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1.
摘 要：本研究采用生物信息学方法,利用BLAST(Basic Local Alignment Search Tool)和HMM(Hidden Markov Model)工具,对蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)全基因组Mt2.0数据中含有核苷酸结合区NBS结构的抗病基因进行了分析,包括NBS基因数量、类型、基因复制、物理位置分析和系统发生学关系分析。结果表明,在苜蓿全基因组中找到469个有NBS结构的抗病基因,其中包括446个标准结构NBS基因、23个非标准结构NBS基因。通过对全基因组内标准NBS类型抗病基因进行物理位置和系统进化树分析,发现苜蓿基因组中抗病基因在进化过程中存在明显的基因复制现象,基因的复制对苜蓿基因组中抗病基因数量扩张起到了重要的作用。 相似文献
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黑籽南瓜(Cucurbita ficifolia)是云南特有的对病害有较强抗性的一种瓜类作物。为发掘利用其蕴含的优异抗病基因资源,本研究根据已克隆到的植物核苷酸结合位点(nucleotide binding site,NBS)类抗病基因的保守氨基酸结构域基因设计简并引物,通过PCR扩增从黑籽南瓜基因组中分离了8条黑籽南瓜抗病基因同源序列(resistance gene analogous,RGAs),聚类分析和相似性比较结果显示,黑籽南瓜抗病基因同源序列2(black seed squash resistance gene analogous 2,HQRGA2(Gen Bank No.:MG946756)单独为一类,且具有核苷酸结合衔接子(nucleotide-binding adaptor shared by APAF-1,R proteins and CED-4;NBARC)结构,其余7条序列均不具有NBS保守结构域。核苷酸相似性分析表明,HQRGA2与部分抗病基因序列的相似性达到87%~99%,其中与南瓜(Cucurbita maschata)NBS类抗病蛋白基因13(squash resistance gene analogous,SQRGA-13)和SQRGA-8的相似性分别达到98.0%和97.0%。对HQRGA2编码的氨基酸保守结构域分析表明,其含有NBS类抗病基因的4个保守模块:P-loop、Kinase-2、Kinase-3a和GLPL区,且属于无Toll蛋白或白介素1受体类似的NBS富亮氨酸重复(non toll/interleukin-1 receptor like of NBS plus leucine-rich region,non-TIR-NBS-LRR)类抗病基因同源序列。HQRGA2编码氨基酸的同源性分析结果表明,其与南瓜抗病蛋白基因SQRGA-13氨基酸同源性较高,达到96.6%,与其余抗病基因同源性在16.6%~43.8%之间,NBS区域氨基酸系统进化树分析结果表明,HQRGA2可能是一个新的抗病基因片段。q RTPCR分析表明,黑籽南瓜HQRGA2片段的表达受尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)的胁迫诱导,表现出先扬后抑的表达模式,说明HQRGA2可能为抗病相关基因片段。黑籽南瓜中NBS类抗病基因同源序列HQRGA2的获得为分离克隆其完整抗病基因提供了新线索。 相似文献
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NBS-LRR(nucleotide-binding site and leucine-rich-repeat)是植物中最大类抗病基因家族之一。番茄基因组测序完成为全基因组水平上分析NBS-LRR抗病基因家族提供了机遇。利用生物信息学方法对番茄NBS-LRR抗病基因家族成员数目进行鉴定,并对其染色体定位和系统发育关系进行了分析。随后,将番茄和马铃薯NBS-LRR抗病基因进行了比较基因组学分析。结果表明:番茄基因组共包括252个NBS-LRR抗病基因,分布于番茄12条染色体上;63.5%的基因成簇存在,大部分为串联重复;系统发育关系分析表明番茄CC-NBS-LRR(CNL)亚家族较其他亚家族扩展程度大;同线性分析发现番茄中共79个NBS-LRR抗病基因与马铃薯基因具有同源关系。结果将为番茄NBS-LRR抗病基因家族的深入研究提供依据,同时也为利用番茄NBS-LRR基因进行基因定位以及相关抗病基因克隆等奠定基础。 相似文献
4.
