胚胎发育相关基因stk40的蛋白表达和生物信息学分析

生命科学数据分析的方法与应用近年来，生命科学领域的迅速发展，使得大量数据积累在了科研工作者的手中。

而数据的分析与应用，已经成为生命科学研究的必然趋势。

而针对如此多的数据，如何进行高效的挖掘，成为了生命科学研究领域中重要的问题之一。

本文将结合实际案例，探讨生命科学数据分析的方法与应用。

一、SNP数据分析与应用SNP(sing nucleotide polymorphisms)是指单个核苷酸的多态性，以其多变性为基础进行基因千变万化地研究。

SNP数据如何进行分析和应用呢？首先，进行SNP芯片的数据分析。

通过芯片中的探针将样本DNA与芯片固定的单核苷酸进行匹配并输出，然后对输出结果进行标准化和归一化处理。

接着进行基因型的分析，根据样本中每个SNP位点的基因型分析, 确定每个个体所携带的所有SNP位点的基因型。

其次，进行SNP数据的应用。

SNP 基因组分型技术的应用包括疾病风险预测和药物治疗反应性预测。

例如，针对遗传性疾病，可以通过SNP与疾病之间的关联，估计个体发病风险。

针对癌症治疗，可以根据药物代谢 SNP 和靶标 SNP 的情况，预测药物在患者体内的代谢效率和治疗效果。

二、生物成像数据分析与应用生物成像技术已经成为了生命科学研究中不可或缺的工具，如何进行生物成像数据的分析与应用呢？首先，进行生物成像数据的处理。

对于不同的生物成像技术，数据处理方法和软件有所不同，例如，对于荧光显微镜下的图像，需要进行图像处理和去噪，以得到清晰的细胞图像。

其次，进行生物成像数据的分析。

对生物成像样品的图像进行分析，可以获得样品中各种特征如面积、位置、大小、形态等，并可以对生命过程进行动态跟踪。

例如，在活体成像中，可以利用时间序列数据分析细胞轨迹并找出细胞的运动及各个时间点的强度。

最后，进行生物成像数据的应用。

生物成像技术的应用广泛，例如，在肿瘤病理学中，可以通过活体成像技术来实时观察肿瘤细胞的生长、扩散和药物疗效；在生物学研究中，可以通过高分辨率显微镜图像，在细胞水平上探究细胞器的组成和功能。

生物信息学分析在蛋白质组学中的应用近年来，生物信息学分析在蛋白质组学中的应用已成为研究热点。

蛋白质组学是研究生物样品（如细胞、组织、生物体）中所有蛋白质的形态、结构、功能和相互作用的技术和方法学。

生物信息学是利用计算机和生物学知识，研究生物信息的学科。

生物信息学的分析方法包括序列分析、结构分析、功能分析等。

该分析方法在蛋白质组学中的应用，可以帮助我们更好的理解蛋白质的功能和相互作用，从而在疾病预防和治疗方面做出更好的决策。

一、蛋白质组学中的生物信息学分析方法1. 序列分析序列分析是生物信息学中最基本的分析方法。

它通过比较蛋白质序列中氨基酸的差异，揭示蛋白质的结构和功能。

序列分析包括多序列比对、同源性搜索和序列分类。

多序列比对法将多条相似序列按某种规则进行比对，从而找出相同的部分，判断它们之间的差异和相似度，进而预测蛋白质的结构和功能。

同源性搜索是指利用已知的蛋白质序列“搜索”数据库中的序列，以寻找和已知蛋白质相似的新序列。

序列分类是将蛋白质序列进行分类，以便对新蛋白质序列进行分析和预测。

2. 结构分析结构分析是通过对蛋白质的结构进行分析，揭示蛋白质的功能、相互作用和调控机制等信息。

结构分析方法主要包括蛋白质结构预测、结构比对和蛋白质互作分析等。

蛋白质结构预测是利用已知的蛋白质结构数据，预测新的蛋白质结构。

结构比对是将蛋白质结构与数据库中的已知蛋白质结构进行比对，以发现蛋白质之间的差异和相似性。

蛋白质互作分析是研究生物大分子之间相互作用的过程，揭示蛋白质的通讯机制、信号传递和调控机制等。

3. 功能分析功能分析是通过生物信息学分析方法揭示蛋白质在生物体内的功能和调控机制。

功能分析方法包括蛋白质功能注释、基因本体论和通路分析等。

蛋白质功能注释是通过对蛋白质序列、结构和相互作用等进行分析，明确蛋白质的功能和生物学作用。

基因本体论是一种分类方法，将蛋白质的功能按照一定的规则进行分类，以便对新的蛋白质进行预测和注释。

生物信息学中的蛋白质分析技术蛋白质是生物体中不可或缺的重要分子，其功能包括酶催化、信号传递、结构支持等多种生命活动。

蛋白质分析是生物信息学研究中的重要领域之一，目的是从生物样品中获取有关蛋白质的信息。

这项技术不仅可以揭示蛋白质的结构和功能，还可以为医学诊断和药物研发提供重要的参考。

一、蛋白质分析的基本流程蛋白质分析的基本流程包括蛋白质提取、分离纯化、分析鉴定等几个步骤。

蛋白质提取是将目标蛋白从生物样品中提取出来，一般采用机械破碎、化学分解、超声波等方法。

分离纯化是将目标蛋白与其他蛋白分离开来，可以采用电泳、层析、过滤等方法。

分析鉴定则是对分离得到的蛋白进行化学、物理和生物学的分析，如质谱分析、核酸测序、免疫学检测等方法。

二、质谱分析技术的应用质谱分析是一种可以同时检测多种蛋白质组成和结构的方法，其技术基础是将蛋白质分离并进行离子化后进行质量分析。

这种方法被广泛地应用于蛋白质组学和蛋白质互作等领域。

在蛋白质组学中，将样品中的所有蛋白质分离并进行质谱分析，可以获得大量的信息，如蛋白质的数量、种类、分布和修饰状态等。

质谱分析技术的应用还包括蛋白质互作的研究。

蛋白质互作通常是指两个或多个蛋白质之间的相互作用，这在生物活动中非常重要。

质谱分析可以用来鉴定已知的蛋白质互作或发现新的蛋白质互作，这对于深入理解生物活动机理具有重要意义。

三、结构生物学的应用结构生物学是研究蛋白质三维结构的一种技术，其目的是探究蛋白质结构与功能之间的关系。

现有的结构生物学技术主要包括X射线晶体学、核磁共振和电子显微镜。

通过这些技术，可以确定单个蛋白质的原子结构，也可以确定蛋白质的超分子结构，如蛋白质-DNA复合物和蛋白质-蛋白质复合物等。

在药物研发方面，结构生物学的应用也非常广泛。

通过了解蛋白质的结构，可以设计出针对特定靶标的药物，并对药物与靶标之间的相互作用进行优化和改良。

四、生物信息学的应用生物信息学是将计算机和数学等方法应用于生物学研究的一种学科。

Oct 4和Caspase 6在牦牛卵母细胞和早期胚胎发育过程中的表达及LIF对其在卵母细胞中表达的影响引言：牦牛作为高寒地区重要的畜牧业资源，其繁殖力对于其养殖业的进步具有重要意义。

卵母细胞的健康和早期胚胎发育能力直接影响到牦牛的繁殖能力。

Oct 4和Caspase 6是两个与细胞命运和凋亡相关的基因，在早期胚胎发育中扮演着重要的角色。

本文旨在探讨Oct 4和Caspase 6在牦牛卵母细胞和早期胚胎发育过程中的表达状况，并探究白介素-6（Leukemia Inhibitory Factor，LIF）对其在卵母细胞中表达的影响。

