科研产出
薏苡ClVQ12 的表达模式、抗旱功能及互作蛋白分析
2025
摘要：目的薏苡（
关键词：
薏苡
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薏苡ClVQ12的表达模式、抗旱功能及互作蛋白分析
《江西农业大学学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：【目的】薏苡（Coix lacryma-jobi L.）是重要的食药同源作物，干旱和土壤盐碱化对薏苡的产量与品质造成严重威胁，VQ基因家族在植物响应外界胁迫与激素诱导中发挥重要作用，克隆薏苡VQ基因家族成员ClVQ12，并分析其表达模式、抗旱能力及互作蛋白，进一步探究VQ基因在薏苡生长发育和胁迫响应过程中所发挥的功能。【方法】以“皖薏2号”为材料，首先克隆ClVQ12和对其进行生物信息学分析；接着通过亚细胞定位试验确定其位置，使用qRT-PCR分析其在MEJA和ABA诱导、高温胁迫、盐胁迫和干旱胁迫下的表达模式，然后构建ClVQ12基因酵母表达载体并转入酵母，比较转基因酵母和对照酵母在干旱胁迫下的生长差异；并利用酵母双杂试验验证ClVQ12与ClVQs和ClWRKYs之间的相互作用。【结果】成功克隆ClVQ12，该基因开放阅读框长度为579 bp；编码192个氨基酸；等电点为5.06；平均亲水性系数为-0.52，是不稳定的亲水性蛋白；该基因定位于细胞膜和细胞核中；不含有跨膜结构域和信号肽，含有18个磷酸化位点。二级结构主要由不规则卷曲（61.46%）、α-螺旋（32.29%）、延长链（4.17%）和β-折叠（2.08%）组成。启动子顺式作用元件分析发现ClVQ12含有多个响应激素诱导和非生物胁迫的元件。表达模式分析表明，该基因受到MEJA、ABA处理和干旱胁迫的显著诱导，其表达量在高温胁迫和盐胁迫下被显著抑制。与pYES2空载酵母相比，ClVQ12转基因酵母在甘露醇模拟干旱胁迫下具有更高的存活率，生长状况更好。通过酵母双杂试验发现，ClVQ12与ClVQ4、ClVQ11、ClVQ26和ClWRKY51发生相互作用，与ClWRKY5不发生相互作用。【结论】ClVQ12基因具有典型的VQ基因家族特征，定位于细胞膜和细胞核，响应多个激素处理和非生物胁迫。ClVQ12与ClVQs和ClWRKY51发生相互作用，提高转基因酵母的耐旱性。
关键词： 薏苡 ClVQ12 VQ基因家族 生物信息学分析 抗旱验证 蛋白互作
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牛GDF8基因编码蛋白结构和功能预测
《中国草食动物科学 》 2023
摘要：旨在探究GDF8基因(Growth differentiation factor 8)编码蛋白的结构和功能,对后期研究其生理机制提供理论依据.利用生物信息学技术对牛GDF8蛋白二级和三级结构进行了预测,分析了保守结构域、信号肽剪切位点、理化性质、亲疏水性、亚细胞定位和蛋白网络通路.结果显示,牛GDF8蛋白与人和小鼠具有相似的保守结构域,不稳定指数85.52,属于不稳定蛋白,其亲水性氨基酸明显多于疏水性氨基酸,为亲水性蛋白;牛GDF8蛋白在内质网分布的概率44.4%,在线粒体分布的概率33.3%,二级结构以无规则卷曲为主,折叠缠绕后形成三级结构;牛GDF8蛋白PPI网络图有11个节点,其KEGG通路主要与骨骼肌纤维发育、活化素受体信号通路、成肌细胞融合等相关.综上,推测GDF8蛋白存在于内质网和线粒体中,通过与亲水性蛋白结合调节机体生物学功能.
