赛黑桦matK基因生物信息学分析

matK基因广泛应用于植物亲缘关系和物种鉴定研究.利用生物信息学对赛黑桦matK基因进行开放阅读框、氨基酸组成、蛋白质跨膜结构区、亚细胞定位和结合区分析,预测信号肽、氨基酸亲/疏水性、氨基酸二级结构,利用同源建模构建赛黑桦成熟酶K的三维结构及12种桦木属植物的系统进化树.结果表明:赛黑桦matK基因序列长度为2 524 bp,有13个开放阅读框; matK基因编码的成熟酶K含20种氨基酸,由17. 86%的α螺旋、9.52%的β折叠和72. 62%的无规则卷曲组成,为亲水性蛋白,具有10个蛋白结合区和1个多核苷酸结合区;赛黑桦与白桦、真桦、沼桦、甸生桦、绒毛桦和垂枝桦的亲缘关系较近.研究结果可为赛黑桦苗期的分子鉴定提供参考.     

獐牙菜亚族植物DNA条形码研究

为准确鉴定獐牙菜亚族植物(包含常用藏药"蒂达"(藏茵陈))的基原植物,实现对贮藏药材的标准化鉴别.本研究利用核基因ITS片段和叶绿体rbcL、mat K和trnH-psbA片段对獐牙菜亚族25种50个个体进行DNA条形码研究,结合4个候选条形码及其组合的种内、种间距离分布及物种鉴别率评价其在獐牙菜亚族植物中的应用效果.结果表明:核基因ITS片段不仅在单片段中鉴别率最高(80%),包含ITS片段的候选条形码组合的物种鉴别率均为100%,考虑mat K+ITS组合对种子植物的物种鉴别效果更好,推荐双条形码组合mat K+ITS为獐牙菜亚族植物的标准条形码.     

灯盏花CHI基因的再克隆及其绿色荧光蛋白表达载体构建

根据灯盏花转录组所注释的CHI unigene片段,设计了RACE相关引物,克隆到灯盏花CHI的cDNA全长序列,序列全长717bp,编码238个氨基酸.该氨基酸序列与我们前期所克隆的灯盏花CHI cDNA序列相比,在345、351位点发生了突变,碱基均由C突变为T,两个位点的突变均属于同义突变,编码的氨基酸分别为115、117位异亮氨酸、酪氨酸.同时将CHI基因片段插入到pDM 18-T,构建pDM 18-T-eBCHI中间载体.经测序验证后,根据pBI121-EGFP图谱,设计带有SalI、SpeI酶切位点的引物,以pDM 18-T-eBCHI中间载体为模板,扩增带酶切位点的CHI序列,扩增产物经回收、纯化后与双酶切的pBI121-EGFP链接,构建了重组表达载体pBI121-EGFP-CHI,CHI基因插入植物表达载体pBI121-EGFP的6xHis组氨酸标签与GFP基因间.经SalI、SpeI双酶切和PCR验证重组质粒,均能得到约750bp的目的片段,通过进一步测序证明,CHI基因已成功地连接到pBI121-EGFP-eBCHI中.采用电击转化法将重组质粒导入根癌农杆菌GV3101,用叶盘法转化灯盏花叶片,筛选出具有卡那霉素抗性的愈伤组织,经PCR扩增和叶绿素荧光成像检测证明,重组基因已成功地转化到灯盏花愈伤组织中.为利用转基因技术研究CHI基因的表达及其亚细胞定位打下基础.     

羊草LVAP1基因的克隆及生物信息学分析

克隆羊草VHA-c基因并预测其编码蛋白质结构和功能.由羊草总RNA经RACE克隆获得VHA-c基因cDNA,采用生物信息学方法预测蛋白结构和功能.获得羊草VHA-c基因cDNA,命名为LVAP1基因(GenBank登录号为GQ397276),LVAP1基因开放阅读框为498 bp,编码165个氨基酸,有4个α-螺旋跨膜结构域,在第4个结构域上含有一个高度保守的G lu142残基,推测它是质子的结合位点.进化树分析显示,羊草LVAP1蛋白与小麦、碱蓬和冰叶日中花等植物的VHA-c蛋白具有高度的同源性,推测LVAP1亚基与其他VHA-c亚基执行相似的功能.     

