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。     

玉米1,3,4-三磷酸肌醇5/6 激酶ITPK家族基因的鉴定和分析

 1,3,4-三磷酸肌醇5/6-激酶(ITPK)是一种在动物、植物、线虫中都比较保守的多功能酶, 在生物信号传导及生长发育中起重要作用。为了充分研究玉米中ITPK 家族基因系统分析、全生育期基因表达模式及逆境胁迫表达模式, 利用玉米基因组数据库, 通过生物信息学手段, 鉴定玉米ITPK 家族基因的全序列、定位和编码蛋白, 通过序列比对进行进化和分类分析。利用玉米高通量芯片表达数据进行组织表达差异性、干旱胁迫和病害胁迫表达谱分析。结果表明, 玉米基因组中含有6 个ITPK 家族基因, 分布于玉米的4 条染色体上。MEME 保守结构域分析显示, ZmITPK1-5 均含有3 个保守的ATP-grasp-4 结构域, ZmITPK6 含有两个ATP-grasp-4 保守结构域。进化树分析表明ZmITPK 可分为3 个亚家族。各个发育阶段中, 多数成员在生殖器官或营养器官中均有较高的表达量, 只有ZmITPK1 在所有器官中表达量都不高。ZmITPK2 和ZmITPK3 基因受干旱胁迫处理诱导不同程度上调表达。而在生物胁迫条件下均无显著上调或下调表达。     

金鱼蛋白磷酸酶2A—B＂家族Alpha和Gamma调节基因的cDNA克隆及mRNA表达

以金鱼卵巢组织作为材料,运用RTPCR和cDNA末端快速扩增（RACE）技术克隆得到蛋白磷酸酶2A（PP2A）调节亚基B＂家族中γ基因（GSPR）cDNA全序列和α基因（PR130）cDNA部分序列．结果显示γ基因cDNA全长1885bp,编码一个含457个氨基酸的蛋白质．而α基因cDNA长1781bp,编码的多肽共含426个氨基酸,系v亚基的部分蛋白序列．它们与已知其他物种对应的B＂家族蛋白质均有着很高的同源性．结构预测分析发现,α和γ两条多肽均存在PP2A调节亚基B＂家族成员共有的两个EFHAND结构域．用RT—PCR的方法检测了这两个基因在金鱼不同组织和胚胎发育不同时期的mRNA表达水平．结果表明,γ亚基在金鱼多种组织和各个胚胎发育时期中均有较高表达且表达量比较平均,仅在卵巢和精巢组织中最为丰富．与γ亚基表达模式相比,α亚基表达呈现明显的组织和胚胎发育阶段差异性,在卵巢和肌肉组织中最高,在肾脏和鳃中最低,在原肠胚、神经胚、脑泡分化和体色素等胚胎发育时期的表达较弱,而在其他时期中的表达较强．据此,推测α、γ两调节亚基可能在金鱼不同组织和胚胎发育过程中起着特定的作用．此外,进一步的分析发现,α基因除参与PP2A全酶功能外还可能具有独立的功能．     

水稻组蛋白脱乙酰化酶HD2 HDACs蛋白质的生物信息学分析

HD2 HDACs家族成员是植物特异性的组蛋白脱乙酰化酶并参与基因的转录调控.本研究利用生物信息学方法对水稻组蛋白脱乙酰化酶HD2 HDACs家族成员(HDT701、HDT702、HDT2201和HDT2202)的生物学功能进行研究.结果表明,HD2 HDACs家族成员位于不同的染色体上,分布于细胞的不同部位;它们编码的蛋白均含有依赖于cAMP-和cGMP的蛋白激酶、蛋白激酶C、酪蛋白激酶II与酰胺化4个相同的位点;它们均无跨膜区,都为不稳定的亲水性蛋白质,都无信号肽.多序列比对发现粳稻与籼稻HD2 HDACs的同源性非常高;水稻HD2 HDACs蛋白质的结构域比较特殊;这些蛋白可能参与植物的基因复制、信号传导、转录过程和免疫应答等过程.     

