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Identification of shared key genes and pathways in osteoarthritis and sarcopenia patients based on bioinformatics analysis
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作者 SUN Yuyan LUO Ziyu +6 位作者 LING Huixian WU Sha SHEN Hongwei FU Yuanyuan NGO Thainamanh WANG Wen KONG Ying 《中南大学学报(医学版)》 北大核心 2025年第3期430-446,共17页
Objective:Osteoarthritis(OA)and sarcopenia are significant health concerns in the elderly,substantially impacting their daily activities and quality of life.However,the relationship between them remains poorly underst... Objective:Osteoarthritis(OA)and sarcopenia are significant health concerns in the elderly,substantially impacting their daily activities and quality of life.However,the relationship between them remains poorly understood.This study aims to uncover common biomarkers and pathways associated with both OA and sarcopenia.Methods:Gene expression profiles related to OA and sarcopenia were retrieved from the Gene Expression Omnibus(GEO)database.Differentially expressed genes(DEGs)between disease and control groups were identified using R software.Common DEGs were extracted via Venn diagram analysis.Gene ontology(GO)and Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes(KEGG)enrichment analyses were conducted to identify biological processes and pathways associated with shared DEGs.Protein-protein interaction(PPI)networks were constructed,and candidate hub genes were ranked using the maximal clique centrality(MCC)algorithm.Further validation of hub gene expression was performed using 2 independent datasets.Receiver operating characteristic(ROC)curve analysis was used to evaluate the predictive value of key genes for OA and sarcopenia.Mouse models of OA and sarcopenia were established.Hematoxylin-eosin and Safranin O/Fast Green staining were used to validate the OA model.The sarcopenia model was validated via rotarod testing and quadriceps muscle mass measurement.Real-time reverse transcription PCR(real-time RT-PCR)was employed to assess the mRNA expression levels of candidate key genes in both models.Gene set enrichment analysis(GSEA)was conducted to identify pathways associated with the selected shared key genes in both diseases.Results:A total of 89 common DEGs were identified in the gene expression profiles of OA and sarcopenia,including 76 upregulated and 13 downregulated genes.These 89 DEGs were significantly enriched in protein digestion and absorption,the PI3K-Akt signaling pathway,and extracellular matrix-receptor interaction.PPI network analysis and MCC algorithm analysis of the 89 common DEGs identified the top 17 candidate hub genes.Based on the differential expression analysis of these 17 candidate hub genes in the validation datasets,AEBP1 and COL8A2 were ultimately selected as the common key genes for both diseases,both of which showed a significant upregulation trend in the disease groups(all P<0.05).The value of area under the curve(AUC)for AEBP1 and COL8A2 in the OA and sarcopenia datasets were all greater than 0.7,indicating that both genes have potential value in predicting OA and sarcopenia.Real-time RT-PCR results showed that the mRNA expression levels of AEBP1 and COL8A2 were significantly upregulated in the disease groups(all P<0.05),consistent with the results observed in the bioinformatics analysis.GSEA revealed that AEBP1 and COL8A2 were closely related to extracellular matrix-receptor interaction,ribosome,and oxidative phosphorylation in OA and sarcopenia.Conclusion:AEBP1 and COL8A2 have the potential to serve as common biomarkers for OA and sarcopenia.The extracellular matrix-receptor interaction pathway may represent a potential target for the prevention and treatment of both OA and sarcopenia. 展开更多
关键词 OSTEOARTHRITIS SARCOPENIA bioinformatics extracellular matrix-receptor interaction key genes
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Cloning and Bioinformatics Analysis of CsFK111 Gene from Cucumbers
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作者 Zhang Hetong Li Li +2 位作者 Gao Mei Jia Jincui Xin Ming 《Journal of Northeast Agricultural University(English Edition)》 CAS 2024年第4期16-30,共15页
At the early stage,the transcriptome sequencing technique was used to detect the differentially expressed gene CsFK111 between vine cucumber and dwarf cucumber D0462.The gene was cloned,and bioinformatics software too... At the early stage,the transcriptome sequencing technique was used to detect the differentially expressed gene CsFK111 between vine cucumber and dwarf cucumber D0462.The gene was cloned,and bioinformatics software tools were used to analyze and predict the gene family and this gene.There were 30 members of the cucumber F-box gene family.The coding region of the cucumber CsFK111 gene was full-length 1314 bp,which encoded 437 amino acids and was predicted to be located in the nucleus.The protein encoded by this gene was a non-transmembrane protein,and the prediction of the secondary structure showed thatβ-lamellar structure and irregular crimp were dominant.A comparison of the phylogenetic tree showed that it was closest to cantaloupe and belonged to the same branch.The results provided a basis for future study on the regulation mechanism of the CsFK111 gene on cucumber dwarfing and also laid a foundation for further study of FBK family proteins. 展开更多
关键词 F-box gene dwarf cucumber gene cloning bioinformatics analysis
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Bioinformatics Analysis on Regulatory Mechanism of Peroxisome Proliferator-activated Receptor-γ Gene on Lipid Metabolism
