大豆Glyma03g24460基因功能预测及表达分析

大豆Glyma03g24460基因,与拟南芥ECERIFERUM1(CER1)基因具有高度的同源性,是一种植物角质层蜡质基因,参与植物角质层蜡质的合成。本研究对其进行基因功能预测和表达分析,利用Plant CARE分析启动子元件发现在基因启动子序列中含有黄酮合成、激素响应、生物和非生物胁迫相关的元件。氨基酸序列比对发现Glyma03g24460与其他物种的脂肪醛脱羧酶基因家族成员有很高的相似度。Glyma03g24460在大豆的q RT-PCR结果表明,它主要在植物的地上器官表达,并且可以受到ABA及干旱等非生物胁迫的诱导表达。     

大豆木质素相关基因Glyma06g28890基因功能预测及表达分析

拟南芥At PRXs基因家族属于过氧化物酶类,在植物木质素形成过程中发挥了重要的作用。本研究对ATPRX在大豆中的同源基因Glyma06g28890进行基因结构功能预测和表达分析,发现了Glyma06g28890和At PRXs相同,具有一个保守的Plant peroxidase结构域,并且与ATPRX25具有最高的相似度;通过启动子顺式作用元件统计,发现在基因启动子序列中含有厌氧诱导调节、激素响应、分生组织表达以及植物防御相关的元件。Glyma06g28890在大豆的组织特异性表达分析结果表明,它在植物内木质素广泛分布的组织内,如根和茎内都有较高水平的表达。     

大豆GmDAO1基因的功能预测及表达分析

本研究通过在大豆基因组数据库中检索拟南芥AtDAO1在大豆中的同源基因,获得了GmDAO1基因序列。通过对GmDAO1基因编码的氨基酸序列及启动子序列进行生物信息学分析,我们发现GmDAO1基因CDS序列全长951bp,编码316个氨基酸。GmDAO1编码的蛋白为亲水性蛋白,具有1个N-糖基化位点、3个激酶磷酸化位点与1个豆蔻酰化位点。结构域分析表明GmDAO1含有双加氧酶与2OG-Fe(II)加氧酶结构域,是2-酮戊二酸依赖性双加氧酶基因(2-ODD)家族的成员。GmDAO1预测的启动子区域含有与激素、胁迫、光应答、生物钟调控和转录因子结合相关的顺式作用元件。系统进化分析结果表明DAO1在豆科植物进化过程中比较保守。组织特异性表达分析结果显示GmDAO1在叶片中表达量最低,在根中表达量最高。因此我们推测其可能参与生长素的代谢途径。     

大豆PM34基因生物信息学预测及表达分析

以大豆叶片总RNA为模板,采用RT-PCR法从吉豆2号品种中克隆获得大豆种子成熟蛋白( PM34)基因序列,利用生物信息学方法对大豆PM34基因编码的蛋白进行预测。结果表明：该基因编码蛋白理论分子量为31.7 kDa,等电点为6.60,为亲水性蛋白;该蛋白中无跨膜结构;该蛋白中不存在信号肽。 PM34基因编码蛋白的二级结构中α螺旋占12.97％,无规则卷曲占41.30％,β折叠占45.73％。 PM34基因编码蛋白的三级结构预测表明,同源模建的模板是3ijr.1.A,是一种短链脱氢酶/还原酶,与该蛋白的同源性为54.65％。在进化关系上,与绿豆、苜蓿的亲缘关系相对较近。采用实时定量PCR方法( qRT-PCR),检测大豆PM34基因在大豆各器官中的表达方式,结果表明该基因在大豆根、茎、叶、花中的表达活性低,而在种子中,尤其是成熟种子中的相对表达活性很高。该研究结果为大豆PM34基因结构和功能的进一步研究奠定了基础。     

GmHIR1基因的功能预测及表达分析

[目的]获取Gm HIR1相关生物信息学信息,分析与其他植物HIR的进化亲缘关系,进行启动子原件和结构的预测,分析其潜在调控功能,并研究该基因在疫霉菌侵染大豆过程中的表达情况。[方法]利用生物信息学软件对GmHIR1进行分析和功能预测,将大豆疫霉菌侵染抗病品种绥农10号和感病品种合丰25,分7个时间点进行取样,对GmHIR1的表达情况进行qRT-PCR分析。[结果]Gm HIR1启动子含有11个作用元件,该基因编码蛋白含有stomatins和prohibitin两个结构域,表达分析表明Gm HIR1在接种疫霉菌36 h之前,在抗病品种绥农10号中表达明显增加,而在感病品种合丰25中变化不明显,36 h之后,在两个品种的表达量变化趋势相似。[结论]Gm HIR1与多种生理反应相关,并且确认Gm HIR1与抗病大豆防御疫霉菌相关。     

