萝卜TALE转录因子家族的鉴定与分析

TALE (three-amino acid loop extension)转录因子在植物生长发育及细胞分化过程中起重要作用.在多种植物中均已鉴定出TALE转录因子的家族成员,但是萝卜TALE转录因子家族的研究鲜有报道.文中通过生物信息学手段在象牙白萝卜全基因组中鉴定出了分布于9条染色体上的33个TALE家族基因.研究...     

DNA改组的最新动态及应用前景

DNA改组(DNA shuffling)是目前最方便、有效的一种分子水平的体外定向进化技术,该技术同倾向错误PCR (Error-prone PCR) 相结合,通过对单基因或相关基因家族的靶序列进行多轮随机诱变、重组和高通量的筛选,可以有效富集正突变,去除负突变,提高突变文库的丰度,创造新基因和获得期望功能的蛋白质。DNA改组技术已在新药物等领域取得了广泛的应用,极大地推动了现代生物科学和生物技术的发展。该技术同计算机强大的数据分析系统相结合,将会为后基因组学的发展提供强有力的技术平台。     

人X染色体含有一个黑色素瘤抗原基因亚家族

肿瘤相关基因的研究是肿瘤基因形成学说的核心内容。肿瘤相关基因家族的研究则是其中的重点和难点,从4－6月孕龄人胎肝cDNA文库中克隆到一个黑色素瘤抗原基因亚家族,称为MAGE－D亚家族,其成员包括3个直系同源体（人MAGE－D1、大鼠SNERG－1和小鼠DLXIN－1）和2个旁系同源体（人MAGE－D和人KIAA1114）。该家族的3个人类成员均定位于染色体Xp11.21-p11.23,同时具有独特的基因组结构。分子进化树分析表明,该家族与已知MAGE－A、－B和－C3个亚家族之间具有明显的进化上分歧。该亚家族的发现为研究肿瘤相关基因新功能提供了重要线索。     

三裂叶薯SPL基因家族鉴定、表达及miR156的调控分析

SQUAMOSA promoter binding protein-like(SPL)是一类广泛存在于植物中的转录因子,均含有一个高度保守的SBP结构域(SQUAMOSA-PROMOTER BINDING PROTEIN)。本研究通过SBP结构域的隐马尔可夫模型、Blastp、CDD和SMART等程序从栽培甘薯的二倍体近缘野生种三裂叶薯(Ipomoea triloba L.)全基因组中鉴定出26个SPL基因家族成员。它们不均匀分布于三裂叶薯的12条染色体上。利用系统进化分析将新鉴定的26个三裂叶薯ItbSPL基因和来源于苔藓植物、单子叶植物、双子叶植物的116个SPL基因构建进化树,并根据拟南芥AtSPL基因家族的分类标准将26个ItbSPL基因家族分为7组。GSDS 2.0基因结构和MEME 4.12.0保守基序分析表明,不同进化分支中的ItbSPL基因的外显子/内含子数目及其蛋白基序组成差异明显。利用拟南芥中已知功能的SPL对ItbSPL基因的功能进行预测,发现三裂叶薯ItbSPL家族基因成员可能与植物开花、逆境胁迫、次生代谢产物等生物学过程相关。通过预测microRNA156(miR156)的作用位点发现,在26个ItbSPL基因中14个含有miR156的作用位点,其中13个ItbSPL基因具有PCR扩增产物。利用qRT-PCR检测13个候选靶基因及miR156在三裂叶薯叶、茎、根中的表达量,发现13个ItbSPL均在茎中的表达量最低,显著低于叶与根中的表达,而miR156则在茎中的表达量最高,在根中的表达量最低,初步推测这13个ItbSPL是miR156的靶基因。以上研究结果为六倍体栽培甘薯SPL基因家族成员的鉴定、进化分析及功能研究提供了方法和基础。     

文昌鱼肌动蛋白基因家族的扩增(英文)

肌动蛋白是一种分布广泛而且在进化上十分保守的蛋白,是构成细胞骨架的关键组分.肌动蛋白通常被分成肌肉型和胞质型两种类型,各自行使着不同的功能.在此,作者对弗罗里达文昌鱼基因组中的肌动蛋白基因家族进行了系统分析,发现文昌鱼中该基因家族成员多达30多个,其中很多都是连锁分布的.基因结构趋于多样,分别包含2～7个外显子.进化分析的结果显示,文昌鱼的肌动蛋白基因家族可能通过串联重复而发生了扩增.作者还克隆了厦门文昌鱼两个不同的肌肉犁肌动蛋白基因,并比较了它们在文昌鱼早期胚胎中的表达图式.结果显示,这两个基因在表达上有着细微的差别,提示文昌鱼肌动蛋白基因家族成员在功能上的分化.上述结果将有助于阐明肌动蛋白基因家族及其功能在脊索动物中的演化.     

