莱茵衣藻磷脂二脂酰甘油酰基转移酶3在三酰甘油合成中的功能研究

为研究磷脂二脂酰甘油酰基转移酶（PDAT）在三酰甘油合成中的功能,克隆了莱茵衣藻（Chlamydomonas reinhardtii） PDAT同源基因CrPDAT3干涉片段,通过构建CrPDAT3 RNAi 干涉载体并转化莱茵衣藻,对CrPDAT3基因有效沉默,结果显示转基因藻株生长减缓,油脂含量下降14.65%-45.15%,说明CrPDAT3对油脂合成起到重要的作用。研究结果对于该基因应用于微藻油脂的遗传改良将起到重要作用。       

三种豆科植物DGAT1基因家族的分子特征与进化分析

二脂酰甘油酰基转移酶广泛存在于动物、植物及酵母中,是催化三脂酰甘油生物合成的关键酶.在大豆、苜蓿和百脉草基因组中共挖掘到7个DGAT1基因,并剖析该基因的分子特征与进化关系.基因结构分析表明,3种豆科植物DGAT1基因的外显子数目变异大,其范围为3- 16.蛋白特征分析显示,3种豆科植物分享8个保守基序,同时发现2个大豆物种特有的保守基序.EST数目统计分析结果表明,该基因在3种植物的根、茎、叶、花、子叶与体细胞胚中表达,其中花器官表达量最高,EST数目占了34％.进化分析揭示了DGAT1基因是一个古老的基因家族,在植物演化历程中基因数目发生扩增现象,但其功能区仍然保持较高的保守性.     

豚鼠心脏CDP-乙醇胺磷酸转移酶的动力学研究

为探讨不同的二价基甘油对三种乙醇胺甘油磷脂生物合成能力的影响,通过对豚鼠乙醇胺磷酸转移酶动力学研究,发现磷脂酰乙醇胺的合成可被1-烷基-2-脂酰甘油和1-烯醚基-2-脂酰甘油抑制,而缩醛磷脂酰乙醇胺的生成不受1,2-二脂酰甘油影响,并提示不同的二价基甘油对乙醇胺磷酸转移酶的抑制作用呈非竞争性抑制,此有利于对三种乙醇胺磷脂酰甘油生物合成的相互协调作用。     

弯枝藻属rbcL基因的适应性进化分析

为探讨淡水红藻的叶绿体基因及其适应性进化特征,选取弯枝藻属(Compsopogon)及相近外类群的rbc L基因共17条,利用PAML 4.9软件,对弯枝藻属rbc L基因编码蛋白进行生物信息学分析,并分别采用分支模型、位点模型以及分支-位点模型对基因的选择位点进行检测。结果表明,弯枝藻属rbc L基因编码蛋白的二级结构主要由α螺旋和β折叠构成,结构稳定。采用最大似然法构建的系统发育树表明,内类群为单一物种,分为3个小分支,具有一定地理分布规律。在3种进化模型中均未检测到统计上显著的正选择位点,表明绝大多数位点处于负选择压力下。因此,弯枝藻属rbc L基因未发生适应性进化。     

基于叶绿体基因组解析半枫荷系统位置和进化

为明确国家二级保护植物半枫荷与近缘类群的系统发育关系,分析叶绿体基因的适应性进化。该研究利用22个物种的24条叶绿体基因组序列构建最大似然树和贝叶斯树,探讨半枫荷及其近缘类群的系统发育关系,并通过不同模型检测半枫荷与近缘类群的叶绿体编码基因的变异位点与选择压力间的关系。结果表明：(1)半枫荷叶绿体基因组具有133个基因,包括蛋白质编码基因88个(其中11个具有内含子)、tRNA基因37个、rRNA基因8个。(2)半枫荷及其近缘属蕈树属、枫香树属8个物种的叶绿体基因组在序列长度、基因数量及组成、GC含量等方面相对保守,反向重复区与小单拷贝区边界高度保守。小单拷贝区和大单拷贝区的变异程度较高,而反向重复区的变异程度较低。(3)半枫荷与蕈树属、枫香树属物种聚成蕈树科分支,并可划分为3个亚分支,亚分支间或物种间可能存在杂交或不完全谱系分选。(4)适应性进化结果显示,在不同模型下蕈树科分支的物种在ndhA等叶绿体基因受选择约束(纯化选择),位点模型也检测到10个基因的28个位点P大于0.99,这些编码基因变异可能与蕈树科植物适应性分化有关。该研究结果支持半枫荷隶属于蕈树科,蕈树科内物种的叶绿体基...     

