保守结构域序列构建进化树

大麦VQ_基因家族鉴定及表达分析

54卷大麦VQ基因家族鉴定及表达分析倪守飞1，母景娇1，耿梓瀚1，王孜逸2，丛钰莹1，王月雪1，刘梦迪1，蔡倩1，赵彦宏1*，王艳芳2*（1鲁东大学农学院，山东烟台264025；2鲁东大学生命与科学学院，山东烟台264025）摘要：【目的】鉴定大麦VQ基因家族成员并进行表达分析，为大麦VQ基因的功能挖掘提供理论依据。

【方法】从大麦基因组中鉴定VQ基因家族成员，利用生物信息学方法对其结构特征及编码蛋白序列进行分析，基于转录组测序数据及实时荧光定量PCR方法进行大麦组织表达模式、盐胁迫和生物胁迫分析。

【结果】在大麦基因组中鉴定出29个HvVQ 基因（HvVQ1~HvVQ29），HvVQ蛋白序列平均长度较短（214aa），多数HvVQ蛋白为碱性或偏中性蛋白，HvVQ基因不均地分布在大麦染色体上，定位于细胞核中。

29个HvVQ蛋白均含有保守基序FxxxVQxhTG，近90%的HvVQ基因不含内含子。

进化分析将大麦、拟南芥与水稻的VQ基因家族成员分为7个亚族（Ⅰ~Ⅶ），HvVQs基因不均地分布在Ⅱ~Ⅶ亚族中。

大麦与水稻的共线性基因对数（17对）远多于与拟南芥的共线性基因对数（1对），种内共线性分析发现1对共线性基因对，非同义替换率/同义替换率（Ka/Ks）计算发现HvVQ蛋白主要处于纯化选择状态。

HvVQ基因启动区富含生长发育作用元件、非生物胁迫反应元件和激素反应元件，种类及分布均呈多样性。

对蛋白网络预测分析推断其与HvWRKY的2类亚族（Ⅱ-c和Ⅲ）存在互作关系。

大多数HvVQ基因在组织中表达，HvVQ19在受到盐胁迫时表达量明显上调，在根尖和根伸长区表达量分别上调1.40和1.10倍；对其中10个HvVQ基因进行实时荧光定量PCR检测，HvVQ2基因在蚜虫和黄矮病毒胁迫下表达量均显著下调（倍数变化<0.5为显著抑制，>2.0为显著诱导），HvVQ7和HvVQ15基因在蚜虫和黄矮病毒胁迫下表达量上调最显著，其他7个HvVQ基因也均表现出差异表达。

生物信息试题

1、生物信息学广义：生命科学中的信息科学。

生物体系和过程中信息的存贮、传递和表达；细胞、组织、器官的生理、病理、药理过程的中各种生物信息。

狭义：生物分子信息的获取、存贮、分析和利用。

2、基因：有遗传效应的DNA片断,是控制生物性状的基本遗传单位。

3、中心法则是指遗传信息从DNA传递给RNA，再从RNA传递给蛋白质，即完成遗传信息的转录和翻译的过程。

也可以从DNA传递给DNA，即完成DNA的复制过程。

这是所有有细胞结构的生物所遵循的法则。

4、一级数据库数据库中的数据直接来源于实验获得的原始数据，只经过简单的归类整理和注释5、基因芯片基因芯片（gene chip），又称DNA微阵列（microarray），是由大量cDNA或寡核苷酸探针密集排列所形成的探针阵列，其工作的基本原理是通过杂交检测信息。

二、选择题（每小题2分,共20分）1、BLAST教案所程序中，哪个方法是不存在的（D）A：BLASTP B：BLASTN C：BLASTX D:BLASTQ2、下列哪个软件不是常用来观察蛋白质结构视图的（D）A：AVS B：Chimera C:MICE D:HMM3、下列哪个不是点突变的类型(A)A:染色体畸变B：错义突变C：无义突变D：移码突变4、基因突变的效应不包括：（C）A：有利突变B：中性突变C：移码突变D：遗传多态现象5、人类基因组的结构特点不包括：（A）A：基因进化B：基因数目C：基因重复序列D：基因组复制6、世界上三大数据库不包括：（B）A:NCBI B:BLAST C:UCSC D:Ensembl7、常用序列比对方法错误的是：（C）A：编辑距离B：点阵描图C：局部比对D：记分模式8、下列哪个不是蛋白质结构模型（D）A：同源性模型B：折叠识别C：ab initio折叠D：MoLScript结构9、下列哪个选项不是微阵列实验设计的内容（A）A：贝叶斯网络法B：对照组的选择C：重复样本的使用D：随机化原则10、构建序列进化树的一般步骤不包括：（A）A：建立DNA文库B：建立数据模型C：建立取代模型D：建立进化树三、填空题（每空2分,共20分）1、数据格式的建立、数据的准确性和质量控制、方便的数据搜寻方式以及数据的及时更新是数据库建立和维护中的重要问题。