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作者 HU Guo WANG Shouzhi LI Hui 《Journal of Northeast Agricultural University(English Edition)》 CAS 2011年第1期46-51,共6页
The nuclear receptor peroxisome proliferator-activated receptor γ(PPAR-γ) is a key transcriptional regulator of adipocyte differentiation.It also modulates the synthesis of adipocytokines in the adipose tissue.Its... The nuclear receptor peroxisome proliferator-activated receptor γ(PPAR-γ) is a key transcriptional regulator of adipocyte differentiation.It also modulates the synthesis of adipocytokines in the adipose tissue.Its polymorphisms are associated with the risk of type Ⅱ diabetes,obesity,cardiovascular diseases and cancer.In the present study,to investigate the regulatory mechanism of PPAR-γ gene on lipid metabolism,the computational prediction of peroxisome proliferator response elements(PPREs) was pursued with a genome-wide scale by using MEME/MAST method based on the information of TRANSFAC database,then GO and KEGG analyses were carried out.The results showed that a huge number of predicted target genes of PPAR-γ were significantly enriched in 36 GO terms(P〈0.05) and 10 KEGG pathways(P〈0.05) which were related closely to the lipid metabolism.The results should be a valuable resource for elucidation of the regulatory mechanism of PPAR-γ influence on lipid metabolism,also of the major importance to the diagnosis,prevention and treatment of the complex diseases such as obesity and diabete. 展开更多
关键词 PPAR-Γ lipid metabolism target gene bioinformatics
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Clone and Bioinformatics Analysis of Pig SRPK1 Gene 5' UTR Region
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作者 E Guangxin LIU Di +2 位作者 YANG Xiuqin ZHANG Dongjie YU Cui 《Journal of Northeast Agricultural University(English Edition)》 CAS 2011年第3期22-27,共6页
Part 5' UTR region of pig SRPK1 gene was cloned by inverse PCR (I-PCR), then a 425 bp gene sequence was acquired. A promoter region in -1--309 bp was predicted by online tool (TFSEARCH) and 32 binding sites of tr... Part 5' UTR region of pig SRPK1 gene was cloned by inverse PCR (I-PCR), then a 425 bp gene sequence was acquired. A promoter region in -1--309 bp was predicted by online tool (TFSEARCH) and 32 binding sites of transcription with scores higher than 85 were getten, of which scores of Spl, MyoD, and HSF2 were over 90. Some of these binding sites of transcription factors were connected with promoters, but TATA-box, which was important to gene expression, hadn't been found in this region. By using PCR-SSCP method to search SNPs this part (5' UTR of SRPK1 in pig), total of 40 Large White pigs were obtained as the research objects, but no polymorphism were found. Thus, 5' UTR of SRPK1 was speculated with a characteristic of high conservation, while it might have been directly or indirectly selected in commercial breeding. The paper provided a further feature of SRPK1 gene in molecular genetics. 展开更多
关键词 PIG SRPK1 bioinformatics transcription factor SSCP inverse PCR (I-PCR)
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Bioinformatics and Expression Pattern Analysis of Tomato ns LTP 2-like cDNA full-length Gene Clone
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作者 Zhang Jia He Shan-shan +3 位作者 Zhao Ting-ting Jiang Jing-bin Li Jing-fu Xu Xiang-yang 《Journal of Northeast Agricultural University(English Edition)》 CAS 2019年第1期28-36,共9页
TDF1(transcription-drived fragment) was homologous to the predicted S. lycopersicum nonspecific lipid-transfer protein,nsLTP 2-like(91%), and it was significantly upregulated in response to C. fulvum(cladosporium fulv... TDF1(transcription-drived fragment) was homologous to the predicted S. lycopersicum nonspecific lipid-transfer protein,nsLTP 2-like(91%), and it was significantly upregulated in response to C. fulvum(cladosporium fulvum) infection in tomato plants.In this experiment, the full-length cDNA of nsLTP 2-like was cloned using RACE technology based on the sequence of TDF1(GenBank: JZ717725). A full-length, 625 bp(GenBank: KU366289), cDNA sequence, which with 98% similarity to nsLTP 2-like gene(GenBank: XM015233692) was obtained. This cDNA contains an ORF(open reading frame) with full-length of 345 bp, coding of 114 amino acids, including 12.3% Ala and Gly. Protein molecular weight was 11.51 ku, the isoelectric point(pI) was 8.99, and average overall hydrophilicity was 0.412, with one phosphorylation sites, belonging to volatile acidic nuclear protein. Secondary structure prediction showed that α-Helix accounts for 30.7%, extension chain for 12.28%, β-corner for 9.65%, and random coil for 47.37%. Through comparative analysis of the homology among species, it was found that the amino acid sequence of tomato nsLTP 2-like protein had a high similarity with other plants, and with a specific conserved sequence which might related features in nsLTP 2-like protein. It also be analyzed the gene expression pattern of tomato in different parts and under different stress conditions.The results showed that nsLTP 2-like gene was up-regulated in varying degrees, under the condition of cold stress, exogenous hormone spraying and cladosporium fulvum infection. Therefore, it was speculated that the gene played a role in response to abiotic and biotic stress in tomato. 展开更多
关键词 TOMATO NSLTP 2-like CDNA CLONE bioinformatics analysis expression pattern
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Bioinformatics Analysis on Regulating Axillary Branch Gene of Cucumber(Cucumis sativus L.)
