绿豆类甜蛋白家族鉴定与生物信息学分析

为了解全基因组水平上绿豆类甜蛋白家族基本生物学特征,通过生物信息学手段,鉴定绿豆类甜蛋白家族成员,并对基因和蛋白结构及染色体定位进行了分析,为进一步克隆绿豆类甜蛋白基因以及探讨其抗真菌活性奠定基础。结果表明:共鉴定出34个绿豆类甜蛋白家族成员,基因主要有4种结构类型,分布在除4号和9号染色体外的其余9条染色体中。该家族蛋白功能主要构成细胞结构组分和参与细胞生物学进程。系统发育分析显示,绿豆类甜蛋白家族归属10个聚类组,其中成员较多的聚类组6和聚类组7中的基因主要来自11号染色体,其中7个基因簇中的基因存在紧密连锁现象,属于旁系同源基因,可能发生了染色体内复制。密码子使用性分析显示,绿豆TLP家族基因偏好A或T作为第三位密码子,但密码子使用总体偏性不强,多数属于低表达基因,多数基因进化受碱基突变和正向选择压力的双重影响。     

枣类甜蛋白基因家族的鉴定与生物信息学分析

【目的】从枣全基因组中鉴定类甜蛋白(thaumatin like protein,TLP)基因,为枣TLP基因的功能研究与利用提供参考。【方法】通过生物信息学方法从枣基因组数据库中鉴定TLP基因家族成员,并对基因结构、进化、启动子区顺式作用元件和密码子使用性等进行分析。【结果】共鉴定到34个枣TLP基因,位于9条染色体上,分为4种结构类型,基因结构相对较简单;系统发育进化分析归为9个聚类组,其中聚类组5和聚类组6中的成员最多;基因启动子区发现多个与增强基因表达、激素响应和胁迫响应相关的元件;基因密码子使用偏性弱,基因进化主要受碱基突变的影响。【结论】枣基因组中含有34个TLP基因家族成员,数量相对偏少;在植物生长、果实发育和抵御胁迫过程中发挥作用;进化过程中主要受突变选择压力影响。该研究为TLP基因家族的功能分析和遗传育种应用提供了参考和借鉴。     

辣椒B-box转录因子家族的鉴定及表达分析

以辣椒基因组数据为基础,利用生物信息学方法,对辣椒B-box家族基因进行了染色体定位、基因结构、系统进化及组织表达模式等分析,并通过qRT-PCR方法对该家族基因在激素及非生物胁迫下的转录水平进行了检测。辣椒全基因组中共鉴定出26个BBX家族成员,分布于辣椒12条染色体上。系统进化分析分析发现,辣椒BBX蛋白成员可进一步分为5类:groupⅠ～Ⅴ。其中,groupⅠ包含两个B-box结构域;groupⅡ和Ⅲ中的蛋白除CaBBX25外,都包含B-box1、B-box2和CCT结构域;groupⅣ仅包含1个B-box结构域;groupⅤ含有1个B-box和1个CCT结构域。同一进化分类中的成员通常具有相同或者相似的外显子数,其蛋白中保守基序的构成也具有较高的相似性。组织特异性表达分析发现,除D类基因外,其他17个基因在不同器官或者果实的不同发育时期都有着较高的表达水平。qRT-PCR分析发现,10个CaBBX基因受到激素和非生物胁迫不同程度的诱导表达。     

石榴ARF基因家族鉴定及表达分析

【目的】筛选并分析石榴生长素响应因子(auxin response factor,ARF)基因家族,为解析石榴ARF基因功能及信号转导调控机制的研究提供参考。【方法】利用生物信息学工具,系统地分析石榴ARF基因家族成员的基因结构、蛋白理化性质、蛋白结构、保守基序、系统进化和RNA-Seq数据。【结果】石榴全基因组中鉴定出19个可能的ARF家族基因,根据系统发育树可以划分为4类。PgARF基因家族成员的扩张与全基因组复制事件有关,存在串联重复现象。RNA-Seq数据分析表明,PgARF有一定的组织表达特异性,存在假基因化和新功能化的可能。【结论】整合以上基因结构、系统发育与进化、RNA-Seq表达等分析结果,发现石榴ARF蛋白具有典型的B3、Auxin_resp结构域,多数还具有Aux/IAA结构域。石榴ARF基因家族基因结构和保守基序的进化与进化时间相关,同时家族成员扩张主要与全基因组复制事件相关。     

大白菜LEA家族基因的鉴定及其部分成员在低温胁迫下的表达分析

基于大白菜全基因组数据对LEA家族基因进行全基因组鉴定与生物信息学分析,研究其序列特征、基因结构、启动子顺式作用元件、染色体定位、进化关系以及在不同组织中和低温胁迫下的表达模式.从大白菜基因组中总共鉴定出65个LEA家族基因成员,根据系统发育与保守基序分析,其可分为8个组;内含子较少,且不均匀地分布在10条染色体上,另...     

