基因结构预测

⽣物信息学论⽂

⽣物信息学课程论⽂⼀个⽟⽶ Mlo 基因的电⼦克隆与⽣物信息学分析

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班级：⽣科2班

⼀个⽟⽶ Mlo 基因的电⼦克隆与⽣物信息学分析

摘要：Mlo 基因家族在植物抗病⽅⾯有极⼤的优势，但有些 Mlo 基因的功能还未知。经序列拼接电⼦克隆得到 1 个⽟⽶的 Mlo

基因，采⽤⽣物信息学⽅法预测分析了编码蛋⽩的⼀、⼆、三级结构，并对其功能进⾏了预测。结果表明：⽟⽶ Mlo 基因编码

的蛋⽩有⼀个保守的 DUF1084 结构域，此结构域功能在植物中尚未知。⽣物信息学分析表明，此蛋⽩很可能是⼀种类似于 G

蛋⽩偶联受体的膜结合转运蛋⽩⽽参与到信号传递过程中。

关键词：⽟⽶；Mlo 基因；电⼦克隆；⽣物信息学

植物在长期的⽣物进化中形成了⼀系列复杂⽽严密的防御机制，使⾃⾝免受病原物的侵害[1，2]。抗病基因是植物防御体系中

的最重要组成部分。Mlo 基因最初在⼤麦中被发现，这类基因在植物中编码⼀个七次跨膜结构域的蛋⽩家族，可能起到与 G 蛋

⽩偶联受体(G Protein Coupled Receptor，GPCR)类似的功能。他们的拓扑结构、亚细胞定位和序列多样化与动物和真菌的 G

蛋⽩偶联受体很相似。野⽣型 mlo 基因赋予⼤麦对⽩粉菌的⼴谱抗性[3]。⽩粉病是由⽩粉菌引起的真菌性病害，⽩粉菌能侵染650 多种单⼦叶植物和 9 000 多种双⼦叶植物[4，5]。⽬前已对拟南芥、⽔稻和杨树中的 Mlo 基因家族有深⼊的研究[6]。

电⼦克隆法是近年来基于表达序列标签(Expressed Sequence Tag，EST)和基因组数据库发展起来的基因克隆新型技术[7]，具

有效率⾼、成本低、对实验条件要求低等特点。因此可以快速获得⼀些新基因，从⽽使新基因的应⽤成为可能。挖掘⽟⽶中未

知的抗病基因对⽟⽶的抗病育种有很⼤帮助。本研究以⽟⽶为材料，对其中的⼀个 Mlo 基因进⾏电⼦克隆，并对其进⾏部分⽣

物信息学⽅⾯分析，为⽟⽶ Mlo 基因的应⽤及⽟⽶的抗病育种提供理论依据。

基因组学与应用生物学，２０１５年，第３４卷，第２期，第３１３－３１８页　Ｇｅｎｏｍｉｃｓ　ａｎｄ　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｂｉｏｌｏｇｙ，２０　１　５，Ｖｏ１．３４，Ｎｏ．２，３　１　３—３　１　８　

研究报告　

Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｒｅｐｏｒｔ　

解淀粉芽孢杆菌ＴＦ２８抗菌蛋白ＴａＭ基因序列分析及蛋白质结构预测　

高娃　，２姜威　，２孟利强１，２李晶，。陈靖宇　曹旭ｌ１２胡基华　刘宇帅　’２张鹏远ｓ张淑梅　

１黑龙江省科学院微生物研究所，哈尔滨，１５００１０；２黑龙江省科学院高技术研究院，哈尔滨，１５００２０；３东北农业大学资环学院，哈尔滨，１５００３０　通讯作者，ｓｈｕｍｅｉｚｈａｎｇ＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ　

