冷胁迫下普通油茶CCCH型锌指蛋白基因家族的鉴定和分析

【目的】为挖掘和利用耐寒普通油茶Camellia oleifera遗传资源提供参考。【方法】基于普通油茶的冷胁迫转录组数据,对其CCCH型锌指蛋白基因进行鉴定,并对CCCH型锌指蛋白进行理化性质分析、系统发育分析、保守结构域预测、二级结构预测等相关生物信息学分析,并以庐山高海拔油茶(LSG)和栽培油茶品种赣无1(GW1)为材料,对CCCH型锌指蛋白基因在冷胁迫下的表达情况进行分析。【结果】在普通油茶的冷胁迫转录组数据中共鉴定到24个CCCH型锌指蛋白基因,参考水稻分类方法,将24个CCCH型锌指蛋白聚类到2个亚家族中。保守基序分析结果表明,在24个基因中仅有3种CCCH型锌指蛋白基序类型,即C-X8-C-X5-C-X3-H、C-X7-C-X5-C-X3-H和C-X5-C-X4-C-X3-H,数目分别为92、4和4。转录组表达谱分析结果表明:在野外冷胁迫试验中CoC3H17基因在D4、D5和D6时期的表达量高于D1、D2和D3时期,在室内冷胁迫试验中庐山高海拔油茶和赣无1的CoC3H17基因一直表现为更高的转录本丰度;CoC3H14和CoC3H24基因在野外试验的D4、D5和D6时期均表现为表达量明显上升,且在室内冷胁迫试验中庐山高海拔油茶的这2个基因的表达量高于赣无1。【结论】CoC3H17、CoC3H14和CoC3H24基因可能是普通油茶应对冷胁迫的关键基因。

普通烟草CCCH类锌指蛋白家族的全基因组鉴定和表达分析

为了解烟草CCCH类锌指蛋白家族特性,利用拟南芥CCCH类锌指蛋白结构域比对烟草基因组数据库,共鉴定到86个CCCH类锌指蛋白基因家族成员,并对其进行蛋白质理化性质、系统进化、染色体分布、基序、启动子顺式作用元件、基因表达模式分析以及对激素的响应分析。结果显示,烟草CCCH类锌指蛋白家族86个基因中37个成员分布在17条不同的染色体上;基序分析显示,该家族所有成员均含有C-X_(7/8)-C-X_(5)-C_(3)-H基序,除此之外,在烟草中也发现了一些新的CCCH基序,如C-X_(6)-C-X_(4)-C-X_(3)-H等;系统进化树显示,86个CCCH类锌指蛋白中的51个成员分为9个亚家族;启动子分析表明,NtC3H-39基因含有多个应激响应元件和激素响应元件。基因表达模式和激素响应分析表明,NtC3H-39具有明显的组织表达特异性,并对激素和干旱胁迫具有明显响应。

普通白菜C3H类锌指蛋白基因家族鉴定及表达分析

植物CCCH(C3H)锌指蛋白是一种可识别并结合RNA的蛋白,在植物生长发育、胁迫响应中发挥重要作用。为了了解普通白菜C3H类锌指蛋白家族的特性,通过比对拟南芥C3H类锌指蛋白成员和普通白菜数据库,鉴定普通白菜中C3H类锌指蛋白家族成员,并分析其蛋白质理化性质、系统进化、染色体分布以及在花芽分化阶段不同时期的表达模式。结果显示,共鉴定到84个普通白菜C3H类锌指蛋白家族成员,根据在染色体上的顺序分别命名为BrcC3H1~84,这些成员不均匀地分布在10条染色体上,其中在3号染色体上分布最多,有15名成员;蛋白质理化性质分析表明,该家族成员编码蛋白质氨基酸数量为156~1542个,理论等电点为4.96~10.84。通过构建系统进化树可将其分为3个亚族,各亚族间基因结构及保守基序差异明显,不同的C3H模型可能是导致差异的重要因素。基因结构分析表明,BrcC3H成员多数含有1个或7个CDS。通过转录组数据对BrcC3H成员在白菜花芽分化不同阶段的表达模式进行分析,发现有21个BrcC3H基因在花芽分化临界期高表达,而在后期表达逐渐降低,其可能参与帮助启动花芽分化。这为进一步研究BrcC3H基因在普通白菜的开花机制提供了理论基础。