方法与材料：本探究选取健康的牦牛为探究对象，采集其卵巢组织样本和早期胚胎组织样本。

起首，使用免疫组化技术检测Oct 4和Caspase 6在牦牛卵母细胞和早期胚胎中的表达状况。

其次，通过荧光定量PCR技术检测Oct 4和Caspase 6的mRNA水平，并与其蛋白表达状况进行比较分析。

最后，接受细胞培育技术，探究LIF对牦牛卵母细胞中Oct 4和Caspase 6的表达影响。

结果：免疫组化结果显示，Oct 4在牦牛卵母细胞和早期胚胎中的表达较为明显，而Caspase 6的表达相对较低。

荧光定量PCR结果显示，Oct 4的mRNA水平在卵母细胞和早期胚胎中均较高，而Caspase 6的mRNA水平则相对较低。

细胞培育试验结果显示，添加LIF后，牦牛卵母细胞中Oct 4 mRNA和蛋白表达水平显著上调，而Caspase 6的表达则下调。

谈论：Oct 4是一种转录因子，能够调控胚胎发育中的细胞命运，增进干细胞的自我更新。

在牦牛卵母细胞和早期胚胎中，Oct 4的高表达可能与其干细胞特性相关，有助于维持卵母细胞的健康和早期胚胎的正常发育。

Caspase 6则是一种凋亡相关蛋白，其相对低表达可能是为了维持早期胚胎的存活。

此外，本探究发现LIF可影响牦牛卵母细胞中Oct 4和Caspase 6的表达，这表明LIF可能参与调控牦牛卵母细胞和早期胚胎发育过程中的细胞命运和凋亡。

麦类作物学报 2024,44(2):147-157J o u r n a l o fT r i t i c e a eC r o ps d o i :10.7606/j.i s s n .1009-1041.2024.02.02网络出版时间:2023-12-13网络出版地址:h t t ps ://l i n k .c n k i .n e t /u r l i d /61.1359.S .20231212.1500.008小麦T a H K T 家族基因的生物信息学分析收稿日期:2023-03-06 修回日期:2023-04-25基金项目:山东省重点研发计划项目(2022L Z G 001)第一作者E -m a i l :960412723@q q .c o m (苏瑞平)通讯作者E -m a i l :c h m _q i n y x @u jn .e d u .c n (秦余香)苏瑞平1,张宝1,王玉宁1,张淑娟2,秦余香1(1.济南大学生物科学与技术学院,山东济南250022;2.山东省农业科学院作物研究所,山东济南250131)摘 要:高亲和性钾离子转运蛋白(h i g h -a f f i n i t y K +t r a n s po r t e r ,H K T )是植物体内一种非常重要的离子转运蛋白,具有运输N a +/K +的能力,在植物响应盐胁迫过程中发挥重要作用㊂为系统了解小麦T a H K T 家族基因,挖掘有效的小麦耐盐基因,本研究采用生物信息学的方法,对小麦T a H K T 家族基因进行了全基因组分析,鉴定了家族成员,构建了系统进化树,并对其跨膜结构域㊁染色体定位㊁基因结构㊁M o t i f ㊁上游顺式作用元件㊁共线性以及表达谱等进行了分析㊂结果鉴定出23个T a H K T 基因,其编码蛋白质长度为443~590a a,等电点范围8.2~10.4,跨膜结构域为6~8个㊂23个基因分布于小麦的2㊁4㊁6㊁7号染色体上,根据亲缘关系可将其分为3个亚族,同一亚族的成员具有较为相似的M o t i f 组成和基因结构㊂23个基因中,发现了4对串联重复基因,10对大片段复制基因,具有良好的共线性㊂顺式作用元件分析发现,大部分T a H K T 成员含有盐胁迫响应元件MY B ㊁G -b o x ㊁A B R E 和D R E ㊂表达谱分析发现,T a H K T 基因在小麦的16种组织中均有表达,在根㊁茎中的表达量较高,其中T r a e s C S 4D 02G 361300(I D ,下同)在根中的表达量最高㊂在盐胁迫处理后,不同成员对盐胁迫响应程度不同,T r a e s C S 7B 02G 318400在盐胁迫处理后表达量逐渐降低;T r a e s C S 2B 02G 451400和T r a e s C S 2D 02G 428200在盐胁迫处理后的表达量也明显降低;T r a e s C S 2B 02G 451800在根部几乎不表达,但在受到盐胁迫处理后表达量逐渐提高,推测它们在小麦抵御盐胁迫过程中发挥不同作用㊂关键词:小麦;T a H K T ;生物信息学;基因家族分析;盐胁迫中图分类号:S 512.1;S 330 文献标识码:A 文章编号:1009-1041(2024)02-0147-11B i o i n f o r m a t i cA n a l y s i s o f t h eT a H K TG e n eF a m i l yi n W h e a t S UR u i p i n g 1,Z H A N GB a o 1,W A N GY u n i n g 1,Z H A N GS h u j u a n 2,Q I NY u x i a n g1(1.S c h o o l o fB i o l o g i c a l S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y ,U n i v e r s i t y o f J i n a n ,J i n a n ,S h a n g d o n g 250022,C h i n a ;2.C r o p Re s e a r c h I n s t i t u t e ,S h a n d o n g A c a d e m y o fA g r i c u l t u r a l S c i e n c e s ,J i n a n ,S h a n d o n g 250131,C h i n a )A b s t r a c t :T h eh i g h -a f f i n i t y K +t r a n s p o r t e r (H K T )i sav e r y i m p o r t a n ti o nt r a n s po r t e r p r o t e i ni n p l a n t s ,w i t h t h e a b i l i t y t o t r a n s p o r tN a +/K +,a n d p l a y s a c r u c i a l r o l e i n p l a n t r e s po n s e t o s a l t s t r e s s .I no r d e r t os y s t e m a t i c a l l y u n d e r s t a n dt h eT a H K T g e n e f a m i l y i n w h e a t a n de x pl o r ee f f e c t i v ew h e a t s a l t t o l e r a n c e r e l a t e d g e n e s ,i n t h i s s t u d y ,w e c o n d u c t e d a g e n o m e -w i d e a n a l y s i s o f t h i s g e n e f a m i l y ,i d e n t i f i e d t h em e m b e r s ,c o n s t r u c t e d a p h y l o g e n e t i c t r e e ,a n d a n a l yz e d t h e i r t r a n s m e m b r a n e s t r u c t u r a l d o m a i n s ,c h r o m o s o m a l l o c a l i z a t i o n ,g e n e s t r u c t u r e ,m o t i f ,u p s t r e a mc i s -a c t i n g el e m e n t s ,c o v a r i a n c e a n d e x p r e s s i o n p r o f i l e s a n a l y s i s .A s a r e s u l t ,23T a H K T g e n e f a m i l y me m b e r sh a v eb e e n i d e n t if i e d ,a l l o fw h i c h e n c o d e d p r o t e i n s r a ng i n g f r o m443t o 590a m i n o a c i d s i n l e n g th ,wi t h 8.2t o 10.4i s o e l e c -t r i c p o i n t s ,a n d 6t o 8t r a n s m e m b r a n ed o m a i n s .T a H K T g e n e sw e r ed i s t r i b u t e do nc h r o m o s o m e s 2,4,6a n d 7o fw h e a t a n d c o u l db e d i v i d e d i n t o t h r e e s u b f a m i l i e s a c c o r d i n g t o t h e i r g e n e t i c p h y l o g e n y,a n dm e m b e r s o f t h e s a m e s u b f a m i l y h a d r e l a t i v e l y s i m i l a rm o t i f c o m p o s i t i o n a n d g e n e s t r u c t u r e .F o u r p a i r s o f t a n d e mr e p e a t g e n e sa n d10p a i r so f l a r g e f r a g m e n td u pl i c a t i o n g e n e sw i t h g o o dc o v a r i a n c ew e r e f o u n da m o n g t h e23g e n e f a m i l y m e m b e r s.A n a l y s i so f c i s-a c t i n g e l e m e n t s r e v e a l e dt h a tm o s t g e n e f a m i l y m e m b e r s c o n t a i n e ds a l t s t r e s s r e s p o n s i v ec i s-e l e m e n t s:MY B,G-b o x,A B R Ea n dD R E.E x p r e s s i o n p r o f i l e a n a l y s i s r e v e a l e d t h a tT a H K T g e n e sw e r e e x p r e s s e d i n a l l16t i s s u e s o fw h e a t,e s-p e c i a l l y i n r o o t s a n ds t e m s.T r a e s C S4D02G361300s h o w e d t h eh i g h e s t e x p r e s s i o n i nt h e r o o t.A f t e r s a l t s t r e s s t r e a t m e n t,t h e e x p r e s s i o n p a t t e r n s o f d i f f e r e n t f a m i l y m e m b e r s d i f f e r e d.T h e e x p r e s s i o n o f T r a e s C S7B02G318400w a s g r a d u a l l y d e c r e a s e d;T r a e s C S2B02G451400a n d T r a e s C S2D02G428200 w e r e a l s os i g n i f i c a n t l y d e c r e a s e d;T r a e s C S2B02G451800w a sh a r d l y e x p r e s s e d i nr o o t s,b u t t h ee x-p r e s s i o n g r a d u a l l y i n c r e a s e d,i n d i c a t i n g t h e y m a y p l a y e s s e n t i a l r o l e s i nw h e a t t o l e r a n c e t o s a l t s t r e s s. K e y w o r d s:W h e a t;T a H K T;B i o i n f o r m a t i c s;G e n e f a m i l y a n a l y s i s;S a l t s t r e s s土壤盐渍化已经成为全球重大的农业问题,威胁着农业㊁粮食和资源安全[1-2]㊂盐胁迫会造成植物离子失衡和渗透胁迫,影响其光合作用㊁蛋白质㊁脂质合成等代谢系统,过度的盐碱化甚至导致植株死亡,显著降低作物产量[3-7]㊂小麦(T r i t i c-u ma e s t i v u m L.)