水稻snoRNA47基因簇的初步鉴定

通过生物信息学分析 ,在水稻染色体中发现一个新的C/D框snoRNA基因簇。此基因簇含有 3个C/D框snoRNA基因 ,它们都具有典型的C框和D框保守元件 ;末端能形成茎环结构 ;含有一段相同的 1 2nt“引导”序列 ,此序列能与水稻 1 8SrRNA中第 6 2 1位到 6 32位的序列互补配对。通过实验证明 ,这 3种snoRNA的确存在于水稻细胞核内 ,并确定出它们各自 5′端的位置。进一步对此snoRNA基因簇的表达进行研究发现 ,此基因簇中的 3个snoRNA基因共同转录成为一个多顺反子的前体。将这 3种新发现的水稻snoRNA分别命名为OSsnR4 7.1 ,OSsnR4 7.2和OSsnR4 7.3。编码它们的基因已被GenBank收录 ,其登录号分别为 :AF4 5 35 0 4 ,AF4 5 35 0 3和AF4 5 35 0 2     

杨树WRKY基因家族鉴定及其干旱胁迫响应模式分析

WRKY是近年来研究较广泛的植物转录因子,其序列的氨基(N)末端含有高度保守的七肽WRKYGQK,能够与顺式作用元件W盒[(T)(T)TGAC(C/T)]发生特异性结合,从而调控下游靶基因的表达。该研究利用生物信息学方法,对杨树WRKY转录因子进行了序列鉴定、结构分析、染色体定位、结构域分析、系统进化分析和胁迫响应模式分析,鉴定出杨树WRKY基因家族有122个成员,分为3大类(34个Ⅰ类成员、78个Ⅱ类成员和10个Ⅲ类成员); WRKY基因染色体定位分析发现,位于每条染色体的数目各不相同,并且在9号染色体上没有分布,表明WRKY基因在染色体上呈现出不均匀分布;系统发育分析表明, WRKY家族成员形成3个主要进化支,此外,结合基因结构分析发现,位于相同进化支的WRKY基因通常具有相似的基序组成和外显子/内含子结构模式,表明WRKY基因的功能相似性;转录组分析发现, 62个家族成员表现出上调或下调的差异表达,可将其划分为5个基因聚类(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ),其中Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ这4个聚类中绝大多数基因在干旱胁迫8 h左右表现明显上调, Ⅱ类在干旱胁迫2～4 h表现明显上调,而PtWRKY70、PtWRKY81、PtWRKY104、PtWRKY108等在干旱胁迫处理后开始明显下调,表明WRKY基因在响应干旱胁迫的过程中具有重要作用。通过上述研究,极大丰富了杨树WRKY基因家族以及其应对干旱胁迫的功能,并为杨树抗旱育种计划提供了候选基因。     

拟南芥和水稻金属蛋白酶ftsH基因家族的基因组比较分析

FtsH(Filamentation temperature-sensitive H)是一种广泛存在于原核生物和真核生物中的ATP依赖型金属蛋白酶。同源性分析表明,在拟南芥和水稻基因组中分别有12个和9个ftsH基因。ftsH基因在染色体上的分布有明显的偏爱性,如拟南芥的1、2、5号染色体和水稻的1、5号染色体。亚细胞定位分析表明,所有FtsH蛋白均定位于叶绿体或线粒体中。系统进化分析表明,21个FtsH蛋白成员可分为8个类群,其中AtFtsH12在水稻中没有发现种间同源物。每个类群成员的蛋白序列高度保守,种内同源物显示出大于80%的相似性,而种间同源物的相似性也大于70%。类群内的同源基因并非平行进化产生的,拟南芥基因组中进化出AtftsH1/5、AtftsH2/8、AtftsH3/10和AtftsH7/9共4个同源基因对,而水稻基因组中只有OsftsH3/8和OsftsH4/5两个同源基因对。每一类群中的成员在基因外显子-内含子边界分布上表现出高度保守性,在蛋白功能结构域的可变残基上具有偏爱性,而内含子在碱基组成和序列长度上表现出广泛的变异。拟南芥和水稻ftsH基因家族的比较分析为其他物种ftsH基因的特...     

