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胡麻SUC基因家族的鉴定与生物信息学分析

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甘肃农业科技GansuAgr.Sci.andTechn.No.820192019年第8期摘要：利用多个物种的SUC基因蛋白序列在胡麻基因组内进行BlastP分析，通过Pfam确

认结构域，获得胡麻SUC基因家族成员，并进行基因结构分析；对蛋白分子量、等电点、信号肽、跨膜结构域、糖基化修饰位点、亚细胞定位、Motif及二级结构进行预测。结果鉴定得到12个胡麻SUC基因家族成员，大部分成员含有4个以上的外显子，10个以上跨膜结构域，并获4个特征性Motif。进化树分析显示，胡麻SUC分别属于SUT1、SUT2和SUT4家族。关键词：胡麻；SUC基因家族；基因结构分析；系统进化分析

中图分类号：S565.9文献标志码：A文章编号：1001-1463（2019）08-0035-06

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2019.08.008

IdentificationandBioinformaticsAnalysisoftheSUCGeneFamilyinFlax

QIYanni,LIWenjuan,WANGLimin,ZHAOWei,DANGZhao,XIEYaping,ZHANGJianping（InstituteofCrops,GansuAcademyofAgriculturalSciences,LanzhouGansu730070,China）Abstract：Inthisstudy,multipleSUCproteinsequenceswereanalyzedinflaxgenomeusingBlastP,and

thestructuraldomainwasconfirmedbyPfam.ThemembersoftheSUCgenefamilywereobtained.Theanalysisofgenestructure,predictionofproteinmolecularweight,isoelectricpoint,signalpeptide,transmembranedomain,glycationmodificationsite,subcellularlocalization,Motifandsecondarystructurewerecarriedoutonthefamilymenbers.Theresultsshowedthat12membersofflaxSUCgenefamilywereidentified,containing4characteristicmotifs,mostofwhichhadmorethan4exons,morethan10transmembranedomains.TheevolutionarytreeanalysisshowedthatflaxSUCbelongedtoSUT1,SUT2andSUT4families，respectively.Keywords：Flax;SUCgenefamily;Genestructureanalysis;Phylogenyanalysis

收稿日期：2019-07-19基金项目：国家自然科学基金（31760426）资助。作者简介：齐燕妮（1987—），女，甘肃庆阳人，研究实习员，硕士，主要从事胡麻分子育种研究工作。Email：qiyanni@gsagr.ac.cn。

通信作者：张建平（1972—），男，陕西蓝田人，研究员，主要从事胡麻育种研究工作。Email：zhangJPzw3@gsagr.ac.cn。

胡麻SUC基因家族的鉴定与生物信息学分析齐燕妮，李闻娟，王利民，赵玮，党照，谢亚萍，张建平（甘肃省农业科学院作物研究所，甘肃兰州730070）

胡麻（LinumusitatissimumL.）即油用亚麻，属于亚麻科亚麻属，主要种植在中国、加拿大、印度［1-2］。胡麻籽含油率在40%以上，油脂中含有丰富的不饱和脂肪酸，特别是琢-亚麻酸含量在55%左右，是人类从膳食中摄取琢-亚麻酸的最好来源之一［1，3］。α-亚麻酸具有多种营养和保健功能，包括增强大脑健康和提高智力、预防和治疗高血压、抗癌、预防心脑血管疾病、降低血液胆固醇等［4-5］。由于人们对健康的日益重视，亚麻籽已经被广泛应用于奶制品、肉制品、烤制品等多种功能性食品［6］。

