水稻中Intronic MicroRNA与其宿主基因功能关系分析

根据已有的水稻基因组注释,对水稻中已知的437个pre-miRNAs的基因组背景加以分析,有98个(～22%)与蛋白编码基因相重叠,其中69个(～16%)位于蛋白编码基因的内含子区域,即intronic microRNAs(in-miRNAs).对这些in-miRNAs的靶基因进行Gene Ontology(GO)富集分析,结果显示in-miRNAs对蛋白质氨基酸磷酸化,DNA整合,蛋白质水解,恒温保持,防御响应等生物学过程中的基因有明显的调控作用.最后,对宿主基因及靶基因的功能进行整合分析发现有4个in-miRNAs所调控的靶基因与其宿主基因参与了相同的生物过程.我们推断,in-miRNAs可能会在这些生物过程中,通过下调靶基因的表达来协助或抑制其宿主基因的功能.     

水稻OsAAP6基因功能性遗传变异的鉴定及分子调控机制研究

<正>我校生命科学学院教师彭波博士2016年获批国家自然科学基金项目:水稻OsAAP6基因功能性遗传变异的鉴定及分子调控机制研究,项目编号:U1604110.提高粮食作物的营养品质就是改善人类自身的营养与健康.对水稻等禾本科作物而言,种子蛋白质含量是一个极其重要的品质性状.预计到2050年世界人口将达到或超过90亿,人们对高品质作物的需求预计在     

毛竹硅转运基因PhLsi1的ORF克隆及生物信息学分析

以水稻硅的内转运蛋白基因Lsi1的cDNA序列为信息探针,对毛竹的核酸数据库进行同源性搜索,获得全长为797bp的毛竹硅内转运蛋白基因的cDNA序列(Genbank登陆号:FP095571).与水稻Lsi1的cDNA序列相比,毛竹中该基因cDNA序列第721位处发生终止突变,导致毛竹Lsi1丢失了86个氨基酸残基.采用RTPCR方法对其进行克隆,序列分析表明,PhLsi1基因在编码时确实存在提前终止现象,共编码212个氨基酸,与水稻、玉米和大麦中已克隆的硅内转运蛋白(silicon influx transporter,含有6个跨膜螺旋区和2个NIP保守基序)的序列相似性分别高达99.3%,91.9%,91.9%,但只具有5个跨膜螺旋区和1个NIP保守基序.     

水稻OsWHY1基因克隆及过表达与RNAi载体构建

Whirly蛋白是一种单链DNA结合蛋白,是植物特有的存在于细胞核与叶绿体中的双定位蛋白.本研究以水稻品系金23B为材料,从cDNA中克隆得到水稻whirly蛋白基因(OsWHY1).该基因的c DNA全长为1 250 bp,开放阅读框大小为825 bp,编码274个氨基酸.结构域分析结果表明OsWHY1蛋白序列具有whirly蛋白家族共有的whirly结构域.蛋白质序列比对分析表明,OsWHY1蛋白序列与玉米(Zea mays),小米(Setaria italica),黍(Panicum miliaceum),高粱(Sorghum bicolor),大麦(Hordeum vulgare)的蛋白序列相似性分别为79. 8%、83. 1%、82. 7%、78. 7%和75. 3%.此外,本研究通过酶切酶连的方法成功构建了pU1300-OsWHY1过表达载体和PTCK303-OsWHY1 RNA干扰载体,为进一步研究OsWHY1基因在水稻持绿性中的功能打下基础.     

