水稻bHLH基因家族成员表达模式分析

为了研究碱性-螺旋-环-螺旋 (basic-helix-loop-helix, bHLH) 转录因子的生物学功能,通过对开源数据库TIGR中水稻基因序列的预测,我们找到了水稻中的部分bHLH转录因子家族成员.用反转录-聚合酶链式反应 (RT-PCR) 的方法在水稻根、茎、叶、花和种子中,对这些成员的表达模式进行分析,然后与已有的拟南芥的表达信息进行比较.结果显示,部分序列相似度较高的bHLH基因,表达模式也较为相似,说明其在功能上可能存在联系.     

水稻bHLH基因家族成员表达模式分析

为了研究碱性-螺旋-环-螺旋（basic-helix-loop-helix，bHLH）转录因子的生物学功能，通过对开源数据库TIGR中水稻基因序列的预测，我们找到了水稻中的部分bHLH转录因子家族成员．用反转录-聚合酶链式反应（RT-PCR）的方法在水稻根、茎、叶、花和种子中，对这些成员的表达模式进行分析，然后与已有的拟南芥的表达信息进行比较．结果显示，部分序列相似度较高的bHLH基因，表达模式也较为相似，说明其在功能上可能存在联系．     

欧洲山杨bHLH转录因子家族全基因组分析

为了研究欧洲山杨中bHLH转录因子家族成员的分类和进化,分析其在干旱胁迫应激中可能行使的功能,本研究利用多种生物信息学手段从全基因组水平鉴定和解析欧洲山杨bHLH转录因子,并对干旱胁迫下的欧洲山杨根部转录组进行分析.结果显示,欧洲山杨的基因组中有167个bHLH转录因子家族蛋白.通过与拟南芥bHLH蛋白序列进行系统发育分析将其分为15个亚家族,并推测出39个PtbHLH的功能,这些功能表明bHLH转录因子家族涉及到欧洲山杨生长发育的多个生理过程.基因结构和motif分析显示,同一亚家族中几乎所有的PtbHLH都有相似的外显子/内含子排布和蛋白质motif结构.此外,利用RNA-seq数据分析干旱胁迫处理下PtbHLH基因的表达情况,筛选出4个潜在的bHLH抗旱蛋白.     

苦荞CCT基因家族生物信息学及表达分析

CCT转录因子在调控植物花期、生长发育及抗非生物胁迫等方面发挥着重要的功能。本研究以拟南芥AtCCT基因家族为参考序列,利用本地BLAST并结合保守结构域等生物信息学工具,筛选出苦荞FtCCT基因家族成员,并对其理化性质、染色体分布、基因结构、系统进化及表达水平进行分析。结果显示:从苦荞中共鉴定出35个FtCCT基因,含1-8个内含子;编码蛋白有117-753个氨基酸残基,等电点为4.96-9.51,均为亲水性蛋白。染色体定位分析表明,这些基因在8条染色体上均有分布。苦荞FtCCT基因家族含有10个保守基序和5个保守结构域,且都含有CCT保守结构域。系统进化分析表明,苦荞的FtCCT基因家族与拟南芥一样可分为3个亚家族,其中CMF亚家族的成员最多。35个FtCCT基因在苦荞根、茎、叶和花中的表达水平具有差异性,在叶和花中具有高表达量的成员较多,只有少数的成员在根和茎中高表达。本研究为进一步解析CCT基因调控苦荞花期及生长发育奠定基础。     

硫酯蛋白家族保守区域分析

硫酯蛋白家族(thioester-containing proteins,TEPs)广泛分布于动物界,在动物非特异性免疫反应中发挥了重要的作用,然而其家族成员多,分子进化关系复杂.本研究从基因数据库中挑取已收录TEPs家族各成员的氨基酸全序列,包括α2-巨球蛋白、补体3、补体4、murinoglobulins、卵巨球蛋白、妊娠区带蛋白,α-1-抑制因子等.多重序列比对分析TEPs家族各成员间功能位点和保守区域的变化,构建系统进化树分析TEPs家族分子进化.TEPs家族除保守的GC*EQ**硫酯键区域及两侧的脯氨酸残基,还有7个完全保守的氨基酸残基及G*****Q*T,FPETW,QTD,KPTVK等保守区域.上述分析结果可为深入研究TEPs家族分子进化及动物非特异性免疫进化提供参考.     