灯盏花ITS2基因克隆及RNA二级结构预测

利用PCR方法扩增灯盏花ITS2基因并克隆,获得ITS2基因序列.用生物软件对ITS2序列进行分析并构建系统进化树和RNA二级结构,得到灯盏花的ITS2核苷酸序列为205 bp,基于ITS序列飞蓬属11种共分为5支,分支与地理分布情况基本一致.ITS2 RNA二级结构在飞蓬属种间表现基本一致,而TS2区结构表现出属间差异.利用r DNA ITS区序列一结构和二级结构相结合达到鉴定药用植物灯盏花分类的目的.     

菊花‘千手观音’LEAFY基因转录区基因组克隆和结构分析

LEAFY(LFY)基因在植物花发育过程中具有重要作用,不仅控制着花序分生组织向花分生组织的转变,而且控制着开花时间.通过基因组PCR扩增,获得了菊花‘千手观音’LFY同源基因序列.序列分析表明该基因包括2个内含子和3个外显子.其内含子1的2个序列长短不同,差异明显.2个内含子与甘菊的LFY同源基因DFL相比都表现出了丰富的变异性.其外显子推测的氨基酸序列与甘菊DFL的氨基酸序列相似性达99%.系统进化分析表明‘千手观音’的LFY同源基因与所有的菊属植物的LFY基因在树的同一枝上,且距双子叶植物的距离近于单子叶或裸子植物.Southern杂交表明,‘千手观音’基因组中LFY同源基因以两个拷贝形式存在.     

天人菊matK基因克隆及生物信息学分析

为了完善天人菊的遗传信息,丰富菊科植物分子生物学分析数据.通过PCR扩增、基因克隆获得天人菊matK基因的完整核苷酸序列,采用生物信息学方法分析天人菊matK蛋白的结构及性质,并与其他12种matK氨基酸序列进行对比,构建系统进化树.结果表明,天人菊matK基因全长1296 bp,可编码432个氨基酸,二级结构以α-螺...     

五倍子蚜与寄主植物DNA序列系统发育关系及其协同进化

五倍子蚜特指寄生在漆树科盐肤木属几种植物上形成五倍子虫瘿的一类蚜虫.本研究采用PCR直接测序方法测定了五倍子蚜10个种共19个样本的mtDNA COI基因部分DNA序列(660 bp),从GenBank下载瘿绵蚜科Pemphigidae瘿绵蚜属Pemphigus、卷叶绵蚜属Prociphilus和棉蚜属Eriosoma及纩蚜科Mindaridae纩蚜属Min-darus种相应基因序列为外类群,构建五倍子蚜种之间的MP和ML分子系统发育关系,两种方法得到一致的结果.五倍子蚜10个种共形成3个大的聚类簇,圆角倍蚜属的红倍花蚜和倍花蚜、铁倍蚜属的4个种(亚种)分别以很高的置信度聚为一支,铁倍花蚜属的铁倍花蚜、小铁枣蚜属的红小铁枣蚜与倍蚜属的角倍蚜和倍蛋蚜聚为一支,但是其置信度较低.同时,采用生物信息学方法从GenBank下载五倍子蚜第一寄主盐肤木属Rhus植物cpDNATrnL-F区序列(980 bp),建立寄主植物种之间的MP和ML系统发育关系,与角倍蚜系统发育关系进行比较分析,结果显示二者之间明显的协同进化关系,但是五倍子蚜的聚类并没有完全和寄主植物之间形成一对一的平行对应关系.     

灯盏花乙素与α-葡萄糖苷酶相互作用的研究

运用酶促动力学、紫外光谱及荧光光谱研究灯盏花乙素与α-葡萄糖苷酶的相互作用,探讨灯盏花乙素对α-葡萄糖苷酶的抑制效果及抑制类型、结合类型﹑结合常数﹑结合位点数﹑结合过程中热力学参数以及非辐射能量转移。结果表明灯盏花艺素对α-葡萄糖苷酶的半数抑制率(IC50)为0.498mmol/L,抑制类型为非竞争性与竞争性抑制的混合型。灯盏花乙素结合α-葡萄糖苷酶内源荧光的猝灭是由于形成了新的配合物,符合静态猝灭机理。15℃,25℃,37℃下灯盏花乙素与α-葡萄糖苷酶的结合常数在0.99×105¹.53×105L/mol之间,且只有1个结合位点。热力学数据表明灯盏花乙素结合α-葡萄糖苷酶之间的主要作用力是疏水作用力和氢键。Frster能量转移理论确定了灯盏花乙素与α-葡萄糖苷酶的作用距离为3.97nm。     