ALB基因新突变致家族性白蛋白异常性高甲状腺素血症一例

报道1例家族性白蛋白异常性高甲状腺素血症(FDH),患者无甲状腺功能亢进症状,但检测总甲状腺素、FT4、FT3升高,T3、TSH无异常,基因测序结果证实编码白蛋白的ALB基因7号外显子发生c.737G>T(P.R246I)杂合突变,为新突变,确诊为FDH。

水稻CCCH型锌指蛋白亚家族Ⅰ基因的表达分析

CCCH型锌指蛋白是一类生物体中广泛存在的转录因子,与植物的抗逆性密切相关。水稻CCCH锌指蛋白家族包括67个成员,分为8个亚家族。本研究采用实时定量PCR技术分析水稻CCCH亚家族Ⅰ基因的组织表达模式以及盐、干旱、低温、高温等多种非生物胁迫和脱落酸(ABA)对CCCH基因表达水平的调节。结果表明,多数CCCH基因都不同程度地受到这些非生物胁迫及ABA的诱导或抑制,其中C3H10、C3H24、C3H33、C3H37和C3H67的表达量在不同胁迫处理后表现出不同程度的升高,C3H35、C3H50和C3H52在盐、干旱、ABA、低温和高温处理后表达水平呈下降趋势,表明这些CCCH锌指蛋白可能参与水稻的非生物胁迫响应。

青花菜锌指蛋白基因BoCCCH1的克隆和表达分析

CCCH锌指蛋白广泛存在于真核生物中,在植物的生长、发育和逆境胁迫响应中起着重要作用。为获知青花菜CCCH转录因子基因的序列特征和表达特性,从青花菜叶片中克隆到1个CCCH基因,命名为Bo CCCH1,同时,利用RT-PCR方法研究了其在不同器官及霜霉菌侵染叶片中的表达模式。序列分析结果表明,Bo CCCH1的基因组全长为1 568 bp,包含1个长度为599 bp的内含子,2个长度分别为627 bp、342 bp的外显子,编码322个氨基酸,蛋白质的分子量与等电点分别为35 296.42 Da和8.47;Bo CCCH1有2个锌指结构,类型均为C-X8-C-X5-C-X3-H。系统发育分析结果表明,Bo CCCH1与其它植物的21条同源序列在进化树上分为6组,来自十字花科的CCCH与Bo CCCH1处于同一分支。基因表达结果表明,Bo CCCH1在叶、花茎、嫩角果、花蕾和花中表达,其中花茎和嫩角果的表达量最高,但在根中未检测到表达;在霜霉菌侵染下,叶片Bo CCCH1的表达量升高,到24 h和36 h时达到最大,推测Bo CCCH1与霜霉病抗性相关。本研究为进一步探明Bo CCCH1在霜霉病抗性反应中的功能奠定了基础。

巨桉FLA基因家族成员的鉴定与分析

【目的】含有束状蛋白(fasiclin)结构域的类成束状阿拉伯半乳糖蛋白(fasciclin-like arabinogalactan proteins,FLAs)在巨桉细胞壁的次生生长和合成中起着重要作用。为了获得更多有价值的信息并探索其功能,对巨桉FLA基因家族的全基因组进行分析。【方法】以巨桉全基因组数据和转录组数据为基础,通过Expasy、MEME、MEGA7.0、TBtools等生物信息学工具对EgrFLAs基因家族的核酸序列的特征、基因结构、蛋白质理化性质、蛋白保守结构域、家族系统进化关系和表达量等进行分析和预测。【结果】巨桉共有21个EgrFLAs基因,其中包括3个新发现的EgrFLAs基因,这些基因不均匀地分布在巨桉11条染色体中的9条上。所有鉴定到的EgrFLAs基因均含有束状蛋白结构域,聚为4个群组,其中D组包含最多的基因成员。在EgrFLAs基因启动子中发现了大量的顺式元件,包括发育相关、水杨酸、茉莉酸甲酯等相关响应元件。不同组织的表达谱分析表明除EgrFLA1、EgrFLA2和EgrFLA3外,聚在A组的EgrFLA5和EgrFLA7也参与了次生生长。在巨桉不定根形成过程中,EgrFLA1和EgrFLA3通过表达量逐渐增加的方式参与诱导不定根形成。经SA和MeJA处理后,EgrFLA1和EgrFLA2的表达量发生显著变化,表明EgrFLA1和EgrFLA2在巨桉的发育和胁迫反应中可能具有多种作用。【结论】在巨桉中鉴定FLA基因21个,包括新发现的3个基因。在EgrFLAs基因启动子中发现了大量发育和激素相关的顺式元件。EgrFLA1、EgrFLA2、EgrFLA3、EgrFLA5和EgrFLA7作为巨桉次生生长发育中的候选基因,将为进一步的巨桉分子育种提供宝贵的资源。

