【目的】为有效解决百合花粉污染问题，利用分子生物学技术培育雄性不育的无花粉百合，文章从基因克隆和生物信息学角度研究百合ATP合成酶家族基因ATPase3在导致百合雄性不育过程中的作用，为应用该基因进行百合无花粉分子育种提供一定的理论基础。【方法】研究以百合可育系与不育系花粉母细胞时期花药为试验材料，在百合可育系与不育系转录组测序结果中筛选出一个花粉母细胞时期显著上调表达的ATPase3基因，利用荧光定量qRT-PCR技术检测ATPase3基因在百合可育系与不育系花粉母细胞时期不同部位的相对表达量。结合RT-PCR与Race技术扩增得到百合花药ATPase3基因cDNA全长序列，并通过Prot Param，Prot Scale，NCBI Conserved Domain，SWISS-MODEL等各种在线生物信息学数据库对百合ATPase3同源性，蛋白结构、理化性质等进行生物信息学分析。【结果】百合ATPase3基因在花器官中表达量最高，其中在可育系花药中的表达量是不育系的7倍。通过克隆得到百合ATPase3基因，该基因全长为327 bp，编码109个氨基酸，含有1个典型的保守ATPase3结构域；编码蛋白相对分子量约为12.14 KD，理论等电点为7.71，为疏水性蛋白，存在跨膜结构，并预测蛋白二级和三级结构。生物信息学分析都说明该预测蛋白具有典型ATP合成酶特征。同源序列分析表明，该蛋白与拟南芥质膜ATPase3同源性最为接近，与拟南芥H[+]ATPase1，H[+]ATPase2，H[+]ATPase3，H[+]ATPase8同源性也较为接近。推测该蛋白属于百合中提供能量的质膜离子转运蛋白，它在百合不育系花药中表达量下调，提供能量不足，导致雄性不育。【结论】本研究验证了ATPase3基因与百合雄性不育相关，并成功克隆得到了ATPase3基因，对该基因进行了生物信息学分析和功能预测，为百合ATPase3基因编码的质膜离子转运蛋白功能缺失导致百合雄性不育现象的发生提供一定的理论基础。

【目的】克隆中药青天葵黄酮化合物生物合成途径的关键调控酶—黄酮醇合成酶(flavonol synthase,FLS)基因并分析其序列特征及编码蛋白的功能。【方法】在前期青天葵转录组测序获得的FLS基因序列片段的基础上,通过cDNA末端快速扩增技术(RACE-PCR)克隆FLS基因的cDNA全长及其编码区;利用生物信息学方法对其编码蛋白进行同源性比对和功能分析。【结果】青天葵FLS基因cDNA全长1268 bp,其中包含993 bp的开放阅读框,编码331个氨基酸。编码蛋白的氨基酸序列预测显示,青天葵FLS蛋白为酸性、亲水性蛋白,分子量约为37.3 kDa;不含有信号肽、转运肽和跨膜结构域,可能定位于细胞质中;具有黄酮醇合成酶保守功能域,与铁皮石斛等同科植物FLS蛋白的同源性可达82%。【结论】成功克隆了青天葵黄酮醇合成酶基因,为后续的基因功能鉴定和生物合成调控,进而提高青天葵黄酮类药效成分积累奠定了基础。

基于笔者前期进行的柱型苹果转录组测序(RNA-seq)结果,采用RT-PCR方法,从柱型苹果花芽中克隆了MADS-box基因家族的2个同源基因,分别命名为MdSOCla和MdSOClb。分析结果表明,MdSOCla开放阅读框长度为708 bp,编码235个氨基酸,蛋白质分子量为26.95 kDa,等电点为9.13;MdSOClb开放阅读框长度为717 bp,编码238个氨基酸,蛋白质分子量为27.49 kDa,等电点为9.61。MdSOCla和MdSOClb的编码区碱基序列相似性为83.49%,氨基酸的相似性为73.72%。MdSOCla和MdSOClb的第1～75个氨基酸为高度保守的MADS...