翻译控制肿瘤蛋白(TCTP)研究进展

翻译控制肿瘤蛋白（The translationally controlled tumor protein,TCTP）最初发现于肿瘤组织,后来又从其他组织中相继分离出来。TCTP是一类广泛存在于动物、植物及酵母中的、在序列上高度保守且具有很高表达量的蛋白家族。最初认为TCTP是一类生长相关蛋白,近年来研究表明,代TP具有多种生物学功能。     

杨树LEA基因家族全基因组鉴定及表达分析

从杨树基因组中鉴定LEA蛋白家族成员,并分析基因在杨树各组织以及在种子形成、吸涨及萌发过程中的表达情况.从NCBI下载拟南芥、水稻以及大豆等植物的LEA蛋白家族成员,通过blastP程序从杨树基因组中鉴定出候选基因,并采用pfam程序进行进一步筛选获得杨树LEA蛋白基因,最后通过芯片以及EST数据分析基因的表达量.通过对杨树LEA蛋白基因家族在全基因组水平上的搜索,确定了杨树LEA蛋白家族8个亚家族,共87个成员,发现在花中有16个基因高量表达,且其中8个基因具有很高的组织特异性.在吸涨种子中,PtLEA1.1和PtLEA3.1有高量的表达,LEAⅣ,LEAⅤ,LEAⅥ及SMP亚家族成员都具有特异的表达.12个基因在萌发种子中有高量的表达,其中4个基因特异表达,5个基因在种子萌发过程中可能受到光照的影响.此外,3个基因在成熟叶片中出现了下调表达,8个基因在根中具有高量表达,3个基因的高量表达在木质部中被发现.杨树LEA蛋白不同亚家族成员可能参与了植物种子的生长发育、种子的萌发及对胁迫的响应等多种生理功能.     

水稻DUF642家族基因的鉴定及在非生物逆境中的表达分析

DUF(domain of unknown function)家族,是指含有未知功能域的蛋白质家族,在植物生命活动中发挥着重要的调控作用. DUF642是其中一个高度保守的植物特异性的未知细胞壁相关蛋白家族,参与调控植物的生长发育以及逆境响应.在水稻全基因组内对DUF642家族成员进行了鉴定,并对其染色体定位、进化关系、基因结构、蛋白结构和启动子顺式作用元件等进行了系统的分析.结果显示,水稻DUF642基因家族有6个成员,分布在1号、3号、4号、7号染色体上.系统发育进化树分析可将6个水稻DUF642蛋白分为3个亚组,基因结构和蛋白结构保守基序分析都表明水稻DUF642家族成员在进化上具有较高的保守性.启动子顺式作用元件预测以及非生物逆境诱导表达模式分析表明,OsDUF642家族基因在水稻响应非生物逆境胁迫中具有重要作用.以上结果加深了对植物DUF642基因家族的认识,并为进一步阐明OsDUF642基因家族成员在水稻抵御非生物逆境中的生物学功能提供了参考依据.     

麻疯树(Jatropha curcas)毒蛋白curcin基因家族成员的分离和描述

麻疯树curcin基因家族中4个成员通过PCR扩增被分离．它们都不合有内含子,序列分析表明它们编码Ⅰ型核糖体失活蛋白（Ribosome-Inactivating Proteins,RIPs）,证明curcin基因如同大多数RIPs一样由多基因家族编码．四个curcin基因家族成员和另两个已知curcin基因家族成员的开放阅读框（Open Reading Frame,ORF）的序列比对结果显示curcin基因家族成员至少可分为两个亚类群,亚类群之间的氨基酸序列相似性低于88％．分别将这4个curcin基因家族成员命名为curA2、curA3、curB2、curB3．对四条基因启动子区和ORF生物信息学分析推测CurB2、curB3可能是被真菌及逆境诱导的curcin基因家族成员全长,而curA2、curA3可能是麻疯树胚乳贮存的curcin基因家族成员全长．Southern杂交结果显示,麻疯树基因组中至少有3个以上curcin基因家族成员．     

苦荞蛋白磷酸酶2C家族的鉴定及表达分析

为了研究苦荞蛋白磷酸酶2C(PP2C)家族的成员和分类,及后续探究其在苦荞生长发育中的功能,本文利用生物信息学方法对苦荞PP2C家族进行鉴定、分类,并对其基因结构、保守基序、分子进化等进行分析.结果表明,苦荞PP2C家族有81个成员,划分为A-K的11个亚族,并且在同亚族中序列特征相似,而不同亚族间序列特征有一定差异;苦荞PP2C家族有14次基因重复事件.此外,qRT-PCR分析结果表明其A亚族基因在苦荞根、茎、叶、花、果中均有表达,除FtPP2C44外的8个基因在苦荞花、果中表达量较高;在苦荞幼苗中,除FtPP2C08外的8个基因均受ABA诱导表达量上调.上述结果揭示了苦荞PP2C家族的成员组成、序列特征、扩增和其A亚族基因的组织表达模式及受ABA诱导表达情况.     