多序列联配和系统进化树组织构建

多序列联配和系统进化树组织构建
序列同源性分析
当我们在研究一个蛋白质或基因时，经常会考虑这样一个很基本的问题：它与其他蛋白质的同源性关系如何？
序列同源性分析：是将待研究序列加入到一组与之同源，但来自不同物种的序列中
进行多序列同时比较，以确定该序列与其它序列间的同源性大小。这是理论分析方法中最关键的一步。
由于同源序列通常保持了相似的结构和功能，因而多序列比对就显得很有意义。
尽管可以对蛋白质、DNA序列进行多重比对，但是很多数据库的比对只针对蛋白质家族。
实际应用中常进行氨基酸序列的多序列比对，然后转化成相应的DNA比对
多序列比对的定义
蛋白家族的特征是用存在一组同源序列的多重比对来定义的。一个多重比对就是一组可以部分或整体对齐的蛋白质或核苷酸序列(3个或3个以上)。
3. 在检查某次数据库搜索结果时，多重比对形式的结果能更容易显示保守残基与基序；
4. 如果研究cDNA克隆，按照惯例我们会对相应序列进行测序。多序列比对可以显示结果中是否有矛盾之处；
5. 分析物种数据可以揭示很多生物学问题（如进化、结构和功能等方面）。Entrez的PopSet部分包含了核酸和蛋白质的物种数据集，可以多重比对的形式显示。
多序列比对的意义ห้องสมุดไป่ตู้
用于分析同一基因或蛋白质在不同物种中的进化
通过分析多个基因或蛋白质序列之间的同源性确定它们在进化上的关系
分析基因或蛋白质的功能
70 Mya 200 Mya
WGD 14 and 42 Mya
~67.7 Mya 72 Mya
Eo, 棕榈; Ma, 香蕉; Zo, 姜; Cl, 姜黄
Clustal的渐进比对过程
在比对过程中，先对所有的序列进行两两比对并计算它们相似性分值，然后根据相似性分值将它们分成若干组，并在每组之间进行比对，计算相似性分值。根据相似性分值继续分组比对，直到得到最终比对结果。在比对过程中，相似性程度较高的序列先进行比对而距离较远的序列添加在后面。

序列谱进化树方法

活性中心序列谱及系统发育树的制作杨曼丽1 序列谱的制作1.1 搜集数据查找数据。

在CAZy数据库（）中找到目标家族。

All显示的是该家族所有的序列条目，Structure显示的是结构已经被实验解析的条目，Characterized显示的是有功能标注的条目。

数据显示按Archaea、Bacteria和Eukaryota分类。

排列按字母顺序。

数据库中分别显示蛋白的名称、EC号、来源、GeneBank、Uniprot及PDB数据。

图1下载PDB文件。

将目标PDB文件下载。

在同种蛋白含有不同PDB文件的时候注意文件的选取。

可以通过上传时间、发表文献等找出最原始的结构，其他相关结构一般为该原始结构的突变结构。

下载Uniprot序列。

将目标Uniprot文件下载，保存为Fasta格式。

一般文件命名原则为：物种_EC号_Uniprot 号_PDB号（如果有的话）。

物种用A、B、E标注。

没有Uniprot号的用GenBank号代替。

为了方便后续的建树，可以先将每个序列文件抬头（一般为第一行”>”标识）名称改为文件所命之名，这样可以省去在建树后改leaf名称的麻烦1.2 活性中心架构的获取底物的选取。

用Pymol打开下载好的PDB文件，用present->ligands找出底物。

也可显示全序列，查找序列末端。

注意一般底物为BGC等糖环，而非ACT等小分子。

有的底物在结构解析时有丢失，因此需要详细研究整个家族的PDB，以便将一些底物进行拼接。

图2切点和方向的确定。

找好底物后将整条糖链横向放置，找出非还原端和还原端（一般非还原端在左，还原端在右）。

查找原始文献，找到切点位置，记录为0点。

0点往非还原端方向的糖环分别为-1、-2、-3、-4……，往还原端方向的糖环分别为+1、+2、+3、+4……。

活性中心氨基酸的筛选。

从一个糖环开始选取其邻近氨基酸。

以5埃为例。

选择第一个糖环的氧原子（如O6），Pymol的log会显示该原子的序号（如6006）。

构建生物进化树的方法比较

极为详细的建树方法，新手入门推荐生物进化树的构建目录前言 (2)一、 NCBI (6)二、 Mega (9)三、 DNAMAN (15)四、DNAStar (18)五、 Bio edit (21)前言1．背景资料进化树(evolutionary tree)又名系统树(phylogenetie tree)进化树，用来表示物种间亲缘关系远近的树状结构图。

在进化树中，各个分类单元（物种）依据进化关系的远近，被安放在树状图表上的不同位置。

所以，进化树简单地表示生物的进化历程和亲缘关系。

已发展成为多学科(包括生命科学中的进化论、遗传学、分类学、分子生物学、生物化学、生物物理学和生态学,又包括数学中的概率统计、图论、计算机科学和群论)交叉形成的一个边缘领域。

