【生信】基因家族分析·学习组学大讲堂的笔记

本文所选文章:


1、基因识别与鉴定

基因家族分析流程 马铃薯Hsp20基因示例

S1:下载基因组蛋白质序列

S2:搜索结构域

  • Hmmer搜索PF00011,找到58个
  • 从NCBI上下载是Hsp20基因的序列构成数据库,blastp搜索,找到52个
  • 基因组可能原有注释,搜索注释找到35个

S3:去重、筛选

  • 提交到在线的NCBI CDD去确认所搜索到的含有Hsp20结构域
  • 也可以提交到SMART上做确认
  • 确定搜索到的Hsp20的蛋白分子量属于该范围内
  • 最终确认是48个

2、基因结构分析

  • 制成如图所示的基因信息表,包含以下内容:
    (1)对基因进行重命名(编号);(2)基因ID;(3)所在染色体位置;(4)ORF的长度;(5)外显子个数;(6)氨基酸序列长度;(7)蛋白质大小;(8)蛋白质等电点
  • 其中(7)(8)是在ExPASy上预测得的
    截取这48个被识别鉴定的基因的信息表

3、基因蛋白序列Motif分析

基因蛋白序列Motif分析
  • motif的寻找往往有一定生物学意义,因为这些重复出现的序列也许有特定的功能,如蛋白结合位点等。
  • 在这篇文章中,找到有10个motif

4、基因结构以及进化树展示

  • 多序列比对后构建进化树
  • 蓝色是utr区(非翻译区),黄色是外显子,横线是内含子

5、构建多物种进化树

构建多物种进化树
  • 蛋白序列的全长进行构建物种进化树


    多物种进化树构建结果
  • 构建多物种进化树的作用:查看这些马铃薯Hsp20基因所属的分类,原理是基于“属于同一分类的基因序列会相似”

查看Hsp20基因在染色体上的分布信息

基因串联重复原理
  • range of alignment:比对上的区域
  • 比对率>70%:range of alignment占全长基因>70%。
  • 比对相似性>70%:即比对上的除以range of alignment>70%。除mismatch和gap以外的就是比对上的。
  • 两个基因在染色体上的位置<100kb


    分析结果图

Hsp20基因的顺式作用元件分析

顺式作用元件分析
  • 分析基因的上游区(虽然说是旁侧序列,但一般是分析上游区)能影响基因表达的序列
  • 将promoters区截取下来提交到在线网站PlantCARE上分析


    分析结果图
  • Hsp20基因与抗性相关,故本文只筛选了跟抗性相关的顺式作用元件进行分析,否则提交分析后的结果可能会得到密密麻麻的顺式作用元件

Hsp20基因的表达模式验证

胁迫处理qPCR验证

胁迫处理qPCR验证

qPCR验证结果图
  • 横坐标为基因(48个基因),纵坐标为表达量

不同组织中转录组的表达量

  • 这篇文章中转录组的数据是从马铃薯数据库中下载下来使用的
  • 下载不同组织中转录组的数据
  • 马铃薯数据库:PGSC
结果图

参考:https://study.163.com/course/courseLearn.htm?courseId=1006382037#/learn/video?lessonId=1053937708&courseId=1006382037

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