科研产出
葡萄霜霉菌糖基水解酶基因家族的生物信息学分析
《南方农业学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：【目的】分析预测葡萄霜霉菌糖基水解酶（Glycoside hydrolases,GHs）基因家族,为深入研究GHs基因在葡萄霜霉菌致病过程中的作用机理提供理论依据。【方法】利用SignalP 5.0 Server、Cluster W、MEGA 6.0和MEME等生物信息学相关软件对已发表的葡萄霜霉菌全基因组60个GHs基因的基本特征、基因组分布特点及其编码蛋白保守基序、结构域和亚细胞定位等进行生物信息学分析。【结果】葡萄霜霉菌60个GHs基因编码的蛋白长度在128～774 aa,且大部分集中在200～500 aa,其中53个蛋白具有信号肽,蛋白质分子量在14.90～85.45 kD,理论等电点（pI）在3.85～10.39;这些基因在基因组中分布不均匀,其中有27个GHs基因存在串联重复和成簇聚集分布现象,数目最多的3个GHs家族（GH131、GH17和GH6）集中分布在7个scaffold中;序列比对和系统发育进化树分析发现,串联重复和成簇聚集分布的GHs基因处于同一个分支中;motif富集分析发现3个不同的motif,且motif2在葡萄霜霉菌GH6、GH17和GH131等3个家族基因中保守,结构域分析推测大部分GHs家族基因均参与细胞壁的生物过程;亚细胞定位预测结果表明,有53个GHs蛋白定位于细胞外,3个定位在细胞质内,4个定位于线粒体上。【结论】葡萄霜霉菌在侵染寄主的过程中可能会分泌多种GHs酶类来破坏细胞壁的结构,以帮助其在寄主植物中成功定殖。
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中国莲PHT1家族成员的生物信息学分析
《分子植物育种 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：以植物PHT1家族蛋白为研究对象,基于中国莲(Nelumbo nucifera)全基因组数据库,利用生物信息学方法发掘中国莲可能存在的PHT1家族成员,并对中国莲PHT1家族成员进行序列比对、系统进化、保守序列、跨膜结构、二级结构和亚细胞定位等分析.结果表明,从中国莲全基因组数据库中筛选获得4个PHT1蛋白,分别命名为:Nn PHT1:1、NnPHT1:2、NnPHT1:3、NnPHT1:4.它们在植物PHT1家族中属于GroupⅠ,均含有保守序列:GGDYPLSATIxSE.该序列具有11~12个跨膜区域,且保守序列位于第4个跨膜区域内,均定位于细胞质膜,且在细胞内侧第6和第7个跨膜区域之间均含有一个较大的细胞胞质内环结构;磷酸化位点和糖基化位点的数量范围分别在33~50个和4~9个;二级结构中α-螺旋和无规卷曲结构的数量总和均高于70%.研究结果展示了中国莲的PHT1家族成员的序列基本信息和结构特点,为深入研究中国莲的该家族成员基因及其编码蛋白的结构功能提供理论依据.
关键词： 中国莲(Nelumbo nucifera) 基因组 PHT1家族 磷转运蛋白 生物信息学
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罗汉果3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶基因的克隆及表达分析
《中国中药杂志 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A reductase, HMGR)是萜类甲羟戊酸途径(mevalonic acid pathway,MVA)中的第一个限速酶,是细胞质中萜类代谢途径中的重要调控位点.该研究以授粉后0,1,3,15,30 d的罗汉果为实验材料,基于转录组数据,从罗汉果cDNA中克隆得到2个HMGR基因,分别命名为SgHMGR2(GenBank登录号MT270447)和SgHMGR3(GenBank登录号MT270448).基因包含开放阅读框(ORF)分别为1 746,1 782 bp,编码582,594个氨基酸,生物信息学分析推测其分子质量分别为62.7,63.2 kDa,等电点(theoretical pI)为8.34,7.47,均不含信号肽,为非分泌型蛋白,并且存在2个跨膜结构.结合蛋白质保守结构域以及进化树分析,证实该基因确为HMGR家族基因.利用实时荧光定量PCR检测SgHMGRs在授粉后不同时间的罗汉果中的表达模式,结果表明SgHMGRs均在授粉后15 d表达量最高.该研究首次从罗汉果中克隆得到2条全长SgHMGRs,并揭示了SgHMGRs在授粉后不同时间罗汉果中的差异表达,为罗汉果萜类化合物生物合成途径关键酶基因元件的挖掘提供研究基础.