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。     

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。
     

植物糖基化磷脂酰肌醇锚定蛋白LORELEI家族研究进展

植物LORELEI （LRE）蛋白家族是植物糖基化磷脂酰肌醇锚定蛋白（GPI-AP）亚家族的一种,在拟南芥中有4个成员,分别为LRE,LRE-like GPI-AP 1（LLG1）,LLG2和LLG3。这些成员在植物体内的表达位置和功能不同。LRE主要在雌配子体的助细胞、卵细胞和中央细胞表达,在助细胞中表达量最高,另外在受精卵与胚乳中也有部分表达。LRE主要参与高等植物的双受精作用,介导花粉管接受并调控胚胎的早期发育。LLG1在植物各组织器官中都有表达,在营养器官（根和叶）中表达水平最高,主要调控植物生长发育（如根与根毛生长）、盐逆境应答,以及免疫应答过程。LLG2和LLG3主要在成熟花粉粒和花粉管中表达,调控花粉管生长与爆裂,释放精子完成双受精作用。该文综述了植物LRE家族成员组成、蛋白质特征,及其在植物生长发育与逆境应答过程中的作用。     

菠菜AMT基因家族鉴定与表达分析

铵态氮转运蛋白（AMT）负责铵态氮的吸收与转运,对植物的生长和发育起重要的调节作用.对菠菜SoAMT基因家族进行了基因组鉴定、生物信息学分析、组织表达谱及氮素响应表达谱分析,结果表明：菠菜基因组中共存在6个AMT的基因,包括5个AMT1成员和1个AMT2成员,主要分布在1,4,5,6条染色体上,编码区长度为1 443~15 06 bp;6个SoAMT蛋白均包含AMT基因家族特有的保守结构域及保守基序,含有9~11个跨膜结构域;SoAMT启动子含有较多茉莉酸、厌氧胁迫响应元件.SoAMT基因在根、叶、柄中均有表达,大部分SoAMT1亚家族成员受缺氮、硝态氮或铵态氮诱导表达,而SoAMT2基因表达量受铵态氮抑制.两类亚家族成员不同的氮响应模式,可能与其在氮素响应中的不同作用有关.     

磷脂酰肌醇转移蛋白质家族的研究进展

脂类的单体转移是由一娄蛋白质来执行的，这组蛋白质把脂类结合到疏水腔，从而使脂娄避开了含水环境、其中的这样一组蛋白质是磷脂酰肌醇转移蛋白质家族(PITPs)，能结合磷脂酰肌醇和磷脂酰胆碱，把它们从一个膜区转移到另一膜区．PITPs是在单细胞和多细胞组织中发现的，但在细菌中没有发现．在鼠和人类中，人们发现负责脂类转移的PITP结构域有五个蛋白，按照序列分成两类：类型I PITPs由两个家族成员α，β构成，它们是小蛋白35kDa，有一个PITP结构域，可以普遍表达；类型Ⅱ A PITPs(RdgBαI和Ⅱ)是很大的蛋白质，有另外的结构域，把蛋白质靶向膜，仅能结合脂类，但不能介导转移．类型Ⅱ B PITP(RdgBβ)与类型I在大小(38kDA)上相似，也是普遍表达的．类型Ⅲ PITPs，以secl4P家族为代表，是在酵母和植物中发现的，但是在序列和结构上与类型I和类型Ⅱ PITPs相似．讨论了PITP蛋白是被动转运蛋白辽是调节蛋白，在行使肌醇酯类和膜转换的专门的生物功能时，能否把转运和结合性质偶连起来．     

青岛文昌鱼肾上腺髓质素基因的克隆、组织特异性表达和生物信息学分析

用PCR技术在青岛文昌鱼中克隆到肾上腺髓质素(AM)基因的全长,命名为BjAM基因.序列分析发现BjAM基因全长1805bp,开放阅读框366bp,5'-UTR为82bp,3'-UTR为595bp;进行生物信息学分析发现,BjAM蛋白序列具有AM家族成员典型的保守关键位点,预测BjAM与AM1是直系同源,与脊椎动物AM1具有类似的生物学功能.组织特异性表达分析发现BjAM在各个组织中均有表达,鳃、脊索、肝盲囊和后肠中的表达量较高.头索动物文昌鱼中AM基因克隆和生物信息学分析为进一步构建原核表达载体、探究AM蛋白的功能奠定了基础.     