大豆再生相关基因GmRUB1的克隆及表达分析

大豆再生过程涉及细胞的分裂和分化、器官的决定和形成。RUB1基因在物质的转移和积累以及泛素化过程等多层次、多途径发挥着重要的调控作用。本研究利用实验室前期转录组测序技术得到差异表达基因GmRUB1,该基因是大豆再生中泛素化过程重要的组成部分,应用PLACE数据库、Interpro、expasy数据库、SOPMA、Phyre、Protscale、MEGA5等工具对该基因的启动子元件、编码氨基酸的功能、亲水性、疏水性、等电点、二级结构、三级结构、同源性比较进行分析。并研究了该基因在大豆品种东农50各器官中的表达分析。结果表明,其前体序列具有很多与再生相关的响应元件,理论等电点为7.67,脂肪系数为79.34,稳定系数为48.06,属于不稳定蛋白,GmRUB1编码的蛋白属于泛素结合蛋白,有一个泛素化过程中的E2连接酶的结构域,二级结构中24.59%为α螺旋结构,39.34%为不规则卷曲,10.93%为β转角,25.14%为延伸链,三级结构共有122个氢键,6个螺旋结构,18个转角结构,亲水性平均系数为-0.389,GmRUB1基因与苜蓿亲缘较近,qRT-PCR结果表明GmRUB1的表达量在果实中较高,说明GmRUB1基因可能参与大豆再生过程。随后对该基因进行了克隆及表达载体构建。上述结果初步分析了GmRUB1基因编码氨基酸的生物信息学及表达情况。并通过对其进行克隆和载体构建,对今后进一步研究该基因的功能,提高大豆再生率,建立稳定的大豆再生体系提供了理论基础。     

Tbx1基因功能下调影响斑马鱼Tbx20和Tbx2表达

目的采用吗啡啉修饰反义寡核苷酸显微注射方法下调斑马鱼Tbx1基因表达,研究斑马鱼Tbx1基因功能下调对其他两个T盒基因Tbx20和Tbx2表达的影响。方法采用吗啡啉修饰的反义寡核苷酸显微注射方法抑制斑马鱼Tbx1基因表达,分别将2.5、5、8、10 ng吗啡啉反义寡核苷酸在斑马鱼0-4细胞期注入胚胎,并构建Tbx20,骨形成蛋白2b（Bmp2b）和Tbx2反义RNA探针,进行整体原位杂交,观察Tbx1基因下调对Tbx20、Bmp2b及Tbx2表达的影响。结果Tbx1吗啡啉寡核苷酸显微注射组胚胎表现出鳃弓、耳囊、心血管系统和胸腺的发育异常。Tbx1基因下调导致Tbx20的表达出现改变,Tbx20在心脏的表达与对照组相比明显下调,神经元的表达范围明显缩小;Tbx1基因功能下调会导致Bmp2b在心脏和咽囊的表达减低,Bmp2b在后部咽囊的表达较前部咽囊减低得更为明显;Tbx1基因功能下调胚胎,Tbx2在鳃弓的表达模式发生改变,48 hpf,Tbx2在鳃弓的表达出现从后向前逐渐减低,鳃弓的表达范围较对照组明显缩小。结论Tbx1在发育过程中,会对其他T盒基因,如Tbx20和Tbx2具有激活或抑制的调控作用。Tbx1对Tbx20的作用可能是通过影响Bmp2b的途径,继发地影响Tbx20的表达。Tbx1基因功能下调,会改变Tbx2在鳃弓的表达模式。     

闽楠转录组分析及基因功能注释

采用第二代Illumina HiSeq测序技术对闽楠的木质部、韧皮部、叶片进行转录组测序，分别获得Clean Reads片段41 383 707条、43 343 922条、44 191 586条，经转录本拼接后得到序列总长度达120 535 288 bp的383 331条Conting片段，进一步组装得到平均长度为542 bp的151 729条Unigenes。将闽楠转录组Unigenes进行基因功能注释，与NR数据库比对发现，其与葡萄的相似序列最多（34%），与黄瓜、野草莓、大豆的同源性较低（各占3%）；进行GO功能注释，可将其划分为生物过程、细胞成分、分子功能3大类共计52个分支，与eggNOG数据库比对可分为25类，通过KEGG功能注释可知转录组中涉及的基因共参与了176条代谢通路，其中核糖体和碳代谢获得的注释较多。另外通过MISA软件分析，共获得35 972个SSR位点。其中，单核苷酸、二核苷酸和三核苷酸为优势重复类型，SSR位点数分别为21 762（60.50%），8 931（24.83%），4 924（13.69%）。闽楠转录组分析及基因功能注释为深入开展闽楠遗传育种及分子生物学相关研究奠定基础。     

