天山雪莲叶绿体基因组密码子偏好性分析

分析天山雪莲叶绿体(cp)基因组密码子使用偏倚的一般模式和影响因素,为提高转基因植物外源基因的表达效率以及了解药用植物雪莲的基因功能研究提供了理论基础。利用生物信息学方法从雪莲叶绿体基因组中筛选出50条长度大于300 bp且以ATG为起始的蛋白编码基因为对象,找出导致密码子偏倚的影响因素。结果表明：第三位的GC平均含量为27.70%,有效密码子数(ENC)变化范围35.59～57.43之间;同义密码子相对使用度(RSCU)>1的密码子有30个,其中29个以A/U结尾;中性绘图显示GC₃和GC₁₂的相关系数为0.062,相关性不显著,回归曲线斜率为0.094 6;ENC-plot分析显示ENC比值位于-0.1～0.1区间的基因有37个,大部分基因沿抛物线轨迹分布,但也有几个低ENC的基因分布于曲线下方;奇偶偏好图(PR2-plot)分析显示,第3个碱基的密码子使用不平衡;对应分析结果表明,第1轴贡献率为17.61%,第2、3、4轴贡献率分别为11.59%、7.97%和5.8%,且第1轴与密码子适应指数(CAI)、密码子偏爱指数(CBI)呈...     

茶树GELP基因家族的鉴定与表达分析

从拟南芥数据库中获得GELP基因家族注册号,运用生物信息学分析的方法,在茶树数据库中得到了GELP基因家族成员86个,这些基因可分为9个亚族.其编码蛋白的氨基酸数为171～753,理论等电点为4.35～9.48,蛋白质分子量为18.59419～84.55054 kDa.基因结构分析表明,有3条基因只有2个外显子,其余基...     

茶树ANR基因家族的全基因组鉴定与分析

花青素还原酶(anthocyanidin reductase, ANR)是原花青素生物合成途径中的关键酶之一,同时,ANR通过调节植物不同组织中花青素的积累影响植物对光的吸收程度和叶面温度,提高茶树的防御力和对环境的适应性。利用生物信息学分析方法,从‘舒茶早’基因组数据中鉴定出茶树ANR基因家族成员,并分析ANR家族成员的基因结构、蛋白理化性质、保守基序及顺势作用元件。结果表明,CsANR家族有21个成员,分为7类,含有多个保守基序,编码287～627个氨基酸,其中,有15个蛋白为亲水性蛋白,6个为疏水性蛋白。对CsANR家族基因的顺势作用元件分析表明CsANR家族含有光响应、防御和胁迫响应、植物激素响应(茉莉酸甲酯、生长素、脱落酸及赤霉素)和低温响应元件,说明该基因家族可能在参与植物生长发育及应对胁迫中发挥作用,本研究结果可为茶树ANR基因功能研究提供依据。     

布氏轮藻肌动蛋白基因家族的全基因组鉴定及表达分析

为了解肌动蛋白actin在轮藻植物生长发育中的潜在功能,本研究利用生物信息学方法对布氏轮藻肌动蛋白基因家族进行了鉴定及表达分析.在布氏轮藻中共鉴定出16个肌动蛋白基因,将其重命名为CbACT1～CbACT16,其氨基酸长度为361～1182 AA,相对分子质量为39 886.71～117 256.72 Da,等电点介于4.68～8.93;亚细胞定位预测显示15个肌动蛋白基因位于细胞质中,1个位于叶绿体中;二级结构结果表明肌动蛋白基因主要以无规则卷曲和α螺旋为主;共线性分析中仅发现一对源自片段重复的旁系同源基因;系统发育结果表明轮藻肌动蛋白基因可以分为两个亚家族,结合基因结构及保守基序分析,同一亚家族倾向于具有相似的外显子分布,较多的共有基序;基于启动子顺势作用元件分析表明,16个肌动蛋白基因参与了许多与生物和非生物胁迫、激素调节和光反应有关的生命活动.组织表达分析显示,16个基因在四种不同组织中存在差异性表达,表明它们在不同组织的生长发育过程中具有不同的功能.因此,轮藻肌动蛋白基因家族可能参与了轮藻植物不同组织的发育过程及响应生物和非生物胁迫等的过程.     

MUC1基因遗传多态性与密码子偏好性的生物信息学分析

为分析MUC1基因在物种间的遗传多态性和密码子偏好性, 本文运用生物信息学方法对来自普通牛、印度牛、冈比亚按蚊、褐家鼠、野猪、人这6个物种的32条MUC1完全编码区域序列进行分析. 结果表明, MUC1基因具有丰富的遗传多态性, 且它的遗传多态性在种间大于种内;MUC1基因在GCT等27个密码子的使用上具有偏好性, 尤其在GGC、CCA、TGA上偏好性较强.     

