨基酸指数为65.54~92.06,其中9个为稳定蛋白,7个为不稳定蛋白.除登录号GSVIVG01014035001的基因外,其他15个基因编码的蛋白质均为亲水性蛋白.登录号GSVIVG01016517001的基因编码的蛋白质定位于细胞质和细胞核,其他15个基因编码的蛋白质定位于细胞质.二级结构和三级结构显示:葡萄Actin基因家族16个基因编码的蛋白质均由α螺旋、无规则卷曲和延伸链构成,且总体以无规则卷曲为主.系统进化分析和不同组织的基因表达分析结果显示:与拟南芥〔Arabidopsis thaliana(Linn.)Heynh.〕相似,葡萄Actin基因家族16个基因编码的蛋白质分为3个亚家族,ClassⅡ亚家族(营养型)包括登录号GSVIVG01003099001和GSVIVG01026580001的基因编码的蛋白质,这2个基因在所有组织中的表达均较高;ClassⅢ亚家族(生殖型)包括登录号GSVIVG01033494001、GSVIVG01024980001和GSVIVG01016550001的基因编码的蛋白质,这3个基因在花粉、雄蕊和花中的表达均较高;ClassⅠ亚家族包括其他11个基因编码的蛋白质,这11个基因在各组织中的表达总体上较低.研究结果显示:葡萄Actin基因家族的表达具有组织特异性.     

陆地棉蔗糖转运蛋白基因家族的鉴定及表达分析

蔗糖转运蛋白(SUT)在蔗糖从“源”到“库”的运输与分配过程中发挥着重要作用。该研究基于最新公布的陆地棉基因组数据,利用生物信息学和荧光定量PCR等方法,对陆地棉SUT基因家族进行全基因组鉴定,并对他们的表达特性进行系统分析。结果显示：(1)在陆地棉基因组中,共鉴定到18个GhSUT基因(GhSUT1 GhSUT18),他们不均匀地分布在陆地棉11条染色体上。(2)GhSUT蛋白间序列一致性很高,均具有11～12个跨膜结构域,且都定位于质膜。(3)进化关系分析表明,陆地棉GhSUT蛋白主要分布在双子叶植物特有的SUT1亚组,以及单、双子叶植物共有的SUT2亚组和SUT4亚组,其中SUT1亚组成员最多,包含8个GhSUT基因。(4)位于同一亚组的GhSUT基因具有相似的内含子 外显子分布模式,不同亚组间GhSUT基因内含子/外显子数目差异很大。(5)转录组分析表明,GhSUT基因在表达水平上存在差异,GhSUT1和GhSUT10在被检测的组织不表达,GhSUT5、GhSUT14、GhSUT7和GhSUT16在被检测的组织表达量较低,其他GhSUT基因在被检测的组织具有较高的表达水平;另外,GhSUT基因的表达具有组织特异性,其中GhSUT2和GhSUT11主要在“源”和“库”器官中表达,GhSUT6和GhSUT15主要在“库”器官中表达,而GhSUT9和GhSUT18主要在纤维中表达。(6)荧光定量PCR分析表明,GhSUT2在“源”和“库”器官中均具有较高的表达水平,GhSUT6主要在“库”器官包括根、花瓣、纤维和茎中表达,在“源”器官(叶片)中表达量很低;GhSUT18主要在纤维中特异性高表达,在其他组织表达量很低。研究表明,实验验证结果与转录组分析结果相对一致。该研究结果为进一步研究SUT家族基因的功能提供了重要的基因信息,并为棉花产量的提高和纤维品质的改良奠定了理论依据。     

Phylogenetic Analysis of Zebrafish Basic Helix-Loop-Helix Transcription Factors

The basic helix-loop-helix (bHLH) proteins play important regulatory roles in eukaryotic developmental processes including neurogenesis, myogenesis, hematopoiesis, sex determination, and gut development. Zebrafish is a good model organism for developmental biology. In this study, we identified 139 bHLH genes encoded in the zebrafish genome. Phylogenetic analyses revealed that zebrafish has 58, 29, 21, 5, 19, and 5 bHLH members in groups A, B, C, D, E, and F, respectively, while 2 members were classified as “orphan.” A comparison between zebrafish and human bHLH repertoires suggested that both organisms have a certain number of specific bHLH members. Eight zebrafish bHLH genes were found to have multiple coding regions in the genome. Two of these, Bmal1 and MITF, are good anchor genes for identification of fish-specific whole-genome duplication events in comparison with mouse and chicken genomes. The present study provides useful information for future studies on gene family evolution and vertebrate development. Electronic supplementary material  The online version of this article (doi:) contains supplementary material, which is available to authorized users.     

Molecular Phylogenetic Analysis of Zebra Finch Basic Helix-Loop-Helix Transcription Factors

The zebra finch (Taeniopygia guttata) is an established organism for developmental, behavioral, and neurological research. In this study, we conducted a genomewide survey using the zebra finch genome project databases and identified 86 bHLH sequences in silico in the zebra finch genome. Phylogenetic analysis revealed that 85 proteins belong to 38 families with 29, 18, 18, 3, 11, and 6 bHLH members in supergroups A, B, C, D, E, and F, respectively. One orphan member belonged to none of these groups. Comparisons of zebra finch with chicken and human bHLH repertoires suggested that both humans and birds have a number of lineage-specific bHLH members. Chromosome distribution patterns and phylogenetic analysis suggest that the zebra finch bHLH members should have arisen through gene duplication. This study provides useful information for further research using zebra finch as a model system.     