归纳总结生物进化的总趋势有以下几类：①结构上：由简单到复杂②生活环境上：由水生到陆生③进化水平上：由低等到高等一般来说，进化树是一个二叉树。

它由很多的分支和节点构成。

根据位置的不同，进化树的节点分为外部节点和内部节点，外部节点就是我们要进行分类的分类单元（物种）。

而物种之间的进化关系则用节点之间的连线表示。

内部节点表示进化事件发生的地方，或表示分类单元进化的祖先。

在同一个进化树中，分类单元的选择应当标准一致。

进化树上不同节点之间的连线称为分支，其中有一端与叶子节点相连的分支称为外枝，不与叶子节点相连的分支称为内枝。

进化树一般有两种：有根树和无根树。

有根树有一个鲜明的特征，那就是它有一个唯一的根节点。

这个根节点可以理解为所有其他节点的共同祖先。

所以，有根树能可以准确地反映各个物种的进化顺序，从根节点进化到任何其他节点只有能有一条惟一的路径。

无根树则不能直接给出根节点，无根树只反映各个不同节点之间的进化关系的远近，没有物种如何进化的过程。

但是，我们可以在无根树种指派根节点，从而找出各个物种的进化路径。

无根树有根树放射树分子进化树(以分子数据为依据构建的进化树)不仅精确地反映物种间或群体间在进化过程中发生的极微细的遗传变异(小至一个氨基酸或一个核昔酸差异)，而且借助化石提供的大分子类群的分化年代能定量地估计出物种间或群体间的分化年代，这对进化论的研究而言无疑是一场革命。

分子进化学中的进化树构建方法

分子进化学中的进化树构建方法随着科技的进步和生物技术的广泛应用，分子生物学的研究逐渐深入，成为生物学、生物技术和医药学等领域的重要研究方向。

而分子进化学作为分子生物学中的一个重要分支，研究物种间的分子差异和进化关系。

其中，构建进化树是分子进化学研究中的重要工作，下面我们来了解一下进化树构建的方法。

一、进化树的基本概念进化树是描述不同物种、不同基因或不同蛋白质之间进化关系的图形化表示。

在进化树中，每一个分支代表了一个物种、一个基因或一个蛋白质序列，分支的长度表示了物种、基因或序列的进化距离，而进化距离则是衡量不同物种或不同序列之间关系的基本参数。

而构建进化树的过程则是根据分子序列数据的重构得到物种或基因的进化树。

二、进化树的构建方法构建进化树有多种方法，主要有距离矩阵法、系统发育学法、最大似然法和贝叶斯法等。

下面我们逐一介绍这些方法的基本原理。

1.距离矩阵法距离矩阵法是最早采用的一种构建进化树的方法，它基于序列之间的距离矩阵计算和聚类方法来得到进化树。

该方法首先计算所有分子序列之间的距离（距离可由序列相似性计算得出），然后根据聚类方法构建进化树。

聚类方法包括单链接聚类、均链接聚类和最大链接聚类等。

距离矩阵法的优点是构建速度快、适用性广，但是对于高变异的序列来说，该方法可能会产生误导性的结果。

2.系统发育学法系统发育学法是基于系统学原理，采用系统发生学的理论和方法来构建进化树。

该方法主要是通过分子序列的相似性构建系统发育分析矩阵，然后利用不同的计算方法（如UPGMA、NJ和ML等）推断进化树。

系统发育学法的优点是能够更准确地反映分子序列的演化，并且可以通过不同的方法比较结果，但是该方法需要大量的计算资源和长时间的计算。

3.最大似然法最大似然法是一种统计学上的方法，通过最大化序列数据与观测数据的相似度，来推断出最可能的进化树。

该方法需要整合进化模型和数据，然后计算不同进化模型下数据的似然函数，最终选择似然度最大的进化树。

基于全基因组结构域信息的进化树构建

基于全基因组结构域信息的进化树构建陈治伟，李晓琴*【摘要】摘要:重建生物进化树一直以来都是进化生物学家的梦想。

大量物种全基因组的测序使得我们可以从全基因组水平上构建进化树，来研究各个物种之间的进化关系。

本文采用2种统计方法和3种距离计算方法，在全基因组水平上建立基于蛋白质结构的进化树。

选取93个物种的全基因组作为分析对象，涵盖了3个超界:真核生物，细菌和古细菌。

而结果也正确地将这些物种分为三个大类，每个大分支内部的物种聚类情况也基本和这些物种的形态学分类相吻合。

并将这些方法的聚类结果与物种分类的结果相比较，得出丰度的统计方法和基于两向量夹角的距离计算方法这种组合在构建进化树上比其他组合更好。

【期刊名称】生物信息学【年(卷),期】2012(010)001【总页数】6【关键词】关键词:全基因组;进化树;蛋白质结构在前基因组时期，人们用单个基因来构建进化树，解决了一些不清楚、或者有争议的物种或类群的进化位置。

一些保守性高而且在物种中广泛存在的基因甚至被当作构建进化树的分子标准[1，2]。

但是基于不同的基因所得出的结果会不相同[3，4]，原因可能是因为每个基因代表着不同的进化历程、基因的横向转移等[5～7]。

解决问题的一个办法就是使用基因组中尽可能多的基因[8，9]，而且有研究表明使用的基因越多，得到的结果也越准确[10]。

使用这类方法的前提条件是:所研究的物种中必须同时存在这些基因或蛋白，否则无法进行研究，这是该类方法的局限性。

近些年来，大量的基因组被测序，这些丰富的数据可以使得我们在全基因组水平来研究各个物种之间的进化关系，并且出现了很多方法。

一是基于基因组一级序列的方法:Bansal等人[11]通过基因组的直接比较来构建进化树，还有基于基因的特征[12，13]、基因的产物[14]、各个基因在基因组中的顺序等的物种进化研究[15，16]。