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作者 XU Qinghua HU Baozhong 《Journal of Northeast Agricultural University(English Edition)》 CAS 2011年第1期17-24,共8页
The regulating axillary branch gene was cloned and named as CsCCD7.Using a series bioinformatic computer softwares,database and online programes,CsCCD7 nucleotide sequence and CsCCD7 amino acid sequence were analyzed ... The regulating axillary branch gene was cloned and named as CsCCD7.Using a series bioinformatic computer softwares,database and online programes,CsCCD7 nucleotide sequence and CsCCD7 amino acid sequence were analyzed and CsCCD7 function was predicted.The results showed that CsCCD7 cDNA full length sequence was 2 136 bp,and included a 1 665 bp ORF which encoded a 554 AA protein;there were 32 kinds of cis-acting regulating element in 2 136 bp cDNA sequence;CsCCD7 was an unstable protein(the unstable coefficient:40.77),including many phosphorylation sites related with CsCCD7 function;CsCCD7 had no transmembrane domain,and its subcellular localization was in chloroplast.CsCCD7 secondary structure contained four conformations including α-helix,β-sheet,β-turn and random coil.CsCCD7 protein had no signal peptide,so was non-secretory protein and hydrophilicity protein(grand average of hydropathicity:-0.401).Both CsCCD7 secondary and tertiary structure prediction results showed that it was classified as carotenoid oxygenase family.Phylogenetic tree drew by Geneious showed that CsCCD7 was more closely related to AtCCD7 than any other Arabidopsis CCD protein. 展开更多
关键词 CUCUMBER regulating axiHary branch gene bioinformatic analysis
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基于高通量测序技术对口腔扁平苔藓患者相关癌变差异LncRNAs的筛选与分析 被引量:1
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作者 董文亮 黄一丹 +2 位作者 郭文卓 杨慧霞 张敬 《实用口腔医学杂志》 北大核心 2025年第1期80-87,共8页
目的:筛选并分析口腔扁平苔藓(OLP)黏膜组织的长链非编码RNAs(LncRNAs)的癌变相关差异性表达谱,并对其功能进行初步分析,探索其在OLP发生发展过程中可能的作用。方法:收集OLP(糜烂型)病损黏膜组织和正常黏膜组织各5例,应用高通量测序技... 目的:筛选并分析口腔扁平苔藓(OLP)黏膜组织的长链非编码RNAs(LncRNAs)的癌变相关差异性表达谱,并对其功能进行初步分析,探索其在OLP发生发展过程中可能的作用。方法:收集OLP(糜烂型)病损黏膜组织和正常黏膜组织各5例,应用高通量测序技术构建OLP中基因差异表达谱,生物信息学分析得到与口腔扁平苔藓癌变关系密切的LncRNAs。结果:筛选获得400个与OLP相关的LncRNAs,其中250个表达上调,150个表达下调,得到5个与口腔扁平苔藓癌变相关的差异表达LncRNAs:54055、100128560、399717、378825、100130231。结论:筛选得到的OLP病损黏膜中差异表达LncRNAs400个,发现其中5个LncRNAs可能与OLP发病、癌变倾向相关。 展开更多
关键词 长链非编码RNAs 口腔扁平苔藓 高通量测序 生物信息学分析 癌变
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基于衰老视角的3种常见慢病共有机制与中药发现 被引量:1
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作者 崔春利 闫浩晨 +2 位作者 王敏 王川 孙继佳 《西安交通大学学报(医学版)》 北大核心 2025年第1期101-111,共11页