大熊猫双胞胎发生相关因素的分析研究

本研究分析了年龄、胎次、妊娠天数、配种次数与方式、雌激素等因素与大熊猫双胎发生之间的关系。结果显示,不同年龄阶段的双胎发生率的差别无统计学意义(P>0.05);不同胎次的双胎发生率的差别具有统计意义(P<0.05);产单胎的大熊猫平均妊娠天数(142.33 d±21.03 d)显著大于产双胎的妊娠天数(131.63 d±25.10 d)(P<0.05);不同的配种次数对双胎率的影响无统计学意义(P>0.05);不同配种方式对双胎率的影响具有统计学意义(P<0.05),由自然交配与人工授精共同采用的混合配种方式的胎产仔数(1.62只±0.49只)显著高于自然交配的胎产仔数(1.41只±0.50只)(P<0.05);产双胎的雌激素水平在-130 h至+25 h内极显著高于产单胎的雌激素水平(P<0.001),并且产双胎的雌激素峰值水平(221.82 ng/mg±36.14 ng/mg)极显著高于产单胎的雌激素峰值水平(143.33 ng/mg±16.95 ng/mg)(P<0.01)。     

圈养大熊猫的系谱分析

应用Sparks Verl.4软件结合手工算法对现有的圈养大熊猫系谱进行了遗传分析。结果表明,圈养大熊猫群体规模小,漂变是导致遗传多样性丢失的主要因素。由于分散管理,现有群体正面临着近亲交配、种源枯竭的危险。因此,应统一遗传管理,加强各繁殖系之间的基因交流,使圈养大熊猫的遗传多样性能够保持在较高的水平之上。     

大熊猫·小熊猫·熊

大熊猫和小熊猫是一家吗?都是吃竹子的,名字里面都有“熊”,并且,如果把一只小熊猫的尾巴变短,把红毛涂抹成白色。那它就很容易被当成一只“小的大熊猫”。那么,它们到底是不是一家?又有什么样的亲缘关系呢?     

大熊猫精浆中谷草转氨酶活性影响因素的初步探讨

在2004年度大熊猫繁殖季节(2～5月),对5只不同年龄雄性大熊猫的精浆中谷草转氨酶(GOT)活性进行测定,并初步探讨其含量高低的影响因素。结果显示:大熊猫精浆的GOT平均活性为194.89±77.40IU/100mL,GOT含量高低与精子活力呈极显著负相关(r=-0.66,P<0.01);随着年龄增加,GOT活性有升高趋势;在繁殖季节,GOT有下降趋势。     

亚成体大熊猫肠道真菌的分离与鉴定

目的探讨大熊猫肠道真菌菌群结构,为研究肠道真菌对纤维素的降解和控制肠道真菌病奠定基础。方法采用PDA、SDA、高氏3种培养基对8只亚成体大熊猫新鲜粪便进行真菌分离、纯化,经形态学和分子生物学方法进行鉴定。结果经培养获得的真菌主要由4种霉菌(Galactomyces geotrichum占22.74%、Galactomyces reessii占12.37%、Mucor ramosissimus占18.23%和Mucor circinelloides占6.39%)和2种酵母菌(Trichosporon sp.占19.46%和Candida solani strain占20.81%)组成,各样品中真菌所占比例不等。且3种培养基的分离效果显示PDASDA高氏培养基。结论亚成体大熊猫肠道内存在一定比例的可培养真菌。     

大熊猫双胞胎生长发育影响因素的研究

为了研究影响大熊猫Ailuropoda melanoleuca双胞胎生长发育的因素,以2013—2016年成都大熊猫繁育研究基地出生的22对大熊猫双胞胎幼仔及其母兽为研究对象,分析母兽孕期增重、双胞胎个体性别和双胞胎性别类型与大熊猫双胞胎幼仔初生体质量之间的关系,以及双胞胎个体性别和大熊猫幼仔初生体质量与1~12月龄大熊猫幼仔体质量之间的关系。结果显示,不同双胞胎性别类型的大熊猫幼仔初生体质量的差异有统计学意义(P=0.015),但母兽孕期增重、双胞胎个体性别与幼仔初生体质量的差异无统计学意义(P=0.257、P=0.170);双胞胎2只个体的初生体质量不同(χ^2=9.043,P=0.041),且双胞胎性别类型与幼仔初生体质量差异程度呈中等强度相关(Cramer s V=0.492,P=0.030),双雌性双胞胎初生体质量差异为20%~40%(调整后标化残差:2.30),双雄性双胞胎初生体质量差异小于20%(调整后标化残差:2.60);双胞胎个体性别和初生体质量对1~12月龄大熊猫幼仔生长发育的影响无统计学意义(P>0.05)。对大熊猫双胞胎幼仔生长发育影响因素的研究,为大熊猫双胞胎的饲养管理提供理论依据。