高等植物基因组中,大部分序列为非表达序列,基因序列所占的比例很小,了解基因在基因组中的分布是研究基因组结构的一个重要方面。在美国能源部资助下,一个毛果杨无性系的基因组测序已经完成并对公众发布。杨树全基因组序列的完成,为我们了解林木基因组中基因的分布提供了一个特例。在本文中,我们利用泊松分析对杨树基因组中基因在各个染色体上的密度进行了检测,结果表明杨树基因组中各条染色体的基因含量存在显著差异。杨树全基因组测序项目揭示现代杨树基因组起源于一次古全基因组复制事件（称为杨柳科基因组复制）,所以杨树基因组不同染色体间存在很大的同源复制片段。但是我们的研究显示,杨树基因组中大多数高度同源的染色体上基因的密度与染色体间的同源性没有明显关系,这说明杨柳科全基因组复制事件后,各个高度同源染色体上的基因发生了流失,且基因流失的速率是不一样的。同时本文还对近九万条毛果杨EST序列进行了比对分析,结果显示这些EST序列覆盖的基因仅占杨树基因组中基因总数的16.8%左右。EST测序虽然是发现基因的一个重要手段,但小规模EST测序对基因的覆盖度很低,所以小规模EST测序的应用价值是有限的。 相似文献
5.
利用生物信息学分析方法挖掘玉米(Zea mays)不同组织间差异表达的基因,揭示玉米生长发育过程的分子机理,本研究从NCBI数据库中下载获得玉米自交系Mo17和B73根和芽的转录组数据,发现了5个在根中高表达的氧甲基转移酶(O-methyltransferase,OMT)基因,在B73全基因组中鉴定到另外的23个拷贝.对玉米的28个氧甲基转移酶基因的结构、保守模体以及进化分析表明,其不同于咖啡酸氧甲基转移酶(caffeic acid O-methyltransferase,COMT)基因和咖啡酰辅酶A氧甲基转移酶(caffeoyl coenzyme A 3-O-methyltransferase,CCoAOMT)基因,是一类新型的氧甲基转移酶基因家族.这类基因家族含有5个进化分支,其中有两个进化分支分别包含苯并噁嗪类基因7(benzoxazinless 7,Bx7)和Bx10,参与苯并噁嗪类物质的生物合成,表明该类基因在玉米的抗病虫反应中发挥着重要作用.染色体结构与进化分析表明,这类新型氧甲基转移酶基因家族的扩增大多是通过串联重复和片段复制来实现的.对这些基因在玉米的巢式关联定位(nested association mapping,NAM)群体亲本中的表达模式分析表明,其表达模式十分复杂.该研究结果为进一步了解COMT基因的生物学功能及其利用提供了理论依据和参考,并对研究该基因家族的催化机制及其表达调控模式具有重要的指导意义. 相似文献
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SON-PCR扩增抗禾谷孢囊线虫基因LRR区及序列分析 总被引：2，自引：0，他引：2
根据与抗禾谷孢囊线虫(Heterodera avenae)基因Cre3的NBS(nucleotide binding site)编码区高度同源的Rccn4 序列设计3条3'端嵌套引物,采用SON-PCR(single oligonucleotide nested PCR)方法从含有源于易变山羊草(Aegilops varibilis)的抗禾谷孢囊线虫基因的小麦(Triticum aestivum)-易变山羊草染色体小片段易位系E-10中获得了长度为1264 bp的Rccn-L(GenBank登录号为DQ124933)，它将Rccn4 3'端延伸了1209 bp,编码区长1026 bp，含一个不完整的开放阅读框,一个终止密码子，没有起始密码子和内含子结构。其编码一个342个氨基酸残基的蛋白质，含有NBS(nucleotide binding site)-LRR(leucine-rich repeats) 类抗性基因LRR区的保守模体,呈现XXLXXLXXL重复。首次将SON-PCR方法成功地运用到植物基因组学研究中，为植物基因克隆又提供一方法。 相似文献