目的 通过生物信息学分析、机器学习算法和分子对接等方法和技术探讨非酒精性脂肪肝(NAFLD)、2型糖尿病(T2DM)和动脉粥样硬化(AS)3种常见慢病和衰老基因相关的共有机制和潜在治疗药物。方法 从AgingAtlas、CellAge、GenAge和MSigDB等数... 目的 通过生物信息学分析、机器学习算法和分子对接等方法和技术探讨非酒精性脂肪肝(NAFLD)、2型糖尿病(T2DM)和动脉粥样硬化(AS)3种常见慢病和衰老基因相关的共有机制和潜在治疗药物。方法 从AgingAtlas、CellAge、GenAge和MSigDB等数据库中收集和整理与衰老相关的基因。将从CTD、DisGeNET、GeneCards、OMIM、PharmGKB和TTD等数据库中获得与NAFLD、T2DM、AS相关的基因和基于GEO差异基因分析得到的基因集取交集后,得到这3种常见慢性疾病的相关疾病基因集。利用clusterProfiler包对衰老基因集、3种疾病相关基因集进行KEGG通路富集分析并取交集。将筛选得到的KEGG通路上的富集基因合并后,导入STRING数据库并构建PPI网络,利用MCODE工具分析得到PPI网络中的核心子模块,计算其中每个节点、模块的重要值Nim和Cim。同时,采用Lasso回归模型、Boruta算法以及随机森林模型等3种机器学习模型进行特征基因筛选。利用HIT2.0数据库查找关键特征基因相关的靶向中药小分子。利用SwissADME和ADMETlab 3.0在线系统对小分子进行ADMET评价和分析。利用分子对接方法对关键作用靶点和筛选到的小分子进行对接。结果 总共获得1 325、616、78、597个与衰老、NAFLD、T2DM、AS相关的基因。衰老和3种疾病的KEGG通路富集分析结果取交集后得到2条共有交集通路,共包含243个基因。构建PPI网络,3个核心子模块中Cluster 2的Cim值最高。根据特征基因筛选结果,结合PPI网络模块分析结果,找到4个与衰老相关的特征基因:CDK6、CDKN1A、MYC、PTEN。这4个靶点具有94个潜在中药小分子候选药物,其中,白藜芦醇(resveratrol, RSV)是这4个靶点共有的中药小分子。ADMET评价显示,其具有良好的成药性。PTEN靶点具有较高的Nim值,RSV与PTEN进行分子对接,显示有较好的结合稳定性。结论 从衰老的角度来看,发现了一种潜在的中药小分子RSV,它可能通过调节关键基因PTEN来预防和治疗NAFLD、T2DM和AS这3种常见的慢性疾病。 展开更多
关键词 衰老相关基因 生物信息学分析 老年慢性疾病 机器学习算法
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水芹4CL基因家族鉴定及高温干旱胁迫下的表达分析 被引量:1
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作者 徐文娟 花立群 +4 位作者 付丹萍 章亮 薛静晗 白龙飞 甘德芳 《西北农林科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第7期143-156,共14页
【目的】了解水芹Oja4CLs基因家族成员的特性以及在高温、干旱胁迫下的表达情况,为水芹Oja4CLs基因家族成员的功能研究提供理论依据。【方法】以拟南芥4CL保守序列搜索溧阳白芹基因组数据库,并对水芹4CL家族成员编码蛋白的理化性质及家... 【目的】了解水芹Oja4CLs基因家族成员的特性以及在高温、干旱胁迫下的表达情况,为水芹Oja4CLs基因家族成员的功能研究提供理论依据。【方法】以拟南芥4CL保守序列搜索溧阳白芹基因组数据库,并对水芹4CL家族成员编码蛋白的理化性质及家族成员结构域和保守基序进行分析;同时研究高温、干旱胁迫对水芹Oja4CLs基因表达的影响。【结果】在溧阳白芹基因组数据库中共鉴定得到77个水芹4CL家族成员,命名为Oja4CL01~Oja4CL77,其氨基酸残基数在249~2318,分子质量为27.61~257.47 kD;等电点在5.17~8.82,二级结构α-螺旋占比26.54%~46.78%,β转角占比4.40%~10.61%,延伸链占比15.16%~25.33%,无规则卷曲占比29.53%~46.72%。亚细胞定位结果显示,25个Oja4CLs蛋白定位于细胞质,19个Oja4CLs蛋白定位于叶绿体,15个Oja4CLs蛋白定位于细胞质膜,12个Oja4CLs蛋白定位于原生质体,3个Oja4CLs蛋白定位于胞外,2个Oja4CLs蛋白定位于内质网,1个Oja4CLs蛋白定位于细胞核。水芹Oja4CLs基因对高温、干旱呈现不同的响应,定植后7 d(幼苗期),Oja4CL01、Oja4CL15、Oja4CL39、Oja4CL59在高温、干旱胁迫下大量表达;定植后28 d(成株期),Oja4CL59和Oja4CL70在高温、干旱胁迫下大量表达;定植后56 d(开花期),Oja4CL15和Oja4CL59在高温、干旱胁迫下大量表达。【结论】77个水芹4CL基因家族成员分为6个亚家族,大部分Oja4CLs都呈现较高表达,幼苗期水芹对高温、干旱比较敏感,高表达4CL基因以响应高温干旱。 展开更多
关键词 水芹(Oenanthe javanica) 4CL基因家族 生物信息学分析 高温干旱胁迫
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基于转录组和AlphaFold对稻瘟菌经典效应蛋白和水稻受体的快速鉴定
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作者 凤舞剑 冼晓青 +2 位作者 张新钵 曹丹 强承魁 《作物学报》 北大核心 2025年第6期1480-1488,I0005-I0010,共15页