大豆MAPK基因家族的计算识别和系统发育研究

利用隐马尔科夫模型算法对大豆基因组中MAPK基因家族进行了计算识别,明确了大豆中MAPK基因家族的成员数量、分布,基因结构以及分子进化关系等方面的信息.结果表明:大豆MAPK基因家族的成员有19个,保守区分析结果表明这些大豆的MAPK基因中有6个成员含有TEY模式,13个成员含有TDY模式.分子进化分析结果表明这些大豆的MAPK基因只分布于ABD三个组中,其中A组有2个基因,B组有4个基因,D组有13个基因.由于基因的进化关系往往预示着基因功能之间的关系,所以对大豆MAPK基因家族进化上的研究有利于对该基因家族功能上的进一步的全面解析.     

大豆BGLU基因家族全基因组鉴定与表达分析

在植物中,β-葡萄糖苷酶(BGLU)参与调控许多重要的生理过程.利用大豆基因组数据库,共鉴定了42个大豆BGLU家族基因,对该家族成员的基因特征、蛋白结构、系统进化、染色体定位、启动子调控元件和表达模式等进行了全面分析.为今后研究大豆BGLU家族基因的功能提供了基因信息.     

银杏GbGGPS基因的克隆及序列分析

利用RACE技术克隆并获得了银杏牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合成酶基因(GbGGPS基因).银杏GbGGPS基因的cDNA全长为1 641 bp,含有1个1 176 bp的可读框,编码391个氨基酸序列.生物信息学预测GbGGPS蛋白的分子质量为42.51 ku,理论等电点为5.98,N端有叶绿体信号肽,其二级结构主要由α-螺旋和无规则卷曲组成.蛋白质同源分析表明,GbGGPS含有多聚异戊二烯基合成酶家族中保守的5个特征性结构域和2个富含天冬氨酸的区域.同源建模分析显示GbGGPS序列与薄荷GGPS蛋白的三维结构及活性位点高度相似.系统进化分析表明,银杏GGPS蛋白归属植物进化支,且与加拿大红豆杉、挪威云杉、北美冷杉的GGPS蛋白归为同一分支.     

甘蓝型油菜BnbHLH122基因的克隆、表达模式及胁迫响应分析

为了进一步探究甘蓝型油菜bHLH转录因子的生物学功能,本实验采用同源克隆技术从甘蓝型油菜中克隆了2个bHLH122转录因子基因全长cDNA序列,分别命名为:BnbHLH122-1(GenBank登录号为MT795160)和BnbHLH122-2(GenBank登录号为MT795161).生物信息学分析表明,BnbHLH122-1和BnbHLH122-2蛋白为不稳定的亲水性蛋白,都含有bHLH保守结构域,分别与白菜和甘蓝中预测的bHLH122蛋白的亲缘关系最近.亚细胞定位和转录激活活性验证实验结果表明两个BnbHLH122蛋白均定位在细胞核且具备转录激活活性.qRT-PCR实验结果表明BnbHLH122-1基因主要在花期的根中表达,BnbHLH122-2基因主要在苗期的根和花期的花中表达.此外,高温、低温、干旱、高盐、渗透、核盘菌胁迫以及ABA、SA、MeJA激素处理均能显著影响BnbHLH122基因的表达,由此说明甘蓝型油菜BnbHLH122基因可能在维持植株正常的生长发育和抵御逆境胁迫过程中发挥重要调节作用.     