橡胶草APX基因家族的全基因组鉴定及表达分析

该研究利用生物信息学方法,在橡胶草(Taraxacum kok-saghyz)全基因组中鉴定出7个TkAPXs基因家族成员,进一步分析发现7个成员中有1对是复制基因(TkAPX4/TkAPX6)。进化分析结果显示,7个基因可分为4个亚组;染色体定位分析表明,TkAPX基因家族成员分布广泛,7个TkAPXs基因位于7条不同的染色体上;亚细胞定位结果表明,TkAPX1、TkAPX3、TkAPX5和TkAPX7定位于细胞质,TkAPX4和TkAPX6定位于质膜,TkAPX2定位于叶绿体。启动子区域顺式作用元件分析结果显示,橡胶草APX基因含有大量的应激反应元件,推测APX基因可能对各种外界刺激和胁迫存在灵敏的应激反应机制。实时荧光定量PCR分析表明,橡胶草7个TkAPXs基因家族成员在花萼、花瓣、花梗中表达量均较低,大多数TkAPXs在根茎叶中的表达水平大于花及胶乳,其中TkAPX1在根和茎中的表达水平最高,推测TkAPX1基因可能在橡胶草生长发育过程中起重要作用。进一步对TkAPXs基因家族在逆境胁迫(冷、热、盐、旱)和激素(乙烯、茉莉酸甲酯)处理下的表达分析显示,TkAPX3在根及叶中的表达水平均较对照有大幅度升高,推测TkAPX3基因可能在橡胶草应答逆境胁迫和激素处理反应过程中起重要作用。     

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。     

巴西橡胶树HbRop基因家族5个成员的染色体物理定位

巴西橡胶中Rop家族基因能调控植物小G蛋白合成,是分子信号开关,参与橡胶树刮伤诱导乳管分化、防御胁迫应答和胶乳再生。为了揭示巴西橡胶树HbRop基因家族5个成员在细胞核染色体上的实际位置,展现家族基因之间的分布特点和连锁遗传关系,丰富橡胶树分子细胞遗传学信息,为橡胶树的分子辅助育种和比较基因组学研究提供分子细胞遗传学的科学理论依据。本研究以巴西橡胶树‘热研7-33-97’品种为材料将HbRop基因家族5个成员(HbRop1, HbRop2, HbRop3, HbRop4, HbRop5)定位在细胞核染色体上,通过双探针荧光原位杂交技术对橡胶树Rop小G蛋白基因家族5个成员在细胞核染色体上进行物理定位分析。实验结果表明:HbRop1基因定位在第1号染色体的短臂上,其信号位点到着丝粒的平均百分距离是63.34;HbRop2、HbRop3、HbRop4和HbRop5分别定位在第4、第3、第7和第10号染色体的长臂上,这些基因的信号位点到对应染色体着丝粒的平均百分距离分别是25.13、44.68、44.33和17.46,同时还讨论了它们与其他已定位的基因的位置关系。HbRop基因家族5个基因分别位于不同的染色体上,彼此间不存在连锁现象。     

蒺藜苜蓿多聚半乳糖醛酸酶基因家族的全基因组分析

多聚半乳糖醛酸酶(Polygalacturonases,PGs)是一种果胶水解酶,参与果实成熟、器官脱落、花粉成熟等多个植物发育过程。采用相似性比对和结构域搜索方法,从蒺藜苜蓿基因组中共鉴定出74个MtPG基因。根据系统进化关系将其分为6个亚家族,分别包含9、7、4、11,18和25个MtPG基因家族成员。染色体定位分析发现,MtPG基因在蒺藜苜蓿的8条染色体上呈现不均匀分布,每条染色体上分布有2-16个MtPG基因;同时,基因组复制分析结果显示,蒺藜苜蓿的PG基因家族成员之间存在大量的基因复制。最后,通过蒺藜苜蓿的高通量测序数据分析发现,MtPG基因家族广泛地在根部、结瘤、叶片、芽,心皮和花等组织中表达。根据它们在不同组织中表达水平,将31个MtPG基因聚类为4组,分别探讨了四组基因在蒺藜苜蓿组织器官分化中表达模式,重点解析了它们在花器官发育以及根部组织分化中可能的调控机制,这将为进一步研究蒺藜苜蓿MtPG基因家族成员的基因功能提供了理论基础。     