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。     

SUN-domain蛋白家族在植物中的研究进展

SUN-domain蛋白家族是植物细胞膜上核骨架与细胞骨架连接复合体(LINC)的重要组成成分,在细胞核的形态、定位和迁移以及染色体移动和配对的过程中均发挥着重要作用.由于功能域在编码基因中所在位置不同,SUN-domain蛋白家族可以分为羧基端SUN-domain蛋白(Cter-SUN)亚家族和中间SUN-domain蛋白(Mid-SUN)亚家族. Cter-SUN蛋白定位于内核膜上,而Mid-SUN蛋白在核周质、内质网上均有出现.受基因复制事件和选择性剪切事件的影响,SUN-domain蛋白家族在不同植物中的成员数目和功能作用也存在一定的差异.从系统进化上来看,SUN-domain蛋白家族的起源古老,可能出现在单细胞生物进化为多细胞生物之前.根据目前对植物SUN-domain蛋白的理解,文章阶段性总结了该蛋白家族在植物各主要类群中的成员组成、编码基因的特点和表达模式以及各蛋白的功能特性等方面的研究进展,为深入理解该蛋白家族在植物进化中的作用奠定了基础.     

植物小G蛋白研究进展

小G蛋白是和异三聚体G蛋白α亚基偶联的单体鸟苷酸结合蛋白,所有的小G蛋白从属于Ras超家族．植物小G蛋白超家族尤其是ROP家族在信号转导及生长发育中起了重要的“分子开关”作用,它们参与调控花粉管的伸长、根毛的发育及激素信号转导等过程．主要介绍了小G蛋白的种类、调节机制、ROP家族的功能及靶物,旨在揭示植物小G蛋白功能的多样性．     

橡胶树糖代谢调控基因HbF2KP的克隆及表达

根据拟南芥、蓖麻及杨树果糖-6-磷酸,2-激酶/果糖-2,6-二磷酸酶基因(F2KP)的核苷酸序列,使用橡胶树胶乳转录组数据库拼接到1条1 228 bp的核苷酸序列,通过两次RACE-PCR获得了橡胶树长2 629 bp的 F2KP基因cDNA序列,命名为HbF2KP。ORF Finder软件分析结果显示,该序列含有211 bp 的5’端非编码区,173 bp的3’端非编码区,以及长度为2 244 bp的开放阅读框(ORF)。氨基酸同源性分析发现,该蛋白含有保守的激酶和酯酶结构域,属于具有双功能的果糖-6-磷酸,2-激酶/果糖-2,6-二磷酸酶。生物信息学分析显示,HbF2KP蛋白无导肽酶切位点,不具有跨膜结构域且属于亲水蛋白,推测该蛋白可能在细胞质中发挥作用。实时荧光定量PCR分析表明,HbF2KP基因在光合组织及非光合组织中均有表达。对非光合库组织胶乳(产胶细胞的细胞质)中的表达模式进行分析,结果显示该基因表达受割胶、伤害处理及死皮胁迫调控,推测其在橡胶树胶乳糖代谢中发挥重要的调控作用,参与橡胶烃的生物合成调控及死皮胁迫应答。此外,HbF2KP表达受部分植物激素或激素类似物如乙烯利(ET)、植物生长素(2,4-D)、脱落酸(ABA)、水杨酸(SA)及赤霉素(GA)的调控,但调控作用不明显。     

金鱼蛋白磷酸酶2A-B"家族Alpha和Gamma调节基因的cDNA克隆及mRNA表达

以金鱼卵巢组织作为材料,运用RT-PCR和cDNA末端快速扩增(RACE)技术克隆得到蛋白磷酸酶2A(PP2A)调节亚基B"家族中γ基因(G5PR)cDNA全序列和α基因(PR130)cDNA部分序列.结果显示γ基因cDNA全长1885 bp,编码一个含457个氨基酸的蛋白质.而α基因cDNA长1781 bp,编码的多肽共含426个氨基酸,系α亚基的部分蛋白序列.它们与已知其他物种对应的B"家族蛋白质均有着很高的同源性.结构预测分析发现,α和γ两条多肽均存在PP2A调节亚基B"家族成员共有的两个EF-HAND结构域.用RT-PCR的方法检测了这两个基因在金鱼不同组织和胚胎发育不同时期的mRNA表达水平.结果表明,γ亚基在金鱼多种组织和各个胚胎发育时期中均有较高表达且表达量比较平均,仅在卵巢和精巢组织中最为丰富.与γ亚基表达模式相比,α亚基表达呈现明显的组织和胚胎发育阶段差异性,在卵巢和肌肉组织中最高,在肾脏和鳃中最低,在原肠胚、神经胚、脑泡分化和体色素等胚胎发育时期的表达较弱,而在其他时期中的表达较强.据此,推测α、γ两调节亚基可能在金鱼不同组织和胚胎发育过程中起着特定的作用.此外,进一步的分析发现,α基因除参与PP2A全酶功能外还可能具有独立的功能.