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黄瓜DIR家族基因的全基因组鉴定及其表达分析
《中国农业科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：【目的】基于黄瓜基因组信息和转录组测序大数据，利用生物信息学手段，对黄瓜中DIR基因家族进行鉴定，并分析其在不同组织器官和胁迫响应过程中的表达模式，为后续深入研究黄瓜DIR基因的生物学功能奠定重要基础。【方法】基于已报道的DIR基因HMM模型文件，利用HMMER软件包的hmmsearch程序从黄瓜蛋白数据库中筛选出可能的DIR基因ID，并利用在线工具Pfam和SMART进行验证，最终确定黄瓜DIR家族基因。利用ExPASy、TBtools、GSDS、MEME、MEGA、MCScanX和Circos等工具分析黄瓜DIR基因家族成员的理化特征、染色体定位、基因结构、系统进化树和共线性。基于黄瓜在不同组织和胁迫响应下的转录组测序大数据，利用黄瓜V3版本基因组信息进行转录组分析，检索黄瓜DIR基因在不同转录组测序分析中的表达情况，利用TBtools软件绘制表达热图，分析黄瓜DIR基因在不同组织和胁迫响应过程中的表达模式。【结果】在黄瓜中鉴定到23个DIR家族基因，分布于7条染色体上，编码氨基酸个数在78—684，分子量8.70—73.82 kD；系统进化分析将黄瓜DIR基因家族划分为3个亚族，每个亚族中的基因结构和motif基本一致；共线性分析发现黄瓜中有12个DIR基因与拟南芥中的19个DIR基因存在27种线性关系，黄瓜中有12个DIR基因与水稻中的11个DIR基因存在19种线性关系，而黄瓜中另外8个DIR基因比较保守，既不与拟南芥中的DIR基因存在共线性，也不与水稻中的DIR基因存在共线性；组织特异性表达分析发现有些黄瓜DIR基因在根、茎、花、果实、叶片等所有组织器官中的表达量均较低或不表达，有些黄瓜DIR基因在所有组织器官中的表达量均较高，而有些黄瓜DIR基因只在特定组织中表达，但在其他组织中不表达或低表达，表明不同的黄瓜DIR基因具有组织特异性表达模式；黄瓜DIR家族基因在胁迫响应过程中的表达模式分析发现CsaV3＿4G023490在黄瓜非生物胁迫和生物胁迫响应过程中均发生上调表达，表明该基因在黄瓜生长发育过程中发挥着重要作用。【结论】在黄瓜中共鉴定到23个DIR家族基因，分为3个亚族，每个亚族内的基因成员保守性高，不同亚族间的基因结构和蛋白保守结构域有所不同。黄瓜DIR基因在不同组织器官和胁迫响应下的表达模式具有差异性，协同调控了黄瓜的生长发育。
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食源性血糖调节活性肽的研究进展
《食品工业科技 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：糖尿病已成为全球最严重的慢性疾病之一，亟需新型的预防、干预、调控手段。食物蛋白源小肽与参与血糖调节的受体、酶、生物分子，以及葡萄糖转运体相互作用，干预并调控血糖水平。它具有组织亲和力和特异性高、副作用低的优势，是一种前景广阔的糖尿病应对方案。本文综述了食源性血糖调节活性肽的作用机制、动植物食物来源、结构特征、制备和活性评价手段、构效关系研究方法，以及产业化推广的诸多挑战，包括DPP-IV抑制肽、α-葡萄糖苷酶抑制肽、α-淀粉酶抑制肽的序列特征，多种生物信息学技术（电子模拟、分子对接、定量构效关系等）联用分析降糖机制与活性位点。为未来研究提供了思路：a.从细胞通路、代谢组学角度明确机理，保障并强化体内功效；b.通过细胞和动物实验结合临床试验评估消化稳定性、生物利用度和安全性；c.采用新型载体技术，提高肽基活性物质的溶解度、稳定性和渗透性。本文期望为促进降糖功能食品的产业化应用提供理论和科学参考。
关键词： 食源性活性肽 血糖调节 肽序列 构效关系 生物信息学
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大豆R_(SC4)抗病候选基因Glyma.14G204700的克隆及其生物信息学分析
《植物保护学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为明确大豆抗大豆花叶病毒(soybean mosaic virus,SMV)SC4株系的基因位点R_(SC4)(resistance to SMV strain SC4,R_(SC4))的候选基因Glyma.14G204700在大豆不同抗性品种中的序列结构特征和保守结构域,以齐黄1号、科丰1号、大白麻和南农1138-2共4个大豆品种为材料,通过基因克隆获得大豆Glyma.14G204700基因的cDNA全长序列,并采用生物信息学方法分析其序列特征和编码蛋白的理化特性及结构特征。结果表明,大豆Glyma.14G204700基因在4个大豆品种中的cDNA全长为4 719～4 776 bp,编码1 295～1 307个氨基酸,预测蛋白的分子量为148.38～149.33 kD,等电点为5.53～5.61,均为具较强亲水性的非分泌蛋白。Glyma.14G204700蛋白含有植物抗病基因家族蛋白的保守功能域——核苷酸结合域和富含亮氨酸重复结构域。该蛋白的二级结构主要由α-螺旋、无规则卷曲、延伸链和β-折叠组成,所占比例分别为59.45%～61.08%、28.65%～30.15%、8.11%～8.88%和1.61%～2.16%。启动子序列分析发现该基因含有脱落酸、低温及干旱等多种逆境胁迫响应元件。表明大豆R_(SC4)抗病候选基因Glyma.14G204700在大豆不同抗性品种中具有不同的等位变异,优异等位变异的鉴定和开发可为抗SMV大豆育种提供基础材料。
