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马铃薯StXYLP基因家族的生物信息学分析

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生物技术 2024年第1期34卷 27-34页

作者：李辰刘紫涵桑殊童陈元爱徐静王彩丽德州学院生命科学学院山东德州253023

[目的]在马铃薯基因组水平上鉴定木质形成素类蛋白(Xylogen-like protein,XYLP)基因家族,分析其理化性质及基因的表达模式。[方法]用生信学方法鉴定马铃薯XYLPs,分析其理化性质、亚细胞定位、进化关系、蛋白质结构、基因结构和染色体定... 详细信息

[目的]在马铃薯基因组水平上鉴定木质形成素类蛋白(Xylogen-like protein,XYLP)基因家族,分析其理化性质及基因的表达模式。[方法]用生信学方法鉴定马铃薯XYLPs,分析其理化性质、亚细胞定位、进化关系、蛋白质结构、基因结构和染色体定位。利用芯片数据分析马铃薯StXYLPs的时空表达模式及对非生物胁迫的响应。[结果]马铃薯中共有20个StXYLPs;蛋白全长在139~221氨基酸之间,理论等电点在4.36~9.42之间,均锚定在质膜上;蛋白质结构基本相似,均具有保守的nsLTP结构域;StXYLPs在染色体上的定位具有偏好性;StXYLPs具有明显差异的组织表达模式,响应不同的非生物胁迫。[结论]StXYLPs与生长素、细胞分裂素和赤霉素共同调控马铃薯器官发育,19个StXYLPs表达受调控。12个StXYLPs受ABA诱导表达上调,在盐、高温及干旱胁迫下,14个StXYLPs受诱导表达上调,参与对抗非生物胁迫。

关键词：马铃薯番茄木质形成素家族基因木质部发育非生物胁迫激素生物信息学

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甜菜NBS-LRR家族基因的鉴定与分析

植物保护学报 2022年第6期49卷 1642-1653页

作者：宫云鹤赵春雷王希李彦丽丁广洲陈丽黑龙江大学现代农业与生态环境学院哈尔滨150080 黑龙江省甜菜工程技术研究中心哈尔滨150080 国家糖料改良中心哈尔滨150080 黑龙江大学黑龙江省普通高等学校甜菜遗传育种重点实验室哈尔滨150080

为明确甜菜中由抗性基因R编码的包含富亮氨酸重复序列(leucine-rich repeat,LRR)和核苷酸结合位点(nucleotide-binding site,NBS)的家族成员及其功能,基于甜菜基因组全长序列,利用HMMER、TBtools、Pfam、NCBI等软件和在线程序对甜菜NBS-... 详细信息

为明确甜菜中由抗性基因R编码的包含富亮氨酸重复序列(leucine-rich repeat,LRR)和核苷酸结合位点(nucleotide-binding site,NBS)的家族成员及其功能,基于甜菜基因组全长序列,利用HMMER、TBtools、Pfam、NCBI等软件和在线程序对甜菜NBS-LRR家族成员进行筛选和鉴定,采用生物信息学方法对鉴定到的成员进行亚家族分类、染色体定位、结构域分析、进化树构建、顺式元件分析和同源序列筛选。结果显示,从甜菜基因组中最终筛选鉴定到267条NBS-LRR家族基因序列,占甜菜基因组的0.614%,通过对267条基因序列进行结构域预测并进行分类,分属于N型、NL型、CNL型、TNL型和RNL型5个亚家族,分别包含110、25、128、3和1条序列。甜菜NBS-LRR家族基因大多位于2号、3号、4号和7号染色体上,根据基因簇划分原则发现有73.25%的基因以基因簇形式存在。经Clustal Omega和MEME在线程序对CNL型亚家族中具有完整卷曲螺旋(coiled-coil,CC)、NBS和LRR结构域的24条基因序列进行结构域保守性分析,共发现7个保守性较高的基序,基于CNL型亚家族128条基因序列构建的进化树显示CNL型亚家族的系统进化受CC、NBS和LRR结构域的影响较大。甜菜NBS-LRR家族基因含有大量植物激素相关顺式元件和多种胁迫响应元件,部分序列含有植物生理响应元件。甜菜NBS-LRR家族基因与菠菜和藜麦的抗病蛋白同源性较高。