雅致放射毛霉蛋白酶SP1基因的克隆及序列分析

雅致放射毛霉蛋白酶具有较好的脱苦味和水解豆类蛋白的能力.为了揭示其结构和功能的关系,促进其开发应用,文中通过RACE和PCR技术克隆获得丝氨酸蛋白酶SP1基因.根据生物信息学中的理论和方法,对SP1进行了较全面的预测和分析.结果表明:SP1基因由4个外显子和3个内含子组成,编码454个氨基酸残基.SP1属于蛋白酶K家族,与Rhizopus microsporus var.chinensis的丝氨酸蛋白酶同源性最高,亲缘关系最近.以蛋白酶K晶体结构(PDB code:1IC6)作为模板进行同源建模,通过对模拟结构的分析可知:SP1分子内无二硫键,具有1个Ca2+结合位点;SP1与蛋白酶K在底物结合区域、氢键、盐键和二硫键等方面均存在差异,这些差异可能就是SP1具有独特的水解作用和脱苦能力的原因.     

山羊奇异变形杆菌毒力因子zapA基因的克隆及蛋白结构预测

为了研究山羊奇异变形杆菌毒力因子,克隆zapA基因和预测推导的蛋白结构.采用PCR方法,对山羊奇异变形杆菌zapA基因进行扩增、克隆及序列测定;利用生物信息学软件预测推导zapA蛋白的信号肽、跨膜区、二级结构及B细胞抗原表位.结果表明:zapA基因长为1 476bp,编码491个氨基酸,与参考株的核苷酸序列同源性为99.59%,氨基酸同源性为99.59%;zapA蛋白存在信号肽,无跨膜区,B细胞表位可能位于69-71,78-84,136-139,197-199,353-356,371-373和472-474氨基酸区域内或附近.该试验为奇异变形杆菌zapA蛋白的表达及基因工程疫苗的研制提供了理论基础.     

灯盏细辛内生真菌的研究 Ⅰ:菌种分离及其分类鉴定

从灯盏细辛(Erigeron breviscapus(Vant.)Hand.-Mazz.)的根、茎、叶、花中分离获得内生真菌共54株,经显微形态观察将其中46株分类鉴定为5个目、7个科、22个属.结果表明,灯盏细辛不同部位内生真菌的数量、分布和种群存有差异.       

大青杨PuZFP 103基因的序列特征及逆境胁迫的表达分析

[目的]通过研究大青杨(Populus ussuriensis)PuZFP 103基因的序列特征及其在不同组织部位、激素处理与胁迫应答中的表达特性,为揭示PuZFP 103在大青杨生长发育中的功能提供依据.[方法]利用各种生物信息学方法对PuZFP 103基因进行分析,采用实时荧光定量PCR(real time qua...     

木榄细胞膜Na~+/H~+逆向运输蛋白BgSOS1功能的初步验证

根据木榄BgSOS1的序列信息从木榄中克隆到了全长的BgSOS1基因,该片段包含1个3 462 bp的开放阅读框,可编码1 153个氨基酸的多肽.生物信息学的分析结果表明:该氨基酸序列所编码的蛋白与拟南芥、番茄、水稻、小麦、盐芥和杨树的SOS1蛋白高度同源,同源性分别为63.86%,66.61%,62.18%,60.19%,63.97%和75.97%;BgSOS1蛋白的N端含有12个跨膜的结构域,C端为1个较长的胞内结构域.尽管单个BgSOS1的表达并不能提高转基因酵母的抗盐性,但SOS1,SOS2和SOS3共表达的酵母,其抗盐性明显提高,这表明SOS2/SOS3蛋白激酶复合体可能通过调控BgSOS1的Na+/H+交换功能来提高木榄的抗盐机理.     

树干毕赤氏酵母木糖还原酶Lysine270突变的理性设计

木糖代谢过程中木糖还原酶（XR）和木糖醇脱氢酶（XDH）的氧化还原不平衡是利用纤维素生成酒精的关键问题之一.前期研究发现Lysine270是形成树干毕赤氏酵母木糖还原酶（P. stipitis XR）与NAD(P)结合口袋的关键氨基酸之一.为研究Lysine270对P. stipitis XR辅酶偏好性的影响,本研究将Lysine270用其它19种氨基酸替代,构建19种不同的XR突变子,利用同源建模和分子对接的方法评价不同突变子与NAD(P)之间的相互作用,并从中选择两个突变子K270R和K270N进行试验验证.树干毕赤氏酵母木糖还原酶K270R、K270N突变基因及野生基因WT-XYL1分别在大肠杆菌中进行了表达,表达后的蛋白经His-Tag纯化柱纯化后再进行辅酶偏好性及酶学性质研究.结果发现,Lysine270突变直接影响XR与NAD(P)的Km值,通过理性选择得到的K270N突变子的辅酶依赖性由NADPH完全逆转为NADH.     

