芸薹属AC基因组中SUC基因家族的鉴定与进化分析

为分析芸薹属AC基因组中SUC基因（负责蔗糖和质子同向转运的蛋白基因）家族的扩张与丢失,基于已公布的白菜和尚未公布的甘蓝及甘蓝型油菜基因组数据对SUC基因进行全基因组鉴定,并分析基因结构域特征、生化特征、进化关系和表达特性。依据HMMER程序构建的SUC基因家族的HMM（隐马尔科夫）模型,在白菜、甘蓝、甘蓝型油菜中,各检索出12、11和24个SUC候选基因;通过用SUC家族特征进行筛选,最终各保留了12、4和7个SUC基因;通过对SUC基因在拟南芥、白菜、甘蓝和甘蓝型油菜中的系统发育分析,SUC基因家族在芸薹属物种中分成了3个亚类。利用MCscan对这4个物种基因组的共线性分析,结果表明SUC基因家族成员在芸薹属物种基因组加倍后以及白菜和甘蓝杂交形成油菜以后发生了不同程度的丢失。同时,序列生化特性预测结果表明SUC蛋白是属于偏碱性的疏水性蛋白且结构稳定;表达谱分析显示,所有SUC基因基本上在所有的组织中都有不同程度的表达;启动子分析表明,SUC基因的启动子区富含LTRE、ABRE、MYC、MYB和W-box等逆境应答相关顺式作用元件,因而该基因可能也与抗逆性相关。     

芸薹属AC基因组中VIT基因家族的鉴定与进化

为了解液泡铁离子转运蛋白（vacuolar iron transporter,VIT）编码基因在芸薹属作物中的进化关系,在已完成的拟南芥、白菜、甘蓝以及甘蓝型油菜全基因组测序基础上,利用HMMER软件根据VIT保守的结构域对拟南芥、白菜、甘蓝和甘蓝型油菜全基因组的蛋白质序列进行同源检索,在四个物种中分别鉴定得到了9个、13个、12个和14个VIT候选基因;并且系统发育分析显示,VIT基因家族在四个物种可分为3类.VIT基因的启动子区域富含LTRE、ABRE、MYC、MYB和W-box等逆境应答相关顺式作用元件.蛋白质特性分析结果表明VIT结构域中具有多个保守的疏水氨基酸位点.表达谱分析显示所有VIT基因在所选取的组织中都有不同程度的表达.同时,线性对应的同源基因表达模式既有相似之处,又存在分化,而串联重复基因簇表达模式基本一致.     

大豆TPS基因家族全基因组鉴定、分类与表达分析

利用大豆基因组数据库,通过生物信息学分析,鉴定并获得大豆TPS家族基因所有成员的全序列、基因结构和定位信息。利用序列比对对大豆TPS家族基因进行进化和分类分析,同时通过soybase大豆发育表达芯片数据库相关信息,对该家族基因成员的组织表达谱进行了检测。研究结果表明,大豆基因组中含有20个TPS家族基因成员。系统发育分析将这些TPS基因分成了两个亚家族。基因定位分析表明,这些成员基因分别分布于大豆的14条染色体上。启动子分析表明,全部大豆TPS家族基因的启动子区都含有逆境反应顺式作用元件。转录水平芯片数据分析同时显示,大豆TPS家族基因大多在花、根、根瘤等组织中存在优势表达。该研究结果将促进大豆TPS家族基因的功能研究与利用。     

芝麻MATE基因家族的全基因再分析

基于目前芝麻全基因组鉴定方向研究还不甚深入,仅有的少量相关论文却涉及生物信息统计内容,对生物学理论研究者在理解及使用相关生物信息技术方面造成阻碍,因此,文章旨在理解芝麻MATE基因论文核心思想的基础上,利用相对通俗易懂的非术语化语言,使没有相关专业背景的受众者更好地进行阅读。通过研究植物在维持正常生命活动时需对代谢产物及毒素进行排出的蛋白(转运蛋白MATE),通过生物信息学相关手段得到MATE基因及其位置,此项研究为后续的芝麻MATE领域进一步研究提供经验。     

广东地区副猪嗜血杆菌的耐药表型和基因及其进化分析

本研究探讨了广东地区副猪嗜血杆菌的亲缘关系、药物敏感性及耐药基因的携带现况,对分离自广东不同区域的53株副猪嗜血杆菌进行了16S rRNA进化分析,使用K-B琼脂扩散法针对21种抗菌药物进行敏感性检测,并通过全基因组测序分析其耐药基因携带情况。结果表明,菌株对苯唑西林、复方新诺明、链霉素和四环素耐药率较高,且多重耐药菌株占比较高(84.91%)。通过与耐药基因数据库对比共检测到21种耐药基因,介导9大类抗生素的耐药,其中春日霉素耐药基因ksg A和杆菌肽耐药基因bac A首次在副猪嗜血杆菌被发现。氨基糖苷类和林可霉素类耐药基因携带情况与耐药表型之间符合率可达100%。16S rRNA分析结果显示,不同区域来源的副猪嗜血杆菌亲缘关系较近,且耐药基因携带情况与16S rRNA进化关系以及分离时间存在一定的关联性。本研究结果可对广东地区养猪业副猪嗜血杆菌疾病的防御和治疗起到指导作用。     