毛果杨HMA基因家族的生物信息学分析

重金属转运ATP酶（heavy metal transporting ATPase,HMA）是一种通过水解ATP跨膜运送重金属阳离子的转运蛋白,属于P-ATPase家族中一个亚类。不同HMA蛋白对重金属离子的转运具有选择性,在植物修复重金属污染土壤方面起着重要作用。依据毛果杨全基因组测序的结果,以及HMA基因蛋白的序列和功能特征,从毛果杨基因组中鉴定了13个HMA基因家族成员,分属于Zn亚类（Zn2＋/Co2＋/Cd2＋/Pb2＋P1B-ATPase）和Cu亚类（Cu＋/Ag＋P1B-ATPase）两个亚家族,主要分布于1、3号染色体上。生物信息学分析表明,毛果杨HMA基因的氨基酸序列一致性介于21.3%~89.3%,且具有保守的基序CPC、HP、DKTGT、TGEx、GDG、PxD和CxxC等。蛋白理化特征分析显示,多数毛果杨HMA蛋白稍偏酸性,结构稳定性较好,蛋白脂溶指数高,稍具疏水性。密码子偏好性分析显示,毛果杨HMA蛋白14个氨基酸中存在16个高频密码子,另有1个终止密码子为高频密码子,显示出毛果杨的种属特征。研究结果展示了毛果杨HMA基因家族的基本信息和特点,为深入研究毛果杨HMA基因的功能搭建了基础平台。     

Dof基因家族调节植物生长发育功能的研究进展

Dof（DNA binding with one finger）蛋白是一类植物特异性转录因子,通常含有200～400个氨基酸和2个主要结构域。该家族成员的N 末端为高度保守的单锌指Dof结构域,具有与DNA和蛋白质相互作用的双重功能,其C末端的氨基酸序列则较为多变,是Dof蛋白重要的特异转录调控结构域。研究表明,Dof蛋白作为转录激活物或阻遏物参与了多方面的植物生长发育过程。随着基因组测序技术的发展,已有大量的Dof基因从植物基因组数据库中鉴定出来。该文对近年来国内外有关Dof基因家族的结构特点、全基因组鉴定、蛋白互作以及生物学功能等方面的研究进展进行综述,以期为Dof转录因子的深入研究提供参考。     

高等植物的PIN基因家族

PIN是一类编码生长素极性运输载体元件的基因家族,影响着高等植物生长素的外向运输和众多生长发育过程。近年来该基因家族的相关成员陆续在不同物种中得到克隆。本文就PIN蛋白家族的结构、功能和活性调控的研究进展作一介绍。     

葡萄座腔菌Mcm基因家族全基因组鉴定及其对硫化物的响应特性

由葡萄座腔菌Botryosphaeria dothidea引起的轮纹病是严重威胁我国苹果产业健康持续发展的重要病害之一。前期研究表明,韭菜及其主要成分硫化物能显著致死病原菌并能高效防控该病的发生。为了明确微小染色体维持蛋白（Mcm）基因家族在葡萄座腔菌中的基本功能,在全基因组水平对葡萄座腔菌Mcm基因家族进行了鉴定,并分析了葡萄座腔菌Mcm基因家族对硫化物的响应特性。结果显示：葡萄座腔菌Mcm基因家族共有6个成员（BdMcm2-BdMcm7）,分别位于5条重叠群（contig）上,含有3-14个CDS区。葡萄座腔菌Mcm基因家族编码产物主要定位于细胞核,每个成员均具有Mcm-box结构域及其Walker A、Walker B及R-finger结构特征,长度为718-1 618aa,等电点为5.04-8.33,分子量为79.78-180.30kDa。RNA-seq数据和qRT-PCR分析表明硫化物三硫醚能高效抑制葡萄座腔菌Mcm基因家族的表达,与对照相比,6个葡萄座腔菌Mcm基因表达量分别下调20.56%-78.10%和10.74%-73.83%,两者呈现高度一致性（R²=0.8958）。细胞流式仪检测表明硫化物也显著阻滞了葡萄座腔菌细胞周期。该研究为进一步揭示韭菜及其主要成分防控苹果轮纹病机理提供了理论依据。     

拟南芥GA2ox基因家族启动子分析

赤霉素是一类重要的植物激素,它参与调节植物生长发育的各个阶段。真核基因的表达受多种因素的调控,其中启动子在转录水平上的调节作用至关重要,但是目前对拟南芥GA2ox基因家族上游顺式元件的详细分析较少。本研究分析了AtGA2ox基因家族染色体定位、进化关系、蛋白模体以及顺式元件。分析结果表明：AtGA2ox基因家族分为2个亚类;具有相对集中的染色体分布：具有相似的内含子和外显子结构;AtGA2ox基因家族成员进化关系越相近,模体和顺式元件则越保守且分布位置更接近。PLACE和Plant CARE以及DMB分析显示,AtGA2ox基因家族存在许多保守元件,受多因素的调控,在此家族的上游调控区域普遍存在组织和器官特异性表达元件、光响应元停、激素响应元件以及其他环境响应元件。基因表达谱分析结果表明,在激素诱导下,AtGA2ox基因家族均有响应。这些元件不仅作为正调控元件,诱导部分AtGA2ox基因的表达,而且还能作为负调控元件．抑制其他AtGA2ox基因的表达。