摘要本研究以解淀粉芽孢杆菌ＴＦ２８为材料，采用ＰＣＲ方法从基因组ＤＮＡ中扩增出抗菌蛋白ＴａＭ基　

因，利用生物信息学方法对ＴａｓＡ基因序列及其编码的蛋白质结构进行分析和预测。结果表明ＴａｓＡ基因全　

长７８６　ｂｐ，含有一个完整的开放阅读框和一个终止密码子，编码２６１个氨基酸，经Ｂｌａｓｔ比对，该基因与其它　

解淀粉芽孢杆菌ＴａＭ基因同源性为９５％～９９％，与Ｂ．ａｍｙｌｏｌｉｑｕｅｆａｅｉｅｎｓ　ＦＺＢ４２（ｃｐ　０００５６０．１）ＴａｓＡ基因序列　

同源性最高为９９％，与Ｂ．ａｍｙｌｏｌｉｑｕｅｆａｃｉｅｎｓ　ＤＳＭ７（ＦＮ５９７６４４．１）的同源性最低为９５％。预测该基因编码蛋白　

质分子量为２８　ｋＤ，等电点为６．３５，是含有信号肽和跨膜结构的亲水蛋白，蛋白结构中含有糖基化和磷酸化　

位点，二级结构中以仅螺旋、Ｂ折叠和无规则卷曲为主。　

关键词　解淀粉芽孢杆菌，ＴａｓＡ基因，序列分析，蛋白结构预测　

Ｇｅｎｅ　Ｓｅｑｕｅｎｃｅ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　Ｐｒｏｔｅｉｎ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ　ｏｆ　Ａｎｔｉｆｕｎｇａｌ　

Ｐｒｏｔｅｉｎ　Ｇｅｎｅ　ＴａｓＡ　ｆｒｏｍ　Ｂａｃｉｌｌｕｓ　ａｍｙｌｏｌｉｑｕｅｆａｃｉｅｎｓ　ＴＦ２８　

基因密码与生命预测　

在人体生命科学探索的历史　

中，没有比“基因”二字更具有震　

撼力了。由于历史的原因，我们对　

基因一直采取拒绝承认的态度。　

直到２０世纪７Ｏ年代，经过科学　

家的努力，“基因”二字才被写进　

了科教书。现在基因已经被世界　

各国所接受，人类基因组计划、曼　

哈顿原子弹计划和阿波罗登月计　

划被并称为人类自然科学史上的　

三大计划。　

一张基因图看到人的一生　

为什么人们对“基因”二字如　

此敏感，如此谨慎？除了其他原因　

ＳＣＩＥＮＣＥ　ＩＮ　２４　ＨＯＵＲＳ　之外，有个很重要的原因，就是怕　

被染上“迷信”之嫌。在传统的观　

念里，生命不可预测。而基因的发　

现，是现代科学第一次向人类宣　

告了生命预测的可能性。据说用　

不了多久，如果法律允许，每个人　

可以拿到一张自己的基因组图，　

这张图记录着一个生命的奥秘和　

隐私。ｆＥ；ｎ是一个孩子，凭借这张　

图就可以知道这个孩子将来是什　

么性格，是不是色盲，会长多高，　

会不会秃顶，是胖是瘦，什么时候　

会患什么病，什么时候将死亡，也　

就是说，基本可以知道这个孩子　

一生的命运。　文Ｉ于丽萍　

基因决定人的“生离死别”　

当我们掌握了人类全部的基　

因密码时，就可知道胎儿一生的　

命运。　基因是表现其遗传性状的物　

质基础。如不同人种之间头发、肤　

色、眼睛、鼻子等不伺，是基因差异　

所致。种瓜得瓜，种豆得豆，决定一　

个物种之所以是这个物种，是由它　

的遗传信息决定的。一个人会自　

杀，是因为他生命体内有自杀基　

因。英国布里斯托大学精神健康学　

家乔纳森・堤文博士和载维・文纳　

特教授找到了一种自杀基因，并认　为它可导致某些人发生自杀的行　

为。　

一个人是否长寿，也和基因　

有极大的关系。法国科学家就发　

现了长寿基因。他们研究了３万　

名长寿者，发现不少研究对象体　

内均带有两种基因的特定变体。　

这两种基因能帮助他们对抗致命　

的老年疾病，特别是心脏病和老　

年性痴呆症。这个研究组的负责　

人科恩博士说，带有这两种特定　

基因组注释

基因组注释

基因组注释是利用基因组序列，通过预测基因结构和功能，来研究物种的遗传基础的一种方法。

基因组注释的目的是通过计算机分析来获得基因结构和功能的信息，以及某种物种的基因组的组成。它的基本过程是通过对基因组序列进行预测，以及对预测出来的基因结构和功能进行分析，以及对这些信息进行数据库检索，从而获得基因的功能信息和组成信息。

基因组注释的主要步骤包括：基因组序列预测、基因结构分析、功能预测、功能注释和数据库检索等。首先，要分析基因组序列，以找出基因，利用计算机软件，以及结合基因组物种的特性，来预测可能存在于基因组中的基因，并且可以推断其结构和功能。其次，要进行基因结构分析，以确定基因结构，从而预测基因功能。最后，要进行功能注释和数据库检索，以确定基因的功能与结构，从而推断其在物种中的作用。

基因组注释是一种重要的方法，可以深入研究物种的遗传基础，有助于探索新的生物学知识，为生物学研究提供重要的信息。