【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