辣椒bZIP家族基因的鉴定与表达分析

利用生物信息学的方法对辣椒bZIP家族基因进行全面鉴定与进化分析,并在此基础上对基因染色体定位、蛋白质保守基序和基因结构等进行分析,并通过qRT-PCR方法检测基因的组织表达模式和在ABA胁迫下的应答等。结果表明,从辣椒基因组中共鉴定出54个bZIP家族基因,这些基因分散分布在辣椒的11条染色体上;系统进化分析表明辣椒bZIP基因家族可以分为10组,每组所含有的基因数不等;该家族成员每个基因含有0 ~ 11个内含子;bZIP家族基因具有不同的表达模式;外源激素ABA处理可以明显抑制或者激活该家族基因成员的表达。     

柑橘TCP家族生物信息学及表达谱分析

【目的】分析柑橘TCP蛋白家族成员的序列特征和系统进化关系,探究TCP家族成员在柑橘果实发育中的功能。【方法】通过生物信息学方法分析柑橘基因组中TCP家族成员的结构、染色体位置和系统进化关系。以‘兴锦101’(WT)及其晚熟芽变(MT)为试材,利用TA方法克隆柑橘TCP家族2个成员Cs TCP1和Cs TCP3,通过q RT-PCR测定TCP家族成员在‘兴锦101’及其晚熟芽变果实不同发育时期的相对表达量。【结果】克隆的2个基因Cs TCP1和Cs TCP3与原序列比对结果相似性达到100%;柑橘全基因组共编码20个TCP转录因子成员,分布在7条染色体上,都含有非典型的BHLH结构域,系统进化关系结果将Cs TCPs分为2个亚家族:Class I和Class II;多数基因结构简单,没有内含子;同时,定量结果表明Cs TCP基因在不同组织中的相对表达量存在差异,且被聚为2类;此外,在‘兴锦101’及其晚熟芽变果实不同发育时期中同样差异表达,多数基因相对表达量在花后215 d达到峰值,且在该时期2者间差异较显著。【结论】获得20个柑橘TCP家族成员基因,表达量分析显示TCP家族成员基因可能在柑橘的生长发育过程中起到重要的作用,为今后柑橘育种工作奠定了一定的理论基础。     

石榴MAPK家族基因鉴定及其响应冷胁迫的表达分析

【目的】评价不同石榴种质资源籽粒硬度及抗寒性，筛选可能参与调控石榴抗寒性的MAPK家族基因。【方法】以31份石榴种质资源为试材，进行抗寒性及籽粒硬度评价；基于全基因组筛选石榴MAPK家族基因，对其进行进化、基因结构和蛋白理化性质分析，同时利用实时荧光定量PCR(real-time quantitative PCR,qRT-PCR)分析冷胁迫对石榴MAPK家族基因表达模式的影响。【结果】31个石榴品种籽粒硬度及半致死温度测定结果表明，峄城粉红牡丹、淮北六棱甜和鲁白榴2号等硬籽石榴抗寒性较强，华紫、以3和玛丽斯等软籽石榴抗寒性较弱。基于石榴全基因组鉴定出17个MAPK家族基因，广泛分布于8条染色体上；MAPK家族所有成员主要分为3个亚类，其中，A和B亚类成员主要包含PKc＿MAPKK＿plant＿like和PTZ00024结构域，C亚类主要包含PLN00034结构域，所有成员均具有S＿TKc结构域；各成员氨基酸残基数量分布在314～860 aa，外显子数目1～18个，蛋白分子质量为34 910.05～97 965.26 u，等电点4.94～9.35;PgMKK2、PgMPK6、PgMPK9...     

大白菜LOG基因家族的鉴定与生物信息学分析

LOG基因编码5′-核糖单磷酸水解酶,将细胞分裂素的前体物质直接转化成具有生理活性的细胞分裂素,在细胞分裂素合成途径中具有重要作用。为深入研究大白菜LOG基因家族的功能,利用生物信息学方法对大白菜基因组中LOG基因家族成员进行了鉴定,并对其基因组信息、蛋白质生理生化特征、基因结构、保守结构域、系统进化等方面进行了研究。结果表明:在大白菜基因组中共鉴定出17个LOG基因,可以聚类到7个分支A~G中;LOG基因在大白菜10条染色体上呈现不均匀分布,在第2和4号染色体上分布相对较多;对大白菜LOG蛋白氨基酸序列进行了多重比对,比对结果表明LOG蛋白的氨基酸中均具有一致序列为MHxRKAxMx(5)FxALPGGYGTxxEE的LOG蛋白特异的LDC motif;通过MEME软件对大白菜LOG蛋白motif的预测发现了8个比较保守的motif。研究结果为大白菜LOG基因功能的研究奠定了基础。     