水稻白叶枯病抗性基因定位及其小种专化性

利用 3个致病性不同的水稻白叶枯病菌小种 ,对由Lemont/特青培育的 31 5个F₁₀ 重组自交系群体进行抗性基因 (QTL)RFLP分析 .共发现 1个主基因、1 0个QTL及 9对互作位点与白叶枯病菌抗性有关 .其中 ,主基因Xa4定位于第 1 1染色体上 .Xa4对CR4和CX0 8表现显性主基因遗传 ,但对CR6则表现为一个主要的加性QTL的作用 .主基因小种专化性明显大于QTL .QTL之间以及QTL与主基因之间效应累加 ,共同提供抗病性的强度和稳定性 .在感病亲本中 ,亦存在抗性QTL .因此 ,来源不同的中抗材料可能是水平抗性的良好基因源 .研究还表明 ,所定位的QTL与其他研究发现的抗不同病原菌的基因 (QTL)处于相近的染色体位置 ,意味着它们可能是同一抗性基因族的成员 .     

Ascl2、Nap1l4和Osbpl5基因在牛胎盘中的表达分析

基因组印记是一个复杂的表观遗传修饰过程,从而使印记基因呈单基因表达的模式。大部分的印记基因在动物的胎盘中表达,通过调节胎盘的生长和转运能力而促进妊娠和胎儿发育。CDKN1C/KCNQ1OT1印记区域与人类的BWS综合症以及肿瘤的发生有关。Ascl2、Nap1l4和Osbpl5是位于CDKN1C/KCNQ1OT1印记区域的3个基因,其在小鼠和人胎盘中的表达存在差异,在小鼠的胎盘中3个基因是印记的,而在人中为非印记。本研究利用基于单核苷酸多态性(single-nucleotide polymorphism, SNP)的RT-PCR产物直接测序法分析了Ascl2、Nap1l4和Osbpl5在牛的胎盘中表达状态,结果发现Ascl2、Nap1l4和Osbpl5基因在牛的胎盘中的表达与人相似,是双等位基因表达,说明Ascl2、Nap1l4和Osbpl5在胎盘中印记表达模式具有物种特异性。     

大豆GeBP转录因子基因家族的生物信息学分析

GeBP转录因子调控植物表皮毛的生长发育,并且参与控制植物叶片的发育。该文利用生物信息学方法,在大豆全基因组范围内搜索GeBP基因家族,并从氨基酸理化性质、基因结构、染色体的物理分布、系统进化、序列比对、功能结构域、组织表达情况等基本特征方面对GmGeBP基因家族进行分析。结果表明:(1)共获得9个GmGeBP转录因子基因家族成员,其中仅2个基因含有内含子,且都只有1个内含子,表明该家族成员基因构造比较简单但稳定。(2)GmGeBP编码的蛋白分子量为39.65~49.24 kD,理论等电点为4.65~9.08;这些成员基本上都是酸性氨基酸,属于亲水性、不稳定蛋白。(3)这9个基因不均匀的分布于7条染色体上,10和20号染色体上分别分布2个GeBP基因,3、5、13、15、19号染色体上各分布1个基因。(4)系统进化分析表明,大豆与拟南芥对应的GeBP成员亲缘关系较近,分别聚类到4个分支,而与水稻的距离较远。(5)结构域分析表明,9个GmGeBP成员都包含DUF573结构域,推测该部分在GeBP转录因子中很可能是与靶标基因顺式作用元件互作的结构域。(6)通过分析大豆GmGeBP转录因子基因家族的组织表达,发现不同基因在大豆不同组织的表达量不同,具有一定的特异性。该文对大豆GeBP转录因子基因家族的分析和鉴定为进一步研究大豆表皮毛发育的分子作用提供了理论基础。     