关键词： 罗汉果 3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶 生物信息学 表达分析
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栽培种西番莲基因组序列及比较基因组分析
《基因组学与应用生物学 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：栽培种西番莲是中国南方广泛种植的果树,但是其基因组信息尚不清楚,严重制约了西番莲分子遗传学研究.本研究利用高通量测序得到的14.1 Gb原始数据及165.7 Mb组装到Scaffold水平、代表栽培种西番莲基因组的序列进行生物信息学分析.结果表明,西番莲基因组中含有大量的简单序列重复(simple sequence repeats, SSR).通过与木薯和桃树基因组比对,西番莲基因组有23 053个预测基因.利用NR、Swiss Port、KEGG、InterPro、Pfam和GO数据库,西番莲预测基因能比对到282个植物基因组上.利用GO数据对注释基因的功能进行归类,即Biological process、Cellular component和Molecular function,再细化为41个二级功能,大部分基因与碳水化合物、有机酸、脂等代谢途径相关.KEGG通路富集将基因功能分为5大类19个二级功能,众多基因与新陈代谢通路相关,其中最大一类是碳水化合物代谢相关基因.通过基因家族的聚类分析,栽培种西番莲12 767个基因可以聚类到9 868个基因家族中,平均每个家族包含有1.29个基因,同时有291个特有基因家族.在进化关系中,栽培种西番莲与毛果杨和蓖麻的亲缘关系较近.本研究为西番莲的基因功能研究和分子育种奠定基础.
关键词： 栽培种西番莲 基因组 基因注释 系统进化 生物信息学
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葡萄miR169及其靶基因的生物信息学分析
《南方农业学报 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：【目的】明确葡萄miR169(vvi-miR169)基因家族在葡萄生长发育及逆境胁迫响应中的重要作用,为其在葡萄分子育种和抗逆新品种选育中的应用提供参考依据。【方法】利用miRNA、Phytozome、NCBI等数据库及Clustal X2.1、MEGA 6.0、RNAfold Web Server、ps RNATarget等在线软件对vvi-miR169基因家族的序列分布、定位特征、二级结构、发育进化树和靶基因调控功能进行生物信息学分析。【结果】在miRBase中搜索到25条vvi-miR169基因同源序列,分别分布在6条染色体上,其中以位于Chr11上的序列最多,共有17条,位于Chr01、Chr04和Chr14上各有2条,而在Chr08和Chr17上各有1条。vvi-miR169基因家族成熟序列的碱基保守性很高,其前体序列均可形成稳定的二级茎环结构,且位于同一条染色体上的miR169基因序列显示出相对更近的亲缘关系。vvi-miR169基因家族共预测到21个靶基因,绝大部分miRNA都有多个靶基因,且不同miRNA具有相同的靶基因,其中有22个miRNA靶基因均含有GSVIVT01015120001(NF-YA转录因子)。【结论】vvi-miR169基因家族序列保守性较高,家族特征明显,且具有相似的调控功能;NF-YA转录因子是vvi-miR169基因家族最主要的靶基因,也是葡萄生长发育过程中抗逆境胁迫的主要调控元件。
关键词： 葡萄 miR169基因 靶基因 NF-YA转录因子 生物信息学
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野生种花生钙依赖蛋白激酶基因家族的生物信息学分析
《热带作物学报 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：Ca2+是植物中重要的第二信使,几乎介导了植物生长发育的全部反应。钙依赖蛋白激酶(CDPKs)是植物中重要的钙传感蛋白,在植物生命活动中扮演着重要角色。目前2个二倍体野生种花生全基因组序列已经公布,而由2个野生种杂交后形成的异源四倍体栽培种花生的全基因组序列还没有公布,野生种花生CDPKs的生物信息学分析结果可以为栽培种花生CDPKs的研究提供参考。本研究采用生物信息学方法和工具对2个野生种花生CDPKs基因家族的全基因组分布、基因结构、进化和理化性质等进行分析。结果表明:2个野生种花生全基因组均比对到35个CDPKs基因序列,野生种花生与拟南芥CDPKs基因结构类似,蛋白质结构具有典型的蛋白质激酶和EF手型结构域,2个野生种花生与其它物种在进化过程中CDPKs变异较小,可能作为钙传感蛋白在细胞内各个部位和细胞器中行使功能。本研究结果可为栽培种花生的CDPKs结构和功能研究提供参考。
关键词： 野生种花生 钙依赖蛋白激酶 生物信息学 EF手型结构域
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甘蔗ATP结合蛋白基因克隆及其干旱胁迫下的表达特性分析