二是基于蛋白质组序列的方法:Tekaia等人[17]直接通过蛋白质组的比较来研究进化，而Caetano等人[18]则通过结构域内容的比较来研究进化。

生物信息学及应用复习题

生物信息学及应用复习题《生物信息学及应用》课程复习题1、生物信息学的基本定义，阐述它的主要研究目标、研究内容及研究方法。

生物信息学：Bioinformatics is the combination of biology and information technology. It is the branch of science that deals with the computer-based analysis of large biological data sets.生物信息学研究的最终目的--揭示蕴藏在DNA和蛋白质氨基酸序列中具有普遍性、真实性的生物遗传本质，掌握复杂的生命现象——生命起源、生物进化以及细胞、器官和个体的发生、发育、病变、衰亡的规律和时空联系.生物信息学的主要研究内容1. 生物信息的收集、存储、管理与提供；2. 基因组序列信息的提取和分析；3. 功能基因组相关信息分析；4. 生物大分子结构模拟和药物设计；5. 生物信息分析的技术与方法研究；6. 应用与发展研究方面方法：（1）建立生物数据库：核苷酸顺序数据库(GENBANK)、Protein Data Bank(PDB)、氨基酸顺序数据库(SWISS-PRO)、酵母基因组数据库(YEASTS)、美国种质保藏中心(ATCC)、美国专利局数据库(USPO)等；（2）数据库检索：如Blast等；（3）序列分析：序列对位排列、同源比较、进化分析等；（4）统计模型：如隐马尔可夫模型(hidden Markov model, HMM)――基因识别、药物设计；最大似然模型(maximun likelihood model, ML)、最大简约法(Maximun Parsimony, MP)――分子进化分析等；（5）算法：如自动序列拼接、外显子预测和同源比较、遗传算法、人工神经网络(artificial neural network)等。

基因家族分析套路

基因家族分析套路（一）近年来，测序价格的下降，导致越来越多的基因组完成了测序，在数据库中形成了大量的可用资源。

如何利用这些资源呢？今天小编带你认识一下不测序也能发文章的思路--全基因组基因家族成员鉴定与分析（现在这一领域可是很热奥）；一、基本分析内容⏹数据库检索与成员鉴定⏹进化树构建⏹保守domain和motif分析.⏹基因结构分析.⏹转录组或荧光定量表达分析.二、数据库检索与成员鉴定1、数据库检索1）首先了解数据库用法，学会下载你要分析物种的基因组相关数据。

一般也就是下面这些数据库了⏹Brachypodiumdb:/⏹TAIR:/⏹Rice Genome Annotation Project ：/.⏹Phytozome:/⏹Ensemble:/genome_browser/index.html⏹NCBI基因组数据库：/assembly/?term=2）已鉴定的家族成员获取。

如何获得其他物种已发表某个基因家族的所有成员呢，最简单的就是下载该物种蛋白序列文件（可以从上述数据库中下载），然后按照文章中的ID，找到对应成员。

对于没有全基因组鉴定的，可以下列数据库中找：a. NCBI: nucleotide and protein db.b. EBI: http://www.ebi.a/.c. UniProtKB:/uniprot/2、比对工具。

一般使用blast和hmmer，具体使用命令如下：⏹Local BLASTformatdb–i db.fas–p F/T；blastall–p blastp(orelse) –i known.fas–d db.fas–m 8 –b 2(or else) e 1e-5 –o alignresult.txt.-b:output two different members in subject sequences (db).⏹Hmmer (hidden Markov Model) search. Thesame as PSI-BLAST in function. It has a higher sensitivity, but the speed islower.Command:hmmbuild--informatafaknown.hmmalignknown.fa;hmmsearchknown.hmmdb.fas>align.out.3、过滤。

构建生物进化树的方法比较

极为详细的建树方法，新手入门推荐生物进化树的构建目录前言 (2)一、NCBI (6)二、Mega (9)三、DNAMAN (15)四、DNAStar (18)五、Bio edit (21)前言1．背景资料进化树(evolutionary tree)又名系统树(phylogenetie tree)进化树，用来表示物种间亲缘关系远近的树状结构图。

在进化树中，各个分类单元(物种)依据进化关系的远近，被安放在树状图表上的不同位置。

所以，进化树简单地表示生物的进化历程和亲缘关系。

已发展成为多学科(包括生命科学中的进化论、遗传学、分类学、分子生物学、生物化学、生物物理学和生态学,又包括数学中的概率统计、图论、计算机科学和群论)交叉形成的一个边缘领域归纳总结生物进化的总趋势有以下几类：①结构上：由简单到复杂②生活环境上：由水生到陆生③进化水平上：由低等到高等般来说，进化树是一个二叉树。