35GansuAgr.Sci.andTechn.No.820192019年第8期甘肃农业科技

蔗糖是植物的主要光合作用产物，大部分蔗糖需运输到其他组织中代谢或储存。蔗糖可通过胞间连丝在细胞间短距离运输，然而长距离的运输则需要通过韧皮部，需要SWEET（SugarsWillEventuallybeExport-edTransporters）蛋白和蔗糖转运蛋白（sucrosetransportersorcarriers，SUT/SUC）共同来完成［7-8］。蔗糖作为脂肪酸合成的主要底物，由蔗糖转运蛋白运输到种子细胞中［9］，因此蔗糖转运蛋白的转运效率直接影响种子含油率。蔗糖转运蛋白属于MFS（majorfacilitatorsuperfamily），通常含有12个跨膜结构域［10］。基于系统发育分析，SUT家族分为5个亚家族，其中为SUT1为双子叶植物特有，SUT3和SUT5为单子叶植物所特有，SUT2和SUT4为单子叶和双子叶植物共有［11］。近年来，多个植物基因组数据相继被公布，这为基因家族的研究奠定了基础。目前已经从拟南芥（Arabidopsisthaliana）［12］、葡萄（VitisviniferaL.）［13］、苹果［14］、水稻（Oryzasativa）［15］等基因组中鉴定到SUT基因家族，但对胡麻SUT的研究相对较少。我们利用生物信息学方法鉴定了胡麻基因组中SUT基因家族成员，并分析其基因结构、蛋白理化性质、保守基序及系统进化，以期为克隆和深入研究胡麻SUC基因家族各成员的生物学功能奠定基础。1材料与方法1.1胡麻SUC基因家族鉴定从拟南芥数据库TAIR中获得9个拟南芥SUC基因的蛋白序列，从NCBI获得油菜、大豆、水稻、烟草、玉米、葡萄等物种的SUC蛋白序列（登录号分别为AEG89530.1、NP_001335852.1、AAF90181.1、BAO47334.1、BAA83501.1、AAL32020.1）。使用BlastP，将这些序列与胡麻全基因组蛋白数据库进行比对，E值小于等于1E-5，并用Pfam对比对得到的蛋白序列进行确认（SUC蛋白结构域Pfam号为PF13347.1）。1.2SUC基因家族的基因及蛋白序列分析

利用IBS在线工具绘制基因结构图，采用Expasy分析蛋白质的分子量、等电点，通过SignalP-5.0预测胡麻SUC蛋白的信号肽，采用SOSUI进行跨膜结构预测，用NetNGlyc1.0对糖基化修饰位点在线预测。使用Plant-mPloc进行蛋白的亚细胞定位预测，利用MEME对胡麻SUC蛋白保守基序进行分析。1.3SUC基因家族的系统进化分析

利用MEGA6.0软件对胡麻和拟南芥的SUC氨基酸序列进行多重比对，将比对结果用MaximunLikelihood法构建系统进化树，Bootstrap校验值为1000次。1.4SUC蛋白的二级结构分析

利用SOPMA对胡麻SUC蛋白的次级结构进行分析。2结果与分析2.1胡麻SUC基因家族的鉴定及理化性质

分析以拟南芥9个SUC基因和油菜、大豆、水稻、烟草、玉米、葡萄SUC基因的氨基酸序列对胡麻基因组进行BLASTP分析，获得28条期望值小于1E-5的候选序列。用Pfam对这些序列进行结构域注释，发现有12条序列含有SUC家族的保守结构域MFS_2，将这些基因分别命名为LuSUC1~LuSUC12（表1）。

比较分析12个胡麻SUC蛋白序列，结构显示不同的蛋白差异较大。蛋白长度为252（LuSUC8）~952aa（LuSUC4），分子量为26863.30（LuSUC8）~101956.83Da（LuSUC4），等电点为5.99（LuSUC10）~9.42（LuSUC3），糖基化位点为0（LuSUC7、LuSUC8）~5（LuSUC10），跨膜结构域为6（LuSUC7、LuSUC8）~13（LuSUC5）。对上述序列进行信