6个茶树品种的红茶适制性研究

为了研究福选9号等6个茶树品种的红茶适制性,为实际生产提供一定的依据,对其所制工夫红茶进行感官评价和品质成分分析.结果表明,福选9号、梅占、福鼎大白茶和名山131品质较好,其中以名山131汤色最好,福选9号香气最佳,梅占滋味最优;品种间品质成分存在不同程度的差异,以茶黄素、茶多酚和茶红素的差异较大.     

茶树早期光诱导蛋白1基因的克隆和表达分析

报道了茶树早期光诱导蛋白1基因(CsELIP1)的cDNA和DNA序列的克隆.该基因编码蛋白含190个氨基酸残基,其基因组序列含有两个内含子(长度分别为129和855 bp).表达分析显示,CsELIP1的mR-NA水平在常温加较强光照(200μmol.m-2.s-1)和低温(5℃)弱光时上调都较少,但在5℃加200μmol.m-2.s-1时被强烈上调,表明CsELIP1的表达可能有一种在其他植物ELIP基因表达中存在的PSⅡ光合效率介导的调节方式.也暗示CsELIP1基因的生理作用可能涉及到茶叶细胞的光保护作用.     

杨树GABA支路3个基因家族的鉴定和表达分析

【目的】 γ-氨基丁酸(GABA)与植物的生长发育有着密切的联系。结合前期对GABA抑制杨树不定根发育的研究,对GABA支路基因家族的特征和表达模式进行研究,为进一步解释其在不定根发育中的作用奠定基础。【方法】从银白杨(Populus alba)×P. glandulosa ‘84K’(‘84K’杨)基因组中鉴定出GABA支路的PopGAD、PopGABA-T和PopSSADH 3个基因家族成员,并利用生物信息学方法分析其特征,以及与其他物种相关基因家族的亲缘关系;利用qRT-PCR研究外源GABA及其降解抑制剂vigabatrin(VGB)对各基因表达的影响。【结果】①PopGAD、PopGABA-T和PopSSADH 3个基因家族成员数量依次为6、2和2个,启动子序列中主要包含与光、激素和环境等响应相关元件。②系统进化分析表明,PopGAD家族中PopGAD6与家族其他成员亲缘关系较远;PopGABA-T和PopSSADH家族中的两个基因成员亲缘关系较近。③基因表达分析表明,不定根生长过程中GABA支路基因总体上在根中表达量高于茎和叶。外源GABA或VGB处理对PopGAD和PopGABA-T两个基因家族成员在根、茎和叶中的表达量影响程度不同,但对 PopSSADH基因家族的表达则无明显影响。【结论】 GABA支路3个基因家族在‘84K’杨树响应光、激素和环境胁迫等方面具有重要作用。外源GABA和VGB处理对PopGAD和PopGABA-T家族成员的影响较大,并且均在根中表达量最高,表明这两个基因家族在不定根生长过程中发挥着重要调控功能。这为深入解析GABA在树木不定根发生中的作用机制奠定了基础。     

茶树异胡豆苷合成酶基因的全基因组鉴定和表达分析

基于隐马可夫模型检索和序列比对,从茶树基因组鉴定出17个异胡豆苷合成酶(Strictosidine synthase,STR)基因(CsSTR1～17).理化分析表明,CsSTR蛋白长度在147～552个氨基酸之间,分子量介于15.6～60.8 kD,等电点介于4.65～10.88,除CsSTR3、4、9、10、11和...     

APOBEC3家族蛋白的进化分析和3D结构比对分析

为探寻HIV-1的种间传播路线与范畴进而发现有效的控制物,选取灵长类天然抗病毒因子APOBEC3家族的22种蛋白（以A3G为主）与17例灵长类线粒体（mtDNA）全基因组序列做进化分析研究．结果一致显示除黑猩猩（Pan troglodytes troglodytes,以下简称Pan）,大猩猩（Gorilla）以外,猩猩（Pongo）中的某些种也可能是HIV／SIV的贮主或宿主,值得从实践中有目的追溯．不同种属A3G蛋白活性位点与Zn^2＋结合位点的3D结构比较结果显示人与其他灵长类物种极为相似,预示着A3G蛋白在结构和功能上是非常保守的．人的APOBEC3蛋白有A～H7种,对它们的活性位点和Zn^2＋结合位点进行3D比较,hA3B与hA3G的重合度最好,hA3B不会被HIV-i的Vif作用与降解,提示进一步探讨hA3B的结构与功能对于控制HIV-1的感染与传播很重要．     

分析伯氏疏螺旋体密码子使用的倾向性

本文采用非线性映射的方法分析伯氏疏螺旋体前导链和后随链上的基因结构，发现基因分布存在明显的差异，同义密码子的使用亦具有明显的倾向性．此外，高表达基因分布具有不对称性，其同义密码子使用与其它基因亦有不同，这表明原核生物基因组复制起始点两侧的碱基分布及翻译机制均影响基因的密码子使用．     