【目的】鉴定芋淀粉合成酶（CeSS）基因家族，并对其生物信息学及表达模式进行分析，为芋产量、品质和营养性状的遗传改良提供参考。【方法】使用HMMER3.12b软件以SS基因家族典型保守结构域Glyco＿transf＿5为模型，鉴定芋基因组中SS基因家族信息，利用生物信息学软件分析其分子结构特征、系统发育关系及顺式作用元件，采用转录组和实时荧光定量PCR技术检测其在正常生长发育条件和干旱胁迫下的转录表达。【结果】在芋基因组中鉴定了6个SS基因（CeSS1、CeSS2、CeSS3-1、CeSS3-2、CeSS4和CeGBSS1）。6个预测的芋SS基因长度为4980～61347bp，对应的CDS长度为1275～2895bp，编码蛋白的氨基酸残基数量为424～964个，分子质量为48067.43～109391.75Da，理论等电点为5.18～6.11。系统进化分析显示6个芋SS蛋白分布在5个亚家族。基因结构分析显示，6个CeSS基因外显子数量为7～15个。在6个CeSS蛋白中鉴定出10个保守motif，其中7个获得了注释。在保守结构域上，CeSS1、CeSS2、CeSS4和CeGBSS1蛋白均含有淀粉合成酶催化结构域（motif2和5）和糖基转移酶群组1（motif1和motif3），而CeSS3-1蛋白含有motif1、motif3和motif5，CeSS3-2蛋白只含有motif2。基因启动子区域顺式作用元件分析表明，共预测到73个顺式作用元件，其中36个具有功能注释，除了具有核心元件 TATA-box和CAAT-box外，还涉及大量与光响应、激素响应、胁迫响应及生长发育等相关元件。在正常生长发育条件下，6个CeSS基因在叶片和球茎的整体表达量均高于叶柄和根，其中CeGBSS1基因的表达量远高于其他基因，且在叶片和球茎的相对表达量极显著高于叶柄和根（P<0.01，下同）；在球茎不同发育阶段，CeGBSS1基因在所有的发育阶段均有较高表达量，且在30～90 d发育过程中呈上升趋势，其余基因的表达量较低。在干旱胁迫下，6个CeSS基因在叶片的相对表达量较对照组显著（P<0.05）或极显著下降。【结论】在芋基因组中鉴定了6个SS基因，并明确了其分子结构特征和表达模式，其中CeGBSS1基因可能是芋淀粉生物合成的关键基因。

通过RACE-PCR首次克隆获得了普通小球藻(Chlorella vulgaris)中八氢番茄红素合成酶编码基因psy的cDNA全长序列。该序列全长1 605 bp,包括1 245 bp开放阅读框,编码415个氨基酸。氨基酸序列对比及系统发生分析表明其与其他物种的PSY蛋白具有同源性,与绿藻聚为一支,与小球藻(Chlorella variabilis)、原壳小球藻(Auxenochlorella protothecoides)和佐夫色绿藻(Chromochloris zofingiensis)的遗传距离最

本研究在国内首次对少孢节丛孢菌新疆分离株(XJ-A1)丝氨酸蛋白酶家族相关基因P12、P186和P233进行了扩增、克隆及测序,对其编码蛋白信号肽、疏水性与亲水性、高级结构、功能域进行预测和分析。结果显示:3个不同的丝氨酸蛋白酶均含有信号肽和天冬氨酸(D)、组氨酸(H)和丝氨酸(S)3个活性位点,表明它们均属于胞外分泌性Subtilase家族;同时,都含有2个潜在的N末端糖基化位点及2个与底物结合的S1区。系统发生分析发现,P12、P186和P233与其他不同地域、不同种属的丝氨酸蛋白酶基因亲缘性较远。本研究为研发预防动物消化道线虫的生物防控奠定了前期基础。