普通烟草SWEET基因家族的鉴定与表达分析

  目的  为挖掘参与烟草糖代谢的SWEET（sugar will eventually be exported transported）基因家族成员。  方法  以拟南芥SWEET蛋白为参考,利用生物信息学方法,对栽培烟草的SWEET蛋白家族进行鉴定,分析蛋白理化性质、系统进化、染色体定位、基因结构和顺式作用元件,对其在不同组织和不同胁迫处理的表达模式进行检测。  结果  从普通烟草中鉴定到70个可能的SWEET基因,系统发育树将其划分为4个亚家族,大多数烟草SWEET基因在进化过程中经历纯化选择。不同烟草组织的表达模式分析显示,一些烟草SWEET基因具有组织表达特异性。不同胁迫处理的表达模式分析显示,部分烟草SWEET基因在葡萄糖、蔗糖、低温、干旱或者是盐胁迫处理下表达量变化明显。  结论  Ntab0097340和Ntab0727890是烟草植株重要的响应干旱与低温胁迫的基因,本研究为深入研究烟草SWEET基因功能提供有价值的参考信息。      

普通烟草Aux/IAA转录因子家族全基因组鉴定分析

Aux/IAA是一种生长素早期响应因子,影响生长素对植物生长发育的调控。烟草作为一种模式植物,在烟草中鉴定Aux/IAA家族基因对于研究生长素调控机制具有重要意义。本研究利用生物信息学方法,从普通烟草基因组中鉴定出77个Aux/IAA家族基因,平均氨基酸数为379,全部为亲水性蛋白,大部分为酸性蛋白。其中46个基因定位到19条连锁群上,分布最多的22号连锁群上有6个基因,其余31个基因位于Scafford上,所有基因均定位于细胞核内。Aux/IAA家族划分为2个类群,10个亚群,包括6对直系同源和40对旁系同源姐妹对,每个亚群中都分布有烟草的Aux/IAA基因。所有的烟草Aux/IAA基因均缺失了结构域Ⅰ,68个基因同时包含Aux/IAA结构域Ⅲ和Ⅳ,21个B6亚组基因包含B3、ARF和Aux/IAA结构域。内含子-外显子结构除了B6亚组基因外,都较为简单。表达模式分析结果显示,不同亚群的基因组织表达特异性不同,同一亚群的基因组织表达特异性一致。Aux/IAA家族基因主要参与细胞组成、蛋白结合、生物进程调节、信号转导、刺激反应、代谢过程等功能。      

普通烟草SBP转录因子家族的全基因组鉴定及其进化和表达分析

SBP转录因子家族作为植物特异性的转录因子具有重要的生物学功能,广泛参与花和果实发育等诸多生命过程。利用普通烟草(Nicotiana tabacum)TN90基因组数据,通过隐马尔科夫模型检索,SMART和Pfam分析,鉴定了普通烟草SBP转录因子家族成员;通过多序列比对鉴定并分析了普通烟草SBP结构域的结构特征;通过邻接法、极大似然法进行了系统发育分析;分别利用GSDS和MEME对SBP转录因子家族成员的基因结构和蛋白保守结构域进行了分析;利用普通烟草TN90转录组数据分析了SBP转录因子家族成员在不同组织和时期的表达情况,并对鉴定出的SBP转录因子家族成员进行了GO注释分析。结果表明,普通烟草基因组编码32个SBP转录因子家族成员,氨基酸序列长度差异较大;系统发育分析表明,所有的SBP转录因子家族成员可分为8个亚家族。转录组数据显示,SBP基因家族成员在不同组织和时期中表达迥异,但在花器官中均有较高的表达量。GO注释结果表明,该家族成员作为转录因子,在植物的生长发育、逆境响应等过程中发挥作用。本研究为烟草及其他植物中SBP转录因子家族基因的鉴定和功能研究提供了基础。     