是世界上近三分之一人口的主食,盐胁迫严重影响其产量㊂研究小麦耐盐相关基因,了解其响应盐胁迫的分子调控机制,对小麦耐盐优良种质资源的筛选与利用具有重要的意义㊂高盐度通常以高N a+含量为主,当N a+浓度达到某个阈值时,会引发离子毒性[8]㊂K+可以调节钠离子的转移和运输,细胞和整个植株的N a+和K+比例与植物耐盐性关系密切[9]㊂高亲和性钾离子转运蛋白(h i g h-a f f i n i t y K+t r a n s p o r t e r, H K T)是植物体内非常重要的离子转运蛋白,在植物体应对盐胁迫的过程中具有关键作用[10]㊂H K T蛋白属于钾转运蛋白T r K超家族成员,具有典型的T r k H保守结构域[11]㊂H K T蛋白一般都含有8个跨膜结构域和4个保守孔状P-L o o p,每2个跨膜结构域和1个P-L o o p组成1个M P M跨膜基序,因此H K T蛋白共含有4个M P M跨膜基序[12]㊂H K T蛋白可以分为H K T1和H K T2两类,因为结构不同其功能有一定差异[13]㊂H K T1只介导转运N a+;H K T2既可以进行N a+-K+的协同转运,也可以进行N a+或K+的单向转运[9,14]㊂植物中的H K T1蛋白主要定位于根中柱木质部薄壁细胞的质膜[15],可以使N a+从木质部转运至其周围的薄壁细胞中,限制N a+向地上部分运输,以此来调节植物体内的N a+/K+比,使植物的地上部分在盐胁迫下也能维持低钠高钾,从而保证植物光合作用等生理活动的正常进行[9,16]㊂目前,在小麦中已发现3个耐盐主效Q T L,分别为N a x1㊁N a x2和K n a1[17],N a x1和N a x2为来源于一粒小麦中的T mHK T1;4和T mHK T1;5,K n a1为T a HK T1;5-D(编码H K T8),但T mHK T1;5定位于5A L染色体组, T a HK T1;5定位在4D L染色体组[14,18]㊂它们均可将N a+从木质部转运到周围薄壁细胞中,以减少小麦地上部N a+的含量,使叶片中保持低N a+/K+比㊂研究发现,在敲除小麦基因T a H-K T2;1后,其组织细胞内的N a+浓度明显降低,说明降低H K T2;1表达量可以减少N a+的摄入量[19]㊂上述研究结果表明,H K T在小麦抵御盐胁迫过程中发挥了至关重要的作用㊂H K T广泛存在于高等植物中㊂目前,只对棉花和水稻的H K T基因家族进行了全基因组水平的系统分析[20],而在小麦中除了T a HK T2;1和T a HK T1;5外,鲜有对H K T家族基因中其他成员的报道,更没有对小麦H K T家族基因在全基因组水平上的系统分析㊂本研究拟采用生物信息学的方法,在全基因组水平对小麦T a H K T家族基因进行系统分析,为进一步研究小麦T a H K T 家族基因的功能及筛选小麦耐盐T a H K T基因提供参考㊂1材料与方法1.1数据来源从E n s e m b l P l a n t s数据库中下载小麦(T r i t i c u ma e s t i v u m)㊁水稻(O r y z as a t i v a)㊁玉米(Z e am a y s)㊁拟南芥(A r a b i d o p s i s t h a l i a n a)㊁葡萄(V i t i s v i n i f e r a)㊁蓖麻(R i c i n u s c o mm u n i s)㊁甘薯(I p o m o e ab a t a t a s)和木龙葵(S o l a n u m s c a-b r u m)的相关数据,主要包括全基因组序列㊁C D S 序列㊁全蛋白质序列以及基因组注释信息㊂结合所查阅的文献在N C B I上搜索小麦H K T8蛋白的氨基酸序列;将搜索到的序列提交到HMM数㊃841㊃麦类作物学报第44卷据库中,得到H K T家族的P f a m号:P F02386;在P f a m数据库中下载其隐马尔可夫模型㊂1.2小麦T a H K T家族基因的鉴定根据H K T家族的隐马尔可夫模型进行HMM搜索,并进行C l u s t a l W多序列比对,创建小麦T a H K T家族基因特异性的隐马尔可夫模型,进行二次HMM搜索,筛选出E值<0.001的基因,将其对应的蛋白序列提交至P f a m㊁N C B I 和S MA R T三大数据库中进行再次确认,去除不含H K T结构域或可信度较低的成员,得到最终确认的小麦T a H K T基因家族成员㊂1.3H K T家族成员系统进化分析利用MA G A7软件中的C l u s t a l W对小麦㊁水稻㊁玉米㊁拟南芥㊁葡萄㊁蓖麻㊁甘薯及木龙葵8个物种H K T蛋白序列进行多序列比对;选择邻位归并法(N e i g h b o r-J o i n i n g)构建系统进化树, B o o t s t r a p校验参数为1000次,通过在线网站e v o l v i e w对进化树进行美化[21]㊂1.4小麦T a H K T家族基因序列分析使用M E M E-v4.12.0进行M o t i f分析,利用T B t o o l s软件进行绘图;提取1.2中得到的家族成员外显子㊁内含子㊁C D S和U T R的位置信息,使用G S D S9绘制基因结构图[22]㊂使用p e r l脚本对小麦中T a HK T蛋白的长度㊁等电点及分子量进行预测;在网站E x P A S y-P r o t P a r a m对其不稳定指数㊁脂肪系数及总亲水性指数进行预测[23];在网站C E L L O进行亚细胞定位预测;在D e e p T MHMM进行跨膜结构域预测㊂1.5小麦T a H K T基因染色体定位及共线性分析提取小麦T a H K T基因在染色体上的位置信息和小麦染色体的长度信息,保存为f a i格式文件,将整理好的数据提交到MA P C h a r t绘制T a H K T基因定位到染色体上的图㊂利用M C S-c a n X,在默认参数下分析T a H K T在小麦基因组中的串联重复基因;利用T B t o o l s分析小麦基因组内及小麦与粗山羊草㊁四倍体硬粒小麦㊁水稻和玉米之间的共线性并用C i r c o s绘制共线性图谱㊂提取上述串联重复基因对的C D S序列,进行C l u s t a l W比对,并计算每一对串联重复基因的非同义替换率(K a)和同义替换率(K s)比值进行选择压力分析[24],K a/K s>1㊁=1和<1分别表示正向选择㊁中性选择和纯化选择㊂1.6小麦T a H K T基因上游顺式作用元件分析从小麦基因组序列中提取T a H K T基因上游1500b p的启动子序列,利用在线网站P l a n t-C A R E分析顺式作用元件[25],再用G S D S9在线网站进行绘图㊂1.7小麦T a H K T基因在不同组织及盐胁迫下的表达分析在E x p V I P网站得到小麦T a HK T基因在不同组织中的表达情况;在G e n ev e s t i g a t o r软件中添加已确定的小麦T a H K T基因的I D,并对数据进行S a l t S t r e s s筛选;查找中国春(C h i n e s e S p r i n g)和青麦6号(Q i n g m a i6)H K T基因在盐胁迫下的表达情况,在T B t o o l s中绘制表达热图㊂2结果与分析2.1小麦T a H K T家族基因分析在小麦基因组中共鉴定到了23个T a H K T 基因家族成员,23个T a H K T蛋白序列长度为443~590a a;相对分子量为48.5~64.6K D a;理论等电点为8.20~10.40,即23个T a H K T蛋白均为碱性;总亲水性指数为0.120~0.496,表明均是疏水性蛋白;不稳定指数为25.74~45.29,其中不稳定指数小于40的蛋白有9个,属于稳定蛋白(表1)㊂亚细胞定位预测分析发现,23个T a H K T蛋白全部定位于质膜上,说明其发挥作用的部位可能为细胞质膜㊂跨膜结构域分析表明(图1),除了T r a e s C S2B02G451700(基因I D号,下同)编码的蛋白具有6个跨膜结构域㊁T r a e s C S2D02G428300等4个基因编码的蛋白具有7个跨膜结构域外, T r a e s C S2B02G451800等大多数基因编码的蛋白具有8个跨膜结构域,符合H K T蛋白的典型特征㊂2.2H K T家族成员系统进化分析采用邻位归并法构建了小麦与水稻㊁玉米㊁拟南芥㊁葡萄㊁蓖麻㊁甘薯及木龙葵8个物种H K T 基因家族的系统进化树(图2)㊂将8个物种共计42个H K T基因分为5个亚家族,基因T r a e s C S2B02G451700和T r a e s C S2D02G428500位于b r a n c h5,二者间的自展值为100,表明它们的同源性较高;基因T r a e s C S7D02G411300㊁T r a e s C S7A02G418600和T r a e s C S7B02G318800都位于b r a n c h1的末端,表明它们在进化中的亲缘关系较近,二者间的自展值为100,说明该分支的可信度也极高㊂在b r a n c h5中小麦基因T r a e s-C S6B02G182600㊁T r a e s C S6D02G144500与水稻基因O s02t0175000位于同一分支,表明二者之㊃941㊃第2期苏瑞平等:小麦T a H K T家族基因的生物信息学分析表1小麦T a H K T基因家族成员的基本信息T a b l e1B a s i c i n f o r m a t i o no fw h e a t T a H K T g e n e f a m i l y基因号G e n e I D染色体C h r o m o s o m e 基因位置G e n ep o s i t i o n蛋白长度P r o t e i nl e n g t h/a a分子量M o l e c u l a rw e i g h t/k D a等电点p I不稳定指数I n s t a b i l i t yi n d e x脂肪系数A l i p h a t i ci n d e x总亲水性指数G R A V Y亚细胞定位S u b c e l l u l a rl o c a t i o nT r a e s C S2A02G4306002A683567466~68357850958264.610.2441.9199.020.186P T r a e s C S2B02G4513002B644549026~64455350356362.410.0843.94100.090.222P