哺乳动物Gpx 基因家族进化选择和功能分歧研究 (动物科学)

研究哺乳动物谷胱甘肽过氧化物酶基因家族(Gpx)的亲缘关系和进化选择压力性质。从NCBI等网站获取哺乳动物Gpx基因编码区核酸序列和GPX蛋白氨基酸序列,并用MEGA、Clustal构建亲缘关系树,用SignalP和TargetP分析信号肽和亚细胞定位信息;用K estimator和PAML分析其Gpx基因家族进化先后顺序和选择压力;用Diverge分析GPX蛋白家族功能分歧。结果表明,GPX蛋白家族进化中形成两个亚类,其一包括GPX1和GPX2,其二包括GPX3、GPX5和GPX6;各GPX蛋白成员均有高度保守的GPX蛋白家族基序和高度保守的硒代半胱氨酸或半胱氨酸残基,氨基端信号肽分析显示,GPX1蛋白为胞浆线粒体型,其余家族成员均为胞外分泌型;哺乳动物Gpx1基因进化上受到严格的负选择作用,Gpx基因家族成员保守区也受到负选择作用,但用枝位点模型却检出了正选择作用,GPX蛋白家族内存在轻微的功能分歧。哺乳动物GPX蛋白家族的进化上的负选择作用表明其在哺乳动物清除自由基抗氧化方面的关键作用。     

人源OR51E2基因家族全基因组进化和功能分析

短链脂肪酸(SCFAs)是膳食纤维在肠道细菌发酵过程中的代谢产物,主要包括乙酸、丙酸和丁酸,可通过结合SCFAs受体影响宿主健康.OR51E2为一种新发现的SCFAs受体,关于OR51E2的系统发育及其功能研究相对缺乏.利用生物信息学方法分析人源OR51E2基因家族基因的氨基酸组成、保守基序、蛋白结构、理化特性和系统进...     

甜菜夜蛾核多角体病毒（SeMNPV）gp 37基因的克隆及序列分析

通过鸟枪法克隆了甜菜夜蛾核多角体病毒（SeMNPV)基因组DNA EcoR I酶切的2．2kb片段,序列分析表明,该片段含有gp37基因,SeMNPV gp37基因的开放阅读框为801个核苷酸,编码268个氨基酸,预测蛋白质相对分子质量为30400,在gp37基因起始密码子上游有一典型的杆状病毒晚期基因启动子序列ATAAG,同其它昆虫杆状病毒和昆虫痘病毒GP37／Fusolin蛋白的比较结果表明,SeMNPV GP37与已知gp37/fusolin基因的氨基酸序列同源性较高（50－68％）,在其蛋白序列内存在类似的保守区和可能的N－连接糖基化位点,在SeMNPV gp37基因下游存在一个完整阅读框和部分get基因序列。     

Transcritption regulation of soybean ribulose-l,5-bisphos-phate carboxylase small sub-unit gene by external factors

Ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase small subunit gene (rbcS) is present with multi-gene family in plant genome. In Glycine max, the rbcS polypeptide (EC4.1.1.39) is encoded by a gene family containing 4—8 members. Three full-length rbcS cDNA clones were isolated and characterized from soybean seedlings, and both of their nucleotide and amino acid sequences showed high similarity. Differential accumulation of the rbcS mRNA was observed among roots, hypocotyls, cotyledons, epicotyls and leaves. The rbcS genes were up-regulated by various external factors such as salicylic acid (SA), salt stress and drought stress. The expression level of rbcS genes after being treated by 2.0 mmol/L SA and 0.4% NaCl, respectively, is 2.5—3.0-fold as high as that of control sample. Moreover, soybean rbcSmRNA was accumulated with diurnal variation but easily influenced by light and low temperature.     

Transcritption regulation of soybean ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase small subunit gene by external factors

Ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase small subunit gene (rbcS) is present with multi-gene family in plant genome. In Glycine max, the rbcS polypeptide (EC4.1.1.39) is encoded by a gene family containing 4-8 members. Three full-length rbcS cDNA clones were isolated and characterized from soybean seedlings, and both of their nucleotide and amino acid sequences showed high similarity. Differential accumulation of the rbcS mRNA was observed among roots, hypocotyls, cotyledons, epicotyls and leaves. The rbcS genes were up-regulated by various external factors such as salicylic acid (SA), salt stress and drought stress. The expression level of rbcS genes after being treated by 2.0 mmol/L SA and 0.4% NaCl, respectively, is 2.5-3.0-fold as high as that of control sample. Moreover, soybean rbcS mRNA was accumulated with diurnal variation but easily influenced by light and low temperature.     