一株ST37型肺炎克雷伯菌的全基因组测序及毒力因子比较分析

该研究从病猪的肝脏分离到一株多重耐药ST37型（Sequence type,ST）肺炎克雷伯菌KP200,ST37型是耐广谱β-内酰胺临床分离株中常见型别。基于全基因组测序数据,比较KP200和来自NCBI所有ST37型（160株）肺炎克雷伯菌毒力因子的携带情况,通过单拷贝核心基因进化分析ST37型肺炎克雷伯菌的毒力与遗传进化关系。结果表明,KP200携带7类毒力因子相关基因包括：荚膜（cpsACP、galF、gnd、ugd、manB和manC）、1型菌毛（fimBEACDFGHK）、3型菌毛（mrkABCD）、肠杆菌素（entABCDEF和fepABCDG）、沙门菌素（iroE和iroN）、气杆菌素（iutA）以及细菌Ⅵ型分泌系统T6SS（tssJFGKIBCDMHL）。携带5类以上的毒力因子的ST37型肺炎克雷伯菌占比100%。单拷贝核心基因进化分析结果显示,KP200与其他来自人源的5株肺炎克雷伯菌亲缘关系较近且毒力因子携带情况相似。该研究表明猪源ST37肺炎克雷伯菌KP200携带毒力因子种类多,具有潜在的致病性,ST37型肺炎克雷伯菌毒力因子携带情况与单拷贝核心基因进化关系存在一定的关联性。该研究结果可对ST37型别肺炎克雷伯菌的毒力与遗传进化关系的相关性提供基础数据。     

全基因组关联分析在乳酸菌研究中的应用

乳酸菌是重要的工业用微生物之一,广泛用于食品发酵、医疗保健等领域。乳酸菌也是肠道内的有益微生物,具有改善胃肠道环境,维护肠道菌群平衡的作用。全基因组关联分析的出现为乳酸菌的分离筛选以及溯源、进化研究提供了更为可靠的证据和新的思路。本文简述乳酸菌分子生物学研究的必要性,介绍全基因组关联分析的历史以及在细菌中应用的现状,展望该技术在乳酸菌研究中的应用以及面临的困难和解决方法。     

烟草DGAT基因家族全基因组鉴定与分析

二酰甘油酰基转移酶（DGAT）是三酰甘油合成的关键酶和唯一限速酶。在烟草中鉴定DGAT基因对于研究油脂代谢途径和创造具有附加值的新型油料作物具有重要意义。本研究从烟草基因组鉴定DGAT家族基因,并对序列特性、基因结构、亚细胞定位、进化模式、表达模式等进行分析。结果表明,共获得25个烟草DGAT家族蛋白,其平均氨基酸长度为485,大部分为碱性蛋白和亲水性蛋白,有13个DGAT蛋白定位到8条连锁群上;有16个蛋白定位到内质网,6个定位叶绿体,3个定位到胞外;烟草DGAT蛋白包含典型的WS_DGAT结构域和LPLAT结构域;系统发育树将DGAT家族分为DGAT1、DGAT2、DGAT3和WSD等4个类群,但烟草DGAT仅划分到DGAT2和WSD两个类群;不同烟草DGAT基因的时空表达特性有所差异,并表现出一定的组织特异性,主要集中在衰老叶片和花器官中大量表达。     

烟草青枯病抗性的全基因组关联分析

为发掘并定位烟草青枯病抗性遗传位点,利用RAD简化基因组重测序技术（RAD-seq）,以219份遗传多样性较高的国内外烟草品种作为供试自然群体,利用田间病圃鉴定供试材料的青枯病抗性,通过全基因组关联分析（GWAS）,发掘抗病基因组区段,并进行抗病候选基因预测。结果表明,筛选鉴定到8个高抗青枯病的烟草品种,获得了384 904个高质量的SNP位点,对烤烟群体的基因组连锁不平衡衰减（LD）距离进行了估算,平均为256 kb。在烟草基因组内发掘到1个与烟草青枯病抗性变异显著关联的区段,峰值SNP在17号染色体的23 977 382 bp处,p=6.196×10^-7,能解释14.29%的表型变异,在该区段内预测到4个抗病候选基因。本研究为烟草青枯病抗病基因克隆及分子育种提供了较为明确的基因组定位信息。     

烤烟烟碱含量的全基因组关联分析

烟碱是烟草属特有的一类生物碱,为加深对烟碱遗传调控机制的解析,充分挖掘高烟碱优异等位。本研究选取219份烤烟品种开展了RAD重测序研究,获得了384,904个高质量SNP位点的群体分型数据。同时在四川西昌和山东诸城2个试验点,于2012-2015年相同栽培管理条件下对供试品种的烟叶烟碱含量进行了表型鉴定。利用全基因组关联分析的策略,共发掘到2个与烟碱含量显著关联的SNP位点,分别位于1号染色体的69,912,063bp处和2号染色体的81,115,794bp处。基于上述SNP位点预测到2个候选基因,并将目标SNP位点转化3对可通过PCR检测的功能标记。通过以上研究,加深了烟碱遗传调控机制的解析,为高烟碱优异等位基因型的发掘和高烟碱新品种的分子标记辅助选择提供了可用的标记和基因资源。      

