野生二粒小麦AP2家族基因鉴定与表达模式分析

AP2转录因子在植物信号转导、生长发育和胁迫响应方面发挥着重要作用。为探索AP2转录因子在野生二粒小麦中的分子特征,基于野生二粒小麦基因组信息,采用Blast和Hmmer进行AP2家族成员鉴定,对鉴定到的成员进行蛋白质理化性质、亚细胞定位、系统进化树、保守结构域、基因扩增、顺式作用元件、密码子偏好性、表达模式和遗传多样性分析。结果表明,在野生二粒小麦中共鉴定到265个AP2基因,主要定位在细胞核和叶绿体中。根据系统进化树将其分为3个亚族,各亚族之间的保守结构域和基因结构存在保守性与多样性。AP2含有多个与生长发育和非生物胁迫相关的顺式作用元件。AP2基因的密码子偏好性可能受到压力选择作用。从AP2基因的表达模式看,该家族成员可能发生了亚功能化,且对盐胁迫响应有重要作用。通过对不同小麦群体中核酸多样性和分化指数分析,AP2基因部分成员在野生二粒小麦中具有较高的遗传多样性。

多基因遗传表达分析系统检测rhIL-24诱导人卵巢癌细胞凋亡相关基因的应用

目的:探讨重组人白细胞介素24(recombinant human interleukin-24,rhIL-24)诱导人卵巢癌SKOV3细胞株、SKOV3/ddp人卵巢癌耐顺铂细胞株的凋亡相关6个基因表达的变化。方法:体外培养人卵巢癌SKOV3细胞株、人卵巢癌耐顺铂SKOV3/ddp细胞株,用rhIL-24单独及其联合顺铂作用于两种不同的细胞株,提取RNA,经逆转录和聚合酶链反应,应用多基因遗传表达分析系统(GeXP)同时检测6个凋亡基因。结果:rhIL-24诱导上调人卵巢癌SKOV3细胞株Bax、Rb、P53基因,激活Caspase-3,下调Bcl-2、Birc5基因;rhIL-24诱导上调人卵巢癌耐顺铂SKOV3/ddp细胞株Bax、Rb基因,激活Caspase-3,下调Bcl-2基因;rhIL-24联合DDP组其上述基因表达变化更加显著。结论:rhIL-24诱导人卵巢癌细胞凋亡主要通过上调Bax、Rb、P53,激活Caspase3,下调Bcl-2,Birc5等凋亡相关基因。

肾型传染性支气管炎病毒M基因的遗传分析及其在杆状病毒表达系统中的表达

对肾型鸡传染性支气管炎病毒分离株Ck/Jiangsu/DS10/2008株(DS10株)膜蛋白(M)基因进行扩增、克隆和序列测定,并与GenBank中的其它25株参考株的M基因进行比对分析并构建进化树,研究其遗传进化关系。另将M基因克隆至杆状病毒表达系统pFastBac1载体并转染Sf9昆虫细胞进行表达,经间接免疫荧光鉴定,用琼扩试验验证表达产物的反应性,以研究M基因表达产物的生物学活性。测序结果表明DS10的M基因全长为678bp,编码225个氨基酸。遗传进化分析表明,DS10病毒与其它不同致病型的传染性支气管炎病毒共属同一大分支。间接免疫荧光检测表明,M蛋白在Sf9细胞中得到表达,琼扩试验验证表达产物具有良好的反应性,以上结果表明所表达的M蛋白具有良好的生物学活性。本研究表达的M蛋白可为其生物学活性研究及其诊断抗原、新型疫苗开发提供基础材料。

多重基因遗传表达分析系统及其应用研究进展

核酸检测技术广泛用于生命科学、微生物学及医学领域。随着分子生物学的发展,在经典技术的基础上研究人员又开发出多种新型检测技术。其中多重基因遗传表达分析系统(gene expression profiler genetic analysis system,Ge XP)技术作为聚合酶链式反应和芯片的换代技术,具有特异性好、灵敏度高的特点,能够同时检测多个目的基因,真正意义上实现了高通量检测。本文详细介绍了Ge XP技术的原理以及优缺点,并对Ge XP技术在畜牧兽医研究、转基因食品检测、微生物检测及医学研究中的应用进行阐述,以期为该技术将来在食品检测方面的推广提供参考。