T r a e s C S2B02G4514002B644844360~64484821157863.39.8943.1396.710.198P T r a e s C S2B02G4516002B645302238~64530603359064.410.0242.3496.390.179P T r a e s C S2B02G4517002B645307235~64531041048154.19.7045.2997.920.120P T r a e s C S2B02G4518002B645470305~64547446955661.110.1141.20101.730.272P T r a e s C S2D02G4282002D540062509~54006691056362.210.4044.34102.380.269P T r a e s C S2D02G4283002D540161984~54016607844348.69.1841.68103.660.298P T r a e s C S2D02G4284002D540190217~54019638244548.58.2040.3296.850.218P T r a e s C S2D02G4285002D540197396~54020083745751.39.2342.3096.240.139P T r a e s C S4B02G3708004B656815048~65681744451857.59.2232.89102.660.409P T r a e s C S4B02G3760004B659664756~65966689350456.28.3034.40103.210.386P T r a e s C S4D02G3613004D507965542~50796782251657.38.9129.75103.620.353P T r a e s C S6B02G1826006B204450429~20445266953259.99.1625.74103.680.269P T r a e s C S6D02G1445006D115043730~11504610053259.98.8129.26103.700.289P T r a e s C S7A02G4182007A609549041~60955080545750.38.3239.52109.370.416P T r a e s C S7A02G4185007A610433701~61043620954460.19.0339.91112.960.490P T r a e s C S7A02G4186007A610438735~61044110750856.08.9642.35109.780.449P T r a e s C S7B02G3184007B568488183~56849059854460.28.8340.37111.580.496P T r a e s C S7B02G3187007B568645776~56864779954460.29.0740.05112.650.492P T r a e s C S7B02G3188007B568650957~56865282150856.19.2941.52114.350.490P T r a e s C S7D02G4112007D530102460~53010515553158.88.9137.92111.900.496P T r a e s C S7D02G4113007D530108294~53011021850856.08.8738.93111.100.453P G R A V Y:G r a n d a v e r a g e o f h y d r o p a t h i c i t y;P:P l a s m am e m b r a n e.间的亲缘关系极近,可能由共同祖先进化而来㊂B r a n c h3中包括拟南芥㊁葡萄㊁甘薯㊁蓖麻和木龙葵的HK T基因,它们单独作为一个分支,说明其与小麦㊁玉米和水稻的亲缘关系较远㊂2.3小麦T a H K T基因序列分析T a H K T基因结构分析表明,除T r a e s C S2B-02G451800和T r a e s C S2B02G451700分别具有2个和4个外显子外,其余基因均有3个外显子(图3A)㊂对T a H K T蛋白进行保守基序分析,共发现10个M o t i f(图3B),M o t i f6㊁M o t i f4和M o t i f 7以三联体形式出现在所有蛋白中,极为保守㊂T r a e s C S2A02G430600㊁T r a e s C S2D02G428200㊁T r a e s C S2B02G451400和T r a e s C S2B02G451300具有完全相同的M o t i f,推测其具有相同功能㊂2.4小麦T a H K T基因染色体定位及共线性分析23个T a H K T基因分布于小麦的第2㊁4㊁6㊁7同源群染色体上(图4),其中第2同源群染色体上的数量最多(10个),在2B㊁2D等染色体上还发现了由多个基因聚集形成的基因簇,它们可能来自共同的祖先,并具有相同或相似的功能㊂除基因T r a e s C S6B02G182600和T r a e s C S6D02G144500位于染色体6B和6D的短臂,其他基因均位于染色体长臂靠近染色体末端的位置㊂小麦T a H K T基因间共线性分析显示(图5),有10对共线性基因(大片段复制基因),且在2号和7号染色体上共线性较好,其中位于2号染色体上的T r a e s C S2A02G430600㊁T r a e s C S2D02G428200㊁T r a e s-C S2B02G451300是三联体基因㊂此外,还发现了4对串联重复基因,K a/K s值均小于1,推测受纯化选择作用(表2)㊂为了解T a H K T基因的进化关系,分别分析了二倍体粗山羊草和四倍体硬粒小麦与六倍体小㊃051㊃麦类作物学报第44卷A :T r a e s C S 2B 02G 451700;B :T r a e sC S 2D 02G 428300;C :T r a e s C S 2B 02G 451800.图1 T a H K T 部分基因编码蛋白跨膜结构域预测分析F i g .1 A n a l y s i s o f t h e t r a n s m e m b r a n e d o m a i n p r e d i c t i o no f t h eT a H K T g e n e -e n c o d i n gpr o t e i ns A :小麦T a H K T 家族基因进化树;B :8个物种H K T 家族基因进化树;T r a e s :小麦;O s :水稻;Z m :玉米;A T :拟南芥;AMY :葡萄;B A S :甘薯;A X A :蓖麻;A L O :木龙葵㊂A :P h y l o g e n e t i c t r e e o fT a H K T g e n e f a m i l y ;B :P h y l o g e n e t i c t r e e o f t h eH K T g e n e f a m i l y f r o me i g h t s pe c i e s ;T r a e s :T r i t i c u ma e s -t i v u m ;O s :O r y z a s a t i v a ;Z m :Z e am a y s ;A T :A r a b i d o p s i s t h a l i a n a ;AMY :V i t i s v i n if e r a ;B A S :I po m o e ab a t a t a s ;A X A :R i c i n u s c o mm u n i s ;A L O :S o l a n u ms c a b r u m .图2 H K T 基因家族系统进化树F i g .2 P h y l o g e n e t i c t r e e o fH K T g e n e f a m i l y㊃151㊃第2期苏瑞平等:小麦T a H K T 家族基因的生物信息学分析A :基因结构分析;B :M o t i f 分析㊂A :G e n e s t r u c t u r e a n a l y s i s ;B :M o t i f a n a l ys i s .图3 T a H K T 基因结构和M o t i f 分析F i g .3G e n e s t r u c t u r e a n dm o t i f a n a l ys i s o fT a H KT 图4 小麦T a H K T 基因染色体定位F i g.4 C h r o m o s o m e l o c a t i o no fT a H K T g e n e s i nw h e a t 麦共线性关系及小麦与水稻和玉米之间的共线性关系(图6)㊂分别在二倍体粗山羊草㊁四倍体硬粒小麦和六倍体小麦中发现6㊁15和23个H K T 基因,且在2㊁4㊁6㊁7同源群染色体上具有较好的共线性㊂相比玉米,小麦与水稻间的共线性关系更好,说明二者的同源性较高㊂2.5 小麦T a H K T 基因上游顺式作用元件分析对小麦T a H K T 基因启动子序列分析表明,其1.5k b 上游区域含有多种顺式作用元件㊂对其与盐胁迫相关的顺式作用元件进行分析发现(图7),基因T r a e s C S 2A 02G 430600㊁T r a e s C S 2B 02G 451400和T r a e s C S 4B 02G 370800同时具有盐胁迫相关的㊃251㊃麦 类 作 物 学 报 第44卷图5小麦T a H K T基因的共线性F i g.5C o l l i n e a r i t y o fT a H K T g e n e s i nw h e a t表2T a H K T串联复制基因T a b l e2T a n d e md u p l i c a t i o n g e n e s o fT a H K T串联重复基因T a n d e md u p l i c a t i o n g e n e s K a K s K a/K s T r a e s C S2B02G451400&T r a e s C S2B02G4513000.0508890.2759130.184439 T r a e s C S2D02G428300&T r a e s C S2D02G4282000.0381070.2317270.164448 T r a e s C S7A02G418500&T r a e s C S7A02G4186000.3607361.4552100.247892 T r a e s C S7D02G411300&T r a e s C S7D02G4112000.5808252.0790100.2793764种顺式作用元件:受高盐㊁干旱胁迫诱导的顺式作用元件MY B和D R E,参与光反应和盐胁迫的顺式调节元件G-b o x,参与脱落酸反应的顺式作用元件A B R E;基因T r a e s C S2B02G451600和T r a e s C S2D02G428400除具有MY B㊁G-b o x㊁A B R E外还含有参与防御和应激反应的顺式作用元件T C-r i c h㊂顺式作用元件MY B㊁G-b o x和A B R E往往同时出现在同一基因上,推测这些基因对盐胁迫有响应㊂2.6小麦T a H K T基因在不同组织及盐胁迫下的表达分析23个小麦T a HK T基因在所选的16种组织中均有表达(图8),但表达量存在明显差异,表明这些成员在功能上存在一定分化㊂基因T r a e s C S4D02G361300主要在根(r o o t s)㊁叶轴(r a c h i s)㊁花梗(p e d u n c l e)和胚根(r a d i c l e)中表达,在根中的表达量最高;基因T r a e s C S7B02G318400主要在根(r o o t s)㊁叶鞘(l e a f s h e a t h)和胚根(r a d i c l e)中表达;基因T r a e s C S2B02G451800在各个组织中的表达量均较低;基因T r a e s C S2B02G451700在各个组织中均有较高表达,在根中的表达量最低㊂利用鉴定到的小麦T a H K T基因的I D在G e n e v e s t i g a t o r软件中得到了中国春和青麦6号在盐胁迫(150mm o l㊃L-1N a C l)处理不同时间下T a H K T基因在根组织中的表达热图(图9)㊂在盐胁迫下,T a H K T基因在两个小麦品种根部的表达模式相似,但青麦6号总体表达量略高于中国春㊂基因T r a e s C S7B02G318400在盐胁迫处理后表达量逐渐降低;基因T r a e s C S2B02G451400和㊃351㊃第2期苏瑞平等:小麦T a H K T家族基因的生物信息学分析T T :二倍体粗山羊草;T A :六倍体小麦;A E G :四倍体硬粒小麦;Z M :玉米;O S:水稻㊂T T :A o g i l o p s t a u s c h i i ;T A :T t i t i c u ma e s t i v u m ;A E G :T r i t i c u md u r u m D e s f .;Z M :Z e am a y s ;O S :O r yz a s a t i v a .