关键词：甜菜 NBS-LRR 抗性基因R 家族基因亚家族结构域同源基因

蓝莓CH家族基因在花芽休眠解除中的作用初探

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园艺学报 2023年

作者：李可申朦晓潘炜浩章诗渲毛欣烨尹亚红李永强朱友银郭卫东浙江省特色经济植物生物技术研究重点实验室浙江师范大学化学与生命科学学院金华职业技术学院

为了解蓝莓C2H2锌指蛋白在花芽休眠中的功能，通过生物信息鉴定蓝莓C2H2-ZFP基因家族成员，利用转录组数据和荧光定量PCR分析其在花芽内休眠解除过程和外源脱落酸处理下的表达模式。在蓝莓中共鉴定到VcC2H2-ZFP家族79个成员，通过系统... 详细信息

为了解蓝莓C2H2锌指蛋白在花芽休眠中的功能，通过生物信息鉴定蓝莓C2H2-ZFP基因家族成员，利用转录组数据和荧光定量PCR分析其在花芽内休眠解除过程和外源脱落酸处理下的表达模式。在蓝莓中共鉴定到VcC2H2-ZFP家族79个成员，通过系统进化树和保守基序将其分为3组。分析表明：VcC2H2-ZFP家族成员在蓝莓各器官中均有表达，其中15个在花芽内休眠解除过程中表达存在显著差异，如Vc31g303.5、Vc7g51.6、Vc16g355.5在深度内休眠时期表达量高，而休眠解除后表达量较低。VcC2H2-ZFP启动子含有大量光反应、防御应激、脱落酸、赤霉素等激素响应元件。外源脱落酸处理花芽能显著促进Vc16g355.5、Vc7g51.6、Vc31g303.5等的表达。本研究结果揭示蓝莓部分VcC2H2-ZFP可能通过响应脱落酸参与花芽休眠过程的调控。

关键词：蓝莓花芽休眠 C H 家族基因脱落酸

基于家族基因相似性的恶意代码同源分析方法研究

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基于家族基因相似性的恶意代码同源分析方法研究

作者：刘凯杰北京邮电大学

学位级别：硕士

随着信息化技术的高速发展,依托计算机网络的人工智能、信息化成为日常生活重要部分。然而在网络空间中不断上演着各种形式的攻击,最为常见的是恶意代码攻击,恶意代码攻击已成为威胁当前网络空间安全的最主要因素之一。在当前恶意代码... 详细信息

随着信息化技术的高速发展,依托计算机网络的人工智能、信息化成为日常生活重要部分。然而在网络空间中不断上演着各种形式的攻击,最为常见的是恶意代码攻击,恶意代码攻击已成为威胁当前网络空间安全的最主要因素之一。在当前恶意代码攻击中影响最大、破坏力最强的是APT家族恶意代码攻击,APT恶意代码攻击已成为影响全球网络空间安全态势的毒瘤。当前,APT攻击检测主要依靠人工专家分析,分析效率较低,基于文件签名的传统检测方法已经不能满足反恶意代码需求,因此急需一种高效自动化分析方法。近年来,随着自然语言处理技术不断发展,表示学习模型也逐渐应用到恶意代码同源分析中,本文采用表示学习方式实现恶意代码同源分析。针对当前通过表示学习进行恶意代码同源分析存在忽略指令级上下文信息、没有深入分析汇编指令特点、导致忽略指令内部存在的丰富语义,以及无法对抗不同优化级别、编译器的代码混淆方法的问题,提出一种面向恶意代码汇编语言的表示学习方法,该方法包括基于FunInstr2Vec的汇编指令语义表示学习和一种自注意力机制与循环神经网络结合的函数块向量化方法,该方法改进了 Doc2Vec实现了针对汇编指令粒度与操作数内部最小原子性粒度的表示学习方法,并通过循环神经网络自注意力机制实现对函数整体语义表示学习,映射出指令内部丰富的向量语义。通过对比实验验证本文方法在抗混淆能力F1值最高达94%,查准率达93.8%,均高于其他表示学习方法。针对自然语言处理领域恶意代码分析方法无法实现特征有效提取,从而导致同源分析准确率较低,造成分析误差的问题,本文提出一种基于家族基因相似性的恶意代码同源分析模型。采用深度无监督聚类DEC对面向恶意代码汇编语言的表示学习方法生成的函数向量块进行聚类,实现恶意代码家族基因簇的有效提取,并通过LightGBM实现同源分析,该方法有效实现了恶意代码同源分析,通过实验分析在Energetic Bear恶意代码APT家族的同源分析准确率高达93.33%,超过其他同源分析方法,可以有效应对未知威胁。

关键词：恶意代码同源分析表示学习 APT 家族基因

水稻全基因组磷脂酶家族蛋白筛选及其生物信息学分析

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河南师范大学学报（自然科学版） 2022年第3期50卷 143-149页