火龙果类锌指蛋白基因片段的克隆及表达分析

锌指蛋白在原核生物与真核生物基因转录的调控中发挥着重要作用.根据火龙果抗逆cDNA芯片中的一个EST设计一对引物,采用RT-PCR克隆火龙果类锌指蛋白基因片段,生物信息学分析表明,该片段长334bp,编码1中含有109个氨基酸残基的肽链,命名为HuZF.该基因序列与其它植物锌指蛋白基因核苷酸序列的同源性均在70%以上,推测的氨基酸序列与其它植物锌指蛋白的氨基酸序列的同源性达60%以上.RT-PCR分析表明,高盐和干旱胁迫下,火龙果茎中HuZF的表达增强,低温胁迫时,HuZF的表达先减弱后增强,初步推测该基因的表达与火龙果低温、高盐、干旱等逆境胁迫响应相关.

核盘菌和灰葡萄孢菌CCCH锌指蛋白基因的鉴定和比较分析

CCCH锌指蛋白(zinc finger proteins)广泛分布于动物、植物和微生物之中,在RNA代谢过程中起着重要作用,通过鉴定核盘菌和灰葡萄孢菌Zf基因,为基因克隆、表达分析和功能研究奠定基础。本研究以核盘菌和灰葡萄孢菌全基因组序列为材料,运用生物信息学的手段开展Zf基因的全基因组鉴定和分析。经分析,核盘菌和灰葡萄孢菌各有11个Zf基因,它们的开放性阅读框全长分别为633～3741bp和633～3486bp;共检测到55个CCCH锌指基序,以C-X7-C-X5-C-X3-H(22个)和C-X8-C-X5-C-X3-H(21个)最为常见,其中C-X8-C-X6-C-X3-H和C-X7-C-X6-C-X3-H为2种新发现的基序类型;进化分析结果表明,22个Zf基因聚为4组,除SS1G_13631、SS1G_09360、BC1T_00310和BC1T_05217外,核盘菌和灰葡萄孢菌的Zf基因分别位于不同的小分支,该结果与Zf基因的基因结构、基序数量和分布情况一致。

对虾白斑综合症病毒类锌指蛋白基因(wsv063、wsv069和wsv477)的表达和纯化

从对虾白斑综合症病毒基因组的预测开放阅读框中选取3个编码类锌指蛋白的基因wsv063、wsv069和wsv477,将它们克隆到pET-GST表达载体,以E.coliBL21(DE3)为宿主菌,成功表达了GST融合的目的蛋白.表达的GST-WSV063和GST-WSV477在菌体里主要以包涵体形式存在,GST-WSV069在菌体里可溶性形式和包涵体形式几乎等量存在.采用glutathione sepharose 4B或Ni-NTA agarose亲和层析对目的蛋白进行了纯化.以上3种病毒蛋白的表达和纯化为进一步研究它们的功能奠定了基础.

