水稻基因组序列的生物信息学分析

水稻基因发掘与基因/分子育种

武汉大学 章志宏

（2010年1月13日，根据录音整理）（整理者：许宏广）

前言：

我很高兴到这里来，首先，包括我们袁总，既是我的大哥，也是我在农业厅的同事，非常感谢袁总提供给我这么一个学习的机会。

今天就结合我的工作和大家做个交流。大家呢，在座的人跟生产实践更紧密点，所以我也经常往袁总这里跑，我就是希望更多的了解和学习到更多的一些第一线实践上的知识。

今天我讲的重点呢，主要还是跟我们专业有关。因为之前我跟昨天讲的刘教授他打过电话，咋讲呢？我说如果讲我们专业的，他们好多听不懂，就白讲了；但是如果说讲大家听得懂的，那大家都是专家，我是学生。所以我跟他讨论，那就讲大家听得似懂非懂的，最后大家能够通过考试。

那么我想通过几方面来讲。刚才提到了刘教授已经讲的这个部分，我就简单的提一下，复习一下。为什么呢？因为基因的发掘与育种，重点是实际上用分子标记技术，所以这个分子标记技术在育种应用上是个很重要的一项很实用的技术。所以呢要提一下。那么重点的讲详细点就是这两个部分。一个是稻瘟病其抗病性和抗病基因的发掘。那么这个呢是我们目前正在做的一项工作，大家比我更了解。

一．近20多年来中国水稻育种的探索

1、中国水稻生产的发展

中国水稻的生产和发展，这个大家可能比我更了解。主要是三个时期，一个是解放初期的恢复期。那么这个时候水稻单产的年平均增长率呢在百分之四点几，最主要的是在61年到84年，24年所谓的黄金增长期。那么这个时候呢，连续24年水稻的单产平均年均增长率在百分之四点几。那么从84年后，我这里显示的是到94年，这个期间水稻单产的年增长值都是百分之零点零几。

那么从这个图片来看呢，这个前面是黄金增长期，这个斜率是很大的，好那么从84年之后呢斜率就变平了，甚至于呢到94年之后呢，那么是有增有减的，那么尽管在这个时期还有所谓的超级稻的发展，实际上呢我们的单产水平并没有提高。也就是说从84之后那么我们水稻生产的单产水平是处在一个徘徊期的。

现代食品XIANDAISHIPIN81/分析检测󰀡Analysis󰀡and󰀡Testing

小麦醇溶蛋白序列的分子生物信息学分析

Analysis󰀡of󰀡the󰀡Physicochemical󰀡and󰀡Structural󰀡Properties󰀡of󰀡Wheat󰀡Gliadin󰀡Based󰀡on󰀡Mlecular󰀡Bioinformatics

◎ 贾一真1，王久星2，贾　峰2，王金水2

（1.郑州市第十六中学高三（1）班，河南　郑州　450000；2.河南工业大学生物工程学院，河南　郑州　450000）Jia Yizhen1, Wang Jiuxing2, Jia　Feng2, Wang Jinshui2

(1.Senior 3 Class 1，The 16th Middle School of Zhengzhou, Zhengzhou　450000, China;2.College of Bioengineering, Henan University of Technology, Zhengzhou　450000, China)

摘　要：从NCBI蛋白数据库中选取10条有代表性的小麦醇溶蛋白序列，利用Protparam分析理化性质、用Clustalw软件在线构建多序列对比和系统进化树、用MEME program3软件在线分析醇溶蛋白的类型和排列顺序、用PSIPRED version 3.3软件在线预测醇溶蛋白的二级结构、域结构和折叠域识别。结果表明：醇溶蛋白的平均疏水指数均为负值，为亲水性蛋白质；醇溶蛋白的不稳定系数均大于40，属于不稳定蛋白质；多序列比对发现醇溶蛋白均含有P（Pro）和Q（Gln），且重复出现率较高；对10条醇溶蛋白序列系统进化树构建可以看出α/β-和ω-醇溶蛋白的同源性较近，与γ-醇溶蛋白同源性较远；醇溶蛋白均含有基序Motif 1、Motif 2、Motif 3和Motif 4，这些域结构可能在维持醇溶蛋白结构和功能方面有重要作用；醇溶蛋白的二级结构由 α-螺旋、β-折叠和无规则卷曲等结构组成，α/β-和γ-醇溶蛋白中α-螺旋且含量较多，且结构有序，而ω-醇溶蛋白中α-螺旋含量较少，而结构混乱无序。关键词：小麦；醇溶蛋白；生物信息学；理化性质；结构特征