利用蛋白质组学技术筛选与BIV基质蛋白MA相互作用蛋白

牛免疫缺陷病毒BIV的基质蛋白MA是由gag基因编码病毒结构蛋白之一,参与病毒运输包装等多种过程.通过蛋白质组学方法,寻找与MA有相互作用的宿主蛋白.通过原核表达MA-CBP融合蛋白,将其结合在几丁质上,并与细胞裂解物混合,纯化特异结合的细胞蛋白.利用双向电泳以及MALDI-TOF质谱分析,筛选到8个与MA具有相互作用的候选蛋白,功能涉及运输、氧化还原、热激反应等.进而克隆所鉴定蛋白之一的PRDX4,利用体外结合实验进一步证实其与BIV MA蛋白存在相互作用.初步建立利用蛋白质组学技术研究病毒与宿主相互作用实验方法,所得结果为了解慢病毒结构蛋白在病毒生活周期中功能提供了线索,有助于探索过氧化物酶家族蛋白在病毒感染过程中的作用及其分子机制.     

人类肾脏组织特异性蛋白网络构建及分析

生命体内组织特异性基因往往在对应的组织中表现出高的共表达性,在组织特异性基因的调控中,非组织特异性的转录因子往往起很大作用,并且这些转录因子往往与特定的转录因子一起影响组织的特异性,因此研究组织特异性基因编码蛋白相互作用网络必须考虑非组织特异性蛋白的影响。本文提出了一种利用最短路径算法来计算组织特异性基因编码蛋白的关联蛋白,从而构建最大连接强度的组织特异性蛋白相互作用网络,并对其拓扑结构进行基因本体（ GO）、KEGG Pathway和疾病本体（ DO）的富集度分析。通过对肾脏组织中的1486个蛋白质及其相应的4011条蛋白质相互作用分析,发现绝大部分结构的功能与肾脏组织的功相吻合,同时也发现了几种比较有趣的表面上与肾脏组织无关的功能及疾病。     

中华按蚊AsAce2基因的鉴定及生物信息学分析

【目的】对中华按蚊(Anopheles sinensis)基因组中的乙酰胆碱酯酶(Ace)基因进行鉴定和生物信息学分析。【方法】通过同源性搜索得到1条乙酰胆碱酯酶(Ace)基因序列,命名为AsAce2,分析了该基因的基因结构以及所编码蛋白的理化性质、亚细胞定位、二级结构、三级结构和系统发生关系。【结果】AsAce2基因全长为4 008bp,编码区序列长度为1 941bp,共编码647个氨基酸;AsAce2蛋白与其他蚊虫的Ace2蛋白具有较高的同源性,在系统发育关系上与冈比亚按蚊(Anopheles stephensi)的Ace2蛋白和不吉按蚊(Anopheles gambiae)的Ace2蛋白关系更近;AsAce2基因结构中含有3个1位和2个2位内含子;AsAce2蛋白分子式为C_(3222)H_(4925)N_(875)O_(947)S_(32),为亲水性蛋白,蛋白定位在细胞周质,在13~32位氨基酸为跨膜区,无疏水区和信号肽,二级结构主要以不规则卷曲为主。【结论】丰富了相关基础数据,为进一步研究该基因的功能奠定了基础。     

水稻全基因组磷脂酶家族蛋白筛选及其生物信息学分析

利用已鉴定磷脂酶基因同源筛选的方法对水稻全基因组范围的磷脂酶基因进行鉴定与筛选,有助于研究其家族基因的各种功能.通过对水稻全基因组进行分析,筛选鉴定磷脂酶家族成员,并对编码蛋白的跨膜区、等电点、分子量等理化性质以及进化、基因组定位、表达特征进行生物信息分析.结果表明：水稻磷脂酶家族基因分为3个亚组,亚组内基因表现出明显相似的结构及进化特征,且磷脂酶家族基因编码蛋白具有相同的3个保守基序,染色体上的磷脂酶家族基因表现出了明显的不均衡性,磷脂酶家族大部分基因表达量偏低,部分表现出了组织表达偏好性,少部分基因在水稻各个组织或生育阶段表达量比较高,可能同水稻发育相关.     