菜豆叶片衰老期间叶绿体被膜膜脂与脂肪酸组分的变化

菜豆叶片叶绿体总脂和被膜膜脂中均含有单半乳糖甘油二脂和双半乳糖甘油二脂,在整个衰老期间两种糖脂的比值变化不大。叶绿体总脂中含有5种磷脂,脂肪酸以不饱和的亚麻酸为主,而被膜膜脂中仅含磷脂酰胆碱和磷脂酰甘油,脂肪酸以饱和的棕榈酸为主,不饱和亚油酸为次。叶片衰老过程中被膜所含两种磷脂比值明显降低,脂肪酸的不饱和指数也因亚麻酸相对含量显著减少、棕榈酸相对含量增加而降低。     

念珠藻属植物hetR基因的适应性进化分析

以念珠藻属(Nostoc)及其近缘类群hetR基因的51条序列为研究对象,对hetR基因的编码蛋白进行生物信息学分析和系统发育分析,并使用分支模型、位点模型和分支-位点模型进行该基因位点的适应性进化研究。系统发育分析结果显示,51条hetR基因蛋白序列可分为4个大分支。适应性进化分析结果表明,在3种进化模型中,大多数分支及藻株都没有检测到统计学上具有显著性的正选择位点,说明检测的位点大多处于负选择压力下。但在普通念珠藻(Nostoc commune,CHAB2802)中检测到正选择位点(126T),提示念珠藻属植物hetR基因发生了适应性改变。     

与磷脂酰甘油有关的植物抗冷机理研究进展

磷脂酰甘油是类囊体膜脂中较饱和、相变温度较高的类脂,冷敏感植物中含多较多饱和ＰＧ。捕光叶绿素蛋白复合体与之共阶连接,它的相变与光合冷敏性有关。３－磷磷甘油转酰酶的酰基选择性决定了ＰＧ的饱和度,该基因的克隆与转化的实验结果证实ＰＧ相变与植物光合冷害有关系。     

酿酒酵母酚类抑制物耐受性脂质组学研究

通过脂质组学分析方法从细胞膜磷脂分布方面探究适应进化酿酒酵母酚酸耐受性机制。主要利用高效液相色谱-质谱(LC-MS)对酚酸胁迫下适应进化菌株和原始菌株脂质成分检测并进行统计学比较分析。检测出565种脂质代谢物,包含细胞膜磷脂185种。相比初始菌株,适应进化菌株细胞膜中磷脂酰胆碱(PC)、磷脂酰乙醇胺(PE)和磷脂酰肌醇(PI)类磷脂分子相对含量增加,含有长链(C32-C36)和双不饱和脂酰链的磷脂分子含量增加。统计学分析表明显著性差异磷脂分子主要为含有长链不饱和脂酰链的PC和PE类磷脂分子。推测适应进化菌株通过膜磷脂重塑提高细胞膜完整性,对酚类抑制物起到选择性屏障作用,从而保持细胞活性。     

大豆蔗糖合成酶家族成员的全基因组鉴定及表达分析

该研究基于已公布的大豆基因组序列,旨在对大豆蔗糖合成酶(SUS)家族成员进行全基因组鉴定及表达分析,以探讨大豆SUS家族基因的生物学功能,为GmSUS基因的利用及大豆高产育种奠定理论基础。结果表明:(1)在大豆基因组中共鉴定到12个蔗糖合成酶基因(GmSUS1~GmSUS12)。(2)GmSUS蛋白之间序列一致性很高,均具有植物SUS家族蛋白特有的蔗糖合成结构域和糖基转移结构域;除GmSUS5外,其他GmSUS蛋白N端均具有一个保守的丝氨酸(Ser)磷酸化位点。(3)系统进化分析显示,GmSUS蛋白主要聚为3组(SUSⅠ~SUSⅢ),且位于同1组的GmSUS基因大部分具有相似的内含子/外显子分布模式。(4)12个GmSUS基因不均匀地分布在大豆的10条染色体上,片段复制可能导致了GmSUS基因在大豆基因组中的扩增。(5)表达特性分析表明,大豆SUS家族成员具有不同的组织表达模式,GmSUS8在大豆种子中表达量很高,GmSUS1、GmSUS7和GmSUS5在大豆根瘤中表达量很高,GmSUS3、GmSUS11和GmSUS12在所有被检测的组织均具有较高的表达。     