Ｖ蚺ｏ　１．　２卷１，　蒂　期　Ｊ　ｆ　Ｇ　：　Ａ　．　Ｂ　。　。　２００２年ｊ月　Ｍａｆ．．２００：　

文章编号：］００８—３４６４（２００２）０１—００６２—０７　

生物信息学与重复序列分析　

韦芳萍　，陈光旨　，戚继　

（１广西大学理学院，广西南宁５３０００５；２中科院理论物理研究新，北京ｌ０Ｓ０８０）　

摘要：介绍丁生物信息学的含义、主要内容和研究方法；阐明研篼重复序列的重要意义，并肘热球营莳　重复序列作了分析。　关键词：生物信息学　基因；数据库；重复序列　中圈分类号：ＴＰ３—０５　文献标识码：Ａ　

Ｂｉｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｅｐｅａｔｅｄ　ｓｅｑｕｅｎｃｅ　

ＷＥＩ　Ｆａｎｇ—ｐｉｎｇ‘．ＣＨＥＮＧｕａｎｇ—ｚｈｉ　．ＱＩ　Ｊｉ。　【　Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃｓ　ａｎｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｇｕａｎｇｘｉ　Ｕｎｉｖ．，Ｎａｎｎｉｎｇ　５３０００４，Ｃｈｉｎａ；　

２　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ　Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００８０，Ｃｈｉｎａ　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｍａｉｎｌｙ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｉｍｐＩｉｃａｔｉｏｎ、ｃｏｎｔｅｎｔ　ａｎｄ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｂｉｏｉｎｆｏｒｒｎａｔｉｃｓ，ｅｘｐｏｕｎｄ　ｔｈｅ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｍｅａｎｉｎｇ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｅｐｅｔｉｔｉｖｅ　ｓｅｑｕｅｎｃｅ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｚｅ　ｔｈｅ　ｒｅｐｅｔ　

ｉｔｉｖｅ　ｓｅｑｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｐｓ，ｒｏｃｏｃｃｕｓ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｂｉｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓ；ｇｅｎｅ；ｄａｔａｂａｓｅ；ｒｅｐｅａｔ　ｓｅｑｕｅｎｃｅ　

２０世纪§０年代末以来，核弹工程、登月计划和人类基因组计划被称为人类三天工程。生物信息学　（Ｂｉｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓ）就是随着人类基因组计划的启动而兴起的一门由生命科学与信息科学相结合的交叉　

２０１０年ｌ２月　

第３３卷第４期　湖南师范大学自然科学学报　

Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　０ｆ　Ｈｕｎａｎ　Ｎｏｒｍａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　Ｖｏ１．３３　Ｎｏ．４　

Ｄｅｃ．，２０１０　

水稻苯丙氨酸解氨酶的生物信息学分析　

康晓慧　，雷桅　，张梅　

（１．西南科技大学生命科学与工程学院，中国绵阳６２１０１０；　

２．中山大学生命科学学院，国家教育部食品与健康工程研究中心，中国广州５１０６５０）　

摘要苯丙氨酸解氨酶（ＰＡＬ）是水稻防卫反应中的关键蛋白，采用生物信息学工具和方法对ＧｅｎＢａｎｋ中的　

日本晴水稻ｐａ／基因的核苷酸序列及其相应氨基酸序列进行预测和分析，获得了其分子结构、理化性质、系统演化　

和生物学功能等重要参数．结果表明：水稻ｐａ／基因序列只有开放阅读框，其编码蛋白亲水性较强，无跨膜转运肽，　

且定位于细胞基质，二级结构以随机卷曲和　一螺旋为主要构件，三维建模成功，并明确了多个功能位点．　

关键词水稻；苯丙氨酸解氨酶；生物信息学；防卫基因；抗病性　

中图分类号Ｑ９４６．５；ｓ５１１．２“　文献标识码Ａ　文章编号１０００．２５３７（２０１０）０４－００８９－０６　

Ｂｉｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　Ｐｈｅｎｙｌａｌａｎｉｎｅ　Ａｍｍｏｎｉａ—Ｌｙａｓｅ　Ｇｅｎｅ　ｉｎ　Ｏｒｙｚａ　Ｓａｔｉｖａ　

ＫＡＮＧ　Ｘ￣ｃｔｏ—ｈｕｉ　，　Ｗｅｉ　，ＺＨＡＮＧ　Ｍｅｉ　

（１．ＣｏＨｅｇｅ　ｏｆ　Ｌｉｆｅ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｍｉａｎｙａｎｇ　６２１０１０，Ｃｈｉｎａ；　

２．Ｆｏｏｄ　ａｎｄ　Ｈｅａｌｔｈ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｃｅｎｔｅｒ　ｏｆ　Ｓｔａｔｅ　Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ　Ｍｉｎｉｓｔｒｙ，　

Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｌｉｆｅ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｓｔｍ　Ｙａｔ－ｓｅｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　５１０６５０，Ｃｈｉｎａ）