中华按蚊AsAce2基因的鉴定及生物信息学分析

【目的】对中华按蚊(Anopheles sinensis)基因组中的乙酰胆碱酯酶(Ace)基因进行鉴定和生物信息学分析。【方法】通过同源性搜索得到1条乙酰胆碱酯酶(Ace)基因序列,命名为AsAce2,分析了该基因的基因结构以及所编码蛋白的理化性质、亚细胞定位、二级结构、三级结构和系统发生关系。【结果】AsAce2基因全长为4008bp,编码区序列长度为1941bp,共编码647个氨基酸;AsAce2蛋白与其他蚊虫的Ace2蛋白具有较高的同源性,在系统发育关系上与冈比亚按蚊(A-nophelesstephensi)的Ace2蛋白和不吉按蚊(Anopheles gambiae)的Ace2蛋白关系更近;AsAce2基因结构中含有3个1位和2个2位内含子;AsAce2蛋白分子式为C3222H4925N875O947S32,为亲水性蛋白,蛋白定位在细胞周质,在13~32位氨基酸为跨膜区,无疏水区和信号肽,二级结构主要以不规则卷曲为主。【结论】丰富了相关基础数据,为进一步研究该基因的功能奠定了基础。
     

绵羊KAP1.1基因编码蛋白生物信息学分析

为了探究KAP1.1基因(keratin-associated protein 1-1)潜在的生物学功能,利用分子生物学软件对绵羊KAP1.1基因编码蛋白进行了生物信息学分析。结果表明,该基因共编码182个氨基酸,为一可溶性不稳定蛋白。分子量为18 788.45 u,等电点为6.03。另预测得知该蛋白含有6个磷酸化位点,无糖基化位点,不含有跨膜区和信号肽,推测其不是一个分泌型蛋白。亚细胞定位绵羊KAP1.1蛋白主要在线粒体和细胞核中发挥生物学功能,二级、三级结构显示,无规则卷曲是构成该蛋白的主要结构元件。物种间同源性分析显示,绵羊KAP1.1蛋白氨基酸组成与牛的相似度最高(85.9%)。     

中华按蚊AsAce1基因的鉴定及生物信息学分析

利用同源性搜索,在中华按蚊(Anopheles sinensis)基因组中鉴定出1条乙酰胆碱酯酶(Ace)家族序列,命名为AsAce1(GenBank登录号:KU900233)。该基因序列的全长为5592bp,编码区序列长度为2253bp,编码750个氨基酸。在理化性质、二级结构、三级结构、系统发生、基因结构等方面对该基因及所编码蛋白进行了预测和分析。结果表明AsAce1蛋白在按蚊中具有很高的保守性;该蛋白是亲水性蛋白,分子量、等电点分别为82.41kD,5.92,二级结构主要以不规则卷曲为主,无跨膜结构域和信号肽;亚细胞定位显示该蛋白位于细胞质中;基因结构为两种相位(1位和2位内含子)。研究结果为AsAce1基因生物学功能的挖掘奠定了理论基础。
     

结核分枝杆菌FabG4的生物信息学分析及功能初探

目的预测结核分枝杆菌(H37Rv)的FabG4蛋白的结构、与其相互作用蛋白及T、B细胞抗原表位。方法从NCBI数据库获取FabG4基因序列和氨基酸序列,通过在线软件对FabG4的理化性质、二级和三级结构、T、B细胞抗原表位及其相互作用的蛋白进行预测分析。结果 H37Rv FabG4基因全长1365bp,编码454个氨基酸,预测到该蛋白性质稳定,无跨膜区,属于非分泌蛋白,二级结构显示α-螺旋(Th)、β-折叠(Ee)、β-转角(Tt)、无规则卷曲结构(Cc)分别为43. 61%,14. 98%,9. 03%,32. 38%;有多个T、B细胞抗原表位及多个与FabG4蛋白相互作用蛋白。mc2155 FabG4过表达株生长曲线显示,过表达菌株较野生型的生存能力明显增强,差异有统计学意义(P0. 01),形态粗、长。结论结核分枝杆菌FabG4蛋白稳定,所含保守结构域与其功能密切相关,筛选出6个B细胞优势表位,CTL和Th细胞优势表位各8个,为研究FabG4蛋白的结构、功能和开发靶向新药、抗结核疫苗提供理论依据。     