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39K同源基因存在于所有鳞翅目昆虫杆状病毒基因组中,其编码产物为一种磷蛋白.迄今的研究表明,39K基因与病毒基因表达调控有关,但家蚕核型多角体病毒(Bombyx mori Nucleopolyhedrovirus,BmNPV) 39K基因对病毒复制和转录的具体调控作用尚不清楚.本研究利用Red重组技术和Bac-to-Bac系统分别敲除和回补39K基因,构建了39K缺失型病毒39K-ko-Bacmid和修复型病毒39K-re-Bacmid,并分别转染家蚕(Bombyx mori)细胞系BmN细胞,发现二者均能产生具有感染活力的病毒粒子,表明39K基因不是BmNPV复制的必需基因,但是该基因的缺失可显著降低病毒滴度.进一步利用qPCR发现,39K基因缺失对病毒基因组早期基因组的复制没有显著影响,但在后期会降低病毒基因组的复制水平,并导致病毒各时期基因转录水平的极显著下降(P＜0.01).为了进一步了解39K基因对BmNPV极晚期基因多角体启动子的表达调控作用,本研究构建了由BmNPV多角体启动子驱动的萤火虫萤光素酶和家蚕胞质肌动蛋白A3启动子驱动海肾萤光素酶的双萤光素酶报告系统,通过定量检测荧光素酶活性的变化情况,证明了39K基因对多角体启动子具有显著的负调控作用.综上所述,可知39K基因不是BmNPV复制的必需基因,但该基因的缺失可显著降低病毒各时期基因的表达水平,并导致多角体基因启动子的启动活性增强.本研究结果将为深入了解BmNPV 39K基因对病毒基因组复制、转录的影响奠定基础,同时也将为家蚕杆状病毒(Bombyx mori baculovirus)表达系统高效转录机制的研究提供资料. 相似文献
8.
细胞色素P450在植物的苯丙烷类、生物碱和萜类等生物合成中起着非常重要的作用。为了更好地了解砀山酥梨中P450的种类和数量,利用砀山酥梨基因组的氨基酸和c DNA数据库对P450基因进行筛选,分析砀山酥梨全基因组中P450基因的种类、进化关系、基因的物理定位、以及二级结构元件。结果显示,在砀山酥梨基因组中发现并初步确定了226个P450基因,通过基因的定位分析确定了226个基因分布在17条染色体上,其中除了4、5、9号染色体上无基因簇分布外,其他的染色体都有基因簇的分布。通过基因结构和进化树之间的比较,进一步确定了基因结构和进化之间的相互联系。二级结构的分析表明,砀山酥梨P450蛋白序列同样具有P450蛋白特征性结构域。本研究结果为砀山酥梨P450基因功能的深入分析奠定了基础。 相似文献
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全基因组测序(WGS)在畜禽群体进化和功能基因挖掘中的应用 总被引：2，自引：0，他引：2
全基因组测序(whole genome sequencing,WGS)是指通过高通量测序技术对物种个体或群体的基因组进行测序,并通过生物信息学技术对序列特征进行分析,以在全基因组水平探究物种的进化规律和筛选功能基因,主要包括从头测序(de novo)和重测序(re-sequencing).WGS具有信息全面、精确、高效等优点,尤其能对未知基因和未知结构变异进行高效探索,随着高通量测序技术的发展,WGS成本快速降低,使其迅速超越传统策略,成为当前群体进化分析和功能基因挖掘的最主要研究策略,并在畜禽中得到广泛应用.目前已经对鸡(Gallus gallus)、猪(Sus scrofa)、牛(Bos taurus)、绵羊(Ovis aries)、山羊(Caprahircus)、马(Equus caballus)、鸭(Anas platyrhynchos)和狗(Canis lupus)等畜禽进行了大量WGS研究,探究了畜禽进化规律,并挖掘出许多关键功能基因.此外,WGS在未来畜禽泛基因组的构建和全基因组选择育种中也将有广泛的应用.本文主要对WGS的特征和发展进行了介绍,概述和讨论了其在畜禽群体进化和功能基因挖掘中的应用,并简述了其关键要点和应用前景,以期为WGS在畜禽中得到进一步的应用提供理论参考. 相似文献