利用电子克隆技术获得1个辣椒GH3同源基因的cDNA序列,采用生物信息学方法,对该基因所编码的氨基酸从理化性质、分子进化、跨膜结构域、高级结构等多角度进行分析。结果表明,该基因cDNA全长2 140 bp,其开放阅读框为1 791 bp,编码595个氨基酸。编码蛋白含32个磷酸化位点,无信号肽,无跨膜区域,是定位在叶绿体上的亲水性蛋白。通过氨基酸序列比对发现,辣椒GH3蛋白与拟南芥、大豆、烟草、番茄等植物中的GH3蛋白同源性较高。为该基因的基因功能研究提供了理论依据。

为更好地了解蔗糖转化酶在棉花基因组中的数量和分布情况等,本研究利用拟南芥中17个蔗糖转化酶家族的基因为参考序列,在海岛棉、陆地棉、雷蒙德氏棉和亚洲棉基因组数据库中鉴定到的蔗糖转化酶基因家族成员分别为65、46、26和25个,结果表明,海岛棉所含有的蔗糖转化酶基因明显多于陆地棉,而雷蒙德氏棉比亚洲棉仅多了1个。通过基因结构分析发现,酸性蔗糖转化酶和中性/碱性蔗糖转化酶α亚族大都包含6或7个外显子,而β亚族大多含有4或5个外显子。此外,部分海岛棉与雷蒙德氏棉在基因结构上存在着较长的UTR区,而陆地棉与亚洲棉可能没有;酸性蔗糖转化酶家族基因所编码的氨基酸序列大都包含3个保守基序,分别为DNPNG、FRDP和WECPD,表明不同种属中同一基因家族的进化保守性;由聚类分析推测,VIN亚族基因功能可能与棉花纤维发育相关。

纤维素合成酶类似蛋白(CSL)作为一种重要的膜蛋白与纤维素合成酶具有相类似的蛋白结构,都含有D,D,D,QXXRW保守区。利用其他物种中的CesA基因的保守序列设计简并引物,采用反转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)结合cDNA末端快速扩增技术(RACE)成功地从杉木Cunninghamia lanceolata中扩增出一个含有完整阅读框架的cDNA序列,长度为4 150 bp,开放阅读框架为3 396 bp,编码1 132个氨基酸并含有保守的D,D,D,QXXRW天冬氨酸残基序列。应用美国国家生物技术信息中心(NCBI)数据库对获得的基因进行序列分析比对,发现它属于CslD基因家族,命名为C...

南荻是一种高木质纤维素含量的禾本科多年生草本植物,但其中的高木质素含量严重制约了它作为能源植物的开发利用。采用RT-PCR及RACE方法从南荻中分离到G木质素单体形成的关键酶CCoAOMT家族的一个基因,将该基因序列递交到GenBank,登录号为JF965572。该基因全长工1206bp,含有一个786bp的阅读框,编码一个261aa的蛋白,分子量约为29kD。通过NCBI在线比对发现该基因的预测蛋白与同为禾本科玉米的CCoAOMT酶蛋白有很高的同源性,最高达到94.0%;氨基酸序列多重比较的结果表明,该基因编码肽链含有CCoAOMT类基因全部的保守序列元件;系统进化树分析表明,该基因与玉米的...

利用生物信息学和比较基因组学方法,对猪TDRP1基因的结构、表达及功能进行分析,结果表明:(1)电子克隆获得猪TDRP1基因cDNA部分序列共776bp,包括119bp的5′UTR、561bp的编码区和96bp的3′UTR,共编码合成187个氨基酸多肽;(2)猪TDRP1基因CDS序列与人、小鼠和大鼠的同源性分别为85%、76.1%、77.1%.编码合成的猪TDRP1蛋白与人、小鼠、大鼠之间的同源性分别为82.5%、71.1%和70.1%;(3)猪TDRP1蛋白的相对分子质量为20489.8,不含信号肽,为1个可溶性蛋白,同时也是1个非分泌性蛋白,存在4个二级结构区段;(4)基于cDNA及ES...