寄主对大豆孢囊线虫抗性相关基因功能研究进展

大豆在我国国民经济中扮演着重要角色,目前我国是全球最大的大豆消费国、进口国,且进口大豆数量逐年递增.大豆孢囊线虫病是威胁全球主要大豆产地的重要病害,每年全球范围内造成超过数十亿美元经济损失,防控形势严峻.抗性品种的种植是防控大豆孢囊线虫病最经济有效的措施.然而,单一抗性品种的过度使用及大豆孢囊线虫生理小种不断演化,导致...     

FMR1基因功能研究的新进展

ＦＭＲ１基因突变引起表达缺乏,导致最常见的遗传性智力低下疾病－脆性Ｘ综合征。ＦＭＲ１基因编码的蛋白与翻译过程的调控。     

猪肺泡巨噬细胞感染PRRSV进程中差异表达基因及基因功能富集分析

猪呼吸和繁殖综合症病毒(porcine reproductive and respiratory syndrome virus,PRRSV)感染猪后会引起妊娠母猪严重繁殖障碍和仔猪呼吸困难及高死亡率,给养猪产业造成了巨大经济损失,因此挖掘PRRSV感染猪肺泡巨噬细胞进程中差异表达的基因及机理有重要意义。本研究对来自GEO数据库的PRRSV感染猪肺泡巨噬细胞sage表达谱数据GSE10346进行后续挖掘。先用sage软件处理,经sagemap注释得到上调已知基因49个,下调已知基因41个。利用AgBase网站上的GORetriever工具和GOSlim Viewer工具进行细胞组分(cellular component)、分子功能(molecular function)及参与的生物过程(biological process)分类后发现有4个基因与病毒的复制相关:其中IL8已有报道认为与抗PRRSV相关;TNF-α能够抑制PRRSV复制;PPIA可能与GP5蛋白胞外区中和决定簇与抗体发生作用的24位脯氨酸有关;ICAM-1在嗜中性粒细胞的产生中起关键作用,与病毒吸附相关。这4个基因与PRRSV的致病机制相关,可望用于抗PRRSV研究。进一步利用David在线工具进行基因功能富集分析后,发现几个免疫通路,如趋化因子通路,Toll-like受体信号通路和NOD-like受体信号通路具有检验显著性,这些免疫通路在PRRSV感染过程中起着一定作用,有望成为抗PRRSV的靶通路。     

大豆GmABI4基因克隆及表达分析

该研究基于大豆基因组数据库,根据拟南芥ABI4蛋白的氨基酸序列,经比对分析,获得了大豆中的2个GmABI4基因,分别命名为GmABI4-1(GenBank登录号为XM_014766551.1)和GmABI4-2(GenBank登录号为NM_001249003)。TMHMM软件和系统进化转录分析表明,这2个基因编码的蛋白均不具有信号肽,二级结构主要以无规则卷曲和延伸链为主;进化树分析表明,大豆GmABI4和野生大豆亲缘关系较近。荧光定量PCR分析表明,GmABI4-1与GmABI4-2基因在大豆种子与豆荚中的表达量均高于根、茎、叶、花等其他组织,推测可能与调控大豆种子生命活动相关。     

大豆GmCOL8基因的克隆及表达分析

从大豆品种‘垦农18’中克隆了一个CONSTANS—like基因,命名为GmCOL8。进化树分析表明它属于CONSTANS—like亚家族1的成员。mRNA表达分析显示,GmCOL8在短日下具有明显的生物钟节律性表达特性,其表达高峰出现在凌晨。GmCOL8主要在复叶中表达,表达高峰出现在开花时期。     

大豆GmLEC2基因的生物信息学及表达分析

AtLEC2基因最早发现于拟南芥中,是参与体细胞胚胎发生与种子发育过程的重要基因,在植物生长和发育过程中起着非常关键的作用。本研究选择功能已知的AtLEC2基因作为参考,对大豆GmLEC2基因的启动子元件、蛋白的功能、等电点、脂肪指数、亲水性、不稳定系数、信号肽、跨膜结构、亚细胞定位、二级结构、三级结构和结构域进行预测分析。并采用荧光定量RT-PCR方法对GmLEC2基因的组织特异性表达进行分析。本研究的结果为今后进一步研究该基因的生物学功能提供了理论基础。     

