棉花与模式植物DGAT1 基因 的鉴定与比较分析

二酰甘油酰基转移酶(DGAT)是催化三脂酰甘油生物合成的关键酶.对棉花与其他植物DGAT1基因进行鉴定与比较分析,序列分析结果表明:棉花与大多数模式植物DGAT1基因有16个外显子,内含子长度高度变异,但其相位极其保守;这些基因编码的蛋白具有7个保守基序,核心保守基序与功能结构域相互重叠.系统进化分析显示:基因树与物种树具有较高的一致性,DGAT1基因进化能真实反映物种系统发生关系;棉花DGAT1基因以单拷贝形式存在,但在玉米、水稻、杨树与小立碗藓中均存在至少两个DGAT1基因.选择压力检测结果显示:除了PtDGAT1a/PtDGAT1b受制于正选择作用外,剩余4对同源基因均受控于纯净选择;在基因亚群水平共检测到17个正选择位点,这说明在显著水平下各个亚群中均未检测到正选择位点.这些结果可为进一步研究棉花及植物DGAT1基因的功能提供基础.     

棉花与模式植物DGAT1基因的鉴定与比较分析

二酰甘油酰基转移酶(DGAT)是催化三脂酰甘油生物合成的关键酶.对棉花与其他植物DGAT1基因进行鉴定与比较分析,序列分析结果表明,棉花与大多数模式植物DGAT1基因有16个外显子,内含子长度高度变异,但其相位极其保守;这些基因编码的蛋白具有7个保守基序,核心保守基序与功能结构域相互重叠.系统进化分析显示:基因树与物种树具有较高的一致性,DGAT1基因进化能真实反映物种系统发生关系;棉花DGAT1基因以单拷贝形式存在,但在玉米、水稻、杨树与小立碗藓中均存在至少两个DGAT1基因.选择压力检测结果显示:除了Pt DGAT1a/PtDGAT1b受制于正选择作用外,剩余4对同源基因均受控于纯净选择;在基因亚群水平共检测到17个正选择位点,这说明在显著水平下各个亚群中均未检测到正选择位点.这些结果可为进一步研究棉花及植物DGAT1基因的功能提供基础.     

棉花与模式植物DGAT1基因的鉴定与比较分析（英文）

二酰甘油酰基转移酶(DGAT)是催化三脂酰甘油生物合成的关键酶。对棉花与其他植物DGAT1基因进行鉴定与比较分析,序列分析结果表明,棉花与大多数模式植物DGAT1基因有16个外显子,内含子长度高度变异,但其相位极其保守;这些基因编码的蛋白具有7个保守基序,核心保守基序与功能结构域相互重叠。系统进化分析显示:基因树与物种树具有较高的一致性,DGAT1基因进化能真实反映物种系统发生关系;棉花DGAT1基因以单拷贝形式存在,但在玉米、水稻、杨树与小立碗藓中均存在至少两个DGAT1基因。选择压力检测结果显示:除了Pt DGAT1a/Pt DGAT1b受制于正选择作用外,剩余4对同源基因均受控于纯净选择;在基因亚群水平共检测到17个正选择位点,这说明在显著水平下各个亚群中均未检测到正选择位点。这些结果可为进一步研究棉花及植物DGAT1基因的功能提供基础。     

棉花SBP家族基因的鉴定与分析

为研究棉花Squamosa启动子结合蛋白(SBP)家族成员的结构和功能,利用生物信息学方法,从棉花全基因组数据库中筛选并鉴定出83个棉花SBP家族成员,命名为GhSBP1—GhSBP83。并对该家族成员的蛋白质理化性质、多序列比对、系统进化树、基因染色体分布、基因结构、基因表达模式进行了全面分析。结果表明,棉花SBP转录因子家族可以分为8个亚族。棉花SBP基因分布在1—8号染色体以及11—13号染色体上。对NCBI中陆地棉的EST数据库进行比对分析,结果显示,40个棉花SBP转录因子家族成员在棉花的分生组织、茎、花、花芽、花药以及棉纤维中广泛表达。其中,GhSBP2、GhSBP4、GhSBP6等20多个基因在花药和棉纤维中均有表达,推测花药和棉纤维的生长发育可能同时受这些基因的控制。     

种子特异启动子的DGAT基因植物表达载体构建

利用PCR技术从甘蓝型油菜(Brassica,napus L.)的基因组DNA和拟南芥(Arabidopsis thaliana)cDNA中分别扩增种子特异启动子napin和二脂酰甘油酰基转移酶(DGAT)基因片段,并将它们依次插入到植物表达载体pCAMBIA1390的多克隆位点处,构建了种子特异启动子napin驱动的DGAT基因植物表达载体p1390ND,冻融法将其导入根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)LBA4404、EHA105和AGL1中,PCR检测结果证明,重组质粒p1390ND已成功导入农杆菌细胞.该载体可应用于油料能源植物种子含油最的遗传改良.     