它由很多的分支和节点构成。

根据位置的不同，进化树的节点分为外部节点和内部节点，外部节点就是我们要进行分类的分类单元（物种）。

而物种之间的进化关系则用节点之间的连线表示。

内部节点表示进化事件发生的地方，或表示分类单元进化的祖先。

在同一个进化树中，分类单元的选择应当标准一致。

进化树上不同节点之间的连线称为分支，其中有一端与叶子节点相连的分支称为外枝，不与叶子节点相连的分支称为内枝。

进化树一般有两种：有根树和无根树。

有根树有一个鲜明的特征，那就是它有一个唯一的根节点。

这个根节点可以理解为所有其他节点的共同祖先。

所以，有根树能可以准确地反映各个物种的进化顺序，从根节点进化到任何其他节点只有能有一条惟一的路径。

无根树则不能直接给出根节点，无根树只反映各个不同节点之间的进化关系的远近，没有物种如何进化的过程。

但是，我们可以在无根树种指派根节点，从而找出各个物种的进化路径。

无根树有根树P i-aυ<Jf1r ⅛dl Uff--UIIJ L EIrtF□Ξ= ≡qE τ9pg ⅛⅛^t IS Ii昨沪加沁込訴缈吋HiHiOAD 栽陶瓯目L QdKi 颐*5gS*回皿跡評 l Λ⅛W^yw ^λ皿 WE IA f jfWWdDaLo ⅜LLKIjSMBr何亞口羽BaPfMt3ntgMfM ffi a≡∣⅛4ijιWrWalXtJ^u<unuaj□GQ ⅞M/WmV分子进化树（以分子数据为依据构建的进化树）不仅精确地反映物种间或群体间在进化过程中发生的极微细的遗传变异（小至一个氨基酸或一个核昔酸差异），而且借助化石提供的大分子类群的分化年代能定量地估计出物种间或群体间的分化年代，这对进化论的研究而言无疑是一场革命。

苹果TCP转录因子家族进化关系及结构域序列保守性的分析-植物学论文-生物学论文

苹果TCP转录因子家族进化关系及结构域序列保守性的分析-植物学论文-生物学论文——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印——TEOSINTE BRANCHED1 / CYCLOIDEA / PRO-LIFERATING CELL FACTOR1( 简称TCP) 家族是一类植物特有的转录因子家族。

最早发现的家族成员是玉米TB1( teosinte branched 1) 基因，金鱼草CYC( cycloidea) 基因和水稻PCF1、PCF2 基因，这4 个基因编码的蛋白都包含一段由约60 个氨基酸组成的保守序列，该保守序列能形成一种非典型的螺旋－环－螺旋结构( non －canonical basic －Helix －Loop －Helix structure)。

根据其代表成员TB1、CYC 和PCFs 的首字母缩写，把能够编码这段保守氨基酸序列的基因命名为TCP 基因，把这段保守的氨基酸序列命名为TCP 结构域。

TCP 结构域中的螺旋－环－螺旋区域( bHLH) 含有两个由保守的亲水氨基酸构成的中性螺旋结构和一个负责连接两个螺旋区域的环结构。

在第二个螺旋区域有一个特异的LXXLL基序，动物bHLH 蛋白的研究结果表明这段基序可以通过调控转录的共激活单元结合到核定位蛋白上。

TCP 家族成员除了含有TCP 结构域外，还存在一个保守的R 结构域，R 结构域并不是所有的TCP 转录因子共有的，它富含精氨酸、赖氨酸和谷氨酸等极性氨基酸，可以形成一个亲水性的螺旋。

前人对CYC、TB1、PCFs 和其他9 条预测的拟南芥和玉米TCP 基因进行了进化分析，结果表明，这12 个基因可以被分为两个亚家族，一个包含有CYC 和TB1，命名为CYC/TB1 亚家族; 另一个包括PCFs，命名为PCF 亚家族。

其中TCP 结构域普遍存在于所有的TCP 家族成员中，而R 结构域则特异存在于CYC/TB1 亚家族的一些基因中。

番茄CKX基因家族生物信息学分析

番茄CKX基因家族生物信息学分析李伟范胜男王星贾兵国王丽萍*（河北工程大学园林与生态工程学院，河北邯郸056038）摘要植物细胞内的细胞分裂素受到细胞分裂素脱氢酶/氧化酶（CKX）的调节，维持植物体内细胞分裂素动态平衡。

为探究番茄基因组中CKX基因（SlCKX）家族成员的信息，本研究通过现代生物信息学分析，对番茄中CKX基因家族进行鉴定和分析。

结果表明，在番茄全基因组中鉴定出9个CKX基因家族成员，蛋白长度在453~553个氨基酸之间，编码蛋白分子量在51660.72~52493.64kD之间，为亲水性蛋白；番茄CKX基因分在4个亚族内，且SlCKX家族成员中含有3~5个内含子以及4~6个外显子；9个番茄CKX家族基因不均匀地分布在5条染色体上，番茄CKX基因家族包含11种顺式作用元件，其中脱落酸响应元件分布最广。