效应蛋白是植物病原菌克服植物免疫的重要武器,病原菌在侵染初期与植物的斗争中会分泌不同类型的效应子。为了鉴定病原菌关键的经典效应蛋白和与植物互作的靶基因,拟通过生物信息学和结构生物学建立经典效应蛋白和靶标蛋白的鉴定方案。... 效应蛋白是植物病原菌克服植物免疫的重要武器,病原菌在侵染初期与植物的斗争中会分泌不同类型的效应子。为了鉴定病原菌关键的经典效应蛋白和与植物互作的靶基因,拟通过生物信息学和结构生物学建立经典效应蛋白和靶标蛋白的鉴定方案。以稻瘟病菌和水稻为对象,运用SignalP、TMHMM、PredGPI、PSORT和EffectorP在稻瘟病菌中共鉴定到535个效应蛋白,主要分为5类。利用稻瘟病菌-水稻互作转录组共鉴定到282个关键效应蛋白,并构建了稻瘟病菌-水稻的早期效应蛋白-植物互作的共表达网络。利用AlphaFold3预测发现水稻Os06t0633800和Os03t0114400蛋白可能分别为稻瘟病菌MGG_08817和MGG_03865的潜在靶标。利用荧光素酶互作验证发现MGG_08817与Os06t0633800、MGG_03865与Os03t0114400在烟草中存在互作。病原菌效应蛋白和靶标蛋白的快速筛选和鉴定对于植物病害的防治具有重要意义,该研究成果将有助于鉴定和挖掘重要的病原菌效应蛋白和植物靶基因,为植物病原菌互作的深入研究提供理论依据,为植物病害的绿色防控奠定基础。 展开更多
关键词 效应蛋白 稻瘟病菌 生物信息学 AlphaFold3 结构生物学
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鸡Fnip1基因克隆、组织表达及生物信息学分析
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作者 黄正洋 孔令琳 +4 位作者 王钱保 李春苗 吴兆林 黄华云 赵振华 《江苏农业学报》 北大核心 2025年第1期119-125,共7页
为了明确鸡卵泡素相互作用蛋白1基因(Fnip1)特征及其表达规律,本研究选择苏禽3号黄羽肉鸡为试验材料,运用分子克隆技术扩增了鸡Fnip1基因CDS区序列全长,对其序列特性进行了生物信息学分析,构建了系统进化树;利用RT-qPCR方法检测了Fnip1... 为了明确鸡卵泡素相互作用蛋白1基因(Fnip1)特征及其表达规律,本研究选择苏禽3号黄羽肉鸡为试验材料,运用分子克隆技术扩增了鸡Fnip1基因CDS区序列全长,对其序列特性进行了生物信息学分析,构建了系统进化树;利用RT-qPCR方法检测了Fnip1基因在鸡不同组织中的表达。结果获得鸡Fnip1基因CDS区,序列开放阅读框为3474 bp,位于第13号染色体16191415 bp至16251731 bp之间,编码1157个氨基酸。生物信息学分析结果显示,Fnip1基因有20个外显子,FNIP1蛋白含有FNIP_N、FNIP_M和FNIP_C等3个结构域;进化树显示,鸡先与鸟类聚为一类,再与哺乳动物聚为一支,在禽类上序列保守。FNIP1蛋白为亲水性蛋白,相对分子量为128310,理论等电点为5.25。蛋白质二级结构由α-螺旋(34.40%)、β-折叠(4.06%)、延伸链(13.74%)、无规则卷曲(47.80%)组成。表达分析结果显示,Fnip1基因在鸡的胸肌和腿肌中表达量显著高于其他组织。综上所述,本研究获得了鸡Fnip1基因CDS区序列全长,发现其在鸡肌肉组织中有较高表达。本研究结果可为进一步研究Fnip1基因在鸡肌肉生长发育中的分子机制研究奠定数据支撑。 展开更多
关键词 Fnip1 基因克隆 表达分析 生物信息学分析
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小麦耐盐相关NAC转录因子的生物信息与表达分析
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作者 王伟伟 罗政辉 +6 位作者 邹景伟 张玉杰 钮力亚 王志 王奉芝 赵振杰 于亮 《麦类作物学报》 北大核心 2025年第3期287-299,共13页
NAC转录因子对植物抗逆境胁迫具有重要作用。为了解小麦耐盐相关NAC转录因子的生物学信息,对耐盐品种沧麦6005和盐敏感品种科农9204进行转录组测序,筛选耐盐相关NAC转录因子,并对其进行生物信息学分析;对供试材料进行盐胁迫处理,提取根... NAC转录因子对植物抗逆境胁迫具有重要作用。为了解小麦耐盐相关NAC转录因子的生物学信息,对耐盐品种沧麦6005和盐敏感品种科农9204进行转录组测序,筛选耐盐相关NAC转录因子,并对其进行生物信息学分析;对供试材料进行盐胁迫处理,提取根部分生组织RNA,反转录为cDNA,对重点候选基因进行qRT-PCR分析。结果表明,共筛选出28个耐盐相关NAC转录因子,其中10个的等电点呈碱性,其余等电点呈酸性,且均为亲水性蛋白;亚细胞定位主要定位在细胞核;蛋白质二级结构以无规则卷曲和α-螺旋为主。经共线性分析,小麦和水稻的NAC转录因子含有多对共线性关系,表明小麦与水稻亲缘关系较近。NAC转录因子启动子区域含有多种与激素响应和逆境胁迫诱导相关顺式作用元件,其中TaNAC24含有顺式调控元件结合位点最多,共有51个。盐胁迫处理后,9个重要基因中,4个基因表达量显著上调,5个基因表达量显著下调,与转录组测序结果一致,这些基因可能介导了小麦的抗盐性。 展开更多
关键词 小麦 盐胁迫 NAC 转录因子 生物信息学分析
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肠道源和口唇源羊口疮病毒ORF128基因的比较分析
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作者 樊月圆 刘泽武 +6 位作者 袁嘉芮 张瑞雪 陈媛媛 周冬雪 段宁 四朗玉珍 富国文 《动物医学进展》 北大核心 2025年第7期1-10,共10页
