植物防御素的生物信息學(xué)分析及葡萄防御素基因的克隆.pdf

1、本文利用公共數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，采取生物信息學(xué)的理論和方法，對植物防御素基因進(jìn)行預(yù)測和序列分析。同時，著重對葡萄中預(yù)測出的防御素基因進(jìn)行多方面的的研究并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行基因克隆，為其后續(xù)的功能研究和大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)，也為利用生物信息學(xué)方法深入研究其他基因家族提供新的思路。本文主要的研究結(jié)果如下： (1)用已知的9種植物防御素基因作對照，根據(jù)DFCI數(shù)據(jù)庫中28種植物的相關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)行同源性比對和開放閱讀框分析，在24種植物中預(yù)測出

2、115種新的植物防御素基因。對這些防御素基因進(jìn)行信號肽的預(yù)測、氨基酸序列比對和運用NJ算法繪制進(jìn)化樹，結(jié)果發(fā)現(xiàn)所預(yù)測出的防御素基因大多具備信號肽序列，全部具備與植物防御素相同的保守序列，并按同源性可以被分成兩個大類，這表明：它們與已知的植物防御素具有很高的同源性，具備植物防御素的基本特征。 (2)對預(yù)測出的葡萄4種植物防御素基因運用生物信息學(xué)的方法和工具對其核酸和氨基酸序列進(jìn)行進(jìn)一步分析，對它們的組成成分、翻譯后修飾、信號肽、疏

3、水性/親水性、跨膜結(jié)構(gòu)域、蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)預(yù)測和功能結(jié)構(gòu)域的預(yù)測和推斷表明：3種葡萄防御素是具有信號肽的分泌型蛋白，1種為不具信號肽的蛋白：α-螺旋和不規(guī)則的卷曲是葡萄防御素整體結(jié)構(gòu)中的主要構(gòu)成元件，β-轉(zhuǎn)角和延伸鏈散布于整個蛋白質(zhì)中；都具備一個γ-硫堇結(jié)構(gòu)域。 (3)將4種葡萄防御素與確定的擬南芥防御素進(jìn)行進(jìn)化分析，發(fā)現(xiàn)所有4種葡萄防御素都與擬南芥防御素2家族相近；分析4種植物防御素的基因組信息，發(fā)現(xiàn)3種含信號肽的防御素各具備一

4、個內(nèi)含子，且與擬南芥防御素2家族同源性較低。同時在NCBI上的電子表達(dá)譜分析，認(rèn)為它們可能在多種葡萄器官中表達(dá)。 (4)用PlantCARE分析比較2種葡萄防御素的啟動子，發(fā)現(xiàn)它們都具有啟動子的基本元件TATA-box、CAAT-box，均含有真菌誘導(dǎo)元件Box-W1及與防御和脅迫相關(guān)的作用元件TC-rich repeats，而其中一個葡萄防御素還包含與水楊酸相關(guān)的作用元件TGA-element，與脫落酸相關(guān)的作用元件ABRE，