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甘肃农业大学科技创新基金 项目编号GAU_CX1120
【内容摘要】：甘肃红豆草的各个生长时期的叶片上都含有高浓度的浓缩单宁，这种缩合单宁能够与可溶性蛋白质作用生成沉淀，从而避免反刍家畜采食新鲜牧草所引起的鼓胀病。本文将Blast应用于红豆草缩合单宁的研究，进一步分析和定位浓缩单宁合成酶基因序列和特征。
【关键词】：Blast 红豆草 缩合单宁 基因序列
反刍家畜采食新鲜的牧草会引起鼓胀病而死亡，同时优良牧草在畜牧业中的利用与营养潜力的发挥会被限制。目前，选育无鼓胀病牧草已成为世界性课题。鼓胀病是一种消化机能紊乱症，一般通俗的表达就是：当家畜采食了牧草后，瘤胃和网胃积了大量气泡，气泡又不容易短时间破裂，那么这些气泡将会以一种非常稳定的状态地存在于食糜上部，如果不能短时间聂被排出，那么将会导致瘤胃蠕动减弱或停止，最严重的状况会出现窒息。可溶性蛋白含量高是牧草引起家畜鼓胀病的主要原因，缩合单宁能够与可溶性蛋白质作用生成沉淀，避免引起鼓胀病。
甘肃红豆草在各个生长时期叶片都能生产很高浓度的浓缩单宁，其中的缩合单宁基因具有较高的表达活性[1]，分离和克隆出该基因片段，利用先进的生物信息技术精确分析浓缩单宁基因序列及其功能片段，进而利用基因工程将缩合单宁基因导入到栽培牧草中去，不失为一条改善牧草品质和适口性的有效途径，利用信息技术开展牧草功能基因序列的精确分析是当今国际上牧草研究的前沿课题。本文将Blast软件应用于红豆草缩合单宁基因序列的研究中，能够很好完成单宁基因序列的查询、缩合单宁基因序列特点的定位等功能，具有一定的实用价值。
一、Blast使用简介
Blast程序由Altschul等人于1990年发布，英文全称Basic Local Alignment Search Tool，它能够实现的主要功能是：比较两段核酸或者蛋白序列之间的同源性。项目研究使用Blast程序快速的找到两段甘肃红豆草缩合单宁基因序列之间的同源序列，并且对红豆草缩合单宁基因序列区域内进行比较，然后确定同源性。程序的运行方式是先用目标缩合单宁基因序列建立数据库，然后用待查的红豆草缩合单宁基因序列在数据库中搜索，每一条基因与基因数据库中的每一条序列都要进行比对，从而得出比对结果。Blast程序包是一个集成的程序包，通过调用和运行不同的比对程序模块，实现以下几种序列比对方式：
blastp：对红豆草缩合单宁基因蛋白序列与标准的蛋白库做比对，直接比对蛋白序列的同源性。
blastx：对红豆草缩合单宁基因核酸序列与标准的蛋白库的比对，先将红豆草缩合单宁基因核酸序列翻译成蛋白序列，再与蛋白库做比对。
blastn：对红豆草缩合单宁基因核酸序列与标准的核酸库的比对，比较红豆草缩合单宁基因核酸序列的同源性。
tblastn：对红豆草缩合单宁基因蛋白序列与标准的核酸库的比对，库中的核酸会被翻译成蛋白序列，再进行序列比对。
tblastx：对红豆草缩合单宁基因核酸序列与标准的核酸库在蛋白级别的比对，将库和待查序列都翻译成蛋白序列，再对红豆草缩合单宁基因核酸蛋白序列进行比对。
二、Blast在红豆草缩合单宁基因序列研究中的应用
BALST是一个集成的软件程序包，主要功能是完成基因序列相似性的搜索，其中包含了很多个独立的程序模块，在本研究中，程序是根据查询的红豆草缩合单宁基因序列对象和数据库的互异来定义的，比如说查询的红豆草缩合单宁基因序列为核酸，查询数据库亦为核酸序列数据库
BLAST软件程序能迅速使红豆草缩合单宁基因与公开数据库进行相似性序列比较，其结果中的结论是对相似性的统计说明。BLAST所得的红豆草缩合单宁基因搜索结果会列出与查询序列相似性比较高，符合限定要求的序列结果，并根据结果分析出一些结论：查询单宁基因序列可能具有的功能；对缩合单宁基因序列的特点进行定位；对特定红豆草缩合单宁基因序列片段与功能表达相关性分析；分析红豆草缩合单宁基因序列是否是某种功能基因的同源基因。
三、结论
解决反刍家畜采食新鲜的牧草会引起鼓胀病的关键在于将缩合单宁基因导入到牧草栽培中，使其与可溶性蛋白质作用生成沉淀，从而避免鼓胀病的发生。红豆草在各个生长期中，其叶片中都含有高浓度的缩合单宁，如何精确定位和分析这些缩合单宁基因序列，是目前研究的重点。本文将Blast这种分析软件引入到了红豆缩合单宁基因序列的研究过程中，很好的解决了基因序列的精确定位和分析的问题，在该问题的解决中具有一定的实用价值。
【参考文献】
[1]王玉萍，杨茁萌.顿河红豆草浓缩单宁生物合成相关蛋白质鉴定[J]. 草地学报.2000.8（2）.126-131.
[2] Altschul S F， Madden T L， Schaffer A A， et al. Gapped BLAST and PSI BLAST： a new generation of protein database search programs. Nucleic Acids Research. 1997.