本研究可为番茄CKX基因家族的功能和应用研究提供一定参考。

关键词番茄；生长素氧化酶/脱氢酶；基因家族；生物信息学中图分类号S641.2文献标识码A文章编号1007-5739（2023）12-0056-04DOI：10.3969/j.issn.1007-5739.2023.12.012开放科学（资源服务）标识码（OSID）：Bioinformatics Analysis of CKX Gene Family in TomatoLI Wei FAN Shengnan WANG Xing JIA Bingguo WANG Liping*(School of Landscape and Ecological Engineering,Hebei University of Engineering,Handan Hebei056038) Abstract Cytokinin in plant cells is regulated by cytokinin oxidase/dehydrogenase(CKX)to maintain cytokinin homeostasis in plants.In order to explore the information of CKX gene family members(SlCKX)in the tomato genome, this paper identified and analyzed the CKX gene family in tomato through modern bioinformatics analysis.The results showed that9members of the CKX gene family were identified in the whole tomato genome,the protein length was between453and553amino acids,and the encoded protein molecular weight was between51660.72and52493.64kD, which were hydrophilic proteins.Tomato CKX gene was divided into four subfamilies,and members of the SlCKX family contain3-5introns and4-6exons;9tomato CKX family genes were unevenly distributed on5chromosomes,and the tomato CKX gene family contained11cis-acting elements,among which，abscisic acid-responsive elements were the most widely distributed.This study can provide some references for the function and application of tomato CKX gene family.Keywords tomato;auxin oxidase/dehydrogenase;gene family;bioinformatics细胞分裂素（cytokinin，CK）是一种植物激素，通过介导内源性细胞分裂素的代谢，影响植物的生长、发育和产量，其还是化学N6取代嘌呤衍生物[1-2]。

(完整word版)生物信息学_复习题及答案(打印)

一、名词解释：1.生物信息学：研究大量生物数据复杂关系的学科，其特征是多学科交叉，以互联网为媒介，数据库为载体。

利用数学知识建立各种数学模型; 利用计算机为工具对实验所得大量生物学数据进行储存、检索、处理及分析，并以生物学知识对结果进行解释。

2.二级数据库：在一级数据库、实验数据和理论分析的基础上针对特定目标衍生而来，是对生物学知识和信息的进一步的整理。

3.FASTA序列格式：是将DNA或者蛋白质序列表示为一个带有一些标记的核苷酸或者氨基酸字符串，大于号（>）表示一个新文件的开始，其他无特殊要求。

4.genbank序列格式：是GenBank 数据库的基本信息单位，是最为广泛的生物信息学序列格式之一。

该文件格式按域划分为4个部分：第一部分包含整个记录的信息（描述符）；第二部分包含注释；第三部分是引文区，提供了这个记录的科学依据；第四部分是核苷酸序列本身，以“//”结尾。

5.Entrez检索系统：是NCBI开发的核心检索系统，集成了NCBI的各种数据库，具有链接的数据库多，使用方便，能够进行交叉索引等特点。

6.BLAST：基本局部比对搜索工具，用于相似性搜索的工具，对需要进行检索的序列与数据库中的每个序列做相似性比较。

P947.查询序列（query sequence）：也称被检索序列，用来在数据库中检索并进行相似性比较的序列。

P988.打分矩阵（scoring matrix）：在相似性检索中对序列两两比对的质量评估方法。

包括基于理论（如考虑核酸和氨基酸之间的类似性）和实际进化距离（如PAM）两类方法。

P299.空位（gap）：在序列比对时，由于序列长度不同，需要插入一个或几个位点以取得最佳比对结果，这样在其中一序列上产生中断现象，这些中断的位点称为空位。

P2910.空位罚分：空位罚分是为了补偿插入和缺失对序列相似性的影响，序列中的空位的引入不代表真正的进化事件，所以要对其进行罚分，空位罚分的多少直接影响对比的结果。

基因家族分析套路

基因家族分析套路————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期:基因家族分析套路（一）近年来，测序价格的下降，导致越来越多的基因组完成了测序，在数据库中形成了大量的可用资源。

如何利用这些资源呢？今天小编带你认识一下不测序也能发文章的思路－-全基因组基因家族成员鉴定与分析(现在这一领域可是很热奥）;一、基本分析内容⏹数据库检索与成员鉴定⏹进化树构建⏹保守domain和mｏtiｆ分析.⏹基因结构分析．⏹转录组或荧光定量表达分析.二、数据库检索与成员鉴定１、数据库检索１)首先了解数据库用法,学会下载你要分析物种的基因组相关数据。

一般也就是下面这些数据库了⏹Bｒaｃhypoｄiumdb:⏹TAIR:⏹Ｒiｃｅ Gｅnome Annotation Project ：.⏹Phytoｚｏmｅ:⏹Ｅnseｍble:⏹ＮＣBI基因组数据库：２)已鉴定的家族成员获取。

如何获得其他物种已发表某个基因家族的所有成员呢,最简单的就是下载该物种蛋白序列文件(可以从上述数据库中下载),然后按照文章中的ID,找到对应成员。

对于没有全基因组鉴定的,可以下列数据库中找:a. ＮＣＢＩ: nucleotidｅ anｄ protein dｂ.b. EBI: .c. UｎiPrｏtKB：2、比对工具。