图6 小麦T a H K T 基因与其他物种之间的共线性关系F i g .6 C o l l i n e a r i t y b e t w e e nw h e a t T a H K T g e n e s a n do t h e r s pe c i es 顺式作用元件用不同的彩色方框表示㊂D i f f e r e n t c o l o r e db o x e s i n d i c a t e d i f f e r e n t c i s -a c t i n g el e m e n t s i n t h e s c a l e a t b o t t o m.图7 小麦T a H K T 基因启动子区域与盐胁迫相关的顺式作用元件F i g .7 C i s -a c t i n g e l e m e n t s r e l a t e d t o s a l t s t r e s s i n t h e p r o m o t e r r e gi o no fw h e a t T a H K T g e n e s T r a e s C S 2D 02G 428200在盐胁迫处理后的表达量也有明显降低;基因T r a e s C S 2B 02G 451800在根部几乎不表达,但在受到盐胁迫处理后表达量逐渐提高,且在24h 时达到峰值㊂这些受到盐胁迫处理后表达量发生明显变化的基因,可能在小麦对盐胁迫的响应中发挥重要作用㊂3 讨论本研究在小麦基因组中鉴定出23个T a H -K T 基因,与G a r c i a d e b l ás 等[26]根据水稻HK T ㊃451㊃麦 类 作 物 学 报 第44卷R a d :胚根;C o l :胚芽鞘;S a :茎轴;R :根;L e :叶舌;P :花梗;S p :小穗;A :芒;G :颖片;L :叶;S c :种皮;F :旗叶;S h :幼苗;S t :茎;R a :叶轴;L s:叶鞘㊂R a d :R a d i c l e ;C o l :C o l e o p t i l e ;S a :S t e ma x i s ;R :R o o t ;L e :L e a f l i g u l e ;P :P e d u n c l e ;S p :S pi i k e l e t s ;A :A w n s ;G :G l u m e s ;L :L e a f ;S c :S e e d c o a t ;F :F l a gl e a f ;S h :S h o o t s ;S t :S t e m ;R a :R a c h i s ;L s :L e a f s h e a t h .图8 小麦T a H K T 基因家族成员在16种组织中的表达热图F i g .8 R e l a t i v e e x pr e s s i o n p r o f i l e s o fT a H K T g e n e s i n16t i s s u es C S :中国春;QM :青麦6号;c o n :对照;N a C l :N a C l 胁迫㊂C S :C h i n e s eS p r i n g ;QM :Q i n gm a i 6;c o n :C o n t r o l ;N a C l :N a C l s t r e s s .图9 T a H K T 基因在盐胁迫下小麦根中的表达模式F i g .9 R e l a t i v e e x pr e s s i o n p a t t e r n s o fT a H K T g e n e s i nw h e a t r o o t s u n d e r s a l t s t r e s s 基因家族推测的小麦中可能含有18个甚至更多个H K T 基因相符㊂亚细胞定位和跨膜结构域分析表明,小麦H K T 蛋白均定位在质膜上,表明该蛋白在质膜上起作用,且大多数H K T 蛋白具有8个跨膜结构域,符合H K T 蛋白的典型特征㊂对T a H K T 蛋白进行保守基序分析发现,M o t i f 6㊁M o t i f 4和M o t i f 7以及M o t i f 1和M o t i f 3在所有基因家族成员中有规律地出现,它们可能是与该家族基因功能密切相关的结构;系统进化树分析发现,在进化树上分支较近的家族成员具有相同或相似的M o t i f 组成和基因结构,推测分支较近的成员之间具有相同或相似的功能㊂㊃551㊃第2期苏瑞平等:小麦T a H K T 家族基因的生物信息学分析通过共线性分析,在基因家族成员中找到了10对共线性基因,4对串联重复基因,其K a/K s 值均小于1,表明均受纯化选择作用㊂在小麦与粗山羊草和四倍体硬粒小麦的共线性分析时发现,该基因家族在其2㊁4㊁6㊁7号染色体上共线性较好;在水稻中发现8个H K T基因,在玉米中发现3个H K T基因,且都与小麦中的H K T基因具有共线性,推测它们可能由共同的祖先进化而来㊂启动子区域的顺式作用元件在调控应激相关基因的表达中起着重要作用,且能够增加植物对非生物和生物胁迫的耐受性㊂转录因子通过与基因启动子区域中的顺式作用元件的特异性结合参与多种植物过程,包括生长㊁发育和胁迫信号传导㊂MY B转录因子结合顺式作用元件参与植物对高盐和干旱胁迫的应答;A B R E是介导A B A 依赖性信号传导的典型顺式作用元件;D R E是受高盐㊁低温和干旱胁迫诱导的顺式作用元件;G-b o x为参与光反应和盐胁迫的顺式调节元件[27-29]㊂通过分析T a H K T基因的顺式作用元件,可以进一步了解其调控机理及其可能参与的生理过程㊂本研究发现,小麦T a H K T基因启动子区域含有多种顺式作用元件,包括MY B㊁A B R E㊁D R E等响应激素和逆境胁迫元件(高盐㊁干旱),表明小麦T a H K T基因在参与逆境胁迫中可能发挥重要作用,也说明T a H K T基因的表达受多种因素调控㊂对不同小麦品种㊁不同组织部位中T a H K T 基因表达模式进行分析,发现基因T r a e s C S4D02G361300在根中表达量最高,且含有响应盐胁迫的顺式作用元件MY B㊁G-b o x和A B R E,说明其在根中的高表达可能与抵御盐胁迫有关㊂不过,在盐胁迫处理后,其表达量没有明显变化,表明其可能只是组织特异性基因而非诱导表达型基因㊂将其氨基酸序列提交到N C B I比对,发现T r a e s C S4D02G361300为已在小麦中鉴定到的T a HK T8(T a HK T1;5-D)[14,30]㊂基因T r a e s C S2B02G451800在各个组织中的表达量均较低,但受N a C l诱导表达,同源比对分析发现,其是已克隆的小麦T a HK T7(T a HK T1;4)㊂T a HK T7和T a HK T8是小麦中的两个主效耐盐基因,可在盐渍化条件下降低小麦叶片中N a+的积累[31],在盐胁迫条件下提高硬粒小麦产量[32]㊂T r a e s C S7B02G318400在根和叶鞘中表达量较高,而在叶中表达量较低,受到盐胁迫后表达量降低,经比对发现,该基因为从小麦中发现的第一个H K T基因T a HK T1(T a HK T2;1)[33],是根系中的高亲和N a+转运系统㊂这些研究结果表明,通过全基因组水平的基因家族鉴定及表达谱分析,可以很好地筛选响应某种环境条件的靶基因,预测基因的功能㊂基因T r a e s C S2B02G451700在各个组织中均有较高表达,在根中的表达量较低, T r a e s C S2B02G451700等其他家族成员在N C B I 上的记录多为根据基因组序列自动计算分析预测得到的,有待进一步实验证实㊂总之,本研究结果可为进一步研究小麦T a HK T基因的功能和作用机制提供参考㊂参考文献:[1]MU K HO P A D H Y A Y R,S A R K A RB,J A T HS,e t a l.S o i l s a-l i n i t y u n d e r c l i m a t e c h a n g e:C h a l l e n g e s f o r s u s t a i n a b l e a g r i c u l-t u r e a n d f o o ds e c u r i t y[J].J o u r n a l o f E n v i r o n m e n t a lM a n-a g e m e n t,2021,280:111736.[2]L I JG,P U LJ,H A N M F,e t a l.S o i l s a l i n i z a t i o nr e s e a r c h i nC h i n a:A d v a n c e s a n d p r o s p e c t s[J].J o u r n a l o f G e o g r a p h i c a l S c i e n c e s,2014,24:943[3]胡涛,张鸽香,郑福超,等.植物盐胁迫响应的研究进展[J].分子植物育种,2018,16(9):3006.HU T,Z H A N GGX,Z H E N GFC,e t a l.R e s e a r c h p r o g r e s s i n p l a n ts a l ts t r e s sr e s p o n s e[J].M o l e c u l a r P l a n t B r e e d i n g, 2018,16(9):3006.[4]L I A N G W J,MA X L,WA N P,e ta l.P l a n ts a l t-t o l e r a n c e m e c h a n i s m:Ar e v i e w[J].B i o c h e m i c a la n d B i o p h y s i c a lR e-s e a r c hC o mm u n 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江西农业大学学报2010，32（1）：0135－0140http：// Acta Agriculturae Universitatis Jiangxiensis E－mail：ndxb7775@牛ANGPTL4基因结构和功能的生物信息学分析马云1，骆莹莹2，李芬1，王军芳1，徐源1，姚瑾1，李荣荣3，陈宏3（1.信阳师范学院生命科学学院，河南信阳464000；2.驻马店市平舆县第一高级中学，河南驻马店463300；3.西北农林科技大学动物科技学院，陕西杨凌712100）摘要：以牛ANGPTL4基因为研究对象，运用生物信息学方法对其编码蛋白的结构、理化性质、信号肽、跨膜结构、亚细胞定位、二级结构以及高级结构进行生物信息学分析，并推测与其他物种的生物进化关系。