分析羊口疮病毒(ORFV)肠道源和口唇源锚蛋白ORF128基因和蛋白的差异,为进一步研究该病毒的致病机制奠定基础。对肠道源和口唇源ORFV的ORF128基因PCR扩增后克隆测序,用生物信息学软件对其序列及编码蛋白的二级结构、磷酸化位点和跨膜结... 分析羊口疮病毒(ORFV)肠道源和口唇源锚蛋白ORF128基因和蛋白的差异,为进一步研究该病毒的致病机制奠定基础。对肠道源和口唇源ORFV的ORF128基因PCR扩增后克隆测序,用生物信息学软件对其序列及编码蛋白的二级结构、磷酸化位点和跨膜结构域进行预测和分析。结果表明,肠道源和口唇源ORFV的ORF128基因长度均为1506 bp,编码501个氨基酸;肠道源和口唇源ORF128基因核苷酸序列同源性为98.30%,氨基酸序列同源性为98.40%,存在8个氨基酸突变。氨基酸组成显示,肠道源和口唇源ORF128蛋白丙氨酸含量最高。蛋白质理化性质分析显示,口唇源ORF128蛋白不稳定系数为38.72,提示该蛋白可能为稳定蛋白;肠道源ORF128蛋白不稳定系数为41.33,提示该蛋白可能为不稳定蛋白。蛋白质磷酸化位点分析显示,口唇源ORF128蛋白含有33个潜在的磷酸化位点,肠道源ORF128蛋白含有35个潜在的磷酸化位点。说明ORFV肠道源和口唇源的ORF128基因存在差异,结果可为进一步研究羊口疮病毒致病机制提供参考。 展开更多
关键词 羊口疮病毒 ORF128基因 克隆 生物信息学分析
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甜瓜果实细胞壁修饰相关基因的筛选和分析
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作者 梁任繁 黄皓 +7 位作者 文俊丽 廖云云 高小凤 韦传义 张曼 吴永升 周国列 周生茂 《中国瓜菜》 北大核心 2025年第2期16-24,共9页
甜瓜细胞壁对果实的脆度和口感具有重要影响。为了阐明细胞壁修饰相关基因对果实发育影响的分子机制,以厚皮甜瓜桂蜜12号为试材,应用转录组学、生物信息学筛选和分析雌花授粉后5 d和20 d的果实生长差异表达的基因。结果显示,果实两个发... 甜瓜细胞壁对果实的脆度和口感具有重要影响。为了阐明细胞壁修饰相关基因对果实发育影响的分子机制,以厚皮甜瓜桂蜜12号为试材,应用转录组学、生物信息学筛选和分析雌花授粉后5 d和20 d的果实生长差异表达的基因。结果显示,果实两个发育时期差异表达基因有2950个,上调1141个,下调1809个。在富集Q值最显著的前20个条目中,GO富集指向细胞组分、生物过程等所涉及细胞壁数目最多(8个,占40%);KEGG富集后它们指向代谢途径、遗传信息途径、环境信息处理、细胞过程等途径。筛选出多聚半乳糖醛酸酶、扩张蛋白、木葡聚糖内糖基转移酶、葡萄糖醛酸转移酶、激素合成酶等基因,推测它们共同参与细胞壁修饰,影响甜瓜果实品质。 展开更多
关键词 甜瓜 细胞壁修饰 差异表达基因 转录组学 生物信息学
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紫花苜蓿GLK基因家族鉴定及渗透胁迫下的表达分析
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作者 马超 孙熙婧 +6 位作者 冯雅岚 周爽 琚吉浩 吴毅 王添宁 郭彬彬 张均 《草业学报》 北大核心 2025年第1期174-190,共17页
GLK(Golden2-like或G2-like)属于GARP超家族,是植物生长发育过程中的重要转录因子,在调节植物叶绿体发育、叶绿素生物合成和非生物胁迫响应等方面发挥着重要作用。目前,GLK基因家族成员已在多个物种中被系统鉴定,但在四倍体紫花苜蓿全... GLK(Golden2-like或G2-like)属于GARP超家族,是植物生长发育过程中的重要转录因子,在调节植物叶绿体发育、叶绿素生物合成和非生物胁迫响应等方面发挥着重要作用。目前,GLK基因家族成员已在多个物种中被系统鉴定,但在四倍体紫花苜蓿全基因组水平上仍然知之甚少。利用生物信息学的方法,在“新疆大叶”紫花苜蓿基因组中鉴定到100个GLK基因(MsGLKs),并对其理化性质、染色体定位、系统进化关系、启动子顺式作用元件以及渗透胁迫和外源脱落酸(ABA)处理下的表达模式进行了分析。结果显示,100个MsGLK基因在32条染色体上不均匀分布,蛋白序列长度为201~860个氨基酸。根据系统发育分析结果,将MsGLK家族成员分为13个组。共线性分析表明,在紫花苜蓿基因组中共发现193个MsGLK基因重复事件,基因非同义替代数/同义替代数(Ka/Ks)分析显示,大部分重复基因对经历了纯化选择。MsGLK基因启动子的顺式作用元件广泛参与了植物生长发育、激素响应和胁迫反应。基因表达数据显示,12个基因的表达具有组织特异性,25个基因在所有组织中表达。RT-qPCR检测发现,MsGLK基因在干旱胁迫、盐胁迫和外源ABA处理下均有一定程度的响应。研究结果将为进一步探索MsGLK基因的功能和紫花苜蓿抗逆性遗传改良提供参考。 展开更多
关键词 紫花苜蓿 GLK基因 生物信息学 渗透胁迫 表达模式
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生物信息学和分子对接分析HuNoVs非结构蛋白NS3
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作者 王道 肖亚梅 刘丹 《微生物学杂志》 北大核心 2025年第1期85-95,共11页