辣椒β–酮脂酰辅酶A合酶基因家族的鉴定与表达分析

为深入了解β–酮脂酰辅酶A合酶(β-ketoacyl-CoAsynthase,KCS)基因家族在辣椒基因组中的特征,利用生物信息学方法鉴定所有KCS基因家族成员,对基因染色体定位、系统发育关系、基因结构、蛋白保守基序和组织表达模式等进行分析,并通过qRT-PCR方法检测基因在高温、低温和NaCl胁迫下的响应。从辣椒基因组中共鉴定出22个KCS家族基因,其不均匀地分布在辣椒的9条染色体上;系统发育分析表明辣椒KCS基因家族可分为4组,每组含有不同数量的基因;该家族成员含有0~3个内含子,保守基序有6~14个;KCS家族基因具有不同的表达模式;高温、低温和NaCl处理可以抑制或激活该家族成员的表达。     

胡萝卜品种资源遗传多样性及亲缘关系研究

结合表型和SSR标记对29份中国胡萝卜地方资源、40份橘色栽培品种以及1份土耳其紫色品种进行遗传多样性和亲缘关系研究。田间农艺性状多样性分析表明,除叶长、根长、根粗外,春秋两季胡萝卜橘色栽培品种的多样性指数平均值低于地方资源。主成分分析结果表明,中国橘色地方资源和橘色栽培品种表型在秋季较为相似,但在春季差异较大。利用38对SSR引物对胡萝卜品种进行扩增,共扩增出133个多态性位点,其中中国地方资源与橘色栽培品种的平均多态性位点数分别为4.2和2.9个。中国地方资源的多态性信息含量值(0.74±0.06)明显高于橘色栽培品种(0.42±0.03)。聚类分析将供试胡萝卜材料分为2组,第I组包括所有橘色栽培品种和橘色地方资源B0241,第Ⅱ组包含其他地方资源和紫色品种L1。     

胡萝卜种质资源的农艺性状及黑斑病抗性研究

在安徽萧县多年连作基地对160份国内外胡萝卜种质资源进行主要农艺性状及3个时期(T1、T2、T3,分别为播种后70、90、110 d)的黑斑病病级指数调查。结果表明:黑斑病病级指数随着胡萝卜生长而逐渐增加,3个时期的平均病级指数之间存在显著差异,分别为0.9、1.8、2.1。基于T3时期的病级指数,160份材料共分为5类,其中第Ⅰ类材料抗性最强,病级指数为0.25～0.75,共21份,其地上部的主要农艺性状指标显著优于其他类群。     

胡萝卜FLC 同源基因对低温及光周期响应

 基于‘松滋野生’（Ws）和‘Amsterdam’（Af）胡萝卜转录组测序，挖掘胡萝卜FLC 同源 基因（DcFLCs），深入研究其对低温及光周期响应规律。结果表明，胡萝卜中存在3 个具有完整MADS-box 和K-box 保守结构域的FLC 同源基因DcFLC1、DcFLC2、DcFLC3，分别编码209、212、219 个氨基酸 残基蛋白，进化树显示与其它植物FLC 亲缘关系较远。RT-PCR 表明DcFLC1 和DcFLC2 在供试材料中均 表达，而DcFLC3 仅在部分材料中表达。qPCR 结果显示低温能促进DcFLC1 和DcFLC3 在耐抽薹品种 Af 幼苗叶片和种根中表达，而DcFLC2 仅在Af 种根中表达显著，在幼苗叶片中表达不显著。DcFLC1 和 DcFLC2 在抽薹敏感的Ws 幼苗叶片和种根春化过程中表达规律不同，低温能促进DcFLC1 在幼苗叶片以 及DcFLC2 在种根中表达。连续光照能促进DcFLC1、DcFLC2 在Af 幼苗叶片中表达，但在Ws 中则不同。     

福建省霞浦县马铃薯黑胫病菌分离及田间药剂防治效果

为明确引起福建省霞浦县马铃薯黑胫病的病原菌，从霞浦县马铃薯种植区采集马铃薯黑胫病病样分离病原菌，通过菌落形态、致病性、16S rDNA序列对病原菌进行鉴定，并进行田间药剂防治试验。序列分析和特异性检测结果表明，引起福建省霞浦县马铃薯黑胫病的病原菌为胡萝卜软腐果胶杆菌胡萝卜亚种（Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum），采集的5 个菌株均有致病力，马铃薯植株被侵染后茎部出现黑腐症状，块茎组织发生浸渍。药剂防治试验结果表明：46%氢氧化铜可湿粉剂1 000倍液和2%春雷霉素水分散粒剂300倍液防效显著高于其他药剂处理，与清水对照相比，产量和商品薯率显著提高，综合防效显著。     