家蚕基因组P450基因家族的分析

利用家蚕基因组mRNA和氨基酸数据库对P450基因进行搜索．结果显示：在家蚕基因组中发现77个P450基因．分别归于18个P450家族和26个亚家族,其中有9个多基因家族。3个基因家族的成员超过10个,CYP4有20个成员。是一个典型的多基因家族。对P450基因进行正选择、基因转换和基序分析。结果表明：1个组（包含3个P450s基因）中检测出了显著的正选择替换位点,在这1个组中．转换事件的次数为3次。     

黑莓果实发育过程中蔗糖磷酸合成酶基因的表达分析

【目的】蔗糖磷酸合成酶(sucrose phosphate synthase, SPS)是调控植物蔗糖代谢合成的关键酶,在植物光合产物的积累与分配方面有重要作用。本研究旨在探讨黑莓3个SPS基因的系统发育关系、编码的蛋白特性、在不同发育时期、不同组织中的时空表达特性,并分析其与黑莓发育的关系。【方法】以黑莓栽培品种‘宝森’(‘Boysenberry’)为试材,从中克隆和鉴定了3个 SPS 基因家族成员,利用生物信息学和荧光定量聚合酶链式反应(qRT-PCR)等方法对3个黑莓SPS 基因RuSPS1、RuSPS2和RuSPS3的氨基酸序列、保守作用元件、编码的蛋白特性、蛋白结构及进化关系进行分析,并对这3个基因在黑莓中的时空表达情况与酶活性进行了相关性分析。【结果】多重氨基酸序列比对显示,黑莓SPS蛋白具有植物SPS家族特有的2个保守蛋白结构域及2个相对保守的蛋白磷酸位点;系统进化分析表明,RuSPS基因分为A、B两个亚族,其中RuSPS1和RuSPS3为A亚族成员,RuSPS2为B亚族成员;保守作用元件分析表明, 除RuSPS2含基本的蛋白保守元件外, RuSPS1和RuSPS3都存在不同程度的片段缺失;序列分析和比较揭示了黑莓SPS基因与其他家族的不同特征。qRT-PCR分析显示,3个RuSPS基因在黑莓各个组织器官中均有表达,其中RuSPS1在叶片和果实中表达量较高,在花中的表达量较低;RuSPS2在发育成熟的果实中有大量的表达,在其他器官中表达量较低;RuSPS3在各器官中的表达均较高,说明 SPS基因表达具有明显的组织特异性,3个RuSPS基因都随着果实发育进程在果实和叶片中表现了表达增加的趋势。果实和叶片中SPS酶活性的变化与RuSPS基因表达水平一致。相关分析表明,叶片中SPS活性与RuSPS2显著正相关(P<0.05),果实中SPS活性与RuSPS1显著负相关(P<0.05)。【结论】3个RuSPS基因与黑莓果实发育过程中的蔗糖合成与代谢关系密切,均参与了黑莓的生长发育调控,其中叶片中SPS活性的变化一定程度上是由RuSPS2调控,果实中SPS活性的变化则是由RuSPS1调控。     

玫瑰微球菌海藻糖合成相关酶基因的克隆和序列分析

从玫瑰微球菌QS412中克隆出海藻糖生成相关酶――麦芽寡糖基海藻糖基水解酶的基因treZ ,测定了其核苷酸序列并进行了表达。treZ 编码的蛋白质有624个氨基酸、分子质量为68 kD. 它们与已报道的其他微生物的海藻糖生成相关酶的基因进行同源性比较，treZ 的同源性分别为33.0%(耐放射异常球菌)；10.1%(硫矿硫化叶菌KM1)；51.9%(节杆菌Q36)；52.8%(根瘤菌M11)；48.5% (短杆菌)。经过氨基酸序列比较分析还发现，所有的海藻糖生成相关酶都含有糖苷酶家族13个中几个高度保守的α-淀粉酶催化活性区，推测这些海藻糖生成相关酶都可能有着共同的进化来源。