RNA干扰DGAT1和DGAT2基因在猪肝细胞中的表达

为了探索DGAT1和DGAT2基因对宗地花猪脂肪沉积效率的影响,以宗地花猪为试验动物,针对基因DGAT1和DGAT2 mRNA序列设计6对shRNA序列,构建RNA干扰表达载体,将DGAT1和DGAT2的shRNA干扰载体分别转染至肝细胞中,采用荧光定量PCR筛选出最佳shRNA干扰载体,并测定最佳干扰组细胞代谢液中甘油三酯和总胆固醇含量变化。结果显示,所构建的6个shRNA干扰载体均能抑制肝细胞中目的基因的表达,肝细胞中DGAT1和DGAT2基因的最高抑制效率分别为78.45%和87.52%。转染干扰效率最佳的载体p GPU6/GFP/Neo-DGAT1-1和p GPU6/GFP/Neo-DGAT2-1后,肝细胞培养液中甘油三酯和总胆固醇含量均降低,两者差异不显著(P0.05)。转染p GPU6/GFP/Neo-DGAT2-1的肝细胞培养液中甘油三酯含量显著低于空白组(P0.05),DGAT1干扰载体的干扰效率略低于DGAT2干扰载体(P0.05)。综上,抑制DGAT1和DGAT2基因的表达,可降低肝细胞培养液中甘油三酯和总胆固醇含量。     

花生DGAT基因家族的生物信息学分析

含油量是花生最重要的品质性状之一。花生油的主要成分是三酰甘油(TAG),二酰甘油酰基转移酶(DGAT)是催化合成TAG的关键酶类,其活性高低与含油量呈正相关。本研究利用生物信息学方法对花生DGAT(Ah DGAT)基因家族的进化、基因结构特点、表达模式以及可变剪接等进行了分析。进化分析结果显示,Ah DGAT1、Ah DGAT2和Ah DGAT3亲缘关系较近,与Ah WSD/DGAT的亲缘关系稍远。Ah DGAT1具有17~18个外显子,Ah DGAT2具有7~9个外显子,Ah DGAT3具有2~3个外显子,而Ah WSD/DGAT具有3~6个外显子。Ah DGAT1的跨膜区数目为7~11个,Ah DGAT2和Ah WSD/DGAT为0~2个,Ah DGAT3没有跨膜结构。另外,4个亚家族均具有自己特有的保守结构域和表达模式。Ah DGAT1和Ah DGAT2在种子中表达量较高,而Ah DGAT3和Ah WSD/DGAT在根和叶中的表达量较高。Ah DGAT1的可变剪接形式最多,其次为Ah WSD/DGAT。花生的4个Ah DGAT亚家族具有不同的特点,表明它们可能在进化中具有不同的祖先。     

棉花基因组中赤霉素氧化酶基因的鉴定与分析

根据赤霉素氧化酶氨基酸序列的保守结构域和生物学信息,对棉花2个二倍体野生种(A基因组的亚洲棉和D基因组的雷蒙德氏棉)和2个异源四倍体遗传标准系(陆地棉TM-1和海岛棉H7124)进行了全基因组的查找。结果表明,在2个二倍体野生种的A和D基因组中分别预测到219和188个该酶类基因家族成员;在异源四倍体陆地棉TM-1和H7124中分别预测到了310和428个该酶类基因家族成员。通过分析陆地棉中预测到的310个该酶类基因家族成员在赤霉素敏感超矮突变体和野生型转录组中表达差异,发现16个基因具有显著性差异。利用这16个基因编码的蛋白质氨基酸序列与报道的拟南芥赤霉素氧化酶氨基酸序列进行进化分析,结果表明Gh_D06G2009属于GA3ox氧化酶,Gh_D01G0300和Gh_D09G0746为GA2ox氧化酶,Gh_A06G1341、Gh_A07G1653、Gh_A11G1416、Gh_A13G0444、Gh_A13G1787、Gh_A13G2343、Gh_D01G0055、Gh_D07G0446、Gh_D07G1858、Gh_D08G2680、Gh_D11G3415、Gh_D13G0516、Gh_D13G2157为GA20ox氧化酶。     

棉花粉蚧化学感受蛋白基因的鉴定与进化分析

昆虫化学感受蛋白(chemosensory proteins,CSPs)广泛存在于各种昆虫中,与昆虫识别外界信息密切有关.从棉花粉蚧(Phenacoccus solenopsis Tinsley)转录组数据中分析、获得12条化学感受蛋白基因,分别命名为PsolCSP1-PsolCSP12.这些基因与已报道的其他昆虫CSPs基因序列相似性较高,与双翅目、鳞翅目、膜翅目及半翅目昆虫的化学感受蛋白相似性都在10％～50％之间,说明CSPs序列在物种之间高度保守.研究结果为进一步研究棉花粉蚧CSPs的分子结构和功能奠定了基础.     