作者：曹梦雨桑世飞王亚男周静王君怡张文玲姬生栋河南师范大学生命科学学院河南新乡453007 河南省种子管理站郑州450046

利用已鉴定磷脂酶基因同源筛选的方法对水稻全基因组范围的磷脂酶基因进行鉴定与筛选,有助于研究其家族基因的各种功能.通过对水稻全基因组进行分析,筛选鉴定磷脂酶家族成员,并对编码蛋白的跨膜区、等电点、分子量等理化性质以及进化、... 详细信息

利用已鉴定磷脂酶基因同源筛选的方法对水稻全基因组范围的磷脂酶基因进行鉴定与筛选,有助于研究其家族基因的各种功能.通过对水稻全基因组进行分析,筛选鉴定磷脂酶家族成员,并对编码蛋白的跨膜区、等电点、分子量等理化性质以及进化、基因组定位、表达特征进行生物信息分析.结果表明:水稻磷脂酶家族基因分为3个亚组,亚组内基因表现出明显相似的结构及进化特征,且磷脂酶家族基因编码蛋白具有相同的3个保守基序,染色体上的磷脂酶家族基因表现出了明显的不均衡性,磷脂酶家族大部分基因表达量偏低,部分表现出了组织表达偏好性,少部分基因在水稻各个组织或生育阶段表达量比较高,可能同水稻发育相关.

关键词：磷脂酶水稻生物信息家族基因

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赤桉GAPDH家族基因的克隆及其序列分析

林业科学研究 2014年第1期27卷 120-127页

作者：陈鸿鹏朱凤云吴志华谢耀坚国家林业局桉树研究开发中心广东湛江524022 黄淮学院生物工程系河南驻马店463000

甘油醛-3-磷酸脱氢酶（GAPDH）是高等植物糖酵解和糖异生反应中的关键酶，是维持生命活动能量形成的最基本酶之一，它氧化甘油醛-3-磷酸生成1，3-二磷酸甘油酸，由此为糖酵解过程提供产生ATP的底物[1-4]。此外，由于该酶基因为管家基因... 详细信息

甘油醛-3-磷酸脱氢酶（GAPDH）是高等植物糖酵解和糖异生反应中的关键酶，是维持生命活动能量形成的最基本酶之一，它氧化甘油醛-3-磷酸生成1，3-二磷酸甘油酸，由此为糖酵解过程提供产生ATP的底物[1-4]。此外，由于该酶基因为管家基因，几乎在所有组织中都高水平表达，在同种细胞或组织中的蛋白质表达量较为恒定，故被广泛用作实时荧光定量PCR的内参基因[5-9]。近年来，随着研究的不断深入，发现GAPDH还参与胚胎的特化、细胞融合、微管结束、磷酸转移酶激活、DNA复制与修复等过程，并调控组蛋白基因的表达、调节端粒结构，具有核膜融合和微管成束的活性[10-14]。同时，GAPDH的mRNA和蛋白质水平会受到各种环境因素的影响，并具有不同的亚细胞定位以及多元化的生理功能[15-16]。

关键词：赤桉 GAPDH 家族基因克隆序列分析

基于家族基因分析的甘蓝MLPK互作PUB蛋白的筛选

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园艺学报 2019年第4期46卷 714-722页

作者：高启国雷镇泽梁云飞姜宇鹏朱利泉西南大学园艺园林学院南方山地园艺学教育部重点实验室重庆400716 西南大学农学与生物科技学院重庆400716

MLPK(M–位点受体激酶)是芸薹属自交不亲和正向调控关键元件,其参与自交不亲和信号传导的分子机制尚不明确,同时自交不亲和下游信号元件也有待于进一步分离。为了探索分离MLPK互作蛋白的思路和方法,构建了不含核定位信号的MLPK短截蛋白(... 详细信息

MLPK(M–位点受体激酶)是芸薹属自交不亲和正向调控关键元件,其参与自交不亲和信号传导的分子机制尚不明确,同时自交不亲和下游信号元件也有待于进一步分离。为了探索分离MLPK互作蛋白的思路和方法,构建了不含核定位信号的MLPK短截蛋白(MLPK-T),并利用酵母双杂交检测到MLPK与臂重复蛋白1(ARC1)作用,通过全基因组鉴定分别获得了96个甘蓝、101个白菜、70个琴叶拟南芥和62个拟南芥PUB蛋白,其中含有臂重复序列的PUB蛋白共为127个。通过系统进化分析,筛选到8个含臂重复序列的甘蓝BoPUB蛋白,其8个基因全部在柱头内表达,且成功利用酵母双杂交检测到MLPK与3个含臂重复序列的BoPUB蛋白Bol008579、Bol016165和Bol023511相互作用。