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家蚕核型多角体病毒(Bombyx mori nucleopolyhedrovirus,BmNPV)bro (baculovirus repeated ORF)-d基因普遍存在于多种感染鳞翅目昆虫的多角体病毒基因组中,是杆状病毒中一类重复开放阅读框序列.为了解bro-d基因在病毒感染过程中的作用及其与宿主细胞凋亡之间的关系,本研究利用Red重组技术敲除BmNPV基因组中的bro-d基因,构建基因缺失型病毒bro-d-ko-Bacmid,并将该缺失型病毒转染家蚕BmN细胞,利用qRT-PCR技术检测bro-d基因的缺失对病毒基因组复制、转录水平以及抑制凋亡蛋白2基因(inhibitor of apoptosis protein 2,iap2)的影响.结果显示,bro-d基因缺失后会导致病毒基因组的复制水平显著下降(P＜0.05),同时病毒的早期基因lef-3、晚期基因vp39和极晚期基因p1O的转录水平也都显著下降(P＜0.05);iap2的转录水平显著下调(P＜0.05).在bro-d基因缺失型病毒的复制水平明显低于野生型病毒的情况下,仍会导致细胞活力显著下降(P＜0.05);bro-d基因缺失引起细胞B淋巴细胞瘤-2(B-celllymphoma-2,Bcl-2)蛋白含量明显低于野生型病毒,而Bcl-2相关X蛋白(Bcl-2 assaciated X protein,Bax)含量显著高于野生型病毒(P＜0.05),进而导致细胞凋亡水平上升.结果表明,bro-d基因不仅对病毒各时期基因表达水平具有调控作用,也可通过调控iap2的表达进而调控宿主细胞的凋亡水平.研究成果为深入了解bro-d基因在病毒感染过程中的功能提供了基础资料,也为通过延长宿主细胞寿命、提高目的蛋白表达产量来进行杆状病毒表达载体的改造提供了新思路. 相似文献
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甘蔗是重要的能源作物和糖料作物,面临病虫害日益严重问题。由于甘蔗遗传背景非常复杂,且缺乏必要种质,难以通过杂交培育抗病虫、除草剂聚合品种。基因工程技术提供了新方法。本研究利用BLAST比对获得甘蔗花叶病毒ScMV-CP基因和黄叶病毒ScYLV-CP基因的保守序列作为干扰序列,通过设计内切酶位点、生物合成和连接,获得全长687 bp的两个保守序列融合片段（MYCP）。并将其正向和反向插入中间载体pHANNIBAL上,形成双价病毒干扰结构。再通过在pHANNIBAL上添加SmaⅠ内切酶位点,将双价病毒干扰结构表达框和Cry1AC基因表达框结合;利用NotⅠ酶切,回收双价病毒干扰结构和Cry1AC基因表达框片段,连接到添加Bar基因表达框的表达载体pART27-Z上,构建了抗病虫及除草剂四价植物表达载体（pART27-MYCP-Cry1AC）。采用基因枪法将构建好的四价植物表达载体转入甘蔗品种FN15的胚性愈伤组织中,通过PPT（草丁膦）筛选获得了抗性再生甘蔗植株,经过PCR、定量以及Bt蛋白试纸检测,获得同时整合四种目的基因并表达的四价转基因甘蔗植株,为培育多抗甘蔗新品种提供了材料。 相似文献
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玉米DGAT基因家族的全基因组分析 总被引：1，自引：0，他引：1