二脂酰甘油酰基转移酶2 (DGAT2)基因研究进展

二脂酰甘油酰基转移酶2 (Acyl CoA: Diacylgycerol Acyltransferase 2, DGAT2)是生物体内的一种非常重要的酶, 其主要机制是使二酰甘油加上脂肪酸酰基辅酶A以共价健结合形成三酰甘油。编码该酶的基因有DGAT2和DGAT1。文章综述了DGAT2基因的发现、定位、结构、生物学效应及其遗传多态性与生产性能的关系, 并对其应用前景进行了展望。     

弗氏柠檬酸菌1,3-丙二醇合成的代谢工程研究

【目的】研究弗氏柠檬酸菌(Citrobacter freundii) 1,3-丙二醇合成的代谢过程。【方法】构建甘油脱氢酶基因GSR-lacZ、1,3-丙二醇氧化还原酶基因PDO-lacZ和甘油脱水酶基因GL-lacZ等报告基因。在此基础上,构建3个相应的转座子突变文库。【结果】筛选到6株突变子,其相应关键酶表达水平提高1?11倍,1,3-丙二醇产量提高幅度为3%?50%。对转座子插入位点分析显示,5株突变子插入位点均为β-内酰胺酶(CKO_02592)编码基因,1株突变子插入位点为二氢硫辛酰胺基转移酶(CKO_02433)编码基因。进一步分析发现,β-内酰胺酶基因突变显著提高甘油脱水酶和甘油脱氢酶的表达水平,而1,3-丙二醇氧化还原酶表达水平没有变化;二氢硫辛酰胺基转移酶基因突变显著提高1,3-丙二醇氧化还原酶表达水平,其他两种关键酶基因表达水平不变。【结论】β-内酰胺酶和二氢硫辛酰胺基转移酶基因能够分别影响1,3-丙二醇合成代谢途径关键酶的表达,为构建工程菌株打下基础。     

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。     

巴西橡胶树磷脂酰肌醇转移蛋白cDNA的克隆及其序列分析

本文从巴西橡胶树(Hevea brasiliensis)差减cDNA文库中筛选到一个与磷脂酰肌醇转移蛋白(phos-phatidylinositol transfer protein)同源性较高的基因片段,并根据该基因片段序列信息,设计特异性引物,采用cDNA末端快速扩增技术RACE(rapid amplification of cDNA ends)进行差异片段的5'和3'端的扩增,并获得长度为1081bp的全长cDNA克隆R291(GenBank登陆号:AY589690)。序列分析表明,该基因包含702bp的开放阅读框,编码234个氨基酸,推测其蛋白质的分子量为26.8kD,等电点为6.51,有一个的跨膜螺旋区(氨基酸位点为83～103)。R291基因含有一个脂质结合保守区(Sec14p-like lipid-binding domain),具有CRAL-TRIO脂质结合结构域,推测该基因是一个磷脂酰肌醇转移蛋白基因。该基因的克隆将为橡胶树磷脂酰肌醇代谢的研究奠定了基础,将有助于进一步了解磷脂酰肌醇代谢与胶乳再生之间的关系。     

高效薄层色谱测定湛江等鞭金藻培养过程脂质变化

【目的】研究湛江等鞭金藻(Isochrysis zhangjiangensis)由氮元素丰富至限制培养过程中脂质成分的变化。【方法】利用高效薄层色谱(HPTLC)分离分析微藻中脂质。【结果】随着培养基中营养物质的消耗,细胞逐渐处于胁迫状态,在这种状态下,细胞大量积累贮存脂质—甘油三脂(TAG),组成生物膜系统的单半乳糖甘油二脂(MGDG)、硫代异鼠李糖甘油二脂(SQDG)、磷脂酰甘油(PG)和磷脂酰胆碱(PC)含量降低,而游离脂肪酸(FFA)、甘油二脂(DAG)、双半乳糖甘油二脂(DGDG)、磷脂酰肌醇(PI)和磷脂酰乙醇胺(PE)则相对稳定。【结论】HPTLC可作为一种简便、可靠的微藻中脂质分离分析方法,为研究微藻油脂代谢途径以及甘油三脂(TAG)的调控积累提供有效手段。     