号肽预测，发现所有序列均无信号肽。亚细

36甘肃农业科技GansuAgr.Sci.andTechn.No.820192019年第8期蛋白名称α-螺旋β-折叠β-转角无规卷曲LuSUT1236（45.38%）74（14.23%）20（3.85%）190（36.54%）LuSUT2231（44.42%）70（13.46%）18（3.46%）201（38.65%）LuSUT3366（38.49%）184（19.35%）62（6.52%）339（35.65%）LuSUT4368（38.66%）186（19.54%）61（6.41%）337（35.40%）LuSUT5235（43.28%）79（14.55%）19（3.50%）210（38.67%）LuSUT6227（45.95%）85（17.21%）17（3.44%）165（33.40%）LuSUT7116（41.88%）43（15.52%）14（5.05%）104（37.55%）LuSUT897（38.49%）55（21.38%）23（9.13%）77（30.56%）LuSUT9217（35.46%）94（15.36%）24（3.92%）277（45.26%）LuSUT10219（35.78%）96（15.69%）28（4.58%）269（43.95%）LuSUT11222（43.79%）86（16.96%）21（4.14%）178（35.11%）LuSUT12242（47.36%）70（13.70%）16（3.13%）183（35.81%）平均值231.3（41.58%）93.5（16.62%）26.9（4.78%）210.8（37.48%）

表2胡麻SUC蛋白二级结构

基因名称蛋白长度/aa分子量/Da等电点外显子数量信号肽跨膜结构N-糖基化位点亚细胞定位

LuSUC152055023.498.585无11454细胞膜LuSUC252055216.638.585无10454细胞膜

LuSUC3951101575.919.428无12468，532，576，703细胞膜，叶绿体，细胞质，细胞核

LuSUC4952101596.839.288无12469，577，637，704细胞膜，叶绿体，细胞质，细胞核LuSUC554357572.087.054无13479细胞膜LuSUC649452347.378.831无11197细胞膜LuSUC727729671.466.941无6无细胞膜LuSUC825226863.309.122无6无细胞膜LuSUC961265292.366.0513无11203，333，423，599细胞膜LuSUC1061265180.195.9912无11203，333，337，423，599细胞膜LuSUC1150754703.218.394无1113，156细胞膜LuSUC1251155067.648.595无1113，160细胞膜

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毛果杨NLP基因家族生物信息学分析与鉴定_吴翔宇.

毛果杨NLP基因家族生物信息学分析与鉴定_吴翔宇.

植物研究2014，34（1）：37 43Bulletin of Botanical Ｒesearch基金项目：863高科技项目（2013AA102702）和中央高校基本科研业务费专项资金资助（DL13EA03－01）第一作者简介：吴翔宇（1988—），男，硕士研究生，主要从事林木氮素营养的分子生物学研究。

*通信作者：E-mail ：liuguanjun2013@nefu．edu．cn 收稿日期：2013－11－10毛果杨NLP 基因家族生物信息学分析与鉴定吴翔宇1许志茹1，2曲春浦1李蔚1孙琦1刘关君1*（1．东北林业大学林木遗传育种国家重点实验室，哈尔滨150040；2．东北林业大学生命科学学院，哈尔滨150040）摘要NLP 基因家族是一类特殊的转录因子，豆科植物根瘤的形成依赖于该基因家族的存在，在非豆科植物中具有调节植物硝酸盐吸收以及同化的功能。

通过对毛果杨（Populus trichocarpa ）基因组的生物信息学分析，共鉴定出14个毛果杨NLP 基因家族成员，这些成员具有低亲水性的特点，基因结构保守，都含有ＲWP-ＲK 以及PB1两个保守结构域。