为研究兰州鲇（ＳｉｌｕｒｕＳ ｌａｎｚｈｏｕｅｎＳｉＳ）生长性状相关基因，运用ｒＴ－ＰＣｒ、Ｔａ克隆和核酸测序等技术对兰州鲇ＭｙｏＤ基因的ＣＤＳ区及全基因进行克隆和生物信息学分析。获得兰州鲇ＭｙｏＤ基因的完整ＣＤＳ区序列８１０ ｂＰ（Ｇｅｎ ｂａｎｋ登录号：ｋＴ２７７５５１）及ＭｙｏＤ基因全序列１ ２１０ ｂＰ（Ｇｅｎ ｂａｎｋ登录号：ｋＴ３３９１７５），包括部分５＇端６３ ｂＰ和３＇端５８ ｂＰ；ｏｒＦ区含有３个外显子和２个内含子，外显子长度分别为５１０ ｂＰ、８０ ｂＰ和２２０ ｂＰ，内含子长度分别为１５６ ｂＰ和１２３ ｂＰ，编码２６９个氨基酸残基组成的可溶酸性蛋白质；预测亚细胞定位Ｍｙ．．．

水通道蛋白是一类较小的跨膜蛋白质,在植物抵御非生物胁迫过程中具有非常重要的作用。为了研究砂藓水通道蛋白基因的生物学功能,利用干旱处理转录组测序获得的序列信息,克隆获得1个水通道蛋白家族中质膜内在蛋白基因序列,命名为RcPIP2。生物信息学结果显示,RcPIP2基因全长序列为1 267 bp,包含807 bp的开放阅读框,编码含有268个氨基酸残基的蛋白质。该蛋白质分子质量预测为28.3 ku,理论等电点为6.64,为疏水性较强的稳定性蛋白;无信号肽,为非分泌型蛋白;含有6个跨膜结构域。保守结构域分析发现,RcPIP2具有膜内在蛋白(MIP)家族信号序列、高等植物高度保守序列HINPAVTFG和2个天门冬酰胺-脯氨酸-丙氨酸(NPA)基序。二级结构包括α螺旋(37.31%)、β折叠(20.9%)、无规则卷曲(38.43%)。三级结构预测发现,RcPIP2蛋白质的立体结构为典型的四聚体形式,由4个圆筒状亚基和中间的孔道构成。系统进化树分析表明,RcPIP2与小立碗藓中的PIP2蛋白质亲缘关系较近,聚为一类。由此推测,RcPIP2基因为水通道蛋白家族成员。

结合茶条槭转录组数据库,利用RT-PCR的方法克隆得到茶条槭SDH基因,命名为AgSDH,并对该基因及其蛋白进行了生物信息学分析。结果显示,AgSDH基因的ORF全长为1 563 bp,共编码520个氨基酸,推测蛋白相对分子量为57.219 k Da,理论等电点为5.61,无信号肽,预测亚细胞定位于细胞质中。生物信息学分析表明AgSDH蛋白为亲水性蛋白,没有跨膜结构。蛋白质二级结构α-螺旋占35.38%,延伸链占18.65%,无规则卷曲占45.96%;三级结构预测表明AgSDH蛋白以单体形式存在。与目前已

【目的】克隆牦牛（Ｂｏｓ ｇｒｕｎｎｉｅｎｓ）精子相关抗原１１（ｓｐｅｒｍ－ＡｓｓｏｃｉＡｔｅｄ Ａｎｔｉｇｅｎ １１，ｓｐＡｇ１１）基因，并了解其分子结构特征，为进一步研究牦牛ｓｐＡｇ１１生物学功能奠定基础。【方法】从牦牛睾丸中提取总ｒｎＡ，ｒｔｐｃｒ扩增并克隆ｓｐＡｇ１１ｃ、ｓｐＡｇ１１ ｄ和ｓｐＡｇ１１ｅ基因，测序后进行生物信息学分析。【结果】克隆出牦牛ｓｐＡｇ１１基因３个亚型：ｓｐＡｇ１１ｃ、ｓｐＡｇ１１ ｄ和ｓｐＡｇ１１ｅ，序列大小分别是３５１，４０８和２６１Ｂｐ，分别编码１１７，１２９和８０个氨基酸，其中ｓｐＡｇ１１ ｄ和ｓｐＡｇ１１ｅ序列包含１个完整开放阅读框（ｏｒＦ），ｓｐＡｇ．．．