意大利蜜蜂AmCht11基因的克隆鉴定和发育时期表达分析

【目的】克隆鉴定和定量PCR组织表达分析意大利蜜蜂(Apis mellifera)几丁质酶AmCht11基因。【方法】克隆测序鉴定AmCht11基因序列,通过多重序列比对分析该基因编码的氨基酸序列特征和结构域组成;在线预测AmCht11蛋白的二级结构、三级结构以及相互作用靶蛋白,构建系统进化树分析该蛋白在几丁质酶家族中的分类和进化关系;实时定量PCR分析AmCht11基因的组织表达特征。【结果】AmCht11基因cDNA序列全长1404bp,编码468个氨基酸;预测AmCht11蛋白质相对分子质量为53.5kDa,等电点为7.21。多重序列比对和系统进化分析表明,AmCht11蛋白为几丁质酶GH18家族Group-Ⅷ亚家族成员,该蛋白的氨基酸序列N-端含有跨膜域,具典型的几丁质酶催化结构域,无结合结构域,也不具信号肽。进一步实时定量PCR分析表明,AmCht11基因表达量在意大利蜜蜂幼虫发育第2至第5日龄无明显波动,至幼虫后期第6日龄表达量明显上调。【结论】推测AmCht11基因与意大利蜜蜂幼虫发育后期的蜕皮有关。
     

中华按蚊AsAce1基因的鉴定及生物信息学分析

利用同源性搜索,在中华按蚊(Anopheles sinensis)基因组中鉴定出1条乙酰胆碱酯酶(Ace)家族序列,命名为AsAce1(GenBank登录号:KU900233)。该基因序列的全长为5 592bp,编码区序列长度为2 253bp,编码750个氨基酸。在理化性质、二级结构、三级结构、系统发生、基因结构等方面对该基因及所编码蛋白进行了预测和分析。结果表明AsAce1蛋白在按蚊中具有很高的保守性;该蛋白是亲水性蛋白,分子量、等电点分别为82.41kD,5.92,二级结构主要以不规则卷曲为主,无跨膜结构域和信号肽;亚细胞定位显示该蛋白位于细胞质中;基因结构为两种相位(1位和2位内含子)。研究结果为AsAce1基因生物学功能的挖掘奠定了理论基础。     

编码普通野生稻磷酸盐转运蛋白基因片段的分离与克隆

以云南普通野生稻基因组DNA为模板，根据GeneBank中登记的编码小麦高亲和力磷酸转运蛋白基因保守序列设计一对特异引物，利用多聚酶链反应技术（PCR），扩增出目标基因（cwrpt)1002bp长度的基因片段并克隆到载体pGEM-T。经DIG标记探针杂交检测初筛，限制性内切酶酶切，PCR扩增，DNA序列分析与可能氨基酸序列同源性比较，此推定的氨基酸序列与小麦，水稻，拟南芥，番茄磷酸转运蛋白同源性很高，初步认为此基因片段为普通野生稻耐低磷胁迫相关磷酸盐转运蛋白的编码基因，获得全长序列与基因表达的进一步研究正在进行中。     

水稻OsRacD与OsRhoGDI2基因共表达载体的构建

水稻OsRacD是从水稻幼穗中分离的Rho基因,OsRhoGDI2是通过酵母双杂交筛选到的与OsRacD相互作用蛋白的编码基因,已有的研究表明OsRacD与OsRhoGDI2之间可能存在相互作用,并参与水稻育性调控过程.为了鉴定二者的相互作用,本研究构建了OsRacD与OsRhoGDI2基因共表达载体,为采用免疫共沉淀验证二者在体内的相互作用,解析OsRacD与OsRhoGDI2基因参与水稻育性控制的分子机制奠定了基础.     