一般使用blast和hmmｅr,具体使用命令如下：⏹Ｌocaｌ BLASTformatdb–i ｄb．faｓ–p F／T;blａstａll–p blａｓｔp(oｒelse）–i knｏwn．fas–ｄ db.fas–m 8 –ｂ 2（or elｓe) e 1e-5 –o alignrｅsｕｌｔ．ｔxt.-b:oｕtｐut tｗｏｄｉffｅreｎｔ mｅmｂers in subｊeｃt ｓｅquｅncｅs （ｄｂ).⏹Hmmer （ｈiddｅn Mａｒkov Modｅｌ) ｓearｃh. Thesame as PSI－BLAＳT in ｆｕncｔion． It has a hiｇher sｅnｓｉtivitｙ, but ｔhｅ sｐeed islower. Command：hｍmbuild--inforｍataｆaｋnowｎ.hmｍａｌｉgnknown．fa;hｍmｓearchｋnown.hmmｄb．fas＞ａｌign.out.3、过滤。

基因家族分析套路

基因家族分析套路(一）近年来,测序价格得下降,导致越来越多得基因组完成了测序,在数据库中形成了大量得可用资源。

如何利用这些资源呢？今天小编带您认识一下不测序也能发文章得思路--全基因组基因家族成员鉴定与分析(现在这一领域可就是很热奥);一、基本分析内容⏹数据库检索与成员鉴定⏹进化树构建⏹保守domaｉn与ｍotif分析、⏹基因结构分析、⏹转录组或荧光定量表达分析、二、数据库检索与成员鉴定1、数据库检索1)首先了解数据库用法,学会下载您要分析物种得基因组相关数据。

一般也就就是下面这些数据库了⏹Ｂrachｙpodiumdb：⏹TAIR：⏹Ｒiｃｅ Geｎoｍe Ａnnotaｔion Project :、⏹Phytozoｍe：⏹Ensemblｅ:⏹ＮCＢI基因组数据库：２)已鉴定得家族成员获取。

如何获得其她物种已发表某个基因家族得所有成员呢,最简单得就就是下载该物种蛋白序列文件(可以从上述数据库中下载),然后按照文章中得ＩD,找到对应成员。

对于没有全基因组鉴定得，可以下列数据库中找:a、 NCＢＩ: nｕclｅｏtｉdｅａnd prｏｔein db、ｂ、ＥＢＩ：、ｃ、 UnｉPrｏtＫＢ:2、比对工具。

一般使用ｂlast与hｍｍer,具体使用命令如下:⏹Ｌocal BＬAＳTformａtdb–i db、faｓ–p Ｆ/T；bｌastａｌl–ｐ blａｓtｐ(orｅｌse) –i known、ｆas–d db、faｓ–m 8 –b 2(oｒ eｌse） e 1e-5 –o aｌignreｓulｔ、ｔxt、-ｂ:oｕtput two difｆｅｒenｔ membｅrs in sｕbject sequeｎｃes （dｂ)、⏹Hmｍｅr (ｈidｄen Maｒkov Mｏdel) sｅarｃh、 Thesamｅ as PSＩ-BＬAST ｉn functｉon、 It hａｓ a ｈighｅr senｓｉtiviｔy, but the speed islowe ｒ、mand:hmmbuiｌd－－inforｍatafａknｏwｎ、ｈmmaliｇnknowｎ、fａ;hmmseaｒｃｈknown、hmmdb、fas>alｉgn、ｏut、3、过滤。

禾本科植物itpk基因的进化分析

［收稿日期］2020-02-20 ［作者简介］陈志阳（1994—），男，江苏昆山人，硕士研究生，研究方向：作物遗传育种；刘嘉欣（1995—），女，江苏常州人，硕士，研究方向：作物数量遗传育种与分子进化。
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农村经济与科技2020年第31卷第06期（总第482期）
农艺·园艺
图 1 禾构 Fig 1 The phylogenetic tree of gramineous ITPK genes and their exon/intron structure
农艺·园艺
农村经济与科技2020年第31卷第06期（总第482期）
禾本科植物ITPK 基因的进化分析
陈志阳，刘嘉欣
（扬州大学农学院，江苏扬州 225009）
［摘要］1,3,4-三磷酸肌醇5/6-激酶（ITPK）是植物磷酸肌醇代谢过程中一种重要的蛋白激酶，在植物感受细胞外刺激和信号转导中起着重要作用。同源性搜索表明在禾本科植物水稻、二穗短柄草、高粱、谷子和玉米基因组中分别具有6、5、6、7和6个ITPK基因；系统发育分析发现5个禾本科物种的祖先中至少存在6个ITPK基因。对6个同源基因簇进行适应性进化分析后发现，有1个同源簇经历了适应性进化。研究结果为进一步研究ITPK基因在禾本科植物中的生物学功能提供了借鉴。
进一步对 ITPK 基因的外显子 / 内含子结构进行分析，结果发现每一同源基因簇均具有相似的基因结构。同源基因簇 OGC4 和 OGC5 中的基因在外显子区段均不具有内含子，而其他同源基因簇的基因均具有多个内含子（图 1）。在同源基因簇 OGC1、 OGC2 和 OGC3 中有 9 个内含子的位置是相对保守的，而在同源基因簇 OGC6 中则具有 11 个内含子的位置是相对保守的。除此之外，本研究发现一些基因中发生了获取新的内含子的现象，如高粱基因 SbITPK3 的 C 末端具有 2 个额外的内含子；而在谷子基因 SiITPK6 的 N 末端具有 1 个额外的内含子。

