青枯菌GMI1000 Barstar的生物信息学分析[范文]

（一）生物信息学发展

如今，信息技术的崛起使得computer也作为一种科研工具广泛应用于科学研究。近年来，学科之间交叉前行，计算机强大的数据处理能力为新学科的发展提供了契机，生物信息学应运而生。Bioinformatics是搜集、解析和处理基因数据从而开展研究工作的一个新的范畴。通过综合相关学科知识和技术而展现庞大的数据库所蕴藏的科学奥妙。

核酸序列组成碱基%图

（二）青枯菌研究现状

青枯菌能引发许多种绿色plant患青枯病。病原菌寄主范围广泛，可侵染包括香蕉和生姜等单子叶植物，马铃薯和烟草等重要粮食及经济作物在内的450余种寄主植物，受感染植物不久之后便枯萎下垂到全部枯死，目前还没有效果比较显著的杀菌剂能防治。

青枯菌对寄主植物的致病过程尤其复杂，包含不少致病因子，最后由于受侵染植物的维管组织内堆积了大量胞外多糖，使得营养物质不能正常运输到所需部位，病株很快萎蔫并趋向灭亡，随着死亡组织的解体，病原体释放到土壤中，开始靠分解动植物残骸生存，当周围生活状况适宜时，可再开启寄生模式，继续开始致病。

限制酶切位点图

目前，ralstonia solanacearum在系统进化及感染机制等方面获得了长足进步，尤其是在ralstonia solanacearum GMI1000，UW551 等测序结束后，它病理的探究迈入了function基因组时期。然而由于青枯菌拥有众多致病因子和致病途径，且寄主植物抗源种质资源材料匮乏，因此防治被公认为世界性难题。青枯病是辣椒和烟草等栽培植物产量下跌的主要原因。目前通过高新技术栽培新品系与利用农业知识防治在节制作物青枯病 上效果显著。青枯菌株系如GMI1000菌株等尚存在未知的蛋白质，需要我们进一步研究来揭开青枯菌的更多奥秘。

（三）核糖核酸酶Barnase及其抑制剂Barstar   

将基因ID号为1221612编码的氨基酸array进行结构域比对，根据序列相似性预测其为Barstar，是RNA酶抑制剂Barstar家族亚科的成员。Barstar作用时紧密结合Barnase活性部位，从而抑制其潜在的具有致命性的核糖核酸酶在细胞内的活性。Barstar还结合并抑制核糖核酸酶RNase Sa（由链霉菌产生的）属于相同酶家族的Barnase。

 Nucleotide组成分析表

Barnase发现于Latin Name Bacillus amyloliquefaciens，定位在细胞外部，属于RNase家族。Barnase能够使细胞的核糖核酸水解成其组成单体，致使细胞无法正常表达蛋白质而裂解。而Barstar是Barnase拮抗剂，能与Barnase 专一性结合成稳定的物质，招致Barnase 丧失致死性。

基因工程中科学家将Barnase基因与其他绿色植物基因嵌合表达能够得到雄性不育株。经过Barnase或者Barstar的人为选择性表达，专家在部分农作物育种中逐步获得了雌性可育、雄性不育及育性恢复系。除此之外，医学家也可利用这个“开关”研究抗菌药物研发，还有望应用于人类，在摧毁肿瘤细胞，阻止肿瘤血管的再生等方面实现突破。

（四）本课题研究意义

本文采取information biology手段来阐明GMI1000菌株部分基因array翻译的假定蛋白，其性质、构型、代谢功能几个层面的信息尚未确定，于是首次采用先进分析技术获取核酸情况，预测蛋白质结构与代谢功能并分析其进化地位。通过研究假想蛋白与致病力的关系，判断该蛋白是否与青枯菌某种生命活动相关，是否是造成青枯菌致病性的因素，以期能深入揭示其致病机制以及为制定有效的改良策略提供依据。