原创《水稻α—NAC基因家族克隆生物信息学分析》：本文关于生物信息学论文范文,可以做为相关论文参考文献,与写作提纲思路参考。
摘 要：新生多肽结合复合体（Nascent polypeptide-associated complex,NAC）是由d和B两个亚基组成的异二聚体复合物.水稻新生多肽结合复合体α链基因家族共有3个基因,分别位于1、3号和5号染色体上.本研究根据公布的水稻基因组序列,通过RT-PCR方法克隆了粳稻品种中花11号中α-NAC家族的3个基因.经生物信息学分析发现,水稻α-NAC基因家族的氨基酸序列比较保守,包含NAC和UBA两个结构域,和玉米NAC基因家族的亲缘关系最近.OslgNAC和Os3gNAC、Os5gNAC的相似性分别为67.4%、81.8%,Os3gNAC和Os5gNAC的相似性为69.5%.本研究结果为Osα-NAC蛋白纯化及蛋白结构生物学研究提供参考,为今后Osα-NAC基因家族的生物学功能研究奠定基础.
关键词：水稻；新生多肽结合复合体α链；生物信息学分析
中图分类号：S511+Q78 文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2016）04-0008-06
新生多肽结合复合体（Nascent polypeptide-associated complex,NAC）由α链和β链组成,在体内和体外均可以形成一个稳定的有功能的复合体.根据不同物种的同源序列比较发现,NAC有一段非常保守的结构域,称为NAC结构域,一般位于亚基的N端.NAC的两个亚基都可以在核糖体上和新生多肽直接作用,是核糖体输出通道的动力组成部分,给新生多肽的形成提供保护,阻止不合适的蛋白相互作用.在人的造骨细胞中发现α-NAC虽然本身不是一个转录因子,但它可能具有共激活某些转录因子的功能.为了行使转录共激活子功能,α-NAC能够在细胞质和细胞核中穿梭.因此,α-NAC被认为是具有调控转录和翻译双重功能的蛋白.
近年来,植物中对β-NAC的研究报道逐渐增多.从辣椒（Capsicum annuum）中克隆到和β-NAC同源性很高的CaBTF3,其对辣椒的HR抗病机制有作用.和对照辣椒植株相比,受烟草花叶病毒侵染的CaBTF3沉默辣椒植株中,HR导致的坏死细胞数量减少,同时HR相关基因的表达量下降,烟草花叶病毒的外壳蛋白量增加.在拟南芥中过量表达互花米草（Spartina alterniflo-ra）的β-NAC后,在正常生长环境下,转基因植株的生长发育状况不受影响,但是在盐害和干旱胁迫条件下,转基因植株表现出较强的抵抗力.在小麦中,BTF3（β-NAC）沉默的转基因植株不耐干旱和冻害.在水稻中,BTF3（β-NAC）对种子萌发和植株生长发育具有重要的功能,OsBTF3沉默的转基因植株的生长受到明显抑制,花粉活力和种子数量明显减少.有人通过分子克隆的方法从水稻中得到OsBTF3基因,对其表达模式进行分析,并获得了OsBTF3过表达和RNAi转基因水稻,对OsBTF3在抗病性、抗逆性和生长发育过程中的生物学功能进行研究.α-NAC和β-NAC以异源二聚体的形式存在于植物细胞中,推测α-NAC也具有重要的生理功能.虽然α-NAC在植物物种中广泛存在,但其生物学功能的研究尚未见报道.
本研究根据网站http：//rice.plantbiology.mSU.edu公布的水稻基因组序列信息,利用Prim-er Premier 5.0设计特异引物,采用RT-PCR方法从粳稻品种中花11号中分别克隆得到α-NAC家族三个基因的全长cDNA,并通过生物信息学软件对α-NAC基因家族的同源基因进行分析,为进一步研究其生物学功能奠定了基础.
1 材料和方法
1.1 材料和试剂
粳稻品种中花11号种植于上海市植物生理生态研究所人工气候室.大肠杆菌DH5α菌株由本实验室保存；TRIZOL为Invitrogen公司产品；Rever Tra Aceα为Toyobo公司产品；EX Taq DNA聚合酶、dNTP、DNA Marker及pMD19-T载体为TaKaRa公司产品；DNA凝胶回收试剂盒、质粒提取试剂盒为上海生工生物工程股份有限公司产品；引物合成和基因测序由上海英骏生物技术有限公司完成.
1.2 Ostr-NAC基因家族的克隆
1.2.1 水稻总RNA的提取及cDNA第一链的合成取水稻三叶期新鲜叶片加液氮研磨至粉末,每50～100mg材料加入1mL TRIZOL（Invitro-gen）,振荡混匀,依照说明书进行总RNA提取,电泳检测RNA质量,紫外分光光度计测定260、280nm下的吸光值,计算总RNA的纯度和浓度.以总RNA为模板,Oligo（dT）为引物,按照Rever TraAce仅（Toyobo）说明书进行反转录.20μL反转录反应体系：5×RT Buffer 4μL,dNTP混合物（各10mmol/L）2μL,RNase抑制剂（10U/μL）1μL,Oligo（dT）20（10pmol/μL）μL,反转录酶1μL,总RNA2～3μg,加Nuclease-free去离子水补足至20μL.反应条件为：42%反应1h.产物保存于-20℃备用.
1.2.2 基因的克隆及测序
根据网站公布的水稻基因组序列信息,利用Primer Premier 5.0设计特异引物（表1）,以合成的cDNA第一链为模板进行PCR扩增.反应体系为20μL,反应条件为：94℃10min；94℃30s,56～60℃30s,72℃1min,35个循环；72℃10min.PCR扩增产物用1%琼脂糖凝胶电泳检测,于凝胶成像分析系统下观察并拍照.
按照TaKaRa公司的pMD19-T载体说明书,将切胶回收的目的片段进行连接反应.连接液体系为10μL：连接液5μL,载体0.5μL,回收DNA的量2.5μL,去离子蒸馏水2μL.16℃连接过夜.取10μL连接产物转化大肠杆菌DH50t感受态细胞,取细胞悬浮液涂布于含Amp的LB平板上,37℃倒置培养过夜,挑取单菌落,进行PCR检测.挑选阳性克隆送至上海英骏生物技术有限公司进行测序.
生物信息学论文参考资料：
结论：水稻α—NAC基因家族克隆生物信息学分析为关于生物信息学方面的论文题目、论文提纲、生物信息学分析论文开题报告、文献综述、参考文献的相关大学硕士和本科毕业论文。