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大豆RSC4抗病候选基因Glvma.14G204700的克隆及其生物信息学分析
《植物保护学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为明确大豆抗大豆花叶病毒(soybean mosaic virus,SMV)SC4株系的基因位点RSC4(resis-tance to SMV strain SC4,RSC4)的候选基因Glyma.14G204700在大豆不同抗性品种中的序列结构特征和保守结构域,以齐黄1号、科丰1号、大白麻和南农1138-2共4个大豆品种为材料,通过基因克隆获得大豆Glyma.14G204700基因的cDNA全长序列,并采用生物信息学方法分析其序列特征和编码蛋白的理化特性及结构特征.结果表明,大豆Glyma.14G204700基因在4个大豆品种中的cD-NA全长为4 719~4 776 bp,编码1 295~1 307个氨基酸,预测蛋白的分子量为148.38~149.33 kD,等电点为5.53~5.61,均为具较强亲水性的非分泌蛋白.Glyma.14G204700蛋白含有植物抗病基因家族蛋白的保守功能域——核苷酸结合域和富含亮氨酸重复结构域.该蛋白的二级结构主要由a-螺旋、无规则卷曲、延伸链和β-折叠组成,所占比例分别为59.45%~61.08%、28.65%~30.15%、8.11%~8.88%和1.61%~2.16%.启动子序列分析发现该基因含有脱落酸、低温及干旱等多种逆境胁迫响应元件.表明大豆RSC4抗病候选基因Glyma.14G204700在大豆不同抗性品种中具有不同的等位变异,优异等位变异的鉴定和开发可为抗SMV大豆育种提供基础材料.
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猪IGFBP3基因生物信息学分析
《安徽科技学院学报 》 2021
摘要：目的:对猪胰岛素样生长因子结合蛋白（IGFBP3）基因的结构与功能进行生物信息学分析。方法:用分子生物学软件分析猪IGFBP3基因序列和IGFBP3蛋白的理化性质、二级结构、结构域、信号肽、跨膜结构、磷酸化和糖基化位点,以及不同动物IGFBP3氨基酸序列的同源性和遗传进化。结果:猪IGFBP3基因编码区长882个碱基对（bp）,编码293个氨基酸。猪IGFBP3蛋白分子式为C1 359H2 182N418O411S24,相对分子质量为31 722.27,理论等电点为8.97,不稳定系数为48.17,脂肪系数为61.06,平均亲水系数为-0.592。IGFBP3蛋白存在1个长27个氨基酸残基的信号肽,但无跨膜结构,二级结构以无规卷曲（65.87%）和α螺旋（20.82%）为主,含1个胰岛素生长因子结合蛋白同源物（IB）结构域和1个甲状腺球蛋白Ⅰ型重复（TY）结构域,有26个磷酸化位点（包括17个丝氨酸位点、5个苏氨酸位点和4个酪氨酸位点）和3个N-糖基化位点。序列同源性方面猪IGFBP3蛋白与水牛、黄牛、山羊、绵羊、猫、狗、小鼠、大鼠、鸡和鸭的氨基酸序列同源性分别为91.2%、90.8%、87.8%、87.8%、87.2%、86.9%、82.3%、81.2%、73.9%和73.3%。系统进化树构建显示,猪IGFBP3蛋白与水牛、黄牛、绵羊和山羊的亲缘关系最近。结论:预测结果为进一步研究猪IGFBP3基因及其编码蛋白的结构和生物学功能提供基础。
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意大利蜜蜂DHPR基因的生物信息学分析
《中国蜂业 》 2021
摘要：四氢生物蝶呤是芳香族氨基酸羟化酶及一氧化氮合酶的辅酶,具有抗氧化和清除活性氮氧化物的功能,二氢蝶呤还原酶是四氢生物蝶呤合成代谢途径中的关键酶.本研究对意大利蜜蜂二氢蝶呤还原酶编码蛋白进行了预测分析,并构建了系统进化树.结果显示,意蜂二氢蝶呤还原酶基因编码一个714bp的开放阅读框,编码237个氨基酸,该预测蛋白的分子量约为26kD,等电点为8.90,二级结构主要由8个α-螺旋区和8个β-折叠区构成,系统进化树分析表明,西方蜜蜂DHPR与大蜜蜂和小蜜蜂的DHPR亲缘关系较近,与传统的生物学分类结果相符.实验结果可为进一步开展意蜂二氢蝶呤还原酶的功能研究提供信息参考.
关键词： 意大利蜜蜂 二氢蝶呤还原酶 四氢生物蝶呤 生物信息学
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