为了深入探究人类诺如病毒(Human noroviruses,HuNoVs)的NS3非结构蛋白的结构特征和小分子药物,运用多种生物信息学方法ProtParam、ProtScale、SignalP 5.0、TMHMM 2.0、NCBI Conserved Domains、SOPMA、SWISS-MODEL、YinOYang 1.2、Net... 为了深入探究人类诺如病毒(Human noroviruses,HuNoVs)的NS3非结构蛋白的结构特征和小分子药物,运用多种生物信息学方法ProtParam、ProtScale、SignalP 5.0、TMHMM 2.0、NCBI Conserved Domains、SOPMA、SWISS-MODEL、YinOYang 1.2、NetPhos 3.1、ABCpred、SYFPEITHI、Prankweb和Discovery Studio等预测NS3蛋白的同源性、理化性质、翻译后修饰位点、二级/三级结构、B/T细胞抗原表位、活性口袋位点及抑制化合物。HuNoVs的NS3蛋白是由363个氨基酸组成的稳定亲水性蛋白,相对分子量为39748.79 Da,理论等电点为6.37;NS3蛋白与其他病毒解旋酶序列相似性为32.52%,无信号肽和跨膜结构,二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主,具有2个功能结构域,38个O-糖基化位点和21个磷酸化位点,7个B-细胞抗原表位和19个T-细胞抗原表位;还存在6个活性口袋位置和5个潜在的小分子抑制化合物。本文为阐明人类诺如病毒非结构蛋白NS3的结构和在病毒性肠胃炎中的作用机制提供了理论依据,也为研发和筛选新疫苗和药物奠定了基础。 展开更多
关键词 人类诺如病毒 非结构蛋白NS3 生物信息学 分子对接
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猕猴桃生长素响应基因AcIAA9的克隆及表达分析
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作者 苏丽艳 党祎晗 +1 位作者 张九东 李琦 《西北农业学报》 北大核心 2025年第4期696-701,共6页
为了初步研究猕猴桃生长素诱导基因AcIAA9编码蛋白结构及其在猕猴桃生长发育过程中的功能,以‘红阳’猕猴桃为材料,利用PCR技术克隆获得AcIAA9基因全长开放阅读框为1152bp,编码383个氨基酸,疏水系数为-0.539,具有较高的亲水性氨基酸比例... 为了初步研究猕猴桃生长素诱导基因AcIAA9编码蛋白结构及其在猕猴桃生长发育过程中的功能,以‘红阳’猕猴桃为材料,利用PCR技术克隆获得AcIAA9基因全长开放阅读框为1152bp,编码383个氨基酸,疏水系数为-0.539,具有较高的亲水性氨基酸比例,可知AcIAA9蛋白为亲水性蛋白;预测其分子质量为41.04ku,等电点为8.45,不稳定系数为57.31;此外,AcIAA9蛋白具有Aux/IAA家族蛋白典型结构域和保守序列;亚细胞定位预测分析表明,AcIAA9蛋白定位于细胞核内;进化分析表明,猕猴桃AcIAA9基因与茶树CsIAA9基因同源性最高,与葡萄VvIAA9基因位于同一进化分支。该基因启动子区含有多样化的顺时作用元件,除参与调控真核基因转录的TATA框、CAAT框等基本元件外,还具有多种逆境胁迫响应因素,如厌氧胁迫、干旱胁迫等。Real-timeqPCR结果显示,AcIAA9基因在不同组织中存在表达差异,而花中表达量最高。 展开更多
关键词 猕猴桃 生长素 AcIAA9 基因克隆 生物信息学分析
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基于生物信息学筛选小鹅瘟差异表达基因及潜在治疗中药预测
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作者 王劭 孙雪岩 +6 位作者 张烨淳 袁孝武 徐见光 邝启红 陈少莺 陈仕龙 俞道进 《福建农业学报》 北大核心 2025年第3期253-261,共9页
【目的】通过生物信息学方法筛选小鹅瘟(gosling plague, GP)相关数据集的致病核心基因及主要信号通路,预测潜在治疗靶点和有效干预中药。【方法】通过收集GeneCards数据库中GP相关靶点并经Uniprot数据库标准化,提取基因表达综合数据库(... 【目的】通过生物信息学方法筛选小鹅瘟(gosling plague, GP)相关数据集的致病核心基因及主要信号通路,预测潜在治疗靶点和有效干预中药。【方法】通过收集GeneCards数据库中GP相关靶点并经Uniprot数据库标准化,提取基因表达综合数据库(gene expression omnibus, GEO)肠道炎症数据集(GSE14841)和营养不良数据集(GSE43698),合并使用R语言Limmar包筛选GP的差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs)。利用DAVID数据库对DEGs进行基因本体论(GeneOntology,GO)分析以及京都基因与基因组百科全书(Kyoto EncyclopediaofGenesandGenomes,KEGG)富集分析,通过STRING数据库构建蛋白互作网络(protein-protein interaction network, PPI),Cytoscape软件及其插件筛选子网络核心基因。将核心基因与Coremine Medical数据库相互映射,筛选能够治疗GP的潜在中药。【结果】共筛选得到58个DEGs。富集分析结果显示,DEGs主要参与宿主细胞膜受体识别病毒蛋白、细胞质水解酶与转移酶活性等生物过程,定位于肌动蛋白细胞骨架(actin cytoskeleton,AC),环鸟苷酸-腺苷酸合成酶和干扰素基因刺激因子(cytosolic DNA-Sensing and the STING, cGAS-STING)、丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase, MARK)与Toll样受体(toll-like receptor, TLR)信号通路。