胡萝卜黑斑病抗性的动态遗传分析

采用加性- 显性遗传模型，利用19 份橘色胡萝卜试材配制63 个杂交组合，研究3 个发病时期下黑斑病抗性的动态 遗传规律。结果表明，各时期的遗传效应以加性效应为主，在发病中期和晚期（V_A=0.656 和0.551）达到显著水平，并且在 发病中期显著增加，说明该时期是挖掘相关抗病基因的适宜时期；显性效应在发病晚期显著增加，达到最高值（V_D=0.311）。 黑斑病抗性存在显著的狭义遗传率和广义遗传率，最高为0.574 和0.827，说明通过选择抗性亲本可以提高后代的抗病性。 获得5 份可以显著增加后代黑斑病抗性的亲本材料P12、P14、P15、P16、P17。     

芹菜AgHAT4的克隆与表达模式分析

以两个芹菜品种‘六合黄心芹’和‘文图拉’为试验材料，分别克隆获得HAT4转录因子基因AgHAT4。应用生物信息学方法分别从氨基酸组成、蛋白结构与理化性质、以及系统进化树等方面对该基因进行分析。结果表明，AgHAT4含有1个长为900 bp的开放阅读框（ORF），编码299个氨基酸。‘六合黄心芹’和‘文图拉’中的AgHAT4基因有1个核苷酸位点的差异，编码的氨基酸有1个位点的差异，其蛋白质相对分子质量分别为33.71和33.68 kD，等电点均为9.12。进化树分析表明芹菜AgHAT4与胡萝卜的HAT4属于同一分支。蛋白结构预测显示，该蛋白主要由3个α螺旋和一些无规则卷曲构成，且未定位到信号肽。荧光定量PCR结果表明，AgHAT4在芹菜叶柄中的表达量最高，根中次之，叶片中表达量最低。多种非生物胁迫导致芹菜AgHAT4的表达量发生变化。与未胁迫对照相比，高温胁迫处理后‘六合黄心芹’中AgHAT4的表达量在24 h明显上调，在盐胁迫条件下‘文图拉’和‘六合黄心芹’中AgHAT4的表达有着相似的变化趋势，均先上升后下降且在处理2 h后表达量达到峰值。‘文图拉’中AgHAT4的表达量在高温处理4 h后表达量最高，而在低温条件下在处理2 h后表达量最高。     

蔬菜作物中类胡萝卜素的遗传研究及其基因工程改良

类胡萝卜素是植物光合作用的重要辅助色素和光氧化作用的保护剂，对人体营养和健康具有重要生物学功能。目前已成功克隆了类胡萝卜素生物合成途径中的20多种关键酶基因，为改良作物中的类胡萝卜素含量奠定了基础。本文着重阐述近年来在番茄、胡萝卜、辣椒等主要蔬菜作物中的类胡萝卜素遗传研究，及其通过基因工程改良取得的一些进展，并对此方面研究提出几点建议。     

胡萝卜镰刀菌根腐病病原菌的鉴定

为明确内蒙古西部地区一种新病害——胡萝卜镰刀菌根腐病病原菌种类,采用组织分离法对病原菌进行分离,用胡萝卜片接种、有伤口和无伤口胡萝卜肉质根接种及盆栽接种进行致病性测定,并通过形态学和分子生物学方法对病原菌进行鉴定。结果表明,分离到的3个菌株F1、F2和F3均表现致病性。经形态学鉴定,F1菌株为尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum),F2和F3为茄病镰刀菌(Fusarium solani)。进一步采用真菌通用引物ITS1/ITS4对病原菌r DNA-ITS进行PCR扩增,并将测序结果在Gen Bank中进行同源性比对分析,鉴定结果和形态学鉴定的结果一致。明确了内蒙古西部地区胡萝卜镰刀菌根腐病的病原菌种类为尖孢镰刀菌(F.oxysporum)和茄病镰刀菌(F.solani)。     

平菇栽培料中添加胡萝卜樱试验

以生产上常用配方为对照,在平菇栽培料中添加2％～6％的胡萝卜樱,以菌丝长速、子实体产量等为指标进行对比,研究平菇生产中胡萝卜樱的最佳添加比例.结果表明:在平菇生产中,可以添加2％～6％胡萝卜樱,其中添加4％效果最好,生产上应重点推广使用;处理2(胡萝卜樱添加量2％)、处理4(胡萝卜樱添加量6％)和处理1 (CK)差异不显著;处理3(胡萝卜樱添加量4％),菌丝长速指标显著高于处理1 (CK).     

秋播胡萝卜品种比较试验

为筛选出适合郑州当地种植的胡萝卜品种,丰富胡萝卜种质资源,对7个胡萝卜新品种在河南郑州地区秋播的表现进行比较分析。试验结果表明,南特胡萝卜和韩国五寸参根形、产量等综合性状好,适宜本地区推广种植。