条斑紫菜孢子体功能基因组特征及铁氧化还原蛋白亚基Ⅰ基因分析
紫菜是世界栽培海藻中最具经济价值的红藻之一。同时，条斑紫菜还是一种很好的遗传学和分子生物学研究对象。我们以条斑紫菜孢子体为实验材料，用不同方法构建cDNA文库，进行了表达序列标签(EST)分析。在此基础上，对铁氧还蛋白等功能基因进行了克隆和分析。
在条斑紫菜孢子体cDNA文库构建过程中，用SMART方法构建了cDNA文库。文库未扩增时的滴度为1.52×106pfu/ml，扩增后为1.77×109pfu/ml，重组率为88.2％，保证了文库对低丰度基因的覆盖率。为了获得完整的5’端，我们用Oligo-capping方法构建了第二个cDNA文库，该文库包含1.8×106个克隆，最长的插入片段为3.5K。
从Oligo-capping方法构建的cDNA文库中随机挑取克隆进行测序获得719条EST序列，可聚类形成329条非冗余序列。对其中匹配最严谨的60条序列进行了GeneOntology(GO)，HMMPFAM和Pathway等生物信息学分析。在功能方面，有42条基因分别属于10类不同的功能；43条基因分别参与5种细胞代谢过程；在细胞定位方面，有43条基因定位于细胞内，属于细胞亚结构或者生物大分子复合体；另有6条属于细胞外组分。通过HMMPFAM对蛋白质功能域进行分析发现了一些与酶或蛋白质发挥功能有重要作用的功能域，包括：COX1，Sod_Fe_C，RNasePH等。通过Pathway对蛋白质(酶)可能参与的代谢过程进行分析发现所有非冗余序列共参与103种代谢途径。与配子体相比较，孢子体也存在很强的密码子使用偏倚性；第三位碱基的GC含量明显高于第一位和第二位；孢子体基因编码区平均GC含量以及其在密码子的每个位置都比配子体相对低。新ESTs比例为60.2％，新基因的比例可高达81.8％。说明对于条斑紫菜ESTs有必要开展深入研究。所有ESTs已经提交GenBank，序列号为CX873884到CX87460。
我们在条斑紫菜丝状体中首次克隆了铁氧还蛋白亚基Ⅰ基因。其基因组DNA包含了一个富含GC的内含子，位于ATG后第280到第306位。该基因组DNA含918个核甘酸，其中编码区588个，可编码195个氨基酸。构成[2Fe-2S]中心的四个cysteine分别位于81，94，113和132位。在3’端的非翻译区，从第840位到880位可能形成一个茎环结构，包含加尾信号。编码区GC含量高达63.3％，比非编码区高出5％，比基因组平均值高10％。在将条斑紫菜孢子体FdⅠ亚单位的氨基酸序列跟3个物种的铁硫蛋白进行比较的过程中发现了CPHL和DL等保守区。
条斑紫菜;红藻;表达序列标签;生物信息学;铁硫蛋白;海洋生物学
中国海洋大学
博士
海洋生物学
张学成;茅云翔
2005
中文
S968.431;Q949.292.1;S968.43;Q949.29
134
2006-07-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）