條斑紫菜孢子體功能基因組特征及鐵氧化還原蛋白亞基Ⅰ基因分析.pdf

1、紫菜是世界栽培海藻中最具經(jīng)濟(jì)價(jià)值的紅藻之一。同時(shí)，條斑紫菜還是一種很好的遺傳學(xué)和分子生物學(xué)研究對(duì)象。我們以條斑紫菜孢子體為實(shí)驗(yàn)材料，用不同方法構(gòu)建cDNA文庫(kù)，進(jìn)行了表達(dá)序列標(biāo)簽(EST)分析。在此基礎(chǔ)上，對(duì)鐵氧還蛋白等功能基因進(jìn)行了克隆和分析。 在條斑紫菜孢子體cDNA文庫(kù)構(gòu)建過(guò)程中，用SMART方法構(gòu)建了cDNA文庫(kù)。文庫(kù)未擴(kuò)增時(shí)的滴度為1.52×106pfu/ml，擴(kuò)增后為1.77×109pfu/ml，重組率為88.2％，

2、保證了文庫(kù)對(duì)低豐度基因的覆蓋率。為了獲得完整的5’端，我們用Oligo-capping方法構(gòu)建了第二個(gè)cDNA文庫(kù)，該文庫(kù)包含1.8×106個(gè)克隆，最長(zhǎng)的插入片段為3.5K。 從Oligo-capping方法構(gòu)建的cDNA文庫(kù)中隨機(jī)挑取克隆進(jìn)行測(cè)序獲得719條EST序列，可聚類(lèi)形成329條非冗余序列。對(duì)其中匹配最嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?0條序列進(jìn)行了GeneOntology(GO)，HMMPFAM和Pathway等生物信息學(xué)分析。在功能方面，有

3、42條基因分別屬于10類(lèi)不同的功能；43條基因分別參與5種細(xì)胞代謝過(guò)程；在細(xì)胞定位方面，有43條基因定位于細(xì)胞內(nèi)，屬于細(xì)胞亞結(jié)構(gòu)或者生物大分子復(fù)合體；另有6條屬于細(xì)胞外組分。通過(guò)HMMPFAM對(duì)蛋白質(zhì)功能域進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)了一些與酶或蛋白質(zhì)發(fā)揮功能有重要作用的功能域，包括：COX1，Sod_Fe_C，RNasePH等。通過(guò)Pathway對(duì)蛋白質(zhì)(酶)可能參與的代謝過(guò)程進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)所有非冗余序列共參與103種代謝途徑。與配子體相比較，孢子體也

4、存在很強(qiáng)的密碼子使用偏倚性；第三位堿基的GC含量明顯高于第一位和第二位；孢子體基因編碼區(qū)平均GC含量以及其在密碼子的每個(gè)位置都比配子體相對(duì)低。新ESTs比例為60.2％，新基因的比例可高達(dá)81.8％。說(shuō)明對(duì)于條斑紫菜ESTs有必要開(kāi)展深入研究。所有ESTs已經(jīng)提交GenBank，序列號(hào)為CX873884到CX87460。 我們?cè)跅l斑紫菜絲狀體中首次克隆了鐵氧還蛋白亞基Ⅰ基因。其基因組DNA包含了一個(gè)富含GC的內(nèi)含子，位于ATG后

5、第280到第306位。該基因組DNA含918個(gè)核甘酸，其中編碼區(qū)588個(gè)，可編碼195個(gè)氨基酸。構(gòu)成[2Fe-2S]中心的四個(gè)cysteine分別位于81，94，113和132位。在3’端的非翻譯區(qū)，從第840位到880位可能形成一個(gè)莖環(huán)結(jié)構(gòu)，包含加尾信號(hào)。編碼區(qū)GC含量高達(dá)63.3％，比非編碼區(qū)高出5％，比基因組平均值高10％。在將條斑紫菜孢子體FdⅠ亞單位的氨基酸序列跟3個(gè)物種的鐵硫蛋白進(jìn)行比較的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了CPHL和DL等保守區(qū)。