通过PPI鉴定出Degree值前10名关键基因:干扰素诱导螺旋酶C结构域3(interferon induced with helicase C domain 3,IFIH3)、干扰素诱导螺旋酶C结构域1(interferon induced with helicase C domain 1, IFIH1)、线粒体抗病毒信号蛋白(mitochondrial antiviral signaling protein, MAVS)、C-C趋化因子配体5(C-C motif chemokine ligand 5, CCL5)、Toll样受体4(toll-like receptor 4, TLR4)、核因子κB(nuclear factor-kappa B, NF-κB)、Ras相关C3毒素底物2(ras-related C3botulinumtoxinsubstrate2,RAC2)、 Toll样受体9(toll-likereceptor9,TLR9)、早期生长应答基因1(earlygrowth response1,EGR1)、 Erb-B2受体酪氨酸激酶3(erb-B2receptortyrosinekinase3,ERBB3)。TLR4、 TLR9、 NF-κB、ERBB3为筛选到的GP感染性炎症4个核心基因。预测出治疗GP的潜在中药50种,中药类别主要包括清热解毒药、补虚药、解表药、收敛止泻药等4类。【结论】本研究应用生物信息学方法明确了与GP相关的4个核心基因以及50种潜在靶向中药,为防治GP的天然药物研发提供了新思路与理论依据。 展开更多
关键词 小鹅瘟 鹅细小病毒 中药预测 虚拟筛选 生物信息学
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水稻纹枯病抗性相关基因OsDUF功能研究
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作者 王妍 王梦雨 +2 位作者 项宗敬 王奕鸣 魏松红 《沈阳农业大学学报》 北大核心 2025年第2期34-41,共8页
[目的]水稻纹枯病是水稻生产中的重要病害之一,由于纹枯病菌寄主范围广泛且抗性水稻资源匮乏,给水稻生产造成严重损失。前期对盐丰47(感病)和港源8号(抗病)水稻接种纹枯病菌后转录组测序,筛选出抗病候选基因OsDUF,对其进行生物信息学分... [目的]水稻纹枯病是水稻生产中的重要病害之一,由于纹枯病菌寄主范围广泛且抗性水稻资源匮乏,给水稻生产造成严重损失。前期对盐丰47(感病)和港源8号(抗病)水稻接种纹枯病菌后转录组测序,筛选出抗病候选基因OsDUF,对其进行生物信息学分析和亚细胞定位,创制突变体材料并进行离体接种鉴定。[方法]以OsDUF为诱饵蛋白进行酵母双杂交,外源激素诱导下检测OsDUF基因表达水平变化,纹枯病菌处理下检测防卫基因及激素相关基因表达水平变化。[结果]OsDUF基因含有DUF1645结构域,其编码蛋白定位于细胞质中,预测水稻内共有10个蛋白可能与其互作。离体叶片抗性鉴定显示突变体比野生型更感病,表明OsDUF正向调控水稻抗纹枯病,一对一互作验证未发现OsDUF与预测候选蛋白互作。外源激素处理下,吲哚乙酸(IAA)、乙烯(ET)、茉莉酸(JA)使基因OsDUF上调,赤霉素(GA)、脱落酸(ABA)、水杨酸(SA)使其下调。接种纹枯病菌后,野生型水稻植株的防卫基因(OsAOS1、OsPAL1)及激素相关基因(OsERF063、LOX2)表达量上调水平均显著高于突变体。[结论]OsDUF可能通过调控防卫基因和激素信号通路参与水稻抗纹枯病。 展开更多
关键词 水稻纹枯病 OsDUF 生物信息学分析 激素
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茶树ICE基因家族鉴定及CsICE43克隆和低温表达分析
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作者 朱倩 邵陈禹 +3 位作者 周彪 刘硕谦 刘仲华 田娜 《茶叶科学》 北大核心 2025年第1期43-60,共18页
近年来全球极端低温天气频发,严重影响了茶树的产量和品质。ICE(Inducer of CBF expression)基因家族主要参与植物的低温胁迫响应,但在茶树领域中的相关研究还不够全面。本研究从茶树基因组中鉴定出51个茶树CsICEs基因,对其理化性质、... 近年来全球极端低温天气频发,严重影响了茶树的产量和品质。ICE(Inducer of CBF expression)基因家族主要参与植物的低温胁迫响应,但在茶树领域中的相关研究还不够全面。本研究从茶树基因组中鉴定出51个茶树CsICEs基因,对其理化性质、基因结构和启动子顺式作用元件展开生物信息学分析。茶树CsICEs基因的启动子区域富含光响应、植物激素、生长发育及非生物胁迫相关顺式作用元件,其可能参与多种逆境胁迫响应。转录组分析和RT-qPCR验证结果发现,低温下CsICE43基因的表达量上升了4.24倍,其可能与茶树低温响应相关。以茶树品种‘保靖黄金茶1号’的cDNA为模板,克隆获得了CsICE43基因,其在不同组织中的表达模式存在差异,在顶芽和嫩叶中特异性高表达。蛋白氨基酸序列和系统进化树分析表明,CsICE43基因包含与ICE家族其他成员一致的S-rich、bHLH、ACT等保守结构域,且与毛花猕猴桃(Actinidiaeriantha)的亲缘关系较近。在STRING在线网站中以拟南芥AtICEs为模型,推测茶树CsICE43蛋白与HOS1、MYB15、DREB1/2存在潜在的互作关系。亚细胞定位试验表明CsICE43定位于细胞核,与跨膜结构分析结果一致。综上所述,本研究发现CsICE43基因可能与茶树低温响应关联,为深入挖掘其基因功能与抗寒分子机理提供了一定的理论基础。 展开更多
关键词 茶树 ICE基因家族 抗寒 生物信息学 表达分析
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