大豆蛋白编码基因起源与进化

物种基因组成是一个高度动态的进化过程, 其中相对较近起源的种系和物种特异性基因会持续整合到包含古老基因的原始基因网络中。新基因在塑造基因组结构中发挥重要作用, 能提高物种适应性。基因复制和新基因的从头起源是产生新基因及改变基因家族大小的2种方式。目前, 大豆(Glycine max)基因起源时间与进化模式的相互联系很大程度上还未被探索。该研究选择19种具有代表性的被子植物基因组, 分析基因含量动态性与大豆基因起源之间的潜在联系。采用基因出现法, 研究显示约58.7%的大豆基因能追溯到大约1.5亿年前, 同时有21.7%的基因为最近起源的orphan基因。研究结果表明, 与新基因相比, 古老基因受到更强的负选择压并且更加保守。此外, 古老基因的表达水平更高且更可能发生选择性剪切。此外, 具有不同拷贝数的基因在上述特征中也具有明显差异。研究结果有助于认识不同年龄基因的进化模式。     

哺乳动物FSHR基因选择压力分析

FSHR基因正常表达是卵巢获得促性腺激素反应能力的关键,其与哺乳动物的繁殖性状有密切的关系,且该基因不同基因型与绵羊等多胎性状相关。对33种哺乳动物的FSHR基因选择压力进行分析,FSHR基因转录本最长ORF序列正选择位点有19个,但只有1个位点P>95%;鲸豚类动物为前景枝,比较M0和M2,差异显著,且二者均为0<ω<1。研究结果表明,哺乳动物的FSHR基因较保守,主要受净化选择作用。鲸豚类动物FSHR基因存在加速进化,推测长江江豚等鲸豚类动物抚幼要求高,难度大,一般1胎1仔,FSHR基因加速进化可能有助于其实现“优育”繁殖适应。     

大豆蛋白编码基因起源与进化

物种基因组成是一个高度动态的进化过程, 其中相对较近起源的种系和物种特异性基因会持续整合到包含古老基因的原始基因网络中。新基因在塑造基因组结构中发挥重要作用, 能提高物种适应性。基因复制和新基因的从头起源是产生新基因及改变基因家族大小的2种方式。目前, 大豆(Glycine max)基因起源时间与进化模式的相互联系很大程度上还未被探索。该研究选择19种具有代表性的被子植物基因组, 分析基因含量动态性与大豆基因起源之间的潜在联系。采用基因出现法, 研究显示约58.7%的大豆基因能追溯到大约1.5亿年前, 同时有21.7%的基因为最近起源的orphan基因。研究结果表明, 与新基因相比, 古老基因受到更强的负选择压并且更加保守。此外, 古老基因的表达水平更高且更可能发生选择性剪切。此外, 具有不同拷贝数的基因在上述特征中也具有明显差异。研究结果有助于认识不同年龄基因的进化模式。     

水稻干胚膜脂脂肪酸组分差异性分析

水稻干胚膜脂主要由磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰肌醇、磷脂酰甘油、单半乳糖双甘油脂和双半乳糖双甘油脂组成,其脂肪酸组成主要是棕榈酸、油酸、亚油酸和亚麻酸。干胚线粒体和花粉粒膜脂及其脂肪酸组分与干胚膜脂相似,但配比有所不同。干胚膜脂的脂肪酸不饱和度与水稻品种遗传特性(如低温适应性)有关,而且也受胚形成期温度的影响。脂肪酸不饱和度与温度呈负相关。膜类脂不饱和度的差异主要是由脂肪酸组或的不同配比引起;温度引起的脂肪酸不饱和度的差异是由油酸和亚油酸含量上的变化引起的。干胚膜脂脂肪酸不饱和度与开花结实期低温适应性的关系可能作为水稻开花结实期抗冷性鉴定的一个指标,值得进一步加以研究。     

哺乳动物抗凝血酶基因的分子特征、微共线性与适应性进化

抗凝血酶(AT)是哺乳动物体内重要的天然抗凝血因子之一,它隶属于丝氨酸蛋白酶抑制物家族,主要参与并调节复杂的血凝过程。基于比较基因组学手段,共挖掘出17个哺乳动物抗凝血酶基因(AT),并剖析了它们的基因结构、微共线性、保守基序、功能结构域、以及系统进化关系。基因结构与微共线分析表明,哺乳动物AT基因具有5-12个外显子,大多数是7个外显子;不同物种AT基因所处区段之间具有较好的共线性。哺乳动物AT蛋白特征分析显示,SERPIN功能结构域与保守基序1、2、3、4、5、8和9存在相互重叠的部分。AT基因进化树揭示基因进化和通常认为的物种进化几乎一致。同时,利用PAML中Codeml的位点特异模型在AT基因中发掘了1个正选择位点328D。