结果表明，牛ANGPTL4蛋白是一个疏水性不稳定蛋白，定位于细胞外。

含有12个α－螺旋，8个β－折叠，30个转角，3个跨膜结构区域。

通过分子进化树研究发现牛的ANGPTL4基因在人、小鼠、大鼠、猪、黑猩猩、狗、鸡等物种中，与猪的亲缘关系最近。

关键词：牛；血管生成素样蛋白－4（ANGPTL4）；序列分析；生物信息学中图分类号：S823.2文献标识码：A文章编号：1000－2286（2010）01－0135－06Bioinformatics Analysis of Bovine ANGPTL4Gene Structure and FunctionMA Yun1，LUO Ying-ying2，LI Fen1，WANG Jun-fang1，XU Yuan1，YAO Jin1，LI Rong-rong3，CHEN Hong3（1.College of Life Science，Xinyang Normal University，Xinyang464000，China；2.The First Senior Mid-dle School of Pingyu County，Zhumadian463300，China；3.College of Animal Science and Technology，North-west Agricultural＆Forestry University，Yangling712100，China）Abstract：ANGPTL4gene in cattle was investigated.By means of bioinformatics analysis its encoding pro-tein was analyzed including its structure，physico－chemical property，signal peptide，transmembrane struc-ture，subcellular localization，secondary structure and higher structure，and its evolution relationship with other species was inferred.The results indicated that ANGPTL4protein of cattle was a kind of hydrophobicity labile protein，locating cellular exterior，which contained12α－helics，8β－strands，30turns and3transmem-brane domains.It might be concluded that ANGPTL4gene of cattle has closeet affinity with that of pig，com-pared with that of human，mus，rat，pan，dog and fowl based on the analysis of molecular evolution.Key words：cattle；angiopoietin－like4（ANGPTL4）；sequence analysis；bioinformatics类血管生成素4（ANGPTL4）最早发现于1999年，又称为禁食诱导脂肪因子（fasting induced adipose factor，FIAF）［1］。