薄壳山核桃CiSPL2基因克隆、亚细胞定位及表达分析

【目的】克隆薄壳山核桃SQUAMOSA启动子结合蛋白(SPL)转录因子基因CiSPL2,并对其进行亚细胞定位及表达分析,为探究该基因在薄壳山核桃雌花发育过程的分子机制提供理论依据。【方法】根据薄壳山核桃基因组数据,采用RT-PCR方法克隆CiSPL2基因编码区(CDS)序列,利用生物信息学软件分析其序列特征和蛋白理化性质,构建pCAMBIA1300-CiSPL2-GFP融合表达载体,瞬时转化烟草后观察荧光信号确定亚细胞定位情况。基于转录组数据和实时荧光定量PCR检测CiSPL2基因在不同组织及不同雌花芽分化时期的表达模式。【结果】薄壳山核桃CiSPL2基因CDS长度为1398 bp,共编码465个氨基酸残基,相对分子量为51.78 kD,理论等电点(p I)为8.28,不稳定系数为49.89,脂肪酸氨基酸指数为64.62,平均亲水性平均值(GRAVY)为-0.617,为不稳定的亲水性蛋白,含有SBP结构域(位于第183~257位氨基酸),亚细胞定位于细胞核。CiSPL2蛋白的二级结构主要由α-螺旋(17.42%)、延伸链(13.55%)、β-转角(1.72%)和无规则卷曲(67.31%)组成。薄壳山核桃CiSPL2蛋白与核桃JrSPL2蛋白氨基酸序列的相似性最高,为95.05%,其次是光皮桦BlSPL2蛋白,相似性为70.83%。CiSPL2蛋白与核桃JrSPL2蛋白亲缘关系最近。CiSPL2基因启动子中含有植物激素响应、干旱胁迫响应和分生组织表达元件。CiSPL2基因在雌花和果实中的表达水平显著高于其他组织(P<0.05),在雌花芽分化各阶段均有表达,在雌花序形成期表达水平最高。【结论】CiSPL2基因含有SPL转录因子家族典型的SBP保守结构域,推测其参与调控薄壳山核桃雌花芽分化和发育过程。

桑树光合系统ⅡMPsbR基因的克隆及在不同部位表达分析

根据桑树表达序列标签(ESTs),采取RT-PCR方法克隆了一个编码桑树光合系统ⅡPsbR基因的全长cDNA序列,以期为从分子水平上揭示桑树高效光合作用的机制奠定基础。序列分析表明,该基因全长623 bp,存在56 bp的5’-UTR和306 bp的3’-UTR,其开放阅读框(ORF)长261 bp,编码86个氨基酸,预测蛋白质分子质量为8.95 kD,等电点为11.09。同源分析表明,桑树光合系统ⅡMPsbR基因与花生、大豆编码氨基酸具有较高的同源性;根据MPsbR基因的氨基酸序列与其他20个物种的氨基酸同源序列构建的系统进化树表明,桑树与花生、海桑、梨、大豆的亲缘关系较近。半定量RT-PCR研究表明,桑树光合系统MPsbR基因在桑树不同部位的表达水平有一定差异,在幼叶(刚展开第一张叶)和顶芽表达量最高,其作用机理有待于进一步研究之中。

应用GeXP遗传分析系统检测病毒性脑炎患儿脑脊液中的人类鼻病毒

目的探讨儿童脑炎与鼻病毒的关系以及GeXP多重基因表达遗传分析系统在病毒性脑炎患儿脑脊液人类鼻病毒检测方面的应用价值。方法选择2012年1-12月因发热抽搐等症状就诊于汕头大学医学院第二附属医院儿科重症监护室的患儿脑脊液140份,应用GeXP遗传分析系统对脑脊液标本进行包括人类鼻病毒在内的常见呼吸道病毒筛查,巢式RT-聚合酶链反应（PCR）扩增鼻病毒阳性标本,并对扩增产物进行核酸序列测定和同源性比对。结果 GeXP遗传分析系统共检测出6份鼻病毒阳性标本,经巢式RT-PCR扩增、核酸序列测定和同源性比对,结果为鼻病毒C型4份,与GenBank数据库参考序列同源性为95.8%-98.3%。鼻病毒A型和B型各1份,与参考序列同源性分别为96.0%和99.0%。结论鼻病毒是引起儿童脑炎的病原之一,GeXP遗传分析系统为病毒性脑炎的病原学研究提供快速高通量的检测。