木贼镰孢基因功能注释及比较基因组学分析

为挖掘木贼镰孢(Fusarium equiseti (Corda) Sacc.)的产毒基因及明确其进化关系,通过BLAST软件与GO、KEGG、COG、E职NOG、CAZy等14个数据库结合的方法对其全基因组进行功能注释并挖掘产毒基因,进行系统进化分析及运用色谱技术研究产毒基因的分泌规律;以麦根腐平脐蠕孢、燕麦镰孢、尖...     

基因功能富集分析的研究进展

基因功能的富集分析已成为高通量组学数据分析的常规手段,对于揭示生物医学分子机制具有重要意义.目前已有上百种基因功能富集分析的方法和工具.根据所解决的问题和算法的原理,这些方法可大体分为过代表分析、功能集打分、基于通路拓扑结构和基于网络拓扑结构4大类.本文对这4大类方法的原理及其中的典型方法进行了综述,并讨论了基因功能富集分析结果的冗余性问题及建立标准数据集的必要性.     

拟南芥CK1A基因功能初步研究

利用RT-PCR方法从拟南芥中分离了1个CK基因家族成员CK1A, 该基因的ORF全长2 112 bp, 编码一条703个氨基酸残基的多肽。构建了CK1A基因的植物表达载体35S: GFP: CK1A, 采用基因枪法进行的洋葱表皮细胞GFP瞬时表达实验表明, 荧光信号主要分布在细胞核上, 显示CK1A基因的产物可能在细胞核上发挥作用。半定量RT-PCR分析表明: CK1A基因在花中表达量最大, 其次是茎和根, 在叶和叶柄中表达量较弱。蓝光使CK1A基因的表达升高, 12 h时表达量明显增加, 24 h时表达量下降。酵母双杂交结果显示CK1A蛋白在蓝光下能与CRY2蛋白发生相互作用, 暗示CK1A基因可能参与拟南芥的蓝光信号传导途径。     

大豆球蛋白G1启动子的克隆及植物表达载体构建

从大豆冀nf37和冀豆15中克隆了大豆球蛋白G1基因的启动子片段。序列分析表明,两种启动子片段均为688bp,与GenBank现有的3种启动子序列(四川大豆(DQ250808)、南农87-c38(AY649096)和Dare(X15121))间的同源性在96.4%～99.6%之间。其中来自冀nf37的启动子片段除Legumin盒上有一个碱基差异外,其它元件与DQ250808完全相同,据此推测该启动子片段具有种子特异性启动子活性。将其与已有γ-生育酚甲基转移酶基因连接,构建了种子特异性表达载体pBG1TMT,为通过代谢工程手段调控油料作物种子维生素E组成、提高其营养品质奠定了基础。     

大豆再生相关基因GmARF的生物信息学及表达分析

生长素响应因子(auxin response factor,ARF)在植物生长和发育中起到了非常关键的作用。本研究利用实验室前期转录组测序技术得到的差异表达基因Gm ARF,并应用PLACE数据库、Interpro、expasy数据库、SOPMA、Phyre、Protscale、MEGA5等工具对该基因的启动子元件、编码氨基酸的功能、亲水性、等电点、二级结构、三级结构、同源进化树及KEGG通路进行分析。并研究了对其在外源激素处理下的表达分析。结果表明:其前体序列具有很多与再生相关的响应元件,理论等电点为6.28,稳定系数为60.45,属于不稳定蛋白,Gm ARF编码的蛋白属于生长素蛋白,有一个B3超家族的保守结构域,一个生长素响应因子,以及一个PB1结构域,二级结构中23.33%为α螺旋结构,49.67%为不规则卷曲,8.59%为α转角,18.42%为延伸链,三级结构共有194个氢键,9个螺旋结构,32个转角结构,亲水性平均系数为-0.497,Gm ARF基因与苜蓿亲缘较近,其KEGG通路属于植物激素信号调节通路中色氨酸代谢途径,q RT-PCR结果表明在外源激素处理下,Gm ARF的表达量显著提高,说明Gm ARF基因作为正调控因子参与大豆再生过程。本研究的初步结果对今后进一步研究该基因的功能,提高大豆再生率,建立稳定的大豆再生体系提供了理论基础。