家蚕生殖细胞相关基因nanos的克隆表达及在胚胎发育中的表达模式赵国力;陈克平;姚勤;郭忠建【期刊名称】《昆虫学报》【年(卷),期】2007(50)11【摘要】[目的]探讨nanos基因在家蚕Bombyx mori胚胎发育中的表达模式,为进一步研究该基因在家蚕胚胎发育中的功能奠定基础.[方法]根据本实验室提交到GenBank中家蚕nanos的cDNA序列(登录号EF647589)设计引物,扩增出了一条长684 bp的编码片段,对该片段进行了克隆和表达,亲和纯化表达的蛋白并免疫新西兰大白兔制备抗体.Western blot检测家蚕早期胚胎nanos的表达情况,荧光定量PCR检测nanos在整个家蚕胚胎发育中的表达情况.[结果]克隆并表达了一条长684 bp的编码片段,得到了分子量约33 kD的融合蛋白.用制备的抗血清对家蚕早期胚胎蛋白的Western blot检测表明,nanos在此阶段基本是恒定表达.荧光定量PCR结果显示刚产的卵中nanos的表达量最大,第2天开始急剧下降,此后到第10天表达量几乎没有变化.[结论]本实验克隆的nanos是家蚕中的一个同源物,该基因在家蚕胚胎发育中的表达模式与蜜蜂等有很大的不同,反映了昆虫生殖细胞形成机制的多样性.【总页数】7页(P1092-1098)【作者】赵国力;陈克平;姚勤;郭忠建【作者单位】江苏大学生命科学研究院,江苏镇江,212013;江苏大学生命科学研究院,江苏镇江,212013;江苏大学生命科学研究院,江苏镇江,212013;江苏大学生命科学研究院,江苏镇江,212013【正文语种】中文【中图分类】Q966【相关文献】1.神经损伤相关基因tropic1808在大鼠腓肠肌组织中的表达及其克隆 [J], 刘梅;姚健;张晖;姚登兵;顾晓松2.原发性肝癌中细胞凋亡相关基因APG的克隆表达及其意义 [J], 陆东东;张锡然3.文昌鱼tropomyosin基因的克隆、进化分析及其胚胎发育与成体中的表达模式[J], 李忻怡;林浴霜;张红卫4.家蚕细胞凋亡相关基因BmICAD的克隆、序列和功能分析及其在精巢中特异表达的初步研究 [J], 王振兴;王璞;姚玲;曾智东;徐汉福;段军;王根洪;夏庆友5.家蚕凋亡相关基因ice的克隆及在大肠杆菌中的表达 [J], 宋丽娜;王文兵;李兵;沈卫德因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

胰腺癌干细胞中胚胎干性相关基因的表达变化及意义目的：观察和分析胰腺癌干细胞中胚胎干性相关基因的表达以及变化意义。

方法：以我院细胞库人胰腺癌细胞株PANC-1为研究对象，将其配置成单细胞悬液，通过CD44、CD24等抗体孵育，分选出CD24+、CD44+等胰腺癌干细胞，在显微镜下观察胰腺癌干细胞的形成速度，并在培养液的诱导下对干细胞球细胞进行分化，对测CD24和CD44的表达进行流式检测。

结果：结果显示，从人胰腺癌细胞株株PANC分离出的CD24+、CD44+的胰腺癌干细胞占0.1-0.3之间，Oct4和Nanog在分选出的细胞中表达明显高于未分选组，数据差异显著，具有统计学意义，P＜0.05。

结论：CD24+、CD44+细胞具有胰腺癌干细胞的高耐药性等特性，且Oct4和Nanog等胚胎干性相关基因在胰腺癌干细胞中表达性很高，且与胰腺癌干细胞的高耐药性相关性很高。

关键字：胰腺癌干细胞；胚胎干性相关基因；表达；变化随着人们生活方式的改变，生活节奏越来越快，因胰腺癌入院治疗的患者呈逐年上升的趋势，近年来，临床上加大了对胰腺癌的研究力度，并取得了一定的进展[1]。

本研究主要通过以2011年3月-2012年2月我院细胞库人胰腺癌细胞株PANC-1为研究对象，观察和分析胰腺癌干细胞中胚胎干性相关基因的表达以及变化意义。

具体操作如下。

1.资料与方法1.1一般资料：以2011年3月-2012年2月我院细胞库人胰腺癌细胞株PANC-1为研究对象，所选用的试剂和仪器：胰岛素、铁转蛋白和硒混合溶液、DMEM/F12培养液，胰蛋白酶、胎牛血清、APC抗人CD44和PE抗人CD24、反转录试剂盒、PCR试剂盒、兔抗人Oct4、Nanog一抗。

流式细胞仪、倒置相差显微镜和荧光定量PCR仪7200。

1.2方法1.2.1 培养人胰腺癌细胞并获取胰腺癌干细胞选择含有浓度为12%的胎牛血清的DMEM培养基，，所有人胰腺癌细胞均培养在浓度为5% 的二氧化碳中，放置适度饱和、恒温的培养箱中培养，恒温设置为37℃。

生物信息学在胚胎发育研究中的应用在生命科学的领域中，胚胎发育一直是备受关注的研究焦点。

从受精卵的形成到一个完整的个体的诞生，这一过程充满了无数的奥秘和奇迹。

而随着科技的不断进步，生物信息学作为一门融合了生物学、计算机科学和统计学的交叉学科，为胚胎发育的研究提供了强大的工具和新的视角。

胚胎发育是一个极其复杂而又精确调控的过程，涉及到成千上万的基因在特定的时间和空间上的表达与调控。

在过去，研究人员主要依靠传统的实验方法，如显微镜观察、基因敲除和过表达等，来探究胚胎发育的机制。

然而，这些方法往往存在着效率低下、成本高昂、无法大规模分析等局限性。

生物信息学的出现，则为突破这些困境带来了希望。

生物信息学在胚胎发育研究中的一个重要应用是基因表达数据分析。

通过高通量的基因测序技术，如 RNAseq，可以获取胚胎发育不同阶段的基因表达谱。

这些海量的数据需要运用生物信息学的方法进行处理和分析。

首先，对原始数据进行质量控制和预处理，去除低质量的读数和噪声。

然后，通过比对到参考基因组，确定每个基因的表达量。

进一步的分析可以揭示在胚胎发育过程中基因表达的动态变化，发现关键的调控基因和基因模块。

例如，研究人员发现某些基因在胚胎早期高表达，而在后期逐渐沉默；而另一些基因则随着发育进程逐渐激活。

这些基因表达模式的变化反映了胚胎发育的阶段性和细胞分化的进程。

蛋白质组学数据分析也是生物信息学在胚胎发育研究中的重要手段。

蛋白质是生命活动的直接执行者，其在胚胎发育中的变化对于理解发育机制至关重要。

质谱技术的发展使得大规模的蛋白质组学研究成为可能。

生物信息学方法可以用于蛋白质鉴定、定量分析以及蛋白质相互作用网络的构建。

通过比较不同发育阶段的蛋白质组数据，可以发现新的发育相关的蛋白质标志物，揭示蛋白质表达水平和修饰状态的变化规律。

同时，利用蛋白质相互作用网络分析，可以推断出在胚胎发育中起关键作用的蛋白质复合物和信号通路。

生物信息学还在胚胎发育的表观遗传学研究中发挥着关键作用。

Stk40在小鼠胚胎发育和脂肪分化中的作用及机制研究的开题报告一、研究背景及意义小鼠胚胎发育和脂肪分化是生命科学中的重要研究领域。

这些过程涉及基因表达、信号传导、代谢调节等多个方面的细胞生物学机制，对于认识生命的本质和预防人体代谢疾病等有很大的意义。

Stk40 (Serine/threonine kinase 40) 是一种蛋白质激酶，属于生长发育相关家族，在多个哺乳动物种中广泛表达。

我们以往的一些研究显示，Stk40 可能参与了小鼠脂肪细胞的分化过程，并且与小鼠胚胎发育相关。

因此，我们计划开展进一步的研究，探讨Stk40 在小鼠胚胎发育和脂肪分化中的作用及机制，以期加深对于这些生物学过程的认识，同时为未来预防和治疗相关疾病提供新的药物靶点。