为了进一步了解玉米中DGAT基因家族,本文利用生物信息学方法对玉米DGAT基因家族进行了鉴定和分类,并对其系统进化、基因结构以及表达模式进行了分析.结果表明:玉米中7个DGAT基因可以分成ZmDGAT1、ZmDGAT2和ZmDGAT3 3个亚组,分布在第4、5、6、9和10这5条染色体上,不同亚组的基因结构和跨膜区有明显差别,其表达也有一定差异,其中ZmDGAT1主要在胚乳中表达,ZmDGAT2表达范围较广,而ZmDGAT3的表达主要集中在叶片.研究明确了玉米中DGAT基因家族的基因结构和表达情况,为了解DGAT基因功能以及进一步提高植物油分含量提供了理论基础. 相似文献
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生长抑素基因疫苗质粒pcS/2SS的构建、表达及免疫* 总被引：14，自引：3，他引：14
为构建高免疫原性的生长抑素（somatostatin，SS）DNA疫苗，将SS基因插入到pcS／SS中乙肝表面抗原（HBsAg）S基因第112-113氨基酸残基密码子之间，构建含2拷贝SS的融合表达质粒pcS／2SS。酶切和测序鉴定表明，重组质粒pcS／2SS构建成功。脂质体包裹法将pcS／2SS转染HeLa细胞，ELISA检测表达产物的SS免疫反应原性。结果表明，融合目的基因在HeLa细胞获得表达，S／2SS融合蛋白具有比S／SS融合蛋白更强的SS抗原抗体反应性。将pcS／2SS免疫6只大鼠后，2／3的大鼠产生了抗SS抗体，结果证明，所构建的质粒pcS／2SS可以表达生长抑素，表达产物具有免疫原性。 相似文献
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梅山猪等5个群体中钙蛋白酶抑制蛋白基因的多态性及其与肉质和背膘厚的关系 总被引：8，自引：0，他引：8
钙蛋白酶抑制蛋白(calpastatin，CAST)是钙蛋白酶系统的内源性抑制剂，并且已被确定能影响宰后肉的嫩度。采用PCR-RFLP技术，分析了CAST基因在5个实验群体110头猪中的多态性分布及其与肉质性状和背膘厚间的相关。结果表明, CAST基因存在4个多态位点，且在5个群体中的分布存在极显著差异。在A、B位点上，基因型效应仅对肌肉嫩度有显著影响(P <0.05)，而基因效应中基因的加性效应显著(P<0.05)，显性效应不显著；在C位点上，基因型效应对所有性状的影响都未达到显著水平(P >0.05)。在D位点上，基因型效应只对背膘厚有显著影响(P<0.05)，而基因效应中，基因的显性效应极显著(P<0.01)，加性效应不显著。因此, 可以把CAST基因作为影响猪肉质性状和屠体性状的候选基因。 相似文献
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为探究小麦雌蕊化现象的分子遗传机制,本文从CSTP和HTS-1 2个小麦品系的幼穗中克隆得到了2个B类MADS-box基因WPI1和WPI2。WPI1基因c DNA序列长816 bp,ORF长627 bp,编码208个氨基酸残基;WPI2基因c DNA序列长983 bp,ORF长630 bp,编码209个氨基酸残基。WPI1和WPI2基因均含有典型的MADS-MEF2-like和K-box结构域,C端均具有PI结构基序。系统进化树分析表明WPI1和WPI2基因属于PI/GLO亚家族成员。Real-time PCR分析表明WPI1和WPI2基因在CSTP和HTS-1小穗中的表达模式明显不同。雌雄蕊原基形成期,WPI1和WPI2基因在HTS-1中的表达量较高,而在CSTP中表达量较低,接近为0;药隔期,WPI1和WPI2基因在HTS-1中的表达水平明显低于CSTP中的表达。WPI1和WPI2基因表达模式的改变与HTS-1雌蕊化表型有关。本研究结果为进一步探讨B类基因WPI1和WPI2在HTS-1雌蕊化中的作用奠定了基础。 相似文献