关键词：甘蓝自交不亲和 M–位点受体激酶 PUB蛋白家族基因相互作用

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甜橙乙烯诱导酯酶基因家族的进化

广东农业科学 2014年第10期41卷 135-145页

作者：王萱吴波程春振姜波钟广炎西南大学园艺园林学院重庆400715 广东省农科院果树研究所/农业部热带南亚热带果树生物学与遗传资源利用重点实验室广东广州510640

为了解甜橙乙烯诱导酯酶基因（Citrus sinensis Ethylene-induced esterase gene,CsEIE）家族成员的进化历史与功能分化,检索比对了甜橙基因组、TAIR数据库、Phytozome数据库和NCBI EST数据库中多个物种的EIE家族基因,分析了甜橙中该基... 详细信息

为了解甜橙乙烯诱导酯酶基因（Citrus sinensis Ethylene-induced esterase gene,CsEIE）家族成员的进化历史与功能分化,检索比对了甜橙基因组、TAIR数据库、Phytozome数据库和NCBI EST数据库中多个物种的EIE家族基因,分析了甜橙中该基因家族的全部18个成员的基因结构、染色体分布、蛋白结构域、保守序列、基因表达、进化选择方向以及系统发生关系.结果表明,CsEIE家族成员分布在4条染色体中,通常呈串联重复排列;不同基因的外显子数目变异范围为1～5;该基因家族绝大多数成员含有3个保守基序.系统发生学分析结果显示,被子植物EIE家族基因聚为3个分支,表明EIE基因家族是在被子植物分支前就已存在的古老的多基因家族,家族成员目前的分布现状是基因不断重复和丢失的结果.系统发生树中,甜橙CsEIE1～CsEIE8属于同一分支,推测其是在柑桔与研究中其他物种分化后经多次基因重复事件产生.该分支在其他被子植物中也同样有多个经独立基因重复事件形成的旁系同源,而另外两支中发生的重复事件要少得多.表达分析结果显示,CsEIE基因家族在转录活性、表达模式上已经出现了较大的分化.所有结果表明CsEIE基因家族仍在扩张,各成员在经受不同的选择压力.

关键词：甜橙乙烯诱导酯酶家族基因进化

甘蓝型油菜PIN家族基因的鉴定与生物信息学分析

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作物学报 2018年第9期44卷 1334-1346页

作者：高堃华营鹏宋海星官春云张振华周婷湖南农业大学资源环境学院湖南长沙410128 南方粮油作物协同创新中心湖南长沙410128 国家油料作物改良中心湖南分中心湖南长沙410128

PIN家族基因是一类调控植物生长素极性运输的重要载体元件,PIN基因编码生长素输出蛋白,介导生长素在植物体的运输,然而在基因组较复杂的甘蓝型油菜中缺乏系统研究。本研究运用生物信息学方法在甘蓝型油菜全基因组数据库筛选甘蓝型油菜PI... 详细信息

PIN家族基因是一类调控植物生长素极性运输的重要载体元件,PIN基因编码生长素输出蛋白,介导生长素在植物体的运输,然而在基因组较复杂的甘蓝型油菜中缺乏系统研究。本研究运用生物信息学方法在甘蓝型油菜全基因组数据库筛选甘蓝型油菜PIN家族基因,对鉴定出的29个Bn PINs基因开展拷贝数变异、分子特征、跨膜结构域、保守基序、染色体定位、系统进化树构建、PIN蛋白二级结构及三级结构预测等研究,结合高通量转录组测序进行低氮胁迫下的转录水平分析。结果表明,甘蓝型油菜PIN家族基因拷贝数明显多于拟南芥、甘蓝和白菜所具有的PIN家族基因数量;Bn PINs蛋白多属于由碱性氨基酸组成的稳定蛋白,含有保守的N末端结构域,二级结构与拟南芥PIN蛋白相似;系统进化选择能力分析表明,Bn PINs基因与甘蓝和白菜PIN家族基因进化关系相近。转录组测序表明,Bn PIN1s、Bn PIN2s、Bn PIN3s基因主要在甘蓝型油菜根部表达且受长期低氮(72 h)诱导,Bn PIN6s和Bn PIN8s基因主要在地上部表达,低氮会抑制Bn PIN6s表达。本研究结果为进一步研究甘蓝型油菜PIN家族基因生物学功能尤其是在响应低氮胁迫中的功能奠定基础,为已知大量数据的其他物种家族基因生物信息学研究提供参考。

关键词：甘蓝型油菜生长素 PIN 家族基因生物信息学