Characterization of codon usage bias in the dUTPase gene of duck enteritis virus

A comparative analysis of the codon usage bias in the newly discovered dUTPase gene （Assigned Accession No.： DQ486149） of the duck enteritis virus （DEV） and the dUTPase gene of 32 reference herpesviruses was performed. The results indicated that the DEV dUTPase gene encodes a protein of 477 amino acids, which includes five conserved motifs with a 3-1-2-4-5 arrangement. The codon adaptation index （CAI）, effective number of codons （ENC）, and GC3s values indicated synonymous codon usage bias in the dUTPase gene of herpesviruses, and this synonymous bias was correlated with host evolution. The codon usage patterns of the DEV dUTPase gene were phylogenetically conserved and similar to that of the dUTPase genes of the avian alphaherpesvirus. Although codon usage in each microorganism was different, there were no strain-specific differences among them. Sixty-one codons in the predicted polypeptide, with a strong bias towards A and T at the third codon position, were used. Comparison of the codon usage in the dUTPase gene of different organisms revealed that there were 19 codons showing distinct codon usage differences between the DEV and Escherichia coli dUTPase genes; 16 between the DEV and yeast dUTPase genes; and 15 between the DEV and human dUTPase genes. Analysis of variance （ANOVA） showed significant differences between the DEV and yeast dUTPase genes （r = 0.536, P 〈 0.01）. The extent of codon usage bias in the DEV dUTPase gene was highly correlated with the gene expression level, therefore the results may provide useful information for gene classification and functional studies.     

一种基于密码子使用偏性的检测型基因芯片设计方法

首先预测特定蛋白密码子使用概率表，以确定序列中各氨基酸的编码密码子，这样可以将芯片表面探针的数量减少为原来的4．47％，然后进一步考虑密码子在编码时的C－G选择性分离原则，G－T配对原则，以进一步将芯片表面探针的数量减少至4．25％，在对探针特异性要求不高的情况下，可以采用最优密码子使用概率表，以求最大限度的降低探针的数目，这样芯片表面探针的数量可减少到原来的0．20％，通过上述方法，可以显著提高单位芯片面积的信息检测量。     

栖热菌噬菌体TSP4密码子偏嗜性及其对基因异源表达的影响

 为了探索噬菌体TSP4、栖热菌模式菌株Thermus thermophilus HB27中6种蛋白编码序列和Escherichia coli基因组遗传密码子使用偏嗜性,探索TSP4基因密码子偏嗜性对其基因异源表达的影响本研究利用生物学软件Editseq和RSCU算法统计噬菌体TSP4密码子使用频率并分析其偏嗜性,与栖热菌HB27的同源基因以及常温菌E.coli基因组的密码子使用偏嗜性进行对比分析.结果显示,噬菌体TSP4与栖热菌HB27优势密码子相似度高达85%,而与E.coli的相似性仅有65%.为了验证分析结果,选取TSP4基因组中一个潜在分子伴侣基因序列在E.coli BL21和E.coli Rosetta(补充了BL21菌株中缺失的6个稀有密码子)中进行异源表达.噬菌体TSP4与其宿主菌HB27之间密码子高相似性说明在长期的进化过程中TSP4在基因水平上形成对宿主的一种适应性机制.异源表达结果显示,分子伴侣基因在E.coli BL21中未见明显表达,但在Rosetta中高效表达,说明Rosetta中补充的 6个稀有密码子明显有助于分子伴侣基因的表达,该结果也进一步证明密码子偏嗜性是否一致在很大程度上影响基因的表达.     

Gene duplication plays a major role in gene co-option: Studies into the evolution of the motilin/ghrelin family and their receptors

Extant genes can be modified, or ‘tinkered with’, to provide new roles or new characteristics of these genes. At the genetic level, this often involves gene duplication and specialization of the resulting genes into particular functions. We investigate how ligand-receptor partnerships evolve after gene duplication. While significant work has been conducted in this area, the examination of additional models should help us better understand the proposed models and potentially reveal novel evolutionary pattern...     

桃钙调磷酸酶B类似蛋白互作蛋白激酶基因家族鉴定与分析

钙调磷酸酶B类似蛋白互作蛋白激酶(CIPKs)在植物生长发育和抗逆过程中发挥着重要作用。为了对桃中CIPK家族基因进行系统分析,利用桃基因组数据库,通过生物信息学手段,鉴定桃CIPK家族基因的基因结构、染色体定位和编码蛋白,通过序列比对进行进化和分类分析。结果表明,桃基因组中含有18个CIPK基因,分布于桃的6条染色体上。MEME和Pfam保守结构域分析显示,桃CIPK蛋白均含有2个保守的PKinase和NAF结构域。进化树分析表明CIPKs可分为2个亚家族。Net Phos 2.0 Server结果显示Pp CIPKs存在着大量的丝氨酸(Ser)、苏氨酸(Thr)及酪氨酸(Tyr)潜在磷酸化位点。以上结果将为今后揭示桃CIPK蛋白的功能提供重要的理论基础。