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甘蓝黑腐病黄单胞菌（ＸａｎｔｈｏｍｏｎａｓｃａｍｐｅｓｔｒｉｓＰｖ．ｃａｍｐｅｓｔｒｉｓ）产生的胞外蛋白酶Ⅰ在致病的早期阶段起重要作用，该酶以及其它胞外酶和胞外多糖的合成受一致病因子调控基因簇（ｒＰｆ基因簇）的正向调控。本研究利用带有β－半乳糖苷酶报道基因（ｌａｃＺ）的转座子Ｔｎ５－Ｂ２０诱变蛋白酶Ⅰ基因克隆，获得了ｌａｃＺ在蛋白酶Ⅰ基因启动子控制下表达的Ｔｎ５－Ｂ２０插入突变质粒。通过将这种突变质粒导入野生型和各ｒｐｆ基因突变体菌株后，测定ｌａｃＺ基因在细胞生长周期中的表达水平，不仅进一步证实了这些ｒｐｆ基因对蛋白酶Ⅰ基因的正向调控作用，而且明确了它们的调控水平．发现ｒｐｆＡ、ｒｐｆＣ、ｒｐｆＥ、ｒｐｆＧ或ｒｐｆＨ突变后，蛋白酶Ⅰ基因的转录会降低９０％左右，而ｒｐｆＢ突变后，蛋白酶Ⅰ基因的转录只降低４８％。 相似文献
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易小平 《广西农业生物科学》1999,18(3):221-224
植物基因工程研究的首要目标是把特定的靶基因从植物基因组或其它生物基因组中分离出来，只要把基因分离并克隆，才有可能了解其遗传信息，然后进行分子操作。本文主树常用图谱克隆基因技术及克隆基因；转座子标鉴克隆基因技术及克隆基因；文库克隆基因技术；基于PCR技术克隆基因；人工合成基因技术进行了综述。 相似文献
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LFY基因在植物花分生组织形成中处于关键位置，维持花分生组织的正常功能、花启动，防止花分生组织的逆转。LFY基因需要其他成花基因相互作用，构成一个基因调控网络，其中任一基因的失活，其功能都会被其他基因部分补偿。LFY基因的表达除受碳源、植物激素等因子影响外，还受其他诸多因素的影响。文章就国内外对LFY基因及其同源基因的一些研究进展进行了综述，重点介绍了该基因在植物花发育中的功能、表达及其影响因子，同时展望其应用前景。 相似文献
19.
花生C4H和ANR基因的克隆与表达研究 总被引：1，自引：0，他引：1
通过构建花生未成熟种子cDNA文库,结合大规模EST测序,首次从花生中克隆了原花青素代谢途径上的2个关键酶［肉桂酸-4-羟化酶(C4H)和花青素还原酶(ANR)］基因的全长编码序列。序列分析表明,与其他植物的C4H相比,花生C4H整个编码区高度保守,开放阅读框长度1518bp,编码蛋白长度505个氨基酸,预测的蛋白分子量为57.9kDa,等电点为9.04。花生中ANR开放阅读框长度966bp,编码蛋白长度321个氨基酸,预测的蛋白分子量为35kDa,等电点为8.31。亚细胞定位预测分析表明,C4H定位在线粒体中,ANR则定位在胞外。半定量RT-PCR结果表明,C4H在花生根、茎、叶、花、果针、种子中均有表达,但在茎、叶中表达相对较低,而原花青素合成途径中的关键酶ANR在各个组织中均有表达,其中在果针中表达最强。 相似文献
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本研究主要探讨ipt基因对矮牵牛遗传转化不定芽诱导影响及拟南芥热激启动子hsp18.2驱动重组酶基因flp的热诱导外源基因删除表达载体在矮牵牛中的基因删除效果。本研究中将植物表达载体pBin-hsp18.2：flp-35S：ipt及对照载体pBin-hsp18.2：flp遗传转化矮牵牛,以获得转基因植株,分析比较不定芽的诱导和转基因植株进行的热激基因删除。研究结果表明,ipt基因可促进矮牵牛遗传转化过程中不定芽的诱导,其不定芽诱导率为21.5%,显著高于对照的8.7%。在44℃,6h,热激6次的条件下,转基因矮牵牛植株表型恢复正常,经GUS蛋白表达分析及PCR、RT-PCR检测,证明外源基因已经被删除。转基因矮牵牛基因删除效率最高可达43.8%。本研究为ipt基因在一些遗传转化困难植物转基因中的应用奠定了基础。 相似文献