番茄CCCH型锌指蛋白基因SlC3H64和SlC3H65的特征与表达分析

以番茄品种"中蔬6号"为试材,采用生物信息学方法和实时荧光定量PCR技术,分析研究了番茄SlC3H64和SlC3H65锌指蛋白结构特点,启动子序列内所含胁迫响应元件类别,以及2个基因组织表达模式和非生物胁迫条件下表达量变化差异。结果表明:番茄SlC3H64和SlC3H65的蛋白预测结构差异较大;启动子序列分析发现,2个基因中分别含有11个和7个不同的胁迫响应元件,且二者除了TC-rich repeat元件相同外,其余元件均不同;SlC3H64和SlC3H65在"中蔬6号"根、茎和叶中都有表达,且都在叶中表达量最高,5种不同胁迫处理条件下,SlC3H64响应水杨酸(SA)和高温处理,而SlC3H65则仅响应甘露醇处理。

类蛋白Tubby基因家族研究进展

综述了TLP基因家族的研究进展,结果发现有多个TLP基因参与植物对多种生物胁迫和非生物胁迫的应答,这些TLP基因可以作为植物抗逆育种的候选基因,应用于植物抗逆遗传育种工作中。

核桃Q型C2H2锌指蛋白基因家族全基因组鉴定及表达分析

【目的】Q型C2H2锌指蛋白在植物抵抗非生物胁迫中起重要作用。为深入了解核桃Q型C2H2锌指蛋白基因家族在核桃全基因组中的特征,对核桃Q型C2H2锌指蛋白(JrZFP)基因家族进行全基因组鉴定与分析,并研究其在核桃干旱和盐胁迫应答过程中的表达模式。【方法】利用生物信息学方法鉴定了核桃全基因组中的Q型C2H2锌指蛋白基因家族成员,并对其理化性质、染色体定位、进化关系和基因结构进行分析;根据JrZFP基因家族进化树随机挑选15个JrZFP基因,并通过实时荧光定量PCR(real-time quantitative PCR,qRT-PCR)方法检测15个基因在干旱和盐胁迫下的响应特性。【结果】在核桃中共鉴定出82个Q型C2H2锌指蛋白基因,其蛋白质序列长度介于59~636个氨基酸之间,亚细胞定位主要位于细胞核中;该基因家族成员不均匀分布在15条染色体上,其中有11对JrZFPs基因为串联重复基因,63个JrZFP基因参与片段重复事件;基因结构分析表明,75个JrZFP基因无内含子,其余成员含有1~10个外显子;上游启动子区分析发现,该基因家族成员含有参与逆境胁迫和激素响应相关的顺式作用元件。表达分析结果显示,在盐胁迫下15个JrZFP基因均显著上调,以JrZFP55最为明显,推测JrZFP55在核桃NaCl胁迫中起正向调节作用;在干旱胁迫下15个JrZFP基因中上调6个,其中JrZFP12上调最为显著,下调9个,以JrZFP4、JrZFP55和JrZFP57下调程度最大,推测这3个基因在核桃干旱胁迫中起负调控作用。【结论】核桃全基因组中有82个JrZFP家族成员都具有Q型C2H2锌指蛋白典型结构域,且通过qRT-PCR对随机挑选基因进行分析以发现可能参与干旱和盐胁迫的JrZFPs基因,为深入研究核桃JrZFP参与干旱胁迫和盐胁迫提供理论依据。

烟草C2H2锌指蛋白转录因子家族成员的鉴定与表达分析

C2H2锌指蛋白转录因子家族在真核生物中具有重要的生物学功能,广泛参与植物叶的发生、花器官的调控、侧枝的形成及逆境胁迫等生命过程。植物C2H2锌指蛋白不仅结合DNA和RNA,而且与蛋白质之间相互作用。本研究利用普通烟草(Nicotiana tabacum)基因组数据库,运用Blastp比对,结合Pfam和SMART分析,鉴定了118条普通烟草C2H2锌指蛋白家族成员;对烟草C2H2锌指蛋白家族进行了进化树分析、结构域分析、物理化学性质分析、染色体定位、基因结构分析、三维结构分析及组织表达分析等。结果表明:不同成员的氨基酸长度差异较大;系统进化及结构域分析显示,所有C2H2家族成员可以被分为5个亚家族,同一亚家族成员之间在结构域和理化性质上呈现较高一致性;每个成员都含有C2H2结构域,在数量上存在较大差异;将所有基因家族成员定位在22条染色体上;组织表达分析表明,每个C2H2亚家族都有成员在不同组织中表达,在叶及根中有些基因的表达量较高。