《南方农业学报 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：【目的】克隆甘蔗ATP结合蛋白基因,分析其基本生物学信息及在干旱胁迫下的表达特性,为ATP结合蛋白的功能研究提供理论依据。【方法】从乙烯诱导甘蔗差异表达转录组和水分胁迫下甘蔗cDNA文库中获取ATP结合蛋白基因序列,设计其引物进行RT-PCR扩增,利用生物信息学软件进行序列分析及其蛋白结构和功能预测,并采用实时荧光定量PCR(qPCR)检测干旱胁迫处理下的甘蔗ATP结合蛋白基因的表达情况。【结果】克隆获得的甘蔗ATP结合蛋白基因全长2145 bp,编码714个氨基酸,其蛋白分子质量为79.430 kD,理论等电点(pI)为9.33,不稳定系数为44.38;甘蔗ATP结合蛋白与玉米ATP结合蛋白的核苷酸序列及其推导氨基酸系列同源性最高,均达93%。甘蔗ATP结合蛋白主要由无规则卷曲(42.02%)、α螺旋(25.63%)和延伸链(22.27%)结构组成,具有蛋白激酶催化结构域、ATP结合位点、核苷酸结合位点(NBS)、糖基化位点、激酶磷酸化结合位点及核定位信号等;甘蔗ATP结合蛋白可能主要定位在细胞核、叶绿体、线粒体和过氧化物酶体中,起中间代谢调控作用,或参与转录调控、免疫应答、胁迫应答及信号转导等生物反应。qPCR检测结果显示,在干旱胁迫7 d后,甘蔗ATP结合蛋白基因的表达量明显下调,约为对照的30%,恢复正常供水(复水)后,表达量回升。【结论】甘蔗ATP结合蛋白基因表达受干旱胁迫诱导,可能参与甘蔗对干旱逆境胁迫响应的代谢调控。
关键词： 甘蔗 ATP结合蛋白 基因克隆 生物信息学 干旱胁迫 表达特性
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野生花生Hsp70基因家族的全基因组鉴定及生物信息学分析
《中国油料作物学报 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：热激蛋白70(heat shock protein 70,Hsp70)是细胞应对高温和其它胁迫环境时所产生的一类分子伴侣类型应激蛋白。本研究以Arachis duranensis和Arachis ipansis基因组数据库为基础,利用生物信息学方法对Hsp70基因家族进行鉴定分析。结果表明,A.duranensis含有34个Hsp70基因成员,A.ipansis含有35个Hsp70基因成员,两者的直系同源基因大部分分布于两套染色体相近的位置。Ad Hsp70和Ai Hsp70基因家族根据亚细胞定位结果可分4种类型,各类型的Hsp70基因结构相对保守。根据系统进化分析Hsp70基因家族可分为ClassⅠ(Hsp70)和ClassⅡ(Hsp110)两个亚家族,其中ClassⅠ亚家族进一步分为3个小家族,同时揭示Hsp70基因家族成员产生于单双子叶分化之前。GO分析预测表明,Ad Hsp70和Ai Hsp70基因家族功能类别完全一致,各功能类别数目比例变化相似。本研究结果有助于了解花生属植物Hsp70基因家族功能,以期为深入研究花生逆境生理过程中的分子调控机理提供基础。
关键词： 野生花生 Hsp70基因家族 生物信息学 系统发育 抗高温
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水稻ARAB-1类似基因的电子克隆及生物信息学分析
《安徽农业科学 》 2015
摘要：[目的]对水稻Os ARAB-1基因进行电子克隆,并对其进行生物信息学分析。[方法]以NP 174188.1为查询探针,通过电子克隆获得Os ARAB-1基因全长c DNA,用生物信息学软件对其核苷酸序列和蛋白质序列进行生物信息学分析。[结果]获得了Os ARAB-1基因全长c DNA,基因编码区序列(CDS)全长1 086 bp。电子定位于第五染色体基因组序列NC 008398.2核苷酸序列6 769 813~6 773 213 bp区域。Os ARAB-1蛋白属于亲水性的胞外蛋白,比较稳定,偏碱性。二级结构以α螺旋和无规则卷曲为主。具有2个功能结构域:SGNH水解酶型酯酶、GDSL脂肪酶。有21个磷酸化位点、7个糖基化位点。推定的活性位点的氨基酸残基为Ser34、Gly107、Asn167、Asp333、His336。与玉米酯酶亚型B4FM12亲缘关系最近。Os ARAB-1基因的表达对水稻的发育和形态发生起重要作用,与水稻抗稻瘟病有关。[结论]该研究为用试验方法克隆该基因和功能鉴定奠定了基础。
关键词： 水稻 脂肪酶 生物信息学 氨基酸序列 Os ARAB-1基因
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甘蔗MAP激酶基因SoMAPK4克隆与生物信息学分析
《南方农业学报 》 2012 CSCD
摘要：【目的】克隆甘蔗MAP激酶家族新基因的全长序列,为了解甘蔗抗逆胁迫机制提供依据。【方法】以新台糖22为材料,提取甘蔗幼叶总RNA并反转录为cDNA;利用已知物种MAP激酶基因核苷酸序列保守区设计引物,采用5'和3'端RACE技术克隆新基因全长,并进行生物信息学分析。【结果】克隆获得的甘蔗新基因与玉米ZmMAPK4同源性很高,达92.6%,将该基因命名为SoMAPK4(登录号JQ062930),基因全长1499bp,其中开放阅读框(ORF)为1128bp,5'非翻译区(UTR)为218bp,3'非翻译区(UTR)为213bp。生物信息学分析结果表明,SoMAPK4基因编码一个含376个氨基酸的蛋白质,分子量约43.5kDa,等电点为5.51,含有11个保守的蛋白激酶亚区和MAP激酶的磷酸化位点TEY基序。【结论】克隆获得甘蔗MAP激酶新基因SoMAPK4,该基因可能参与多种胁迫反应的信号传递,是研究甘蔗非生物胁迫和生物胁迫过程中信号传递的一个关键因素。
关键词： 甘蔗 MAP 基因克隆 SoMAPK4 生物信息学
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