陆地棉类谷氧还蛋(GhGRL)基因家族生物信息学分析

谷氧还蛋白(glutaredoxin, GRX)是一类小分子氧化还原蛋白,可以调节蛋白质的氧化还原状态从而维持蛋白质的功能,在生物的生长发育及抗氧化反应中起着重要的作用。类谷氧还蛋白蛋白(glutaredoxin-like, GRL)是新划分的GRX类型,本研究为深入探究GRL基因家族在陆地棉中功能,对GhGRL基因家族进行生物信息学及表达分析。研究结果表明,32个GhGRL基因主要定位于细胞核,它们均具有GRX-GRX-Like保守结构域。GhGRL基因所编码的氨基酸的多重序列比对和保守序列分析发现,该家族成员序列相似性约为31.31%,大部分包含4个保守基序,同时这4个保守基序与保守结构域重叠;根据GhGRL基因的系统进化树可将32个GhGRL基因分为3亚组,基因结构分析发现该家族基因大部分无内含子;染色体定位分析显示GhGRL基因分散在19个染色体上,每条染色体上的GhGRL基因数目有很大的差别;表达谱数据分析表明,大部分GhGRL基因在根、茎、雄蕊、雌蕊、子房、叶片和花等7个组织器官中均有表达,并且有差异。以上结果有利于了解棉花GhGRL基因家族的基本情况,为深入研究该基因家族在生物学功能提供基础。     

FAM160A2功能缺失性突变可能诱发心房颤动

心房颤动(atrial fibrillation, AF)是临床最常见的心律失常,对AF致病基因的研究,有助于AF早期筛查。本文旨在家族性AF人群和散发性AF人群中筛选具有潜在发病意义的易感基因,并对其在AF发生机制进行初步探讨。首先对4名家族性AF进行全外显子组测序(WES),鉴定AF相关基因。然后用Sanger测序在非家族性AF人群和健康人群中证实易感基因突变情况,应用Western印迹分析其蛋白质表达情况,利用膜片钳技术分析突变基因对外向钾离子电流的影响。家族共有39人,其中有4人发生AF,这4名AF患者存在2个共有的突变基因FAM160A2(纯合突变,rs77726581 c.1375C>T)和MUC5B(杂合突变,rs199736618 c.12272C>T)。在52例非家族性AF患者中,有5例存在FAM160A2相同位点杂合突变,在健康人群中未发现此突变;而MUC5B在非家族性AF人群和健康人群中均发生杂合突变。FAM160A2蛋白在非家族性AF散发人群和健康人群中表达水平并无显著性差异。FAM160A2基因突变明显降低外向钾离子电流(与野生型比较,P<0...     

鸡Z染色体上DMRT1基因的多重跨染色体剪接

性别决定与分化发育是同时涉及生命现象中两种细胞分裂(有丝分裂和减数分裂)形式的惟一的分化发育过程。对该过程中关键基因DMRT1的转录分析,发现位于鸡Z染色体上的DMRT1基因分别同时与4号染色体上的CENPC1基因、5号染色体上CD5R基因和2号染色体上37LRP/p40基因发生跨染色体剪接,由此构成了新的跨染色体剪接本DMRT1-CENPC1、DMRT1-CD5R和DMRT1-37LRP/p40。对其剪接位点的分析,发现两段染色体序列存在的重叠区可能在这种剪接中起着重要作用。DMRT1基因在转录过程中同时与多个染色体上基因发生多次跨染色体剪接的发现,无疑有助于对在转录水平上的多样性基因调控以及性别决定与分化发育等的认识开辟另一新途径。     