新基因水稻OsLSD1的克隆及拟南芥和水稻类LSD1基因家族的生物信息学分析

类LSD1(LSD1-like) 基因家族是一类特殊的C2C2型锌指蛋白基因,编码植物特有的转录因子. 目前已经研究的2个成员拟南芥LSD1(lesions stimulating disease resistance 1) 和LOL1(LSD-One-Like 1) 基因均参与植物细胞程序化死亡(programmed cell death, PCD) 的调控. 从水稻cDNA文库中克隆到1个类LSD1基因,命名为OsLSD1. 该基因长988 bp,包含一个432 bp的开放阅读框,推导的氨基酸序列(143个氨基酸) 含有3个内部保守的锌指结构域. DNA印迹结果表明OsLSD1基因在水稻基因组中为单拷贝,且在根、茎和叶中表达. 借助于生物信息学分析技术,从拟南芥和水稻数据库中各识别出5个和7个(包括OsLSD1) 类LSD1基因. 分析了这些类LSD1基因的结构,蛋白质结构域组成. 系统进化分析表明,无论基于编码区的核苷酸或氨基酸序列都可以将这些类LSD1基因分为2类. 虽然不存在拟南芥或水稻特有的类LSD1蛋白,但有些结构域是水稻所特有的,也有些基因是来源于复制事件.

马铃薯腐烂茎线虫类毒液过敏原蛋白基因cDNA全长的克隆与序列分析

以马铃薯腐烂茎线虫(Ditylenchus destructor)为材料,用RACE方法,获得了类毒液过敏原蛋白新基因Dd-vap-2的cDNA全长(GenBank登录号为GU370352)。该cDNA全长序列为1 150 bp,包括1个912 bp的完整ORF,编码1个含303个氨基酸的蛋白,其理论分子质量为31.8 ku,等电点pI为6.76。序列比对分析表明,De-vap-2基因含有保守性结构域,属于富含半胱氨酸分泌蛋白(cysteine-rich secretory protein,CRISP)家族成员,N端具有21个氨基酸残基组成的信号肽。系统进化树分析表明,该基因与马铃薯金线虫(Globodera ros-tochiensis)和大豆孢囊线虫(Heterodera glycines)分泌的类毒液过敏原蛋白属于同一支,亲缘关系较近。

北京地区汉族人群溶质载体有机阴离子转运蛋白家族1B1与载脂蛋白E基因多态性分布及其意义

目的探讨北京地区汉族人群溶质载体有机阴离子转运蛋白家族1B1(SLCO1B1)与载脂蛋白E(ApoE)基因多态性分布及其临床意义。方法连续入选2019年7月至2020年1月首都医科大学附属北京安贞医院住院和门诊患者以及健康检查志愿者8132例,采用聚合酶链反应荧光探针法检测SLCO1B1(rs2306283:388 A>G,rs4149056:521 T>C)及ApoE(rs429358:388 T>C,rs7412:526 C>T)多态性位点,分析基因多态性分布情况,分别比较不同性别和不同年龄分层人群SLCO1B1与ApoE基因多态性分布、基因型分布及多态性位点突变频率的差异。结果北京地区汉族人群中共检出SLCO1B1基因8种表型,*5/*5未检测到,*1a/*1a、*1a/*1b、*1b/*1b、*1a/*5、*1a/*15、*1b/*15、*5/*15和*15/*15检出者分别为567例(6.97%)、2619例(32.21%)、3241例(39.85%)、3例(0.04%)、473例(5.82%)、1128例(13.87%)、2例(0.02%)和99例(1.22%)。根据服用他汀类药物后发生横纹肌溶解症或肌病的风险及服用药物的剂量分为正常代谢型、中间代谢型和弱代谢型,占比分别为79.03%(6427/8132)、19.72%(1604/8132)和1.24%(101/8132)。北京地区汉族人群中共检出ApoE基因6种不同表型,ε2/ε2、ε2/ε3、ε2/ε4、ε3/ε3、ε3/ε4和ε4/ε4检出者分别为45例(0.55%)、956例(11.76%)、107例(1.32%)、5616例(69.06%)、1331例(16.37%)、77例(0.95%)。根据不同基因型发生冠状动脉粥样硬化性心脏病、脑梗死、阿尔茨海默病等的风险及服用他汀类药物的疗效将其分为三大类,ApoE保护类基因型、ApoE大众类基因型和ApoE风险类基因型,占比分别为12.31%(1001/8132)、70.38%(5723/8132)和17.31%(1408/8132)。同时具有ApoE保护类基因型和SLCO1B1正常代谢型患者796例(9.79%),同时具有ApoE风险类基因型和SLCO1B1弱代谢型患者23例(0.28%)。在男性和女性人群以及年龄≤60岁和>60岁人群中,SLCO1B1均以正常代谢型占比最高,ApoE均以大众类基因型占比最高,不同性别和不同年龄分层人群SLCO1B1和ApoE基因型分布情况差异均无统计学意义(均P>0.05)。SLCO1B1及ApoE基因的上述多态性位点突变频率观察值符合Hardy-Weinberg遗传平衡(P>0.05),具有群体代表性。结论本研究具有群体代表性,北京地区汉族人群SLCO1B1和ApoE基因多态性与性别和年龄分层无关,根据基因型及时调整他汀类药物用药方案,有助于实现个体化用药和安全用药。