EDSV六邻体蛋白基因克隆与原核表达载体构建

应用降落PCR技术扩增出减蛋综合征病毒六邻体蛋白基因并将其克隆至pMDT-18载体上,经酶切、PCR鉴定及测序结果表明插入的片段为目的基因,全长2．733kb,共编码910个氨基酸。切下该目的基因定向克隆至pET-28a质粒构建了六邻体蛋白基因原核表达载体pET28a-hexon,经各种酶切、PCR鉴定及进一步测序后证明六邻体蛋白基因片段所插入的位置、大小、核苷酸序列和阅读框架正确无误,从而为下一步的表达及进一步阐明EDSV六邻体蛋白基因结构与功能的关系和减蛋综合征基因工程苗的研究奠定了良好基础。     

Isolation and ectopic expression of a bamboo MADS-box gene

A cDNA named DIMADS18 was isolated from the young spikelets of the sweet bamboo, Dendrocalamus latiflorus by RACE. DNA sequence analysis showed that DIMADS18 was composed of full ORF and 3UTR, but without 5UTR. The cDNA contained 1039 nucleotides and encoded a putative protein of 249 amino acid residues. The gene displayed the structure of a typical plant MADS box gene, which consisted of an MADS domain, K domain, a short I region, and the C-terminal region. Phylogenetic analysis of plant MADS box genes based on amino acid sequences revealed that DlMADS18 was grouped into the AGAMOUS-LIKE 6 (AGL6)-like subfamily. It was most likely homologous to the OsMADS6 of rice (Oryza sativa), with 88% sequence identity for the entire amino acid sequences. The DlMADS18 also showed relatively high amino acid sequence identity (59%) to AGL6 ofArabidopsis thaliana. To study the functions of DlMADS18, DlMADS18 cDNA clone driven by the CaMV 35S promoter was transformed into Arabidopsis plants. Transgenic plants of DlMADS18 exhibited the phenotypes of curled leaves, dwarfism, and early flowering with clustered terminal flowers. These results indicated that DlMADS18 may probably be involved in controlling the flowering time of D.latiflorus.     

大熊猫IL-2基因的克隆与序列分析

本实验应用反转录-聚合酶链反应（RT-PCR）技术，从ConA诱导培养的大熊猫外周血淋巴细胞总RNA中扩增得到大熊猫IL-2基因，并将其克隆到PGEM-T载体中．经菌落PER鉴定、序列测定及序列分析，结果表明，经克隆得到的IL-2基因开放阅读框由465个核苷酸组成，编码一个由155个氮基酸组成的多肽，包括编码20个氨基酸的信号肽和135个氨基酸的成熟肽，该基因（已在Genbank中登录，序列号为：DQ852339）与已知的其他哺乳动物如犬、猫、人、猪、牛、羊、马、兔、鼠等的IL-2核苷酸同源性在66.5％（鼠）～91．5％（犬）之间；IL-2编码氨基酸同源性在54．8％（鼠）-85．2％（犬）之间；进化树构建结果表明大熊猫与犬亲缘关系最近．     

何首乌中一种Ⅲ型PKS基因的克隆及生物信息学分析

Ⅲ型聚酮合酶即查耳酮合酶超家族,能催化生成一系列结构各异、具有不同生理活性、含有查耳酮合酶基本骨架的植物次生代谢产物。根据不同植物Ⅲ型PKSs基因的保守序列,设计简并引物,采用RT - PCR和RACE技术,首次从传统中药材何首乌(Polygonum multiflorum Thunb.)中克隆到一种Ⅲ型PKS基因,其cDNA全长1228bp, 编码379个氨基酸,命名为FmPKS (GenBank登录号: GQ411431)。该基因含有三个内含子, 与迄今报道的绝大部分Ⅲ型PKS含有一个内含子不同,而与最近报道的虎杖中克隆的PcPKS2基因相同。通过生物信息学方法对其编码蛋白的序列进行同源性分析,构建了系统进化树,并对其等电点、疏水性及二级结构、跨膜区域等理化性质进行了初步预测,为进一步研究其功能奠定了基础。