基因进化保守序列

基因进化保守序列
基因进化保守序列是指在不同物种中，某些特定的DNA 序列或蛋白质序列在进化过程中保持相对稳定的现象。

这些序列通常被称为“保守序列”或“演化保守序列”。

保守序列的存在表明这些序列对于生物的生存和繁殖至关重要，因此在进化过程中保持相对稳定。

这些序列可能包含一些关键的功能元件，如启动子、转录因子结合位点、剪接位点、信号肽、翻译后修饰位点等。

通过比较不同物种中的保守序列，科学家可以推断出这些序列所编码的蛋白质的功能，并研究它们在生物进化中的作用。

此外，保守序列还可以用于构建进化树，帮助科学家了解不同物种之间的亲缘关系和进化历程。

总的来说，基因进化保守序列是生物学研究中非常重要的一个概念，它可以帮助我们更好地理解生物进化和功能演化的机制。

基因家族生信分析

基因家族生信分析一、什么是基因家族概念：是来源于同一个祖先，有一个基因通过基因重复而产生两个或更多的拷贝而构成的一组基因，他们在结构和功能上具有明显的相似性，编码相似的蛋白质产物。

划分：按功能划分：把一些功能类似的基因聚类，形成一个家族。

按照序列相似程度划分:一般将同源的基因放在一起认为是一个家族。

1.常见基因家族：WRKY基因家族：是植物前十大蛋白质基因家族之一，大量研究表明，WRKY 基因家族的许多成员参与调控植物的生长发育，形态建成与抗病虫。

NBS-LRR抗病基因家族：是植物中最大类抗病基因家族之一。

MADS-BOX基因家族：是植物体内的重要转录因子，它们广泛地调控着植物的生长、发育和生殖等过程。

在植物中参与花器官的发育，开花时间的调节，在果实，根，茎，叶的发育中都起着重要的作用。

热激蛋白70家族（HSP70）是一类在植物中高度保守的分子伴侣蛋白，在细胞中协助蛋白质正确折叠。

二、基因家族分析流程：●利用蛋白保守域结构提取号在Pfam数据库提取其隐马尔科夫模型矩阵文件（*.hmm）●在数据库（Ensemble 、JGI、NVBI）下载你所需要的物种的基因组数据（*.fa,*.gff）●在虚拟机中Bio-Linux中的hummsearch程序，用隐马尔科夫模型矩阵文件在蛋白序列文件中搜索含有该保守结构域的蛋白●将蛋白序列导入MEGA软件构建进化树（可以阐明成员之间系统进化关系，从进化关系上揭示其多样性）●利用MEME搜索蛋白质的保守结构域利用MEME搜索基因家族成员的motif可以揭示基因家族在物种内的多样化及其功能，如果他们都含有相同的motif表明其功能具有相似性，如果部分家族成员含有其他不同的motif,很可能这些成员有其他特异功能，或者可以归分为一个亚族●绘制基因染色体位置图从*.gff文件中抽取我们搜索到的基因位置信息，http://mg2c.iask.in/mg2c_v2.0/在线绘制基因染色体位置图通过染色体位置分布，可以了解基因主要分布字哪条染色体上，及是否能形成基因簇（被认为是通过重组与错配促进基因交流）●基因结构分析从gff文件中抽取基因的结构信息，绘制转录本结构图。

基因家族分析套路

基因家族分析套路（一）近年来，测序价格的下降，导致越来越多的基因组完成了测序，在数据库中形成了大量的可用资源。

如何利用这些资源呢？今天小编带你认识一下不测序也能发文章的思路--全基因组基因家族成员鉴定与分析（现在这一领域可是很热奥）；一、基本分析内容⏹数据库检索与成员鉴定⏹进化树构建⏹保守domain和motif分析.⏹基因结构分析.⏹转录组或荧光定量表达分析.二、数据库检索与成员鉴定1、数据库检索1）首先了解数据库用法，学会下载你要分析物种的基因组相关数据。

一般也就是下面这些数据库了⏹Brachypodiumdb:/⏹TAIR:/⏹Rice Genome Annotation Project ：/.⏹Phytozome:/⏹Ensemble:/genome_browser/index.html⏹NCBI基因组数据库：/assembly/?term=2）已鉴定的家族成员获取。

如何获得其他物种已发表某个基因家族的所有成员呢，最简单的就是下载该物种蛋白序列文件（可以从上述数据库中下载），然后按照文章中的ID，找到对应成员。

对于没有全基因组鉴定的，可以下列数据库中找：a. NCBI: nucleotide and protein db.b. EBI: http://www.ebi.a/.c. UniProtKB:/uniprot/2、比对工具。

一般使用blast和hmmer，具体使用命令如下：⏹Local BLASTformatdb–i db.fas–p F/T；blastall–p blastp(orelse) –i known.fas–d db.fas–m 8 –b 2(or else) e 1e-5 –o alignresult .txt.-b:output two different members in subject sequences (db).⏹Hmmer (hidden Markov Model) search. Thesame as PSI-BLAST in function. It has a higher sensitivity, but the speed islower.Command:hmmbuild--informatafaknown.hmmalignknown.fa;hmmsearchknown.hmmdb.fas>align.out.3、过滤。