锌指类蛋白研究的新进展

综述了锌指蛋白的最新研究状况。

油棕C2H2基因家族鉴定及低温胁迫下的表达分析

C2H2型锌指蛋白是最常见的锌指蛋白之一,广泛存在于真核生物中,在植物的生长发育、盐、低温、干旱胁迫等非生物胁迫响应中扮演重要作用。本研究以拟南芥C2H2氨基酸序列作为探针,在油棕基因组数据库中进行本地BLASTP比对和保守结构域预测分析,筛选出油棕C2H2型锌指蛋白家族成员,利用生物信息学手段对基因家族成员的理化性质、进化关系、染色体位置、基因结构、保守基序和启动子顺式元件进行分析,并利用转录组数据和荧光定量PCR方法分析EgC2H2基因家族成员在低温胁迫下的表达情况。结果显示:从油棕基因组中共鉴定出73个C2H2型锌指蛋白家族成员,EgC2H2家族成员氨基酸的数目为128~556个,分子量为14176.73~58983.30 Da,等电点为4.99~9.62,不稳定系数为38.84~86.01,亲水性为–1.154~-0.226,亚细胞定位显示C2H2基因家族所有成员均定位于细胞核;系统进化树分析显示EgC2H2家族成员可以分为4个亚家族,EgC2H2家族成员多数归类于第Ⅰ亚家族和第Ⅱ亚家族,且同一亚家族成员的结构域具有较高的一致性;染色体定位结果显示,EgC2H2家族成员不均匀地分布于油棕的16条染色体上;启动子顺式元件分析显示,EgC2H2家族包含许多光响应元件、植物激素响应元件和逆境胁迫响应元件;转录组数据分析显示,大部分EgC2H2基因响应低温胁迫,且大多数EgC2H2基因在耐寒材料中高表达,在冷敏感材料中低表达;荧光定量PCR分析显示,EgC2H2-23、EgC2H2-11、EgC2H2-19、EgC2H2-17和EgC2H2-21显著上调表达,且在耐寒材料中的表达量显著高于冷敏感材料,推测这些基因可能在油棕低温响应中发挥关键作用,可以作为候选基因进一步深入研究。本研究为深入研究油棕C2H2基因家族功能提供理论参考。

矮牵牛冷响应锌指蛋白基因PhTZF1的分离与表达分析

利用矮牵牛基因表达谱芯片筛选出应答低温胁迫的关键基因,从中发现1个CCCH型的锌指蛋白基因PhTZF1。通过RT-PCR分离获得该基因的cDNA全长为2 085bp,预测其编码694个氨基酸,含有2个CCCH型锌指蛋白保守结构域。系统进化树分析发现,PhTZF1与拟南芥AtSZF1相似度最高。利用半定量RT-PCR检测其在根、茎、叶和花中的表达特性发现,正常生长条件下该基因在各组织中的表达都较弱;利用实时定量PCR检测其在低温、干旱、ABA、MeJA、高盐和高渗胁迫处理下的表达情况发现,PhTZF1表现出不同程度的上调,其中对低温胁迫最为敏感且上调倍数最高,初步推测该基因与矮牵牛应答低温、干旱等非生物逆境相关。