通过细胞定位预测，所有成员都定位在细胞核中。

直系同源与旁系同源进化分析显示，NLP 基因家族成员在漫长的进化过程中经历了严格的选择。

染色体定位分析表明，毛果杨NLP 基因家族成员坐落在毛果杨9条染色体之上，成员数量的扩增来自于杨柳科染色体自身的扩增事件。

芯片数据分析结果显示，NLP 基因家族成员在嫩叶，根和雄花中表达，部分基因在木质部以及种子萌发过程之中表达，但所有成员均不在成熟叶片中表达。

关键词毛果杨；NLP ；基因家族；表达模式中图分类号：S792．11文献标志码：Adoi ：10．7525/j．issn．1673－5102．2014．01．006Genome-wide Identification and Characterization of NLP Gene Family in Populus trichocarpaWU Xiang-Yu 1XU Zhi-Ｒu 1，2QU Chun-Pu 1LI Wei 1SUN Qi 1LIU Guan-Jun 1*（1．State Key Laboratory of Tree Genetics and Breeding ，Northeast Forestry University ，Harbin 150040；2．College of Life Science ，Northeast ForestryUniversity ，Harbin 150040）Abstract NLP gene family is a special transcription factor ，the initiation of nodule development is dependent on the function of this gene family ，in other species plant it has the function of regulating plant nitrate absorption and assimilation．Genome-wide analysis in Populus trichocarpa had identified 14NLP gene family members．These members have the characteristics of low hydrophilic ，the conservative gene structure and contain ＲWP-ＲKand PB1two conservative domain．The localization of all members of NLP genes in P．trichocarpa was predicted in the nucleus．Evolution analysis showed that NLP gene family members experience strict filter．Chromosome localization analysis showed that the members of P．trichocarpa NLP genes were located on 9chromosomes ，the expanding of NLPs in P．trichocarpa was caused by Salicaceae duplication events．Microarray data analysis showed that NLPs had a high transcript accumulation in leaf ，root and male catkins ，some genes were expressed in xylem ，seed and female catkins ，but no gene was detected in the mature leaf．Key words Populus trichocarpa ；NLP ；gene family ；expression pattern 植物在整个生命周期当中需要大量的氮素营养。

大豆GPAT基因家族鉴定及生物信息学分析

大豆GPAT基因家族鉴定及生物信息学分析

大豆GPAT基因家族鉴定及生物信息学分析
吴苏峻;王宇;王艳丽;张锴;乔亚科
【期刊名称】《大豆科技》
【年(卷),期】2024()3
【摘要】为了解植物油脂肪酸积累通路中关键基因GPAT在大豆脂质合成中的作用,文章通过生物信息学方法对大豆GPAT基因家族进行鉴定和表达分析。

结果表明,大豆全基因组中共鉴定获得89个GmGPAT基因,分布在20条染色体上。

系统进化分析表明大豆GPAT基因家族的多样性和功能分化与拟南芥和蒺藜苜蓿基因家族演化趋势相似。

GmGPAT基因家族结构具有复杂性和多样性,不同基因在调控和功能上存在差异,该基因启动子含有多种逆境胁迫和激素响应调控元件。

基因家族共线性分析表明不同植物基因组具有相似性和差异性。

GmGPAT表达模式可分为4簇,第I簇中各基因在花芽中表达量相对较高,第Ⅳ簇中各基因在籽粒中表达量相对较高,表明该基因可能与花芽和籽粒的发育调控相关。

【总页数】9页(P7-15)
【作者】吴苏峻;王宇;王艳丽;张锴;乔亚科
【作者单位】河北科技师范学院农学与生物科技学院/河北省作物逆境生物学重点实验室;河北科技师范学院园艺科技学院
【正文语种】中文
【中图分类】S565.1
【相关文献】
1.毛竹甘油3-磷酸酰基转移酶(GPAT)基因家族成员的生物信息学分析
2.蒺藜苜蓿GPAT基因家族的全基因组鉴定、序列变异和表达分析
3.紫花苜蓿GPAT基因家族鉴定及在盐碱胁迫下的表达模式分析
4.大豆胞囊线虫响应GRAS基因家族鉴定及生物信息学分析
5.青稞GPAT基因家族全基因鉴定及表达分析
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对一条新的基因序列进行生物信息学的分析

对一条新的基因序列进行生物信息学的分析

对一条新的基因序列进行生物信息学的分析海南中学作者：许汝言指导老师：黄小葵论文摘要本研究的主要内容是运用生物信息学的手段结合生物学实验方法对从一株产ß-甘露聚糖酶的新菌种 A.tabescens EJLY2098获得的新基因序列（命名为man）进行生物信息学的分析。