63株IBV分离株M基因的遗传变异与系统进化分析

对1993-2010年从中国不同地区分离的63株传染性支气管炎病毒(infectious bronchitis virus,IBV)野毒株,采用RT-PCR方法克隆测定所分离野毒株的M基因核苷酸序列,并与GenBank中公布的部分国内外IBV毒株的M基因序列进行比较分析,研究中国IBV的分子流行病学特点和分子遗传变异规律。结果显示,所测毒株M基因具有6种不同长度的开放阅读框,这些长度的差异是由于5′端的核苷酸插入或缺失造成的;N端含有1～2个N-糖基化位点,其中1个糖基化位点"Asn-Cys-Thr"(NCT)是高度保守的。63个IBV分离株间氨基酸序列相似性为88.9%～100%,分离株与参考株间相似性为87.2%～100%。系统进化分析结果显示,本研究的63个IBV分离株可分为9个基因型,2005-2010年IBV中国流行株大部分与Mass型疫苗株处于不同的基因型,而且氨基酸序列相似性都小于94%。

家蚕B型清道夫受体基因的鉴定及系统发生与表达分析

B型清道夫受体(SR-B)是清道夫受体超基因家族成员,参与机体的脂类代谢、动脉粥样硬化形成或保护、宿主免疫损害防御、凋亡细胞清除和细胞粘附等重要生命过程。基于家蚕全基因组数据,利用比较基因组学方法,鉴定获得了14个家蚕B型清道夫受体基因,这些基因分布在至少5条染色体上,其内含子的大小从几十到近万个碱基对。系统发生分析表明,14个家蚕B型清道夫受体基因分布在3个类群:第1类群中分布的9个基因和第3类群中分布的3个基因,分别与类群中其它昆虫的同源基因形成明显的直系同源关系;第2类群中分布有2个基因,此类群中不同昆虫的同源基因之间的进化关系较为复杂。EST数据和芯片数据分析表明,多数家蚕B型清道夫受体基因具有转录活性。RT-PCR检测结果显示,有8个家蚕B型清道夫受体基因在5龄第3天幼虫组织中表达,并具有不同的表达模式,推测这些基因可能行使不同的功能。研究结果为进一步诠释家蚕B型清道夫受体基因的功能奠定了基础。

红莲型水稻不育系统花粉发育不同时期MADS-box基因家族的表达分析

以红莲型水稻不育系、保持系、恢复系和杂种为材料 ,根据 MADS- box的保守序列设计特异引物 ,并分别以 Oligo d T1 2 GC和 Oligo d T1 2 CG为锚定引物对花粉发育单核期和二核期的花药进行了差异展示分析。扩增共得到 382条带 ,其中有组成型表达带 2 2× 8=176条。对差异带的统计分析表明 :MADS- box基因家族参与了水稻CMS和育性恢复的核质互作。最后 ,对这些差异带与 CMS和育性恢复之间的关系以及特异引物在研究复杂生物学现象中的应用进行了讨论。

基因表达模式分析及软件系统

研究和实现了 4种基因表达模式的聚类方法 ,开发了基因表达模式分析软件系统 .该软件包含了两两平均连锁聚类法、系统聚类法、自组织特征映射法和模糊聚类等聚类算法 ,其中模糊聚类算法是首次用于基因表达模式分析 .该软件同时具有数据过滤、多种相似性度量选择、聚类方法选择和结果可视化等功能 .对于同一组基因表达数据 ,可通过不同的聚类算法的组合 ,提供更多的基因分类信息 。