葡萄SAUR基因家族鉴定与生物信息学分析

为了研究葡萄早期应答生长素基因SAUR(Small auxin-up RNA)家族,本研究利用全基因组信息鉴定了葡萄64个SAUR家族成员,并对SAUR家族成员的基因结构、氨基酸特性、染色体定位、基因进化、基因功能以及组织表达进行分析。结果表明,葡萄全基因组上64个SAUR家族成员在19条染色体中的8条染色体上呈现簇状分布,主要分布在3、4号染色体上,其中3号染色体上数量最多为37个;葡萄SAUR家族基因长度较短,有59个基因是无内含子基因;蛋白理化特征分析显示,多数SAUR蛋白呈碱性,结构稳定性较差,蛋白脂溶指数高,呈亲水性;基因功能预测结果表明,葡萄SAUR基因主要担当生长因子、结构蛋白、转录、转录调控以及响应胁迫应答和免疫应答6种功能,其中更多参与生长调节功能;根据系统进化分析将其分为10个分支,另外不同组织表达谱的分析结果表明SAUR基因家族成员具有不同的组织表达模式,对于非生物胁迫具有一定的调节作用。这些信息为葡萄SAUR基因家族功能分析奠定了一定的工作基础。     

茄子TCP基因家族全基因组的鉴定与分析

TCP (teosinte branched1/cincinnata/proliferating cell factor)转录因子是植物特有转录因子家族,在植物整个生长发育过程中都有着很重要作用。目前,在茄子(Solanum melongena L.)中还没有关于TCP转录因子的相关报道。本研究利用生物信息学方法在茄子基因组数据库中鉴定出分布于11条染色体上的29个茄子TCP家族基因(eggplant TCP,SmTCP)。研究结果显示,该家族所有成员均含有编码TCP保守结构域的序列。这些成员氨基酸长度范围为201–538 aa,外显子数为1或2。亚细胞定位显示,有3个SmTCP (SmTCP02/03/21)蛋白位于细胞质中,其他SmTCP蛋白都位于细胞核中。系统发育树和序列特征分析均将29个SmTCP基因分成ClassⅠ(PCF)和ClassⅡ(CIN和CYC/TB1)两大类。共线性分析发现,17对(21个)SmTCP基因存在共线性关系,且这些存在共线性关系的基因都属于片段复制。基因表达模式分析显示,29个SmTCP基因家族成员在15个组织或器官中都有表达,但是不同成员的表达模式存在差异,其中CIN亚家族的4个基因(SmTCP18/19/20/25)在3个不同生长期的叶片中均较高表达。SmTCP启动子区域的顺式作用元件分析共发现4类顺式作用元件。本研究从多个角度分析了SmTCP基因分子基础,研究了TCP转录因子对茄子生长发育的影响,为茄子分子育种提供理论参考。     

中国人胃癌和正常组织基因组DNA中癌基因Ha-ras的限制性片段长度多态性研究

本文报道以PHS-49为探针,分析了中国人群中36例胃癌患者癌组织和25位正常人体组织基因组DNA中Ha-ras基因的BamHI限制性片段长度多态性(RFLPs)。发现了10种不同长度的片段和18种基因型。其中4种小于6kb的BamHI片段是迄今国外未见报道的,这可能是中国人群遗传多态性的一个特征。此外,在胃癌组织中发现Ha-ras的一些稀有等位基因和基因型的频率明显高于正常人群。对两名胃癌患者家系中的11名成员也作了RFLPs分析,发现有些成员出现3条和4条限制性片段的杂合个体,表明这些个体的染色体上含有的Ha-ras基因不只一份拷贝。对上述现象的可能原因作了分析和讨论。     