针对然后结合利用所获得的信息设计生物学方法证实其生物学功能。

关键词：ß-甘露聚糖酶；A.tabescens EJLY2098；生物信息学论文目的和意义英国《自然》杂志网络版2006年5月18日报道，科学家已对含有2.23亿个碱基对，占人类基因组中碱基对总量的8%左右的人类第一号染色体完成测序，宣告持续16年的人类基因组计划全部完成。

作为人类自然科学史上重要的里程碑，“人类基因组”的研究已从“结构基因组”阶段进入“功能基因组”阶段。

在人类基因组计划后相继推出的水稻基因组计划、马铃薯基因组计划、草鱼基因组计划等，和快速增长的微生物基因测序，“海量”的基因信息的积累，催生了“功能基因组”时代的来临。

针对充分利用“海量”基因组信息的生物信息学不仅应运而生，而且为以注释、阐明基因功和利用基因生物学功能的“后基因组时代”的研究发挥了重大作用。

生物信息学是把基因组DNA序列信息分析作为源头,在获得了蛋白质编码区的信息后,进行蛋白质空间结构的预测和模拟,然后依据特定蛋白质的功能进行必要的药物设计。

就是说,生物信息学的主要任务是组织和分析生物学数据,而生物学数据的分析离不开计算机算法的运用。

因此,可以说生物信息学是一门集生命科学、计算机科学、数学、物理学为一身的多学科交叉的前沿学科。

生物信息学的主要研究对象是序列,即一维的分子排列顺序所分析,包括DNA分子碱基序列和编码蛋白质的氨基酸序列。

DNA序列分析的主要任务是基因识别和发现某些功能区(如启动子、增强子等),DNA序列研究的最终目的是说明遗传语言的语法和语法规则,从而最终读懂DNA序列。

黑果枸杞XTH转录因子家族鉴定与生物信息学分析

黑果枸杞XTH转录因子家族鉴定与生物信息学分析

第31卷 第10期 Vol.31 No.10草 地 学 报ACTAAGRESTIASINICA 2023年 10月 Oct. 2023

doi:10.11733/j.issn.1007-0435.2023.10.003

引用格式:贾西贝,李效雄,杜 雨,等.黑果枸杞XTH转录因子家族鉴定与生物信息学分析[J].草地学报,

2023,31(10):2916-2924

JIAXi-bei,LIXiao-xiong,DUYu,etal.IdentificationandBioinformaticsAnalysisofXTHTranscriptionFactorFamilyinLyciumruthenicum[J].ActaAgrestiaSinica,2023,31(10):2916-2924

黑果枸杞XTH转录因子家族鉴定与生物信息学分析

贾西贝1,李效雄2,杜 雨1,胡晓桐1,刘 筠1,马彦军1*(1.甘肃农业大学林学院,甘肃兰州730070;2.兰州资源环境职业技术大学,甘肃兰州730030)

摘要:为探究木葡聚糖内糖基转移酶/水解酶(Xyloglucanendotransglucosylase/hydrolase,XTHs)基因家族在黑果

枸杞(Lyciumruthenicum)生长发育中的作用,以及对盐胁迫的响应,本文通过生物信息学方法对XTHs基因的理化性质、保守结构域、进化关系和表达模式进行分析。从黑果枸杞转录组数据中共筛选出19个LrXTHs成员,其编码氨基酸的数目为258~330aa,分子量为29.77~37.98kDa,等电点为4.98~8.92,基因长度为954~1814bp

。

LrXTHs成员都含DE(I/L/F/V)D(F/I/M)EFLG保守结构域。系统发育树显示XTH基因家族可分为4个亚

族。基因表达谱显示不同组织中的LrXTHs在盐胁迫下具有不同的表达趋势,LrXTH3,LrXTH18和LrXTH19