冬瓜WRKY基因家族鉴定及表达分析

【目的】WRKY转录因子家族在植物生长发育、抵御胁迫等过程起着至关重要的作用。挖掘参与冬瓜(BenincasahispidaCogn.)非生物胁迫的WRKY基因家族成员,探究其生物学功能。【方法】基于冬瓜基因组数据库鉴定冬瓜WRKY成员,利用生物信息学的方法系统分析其WRKY基因家族成员的蛋白理化性质、系统发育、保守基序、顺式作用元件,通过qPCR分析冬瓜WRKY的表达情况。【结果】冬瓜WRKY基因家族有57个成员,氨基酸数目在126~650之间,相对分子质量在13.92~71.68 kD之间;蛋白等电点在4.61~9.69之间。根据系统进化树将该家族分为3个类群,第二类群又分为5个亚组。冬瓜WRKY外显子有2~6个。染色体定位分析发现,有56个基因定位在12条染色体上,1个基因未定位在染色体上。保守基序分析显示,Motif1和Motif3存在于56个基因,且同一类群具有类似的保守基序结构。同时,冬瓜WRKY基因的启动子上均含有应激反应相关元件、激素响应元件。WRKY在冬瓜不同组织和果实发育时期特异表达。RT-PCR结果表明非生物胁迫和激素处理冬瓜可诱导部分WRKY基因的表达。【结论】共鉴定出57个冬瓜WRKY基因,同亚组的成员具有类似的保守基序结构。冬瓜WRKY基因在不同组织中的表达存在差异,其中,BhWRKY2、BhWRKY5、BhWRKY39、BhWRKY11、BhWRKY31、BhWRKY53参与不同的胁迫响应。

口蹄疫病毒2B基因的生物信息学分析及其siRNA真核表达系统的建立

应用RT-PCR方法扩增口蹄疫WLF株2B基因,将其克隆到pMD18-T载体中,测序后进行序列保守性分析和RNA二级结构分析,筛选适合作为siRNA的靶序列。根据siRNA表达载体要求,合成shRNA表达模板,连接到含有U6启动子的真核表达载体中,建立了靶向口蹄疫2B基因的真核表达系统,为进一步研究靶向2B基因的RNA干扰对口蹄疫病毒的抑制作用奠定了基础。

茉莉花TCP基因家族全基因组鉴定及其表达分析

为探讨茉莉花TCP基因家族在其生长发育过程中的作用,基于茉莉花的基因组数据,利用生物信息学方法对茉莉花TCP(JsTCP)基因进行了全基因组鉴定及分析,并分析了TCP基因家族在花发育不同时期和花粉-柱头互作中的表达水平。结果显示,茉莉花全基因组中共鉴定出27个TCP基因家族成员,命名为JsTCP1~JsTCP25,其蛋白包含208~539个氨基酸残基,分子量为22.95~56.96 ku,等电点为5.70~9.97,均为不稳定的亲水性蛋白。亚细胞定位预测结果显示,JsTCPs均位于细胞核内。染色体定位结果显示,JsTCPs不均匀分布在10条染色体上。基因结构分析结果显示,JsTCPs具有1~5个外显子以及0~4个内含子。蛋白保守基序和系统进化分析结果显示,JsTCPs均含保守的TCP结构域,可分为ClassⅠ和ClassⅡ2个亚类。启动子顺式作用元件的分析结果显示,JsTCPs启动子上含有多个植物激素响应、胁迫响应和生长发育相关等元件。表达模式分析结果显示,24个JsTCPs基因在茉莉花花发育不同时期表达,22个基因在花粉-柱头互作中表达。总之,本研究鉴定了27个茉莉花TCP基因家族成员,并发现家族成员在花发育不同时期和授粉后不同时期特异表达。

基因表达系列分析及其在心血管系统中的应用

基因表达系列分析 (SAGE)是近年发展起来的用于大规模研究基因表达的新方法 ,具有发现新基因及基因表达定量分析的功能。其主要优点是不需事先知道基因序列且能提供组织或细胞中每一个转录本的定性和定量信息 ,对低丰度转录本敏感并可发现新的转录本。同时 ,SAGE数据库的电子特性又可允许不同研究者构建的文库之间直接进行比较。本文对SAGE技术的演进及其近年来在心血管系统疾病研究中的应用作一总结。

接合转移诱动系统在遗传分析和体内基因操作中的应用

接合转移诱动系统在遗传分析和体内基因操作中的应用赵巍，张成刚，蔺继尚（中国科学院沈阳应用生态研究所，１１００１５）细菌间ＤＮＡ的转移主要有转化、转导、接合和原生质体融合等几种形式。接合是通过供体菌和受体菌完整细胞间的直接接触，而传递大段ＤＮＡ的方法，...