食品来源粪肠球菌的全基因组分析

目的 了解食品来源粪肠球菌的全基因组分子特征, 并与临床分离菌株进行比较基因组学分析。 方法 对收集的食品来源粪肠球菌进行全基因组测序和生物信息学分析, 比较分析3株食品来源粪肠球菌和7株已发表的临床分离粪肠球菌基因组, 对比粪肠球菌基因组中携带的耐药基因、毒力基因和移动元件, 筛选核心基因, 构建系统进化树。结果 3株食品来源粪肠球菌染色体全基因组序列全长分别为2816436、3005875和2818728 bp, 共含有2733、2853和2756个基因, 基因平均鸟嘌呤和胞嘧啶(guanine and cytosine, GC)含量为38.0%。在全基因组核酸水平上, 食品与临床分离的粪肠球菌线性关系良好, 基因组结构高度相似。3株食品来源菌株基因组中含有3~7种耐药基因、8~19种毒力基因和42~67个移动元件, 与临床分离菌株比较, 无显著性差异(P>0.05)。系统进化树分析发现食品来源和临床分离粪肠球菌分布在一个进化分枝, 分子遗传关系距离较近。结论 本研究获得了食品来源粪肠球菌全基因组基本特征的背景材料, 证实了食品来源和临床分离粪肠球菌进化溯源关系相近, 基因组无显著差异(P>0.05), 为后续食品工业界实际应用粪肠球菌的安全性评价奠定了基础。     

烟草牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合成酶基因家族的全基因组鉴定

为了揭示烟草牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合成酶(Geranylgeranyl pyrophosphate synthase,GGPPS)基因家族的特征和功能,利用生物信息学方法对烟草GGPPS家族进行了全基因组查找、鉴定及相关分析。在普通烟草中共鉴定出9个成员(大亚基7个、小亚基2个),林烟草、绒毛状烟草中分别鉴定出5个成员(大亚基4个、小亚基1个)。GGPPS的开放阅读框长度为999~1 119 bp,编码332~372个氨基酸,蛋白质分子量为36.2~40.7 kD,等电点为5.41~8.32。大亚基和小亚基基因分别含有1个和2个外显子;大亚基与小亚基均具有DD(XX)_1-2D和CXXXC保守性基序,但存在一定的差异。在进化过程中,烟草GGPPS家族可能发生了串联重复复制和片断复制;普通烟草GGPPS家族可能发生了基因丢失,NtabGGPPS1-1和NtabGGPPS1-2较其他成员进化速率快,同时可能受到了净化选择。      

烟草bZIP基因家族的鉴定及其在不同成熟度烟叶中的表达分析

通过生物信息学方法,从普通烟草中共鉴定了 126个bZIP家族基因.基因结构分析表明:不同成员间外显子数目差异较大,最大达到13个,最少仅为1个.进化分析发现:126个NtbZIP基因被聚为11个亚族,同一亚族中的基因成员大多具有相似的外显子组成.bZIP结构域分析表明:家族成员的核心结构域非常保守,各成员都具有碱性区...     

螺旋藻全蛋白与家族分类

采用相对和绝对定量同位素标记实验的方法对螺旋藻全蛋白进行定性分析,并选用合理的统筹归类方法对其进行实用性归类。结果表明,共定性检测到螺旋藻蛋白质数为2?085?个,其中已知蛋白1?562?个;通过序列分类法将869?个蛋白共分成233?个蛋白超家族与87?个（均为已知蛋白）蛋白家族;根据蛋白的性质、结构和功能可分成7大类,发现蛋白超家族在抗氧化、抗癌、抗肿瘤、免疫调节等方面具有重要功能,可被广泛应用于食品、保健和医药等领域。由此可见,螺旋藻活性蛋白具有极大的开发前景。     

甜菜基因组的遗传与进化解析

介绍了甜菜基因组图谱及甜菜基因序列与其他植物物种的同线性和直系同源性关系,根据甜菜基因序列和相关蛋白序列建立甜菜物种的系统发生树,进而阐明该作物的遗传基础与进化关系.     

米象表皮蛋白的全基因组注释及其系统发育分析

本研究基于米象(Sitophilus oryzae)基因组共鉴定到135个CPs,分别隶属于9个不同家族,其中85.93％(116个)的CPs包含信号肽.系统发育分析结果表明,部分CPs家族(如CPR)可聚集形成明显的物种特异性基因簇,暗示CPs基因复制事件在不同昆虫间独立进化发生;而CPAP1和CPAP3家族则主要依...