二、研究内容及方法1.探究Stk40 在小鼠胚胎发育中的作用由于在生命早期的胚胎发育中，胚胎内部的细胞定向分化和形成的组织结构对于其后续的发育非常重要。

我们计划使用小鼠胚胎干细胞作为研究对象，通过 CRISPR/Cas9 技术构建 Stk40 整体或者特定结构域的敲除胚胎干细胞株。

通过胚胎干细胞的鉴定以及后续的组织学分析，探讨 Stk40 是否影响小鼠胚胎发育。

2.探究Stk40 在小鼠脂肪分化中的作用小鼠脂肪分化是由多种外部和内部因素调节的，其中包括基因表达的调控。

我们计划使用小鼠脂肪细胞系（如3T3-L1），通过转染技术使其表达 Stk40，然后通过实时荧光定量 PCR、蛋白免疫印迹等实验手段，了解 Stk40 对于小鼠脂肪细胞分化、存储和代谢的影响，以及其在这些过程中的分子机制。

三、预期结果与意义通过上述两个方向的研究，我们期待能够进一步证实 Stk40 在小鼠胚胎发育和脂肪分化过程中的作用，并且进一步解析其分子机理；同时，我们也借此机会，加深对于不同的细胞生物学过程的了解，以期对未来疾病预防和治疗提供新的思路和方向。

STK40在脑胶质瘤中的表达及其临床意义的生信分析马壮;张万宏;刘关政;吴恒浩;张圣旭【期刊名称】《中国临床神经外科杂志》【年(卷),期】2022(27)4【摘要】目的探讨丝氨酸/酸酸蛋白激酶40(STK40)在脑胶质瘤中的表达及其临床意义。

方法计算机检索GEPIA数据库,运用生物信息学方法分析STK40在胶质瘤组织及正常脑组织中的表达差异;同时,检索CGGA数据库中693例脑胶质瘤的基因信息及临床资料,运用Kaplan-Meier生存曲线分析STK40表达水平与脑胶质瘤生存预后的关系;采用多因素Cox比例回归风险模型分析脑胶质瘤生存预后的影响因素。

结果GEPIA数据库分析显示,胶质母细胞瘤组织STK40表达水平较正常脑组织明显增高(P<0.05)。

STK40表达水平与胶质瘤病理级别呈正相关,随胶质瘤病理级别增高,STK40表达水平明显增高(P<0.0001)。

多因素Cox风险比例回归模型分析结果显示,STK40高表达是脑胶质瘤生存预后不良的独立危险因素(P<0.05)。

Kaplan-Meier生存曲线分析显示,STK40高表达组中位总生存期较低表达组明显缩短(P<0.0001);而且STK40高表达明显降低胶质瘤放/化疗的效果(P<0.0001)。

Pearson相关性分析显示,ERK下游产物SRF与STK40呈明显正相关(r=0.45;P<0.0001),JNK下游产物ATF2与STK40表达水平呈明显负相关(r=-0.167;P<0.0001)。

结论胶质瘤STK40呈高表达,与病人生存预后不良有关,其作用机制可能与ERK/MAPK及JNK/MAPK信号通路有关。

【总页数】4页(P274-277)【作者】马壮;张万宏;刘关政;吴恒浩;张圣旭【作者单位】新乡医学院附属开封市中心医院神经外科;河南省人民医院神经外科【正文语种】中文【中图分类】R739.41;Q786【相关文献】1.MGMTVEGF在脑胶质瘤中的表达及临床意义分析2.Topo Ⅱ在脑原发性胶质瘤中表达的临床意义(附101例分析)3.脑胶质瘤CHSY1的表达变化及临床意义的生信分析4.脑胶质瘤中MAGE-D4和CORO1C mRNA表达水平及其临床意义5.低级别胶质瘤SLC12A5的表达及临床意义的生信分析因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

转基因DT40细胞导入早期鸡胚后的分布及绿色荧光蛋白表达的研究孙鹏;赵晨;燕丽;靳文静;张文新;李赞东【期刊名称】《中国比较医学杂志》【年(卷),期】2011(021)009【摘要】Objective To investigate whether the genetically modified somatic cells can survive and express foreign gene for a long time after being transplanted into avian embryo. Methods Chicken DT40 cells as a cell vehicle for delivering foreign protein were transfected with the green fluorescent protein (GFP) gene, and were introduced into early chicken embryos via blood vessel microinjection at 65 - 70 h of incubation at 38.5 ℃.. The manipulated eggs were continued to incubate at same condition. The chimerisms of the transplanted DT40 cells were preliminarily observed under fluorescence microscopy at the different stages in the embryos and the hatchlings. Meanwhile, the chimeric positions of the donor DT40 cells and the expression of GFP were further examined by polymerase chain reaction ( PCR) and immunohistochemistry. Results The results showed that fluorescent-labeled DT40 cells embed in the different organs of the recipients including brain, heart, liver, etc. And can survive before chicken hatch and the GFP gene can be expressed normally. Conclusion Long-term survival of the donor DT40 cells in recipient and normal expression of the GFP gene imply that this approach can be explored for continuousproduction of target protein in the host chicken, which may provide a basis for avian immune tolerance research and the production of bioreactor.%目的为了研究经过基因修饰的体细胞导入到禽类胚胎以后,供体细胞及外源基因是否能在受体胚胎中成活并且外源基因是否可以长期表达.方法筛选得到稳定整合绿色荧光蛋白基因的鸡DT40细胞作为外源蛋白的运载工具,通过血管微注射的方法将其导入到于38.5℃温度条件下孵化65～70 h的鸡胚中,并将操作后的鸡胚在原孵化条件下继续孵化.在孵化的不同时期取移植了DT40细胞的嵌合体胚胎在荧光显微镜下观察荧光细胞的存活与分布情况.并通过PCR以及免疫组织化学方法检测供体细胞在受体中的位置以及绿色荧光蛋白的表达情况.结果荧光标记的DT40细胞可以存活于受体不同的组织器官中,包括:脑、心脏、肝脏等.导入胚胎的整合外源基因的DT40细胞可以存活到胚胎出雏之前,并且外源基因能够正常表达.结论可以通过此方法将外源基因导入到受体中,并使目的蛋白在受体胚胎中持续表达,为胚胎期导入外源蛋白诱导免疫耐受的研究以及将转基因细胞移植到动物体内生产目的蛋白的研究提供科学依据和技术平台.【总页数】8页(P13-18,后插三,后插四)【作者】孙鹏;赵晨;燕丽;靳文静;张文新;李赞东【作者单位】中国农业大学生物学院农业生物技术国家重点实验室,北京,100193;北京教育考试院,北京,100083;中国农业大学生物学院农业生物技术国家重点实验室,北京,100193;中国农业大学生物学院农业生物技术国家重点实验室,北京,100193;中国农业大学生物学院农业生物技术国家重点实验室,北京,100193;中国农业大学生物学院农业生物技术国家重点实验室,北京,100193;中国农业大学生物学院农业生物技术国家重点实验室,北京,100193【正文语种】中文【中图分类】R332【相关文献】1.放疗后早期肿瘤组织内99Tcm-rh-Annexin V的分布与bcl-2、bax蛋白表达的相关性研究 [J], 张欣;李亚明;张延军;吕广艳;陶莉;张剑英;赵贞贞;朱毅;杨春2.放疗后早期肿瘤组织内99Tcm-rh-Annexin Ⅴ分布与Survivin、Caspase-3蛋白表达的相关性研究 [J], 张欣;赵明;田爱娟;李亚明;张延军;季晓鹏;陶莉;张剑英;赵贞贞;朱毅;杨春3.豚鼠早期实验性近视眼巩膜成纤维细胞前部及后极部MMP-2mRNA及蛋白表达变化的研究 [J], 陈博宇;王超英;安慧琴;马景学;陈维毅;郝岚;刘迎庆;仝春梅4.绿色荧光蛋白转基因小鼠骨髓间充质干细胞干预重症急性胰腺炎大鼠后在多脏器的分布 [J], 金善丰;陈志耀;黄鹤光5.绿色荧光蛋白转基因小鼠骨髓间充质干细胞干预重症急性胰腺炎大鼠后在多脏器的分布 [J], 金善丰;陈志耀;黄鹤光因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。