燕麦sHSP基因家族的鉴定及其响应高温及老化的表达分析

小热激蛋白(sHSPs)是植物体中普遍存在的由核基因编码的一类蛋白,具有保守的ACD结构域,能够在高温、干旱以及老化等胁迫刺激中发挥重要作用。本研究利用生物信息学方法在燕麦基因组中鉴定得到24个HSP20(AsHSP20.1~AsHSP20.24)基因,并对AsHSP20家族成员的理化性质、蛋白结构、亚细胞定位、系统进化、保守基序和保守结构域、基因染色体位置以及响应高温及老化基因的表达等进行系统分析。研究发现AsHSP20基因分布在17条染色体上。编码氨基酸数目136~529 aa,分子量大小14.9~58.1 kDa,理论等电点5.30~8.79。HSP20成员多定位在核、胞质和叶绿体上,部分定位在质膜、线粒体、过氧化物酶体以及胞外。蛋白质二级结构和三级结构分析表明AsHSP20成员确定有β-折叠结构。根据保守基序组成与系统发育关系分析,AsHSP20基因家族被分为11个亚组,同一亚组成员之间具有相似或相同的保守基序,表明这些蛋白之间具有功能的相似性。进一步分析自然老化和人工老化处理下AsHSP20基因的表达情况,结果表明AsHSP20.20、AsHSP20.24基因在自然老化处理与人工老化处理下共同下调表达,推测AsHSP20.20和AsHSP20.24在两种老化方法下共同参与调控燕麦种子活力降低的过程,可作为燕麦种子寿命及抗老化种质育种研究的候选基因。研究为AsHSP20基因家族在燕麦种质老化过程中的调控机制提供了有价值的信息,也为进一步探究燕麦HSP20基因的功能及种子抗衰老分子机制提供了理论支撑。

ABI 1700芯片分析系统在基因差异表达研究中的应用

应用化学发光法标记技术分别对正常和临床慢性髓细胞性白血病(chronic myelogenous leukemia,CML)病人骨髓单个核细胞的RNA进行标记,然后与ABI的人全基因组表达谱芯片杂交,对于杂交后所得到的荧光信号数据,应用1700芯片分析系统对其进行生物信息学分析.实验结果表明,ABI1700芯片分析系统可以对基因芯片杂交后得到的差异表达基因进行疾病学分类和生物功能分类分析,同时还发现与CML相关的差异表达基因75个,因此ABI1700芯片分析系统在芯片研究领域中具有重要的应用价值.

天南星科植物叶绿体基因组结构特征及系统发育分析:以天南星等20个物种为例

目的:天南星科植物资源丰富、分布广泛。研究天南星科植物叶绿体基因组特征,为天南星科的系统发育及进化研究提供依据。方法:本研究以GenBank数据库中获得的20条该科植物叶绿体全基因组序列为基础数据,利用REPuter、MISA、mVISTA和MAFFT等软件分析其重复序列、基因组差异、IR边界和系统发育等特征。结果:天南星科植物叶绿体基因组长度介于158521~175906 bp之间,共编码129~139个基因。在20个该科物种中,均检测出50条重复序列,正向重复和反向重复为主要类型,并鉴定出253~482个SSR位点,单核苷酸和二核苷酸重复居多。序列全局比对表明其非编码区的差异较大,并发现accD、ycf2和ycf1三个高度可变区。共线性分析可知,基因组序列同源性较高,只有一个物种发现重排或倒位现象。IR边界分析表明天南星科植物有一定保守性。所筛选的SSR位点和高度可变区可用于遗传多样性分析、物种鉴定和DNA条形码等。结论:本研究明确了天南星科物种的系统发育关系,为天南星科物种进化和遗传多样性研究提供了一定的科学依据。

基因表达的系统分析在基因组转录谱研究中的应用

基因表达的系统分析技术 (SAGE)是一种全面分析基因表达模式的实验方法。该方法的原理是基于分离出每一m RNA所特有的长 9bp～ 14 bp的标签并将其串联起来进行克隆和测序。该方法不仅可以给出我们一个全面的特定细胞或组织的基因表达谱 ,而且还可以通过对两组处于不同环境中的同一类型细胞的基因表达谱进行比较 ,帮助我们发现那些由于环境的变化而表达发生改变的基因。本文拟就这一高通量方法的原理、应用。