大麦黄花叶病毒抗性突破株系的分子变异

通过大麦黄花叶病毒 (Ba YMV)抗性突破株系的核酸 RNA1全序列分析并与野生株系比较表明 ,抗性突破株系在病毒复制酶或转运蛋白区域 (6K2 )和核酸 RNA复制酶区域 (NIb)存在二个变异位点 .在这二个位点上抗性突破株系核酸分子编码的氨基酸分别为脯氨酸 (Pro)和苏氨酸 (Thr) ,而野生株系分别为缬氨酸(Val)和丙氨酸 (Ala) .对该两种酶蛋白质二级结构分析显示 ,氨基酸的变异可能导致了蛋白质的结构、功能与性质的改变 ,并且此种变异与抗 Ba YMV冬大麦中抗性基因 ym4的功能丧失有关 ,同时也说明了大麦品种田间致病性的差异与病毒核酸分子中的点突变关系密切 .     

水稻OsPPDK基因的克隆及生物信息学分析

利用比较基因组学方法,通过小麦TaNAM基因序列来设计引物,在早衰水稻品系金23B中寻找TaNAM的同源基因.对获得的c DNA片段进行序列比对分析,发现其与丙酮酸磷酸双激酶(Pyruvate phosphate dikinase,PPDK)基因高度同源,因此将其命名为OsPPDK(Oryza sativa PPDK).为进一步探索OsPPDK基因的功能及其与叶片衰老的关系,根据水稻预测OsPPDK基因序列设计特异性引物,利用RT-PCR技术克隆出OsPPDK基因的编码区,并进行生物信息学分析.结果表明:该基因全长为3 515 bp,包含一个完整的ORF,编码区长2 844 bp,编码947个氨基酸,分子量为102. 79 k D,所编码的氨基酸序列与其他已知的植物来源的PPDK基因相比,相似性大多在80%以上.在PPDK基因所编码的氨基酸序列中,发现了一个PEP利用酶位点信号,3个N-糖基化位点和15个酪蛋白激酶II磷酸化位点,12个蛋白激酶C磷酸化位点,2个酪氨酸激酶磷酸化位点和一个PEP利用酶位点.同时推测出多肽链中有规则重复的构象,并同源建模PPDK蛋白整条肽链的三维空间结构.     

意大利蜜蜂AmCht11基因的克隆鉴定和发育时期表达分析

【目的】克隆鉴定和定量PCR分析不同发育时期意大利蜜蜂(Apis mellifera)几丁质酶AmCht11基因。【方法】克隆测序鉴定AmCht11基因序列,通过多重序列比对分析该基因编码的氨基酸序列特征和结构域组成;在线预测AmCht11蛋白的二级结构、三级结构以及相互作用靶蛋白,构建系统进化树分析该蛋白在几丁质酶家族中的分类和进化关系;实时定量PCR分析AmCht11基因的组织表达特征。【结果】AmCht11基因c DNA序列全长1 404 bp,编码468个氨基酸;预测AmCht11蛋白质相对分子质量为53.5 k Da,等电点为7.21。多重序列比对和系统进化分析表明,AmCht11蛋白为几丁质酶GH18家族Group-Ⅷ亚家族成员,该蛋白的氨基酸序列N-端含有跨膜域,具典型的几丁质酶催化结构域,无结合结构域,也不具信号肽。进一步实时定量PCR分析表明,AmCht11基因表达量在意大利蜜蜂幼虫发育第2至第5日龄无明显波动,至幼虫后期第6日龄表达量明显上调。【结论】推测AmCht11基因与意大利蜜蜂幼虫发育后期的蜕皮有关。     

水稻OsRhoGDI2基因RNA干扰载体的构建

水稻OsRhoGDI2是通过酵母双杂交筛选到的小G蛋白Rho家族成员OsRacD互作蛋白的编码基因,为了研究OsRhoGDI2与OsRacD的相互作用及其在水稻发育中的功能联系,本研究基于序列比对的提示,选择了OsRhoGDI2基因长度为285 bp的特异区段,分别以正向和反向插入中间载体pKANNIBAL中,并亚克隆...