【作者简介】
魏霖静（1977—）女，博士，研究方向：智能计算，生物信息学；
陈蕾（1978—）女。硕士，研究方向：电子信息集成技术。
【内容摘要】：甘肃红豆草的各个生长时期的叶片上都含有高浓度的浓缩单宁，这种缩合单宁能够与可溶性蛋白质作用生成沉淀，从而避免反刍家畜采食新鲜牧草所引起的鼓胀病。本文将Blast应用于红豆草缩合单宁的研究，进一步分析和定位浓缩单宁合成酶基因序列和特征。
【关键词】：Blast 红豆草 缩合单宁 基因序列
反刍家畜采食新鲜的牧草会引起鼓胀病而死亡，同时优良牧草在畜牧业中的利用与营养潜力的发挥会被限制。目前，选育无鼓胀病牧草已成为世界性课题。鼓胀病是一种消化机能紊乱症，一般通俗的表达就是：当家畜采食了牧草后，瘤胃和网胃积了大量气泡，气泡又不容易短时间破裂，那么这些气泡将会以一种非常稳定的状态地存在于食糜上部，如果不能短时间聂被排出，那么将会导致瘤胃蠕动减弱或停止，最严重的状况会出现窒息。可溶性蛋白含量高是牧草引起家畜鼓胀病的主要原因，缩合单宁能够与可溶性蛋白质作用生成沉淀，避免引起鼓胀病。
甘肃红豆草在各个生长时期叶片都能生产很高浓度的浓缩单宁，其中的缩合单宁基因具有较高的表达活性[1]，分离和克隆出该基因片段，利用先进的生物信息技术精确分析浓缩单宁基因序列及其功能片段，进而利用基因工程将缩合单宁基因导入到栽培牧草中去，不失为一条改善牧草品质和适口性的有效途径，利用信息技术开展牧草功能基因序列的精确分析是当今国际上牧草研究的前沿课题。本文将Blast软件应用于红豆草缩合单宁基因序列的研究中，能够很好完成单宁基因序列的查询、缩合单宁基因序列特点的定位等功能，具有一定的实用价值。
一、Blast使用简介
Blast程序由Altschul等人于1990年发布，英文全称Basic Local Alignment Search Tool，它能够实现的主要功能是：比较两段核酸或者蛋白序列之间的同源性。项目研究使用Blast程序快速的找到两段甘肃红豆草缩合单宁基因序列之间的同源序列，并且对红豆草缩合单宁基因序列区域内进行比较，然后确定同源性。程序的运行方式是先用目标缩合单宁基因序列建立数据库，然后用待查的红豆草缩合单宁基因序列在数据库中搜索，每一条基因与基因数据库中的每一条序列都要进行比对，从而得出比对结果。Blast程序包是一个集成的程序包，通过调用和运行不同的比对程序模块，实现以下几种序列比对方式：
blastp：对红豆草缩合单宁基因蛋白序列与标准的蛋白库做比对，直接比对蛋白序列的同源性。
blastx：对红豆草缩合单宁基因核酸序列与标准的蛋白库的比对，先将红豆草缩合单宁基因核酸序列翻译成蛋白序列，再与蛋白库做比对。
blastn：对红豆草缩合单宁基因核酸序列与标准的核酸库的比对，比较红豆草缩合单宁基因核酸序列的同源性。
tblastn：对红豆草缩合单宁基因蛋白序列与标准的核酸库的比对，库中的核酸会被翻译成蛋白序列，再进行序列比对。
tblastx：对红豆草缩合单宁基因核酸序列与标准的核酸库在蛋白级别的比对，将库和待查序列都翻译成蛋白序列，再对红豆草缩合单宁基因核酸蛋白序列进行比对。
二、Blast在红豆草缩合单宁基因序列研究中的应用
BALST是一个集成的软件程序包，主要功能是完成基因序列相似性的搜索，其中包含了很多个独立的程序模块，在本研究中，程序是根据查询的红豆草缩合单宁基因序列对象和数据库的互异来定义的，比如说查询的红豆草缩合单宁基因序列为核酸，查询数据库亦为核酸序列数据库
BLAST软件程序能迅速使红豆草缩合单宁基因与公开数据库进行相似性序列比较，其结果中的结论是对相似性的统计说明。BLAST所得的红豆草缩合单宁基因搜索结果会列出与查询序列相似性比较高，符合限定要求的序列结果，并根据结果分析出一些结论：查询单宁基因序列可能具有的功能；对缩合单宁基因序列的特点进行定位；对特定红豆草缩合单宁基因序列片段与功能表达相关性分析；分析红豆草缩合单宁基因序列是否是某种功能基因的同源基因。
三、结论
解决反刍家畜采食新鲜的牧草会引起鼓胀病的关键在于将缩合单宁基因导入到牧草栽培中，使其与可溶性蛋白质作用生成沉淀，从而避免鼓胀病的发生。红豆草在各个生长期中，其叶片中都含有高浓度的缩合单宁，如何精确定位和分析这些缩合单宁基因序列，是目前研究的重点。本文将Blast这种分析软件引入到了红豆缩合单宁基因序列的研究过程中，很好的解决了基因序列的精确定位和分析的问题，在该问题的解决中具有一定的实用价值。
【参考文献】
[1]王玉萍，杨茁萌.顿河红豆草浓缩单宁生物合成相关蛋白质鉴定[J]. 草地学报.2000.8（2）.126-131.
[2] Altschul S F， Madden T L， Schaffer A A， et al. Gapped BLAST and PSI BLAST： a new generation of protein database search programs. Nucleic Acids Research. 1997.
【作者简介】
魏霖静（1977—）女，博士，研究方向：智能计算，生物信息学；
陈蕾（1978—）女。硕士，研究方向：电子信息集成技术。