用基因芯片筛选高转移卵巢癌细胞系转移相关基因

用标准化的Affymetrix公司生产U133A基因芯片技术研究高(H)转移卵巢癌细胞株(HO-8910PM)和正常卵巢上皮(C)基因表达谱差异,筛选与卵巢癌转移相关的基因及其在染色体的定位和功能。结果发现高转移卵巢癌细胞株和正常卵巢上皮比较表达差异8倍以上共有1,237个基因,其中表达上调(信号比的对数值SLR≥3)有597个,表达下调(SLR≤-3)有640个。从表达差异的基因在染色体定位分析,发现除1个基因未知其定位外,其余所有差异表达基因散在分布在各条染色体上,但以1号染色体最多,有115个(9.3%)。其次是2号染色体有94个(7.6%),第三是12号染色体有88个(7.1%)。第四是11号染色体有76个(6.1%)。第五是X染色体有71个(5.7%)。第6是17号染色体有69个(5.6%)。而差异表达的基因发生在染色体短臂(q)上有805个(占65.1%),在13,14,15,21和22号仅发现在q上有差异表达基因。从表达差异的基因分子功能分类看,属于酶和酶调控子基因最多(306个,占24.7%),其次是核酸结合基因(144个,占11.6%)。第三类是信号传导基因(137个,占11.1%)。第四类是蛋白结合基因(116个,占9.4%)。以上4大类共占基因总数56.8%。还有功能未知的基因有207个,占16.7%。结论:高转移卵巢癌细胞株差异表达基因散在分布在各条染色体上,但以1、2、12、11、17和X染色体差异表达基因居多,肿瘤的转移是多基因共同作用的结果。4大类(酶和酶调控子活性、核酸结合活性、信号传导活性、蛋白结合活性)差异表达基因是我们今后研究卵巢癌转移相关的重要基因。     

三例慢性淋巴细胞型白血病的染色体分析

采用外周血加PHA培养48—72小时,研究了3例慢性淋巴细胞型白血病患者的染色体。没有发现Ch~1染色体,但发现有其它类型的标记染色体。例1在分析的208个中期分裂相中,亚二倍体占20.1％,二倍体占57.8％,超二倍体占22.1％。在66个中期分裂相中见有两类不同的标记染色体,一类比A_大得多的亚中部着丝点染色体,占29.3％;另     

家蚕BmAKR基因家族的鉴定及在蚕卵中的表达分析

醛酮还原酶超家族(aldo-keto reductase super family,AKRs)具有广泛的底物特异性,目前尚未见对昆虫AKR基因家族成员的系统鉴定报道。本研究采用生物信息学手段,预测了家蚕(Bombyx mori) AKR基因的系统进化、理化性质、染色体定位、保守基序和基因结构,通过转录组数据和实时荧光定量聚合酶链式反应(quantitative real time polymerase chain reaction,q RT-PCR)分析了不同组织时期及不同发育状态蚕卵中Bm AKR基因的表达水平,并采用Western blotting检测了蚕卵中该蛋白的表达量。本研究共鉴定出11个Bm AKR基因,分布在4条不同的染色体上,都具有AKR家族特有的(α/β) 8桶保守结构,理化特征较为相似;系统进化分析显示,其可分为2个家族(AKR1和AKR2)。转录组数据分析显示,家族成员基因在不同组织时期中的表达差异较大。进一步分析发现,一部分Bm AKR基因在非滞育卵的表达量显著高于滞育卵;但Bm AKR1-1在滞育卵中的表达量却显著高于非滞育卵。蛋白水平的检测发现Bm AKR1...     

斑马鱼IRF11基因的鉴定、亚细胞定位及表达特征

早期的研究表明IRF11是鱼类特有的IRF家族成员。查询最近解析的斑马鱼第九版基因组时,发现斑马鱼IRF1和IRF11命名出现了混乱。通过对脊椎动物IRF1和IRF11基因位点进行同线型分析表明,IRF11与IRF1是两个不同的基因,不宜命名为IRF1b和IRF1a。系统进化树分析发现,在脊椎动物中IRF11基因比IRF1起源更早;两栖类以后的脊椎动物基因组只有IRF1,没有IRF11,其中原因可能是因为基因丢失。斑马鱼IRF11与脊椎动物IRF1一样,其表达蛋白定位在细胞核中。缺失分析揭示斑马鱼IRF11的DBD有一个能引导蛋白定位进入细胞核的序列。表达分析发现poly（I:C）能诱导斑马鱼IRF11的表达,但其表达水平低于IRF1。