甘蓝型油菜DGAT1重复基因的克隆与表达分析

二酰甘油酰基转移酶(Diacylglycerol acyltransferase,DGAT1)是十字花科植物种子三酰甘油积累主要的贡献者。甘蓝型油菜为异源四倍体,存在多个DGAT1重复基因,目前还缺乏对这些基因的系统研究。以甘蓝型油菜为试验材料,根据TAIR已公布的拟南芥DGAT1基因序列在BRAD数据库中进行BLAST比对,根据比对得到的2个白菜型油菜与2个甘蓝的DGAT1基因序列设计引物,利用RT-PCR技术获得4个甘蓝型油菜DGAT1包含完整编码区的基因片段,并对所得到片段进行测序和生物信息学分析。结果表明:克隆得到的基因片段分别为BnDGAT1-1,1 509bp;BnDGAT1-2,1 533bp;BnDGAT1-3,1 515bp;BnDGAT1-4,1 506bp。这4个基因具有极高的相似性,BnDGAT1-1与BnDGAT1-2、BnDGAT1-3与BnDGAT1-4的2个基因相似度均高达97%以上。跨膜结构分析表明BnDGAT1-1与BnDGAT1-2这1对基因所编码的蛋白质含有9个跨膜结构域,而BnDGAT1-3与BnDGAT1-4这对基因所编码的蛋白质含有8个跨膜结构域。包含有BnDGAT1-1与BnDGAT1-3的基因对BnDGAT1-a与包含有BnDGAT1-2与BnDGAT1-4的基因对BnDGAT1-b在含油量不同的各种甘蓝型油菜种子中表达无明显差异,表明这2对DGAT1基因的表达差异并不是影响所选材料种子含油量的决定因素。     

牦牛DGAT1基因多态性及其与乳质性状关联分析

【目的】检测牦牛DGAT1基因多态性,评估基因突变对牦牛乳品质性状的影响,以期丰富牦牛重要经济性状的分子遗传研究基础。【方法】采用PCR-SSCP方法,检测甘南牦牛、天祝白牦牛、青海牦牛及野血牦牛DGAT1基因intron5-exon7和intron15-exon17区突变,分析基因突变对乳品质性状的影响。【结果】牦牛DGAT1基因intron5-exon7区发现c.562+32_c.562+33ins CCGCCC的插入/缺失,等位基因M、基因型MM频率最高为优势等位基因和基因型,各类群牦牛PIC0.5属中度或低度多态;intron15-exon17区检测到c.1249-23CT和c.1336CT的突变,其中exon17发现的c.1336CT突变导致编码氨基酸p.Arg447Cys转变,等位基因A频率最高为优势等位基因,甘南牦牛、天祝白牦牛和青海牦牛中基因型AA为优势基因型,野血牦牛基因型AB为优势基因型,各类群牦牛0.25PIC0.5属中度多态;两区域3处突变位点构建出6种单倍型和11种单倍型组合,突变位点间存在连锁关系且接近于连锁平衡。关联分析表明,甘南牦牛intron5-exon7区基因型与乳质性状无显著相关;intron15-exon17区基因型BB个体乳品质性状最低,且乳蛋白率、乳脂率、总固体物质含量中显著低于其他基因型个体(P0.05);携带等位基因A的个体乳蛋白率、乳脂率、总固体物质含量及无脂固体含量显著高于未携带者(P0.05),携带等位基因C的个体乳脂率也显著高于未携带者(P0.05),而携带等位基因B的个体乳脂率、总固体物质含量显著低于未携带者(P0.05);单倍型组合H1H3个体的乳蛋白率、乳脂率、总固体物质含量和无脂固体物质含量均较高,且乳脂率及总固体物质含量显著高于其他单倍型组合(P0.05),而H2H2单倍型组合个体则较低,除乳糖率以外的其他乳品质性状均显著低于其他7种单倍型组合(P0.05)。【结论】牦牛DGAT1基因intron5-exon7和intron15-exon17区为低度和中度多态,intron6存在c.562+32_c.562+33ins CCGCCC的插入/缺失,intron15和exon17分别检测到c.1249-23CT突变和c.1336CT的非同义突变。intron15-exon17区突变影响甘南牦牛乳品质性状,选留携带等位基因A的个体和淘汰携带等位基因B的个体、或选留H1H3单倍型组合及淘汰H2H2单倍型组合个体,均可显著改善后代群体的乳品质。     

大戟科植物MVK基因家族的全基因组鉴定与分析

基于已公布的基因组和EST数据,对蓖麻、麻疯树、木薯和橡胶树4种大戟科植物的MVK基因家族进行系统鉴定,并在此基础上分析其基因结构与进化关系。结果表明,这4种植物均含有2个MVK基因,所有基因均含有4个内含子。同源分析表明,MVK广泛存在于各种古细菌、真细菌和真核生物中,显示出较早的起源;虽然MVK在大多数基因组已测序的物种中主要以单拷贝的形式存在,但在所研究的4种大戟科植物中均出现了基因加倍现象,这与玉米和杨树类似。基因表达谱分析显示,在蓖麻的叶片、花、II/III期胚乳、V/VI期胚乳和种子等组织中,RcMVK1的表达丰度总体高于RcMVK2;虽然2个基因表达丰度最高的组织均为II/III期胚乳,但丰度最低的组织却分别为种子和叶片。     

鹅Apo A1,CD36和DGAT2基因的cDNA克隆与序列分析

利用RACE技术,克隆获得了鹅Apolipoprotein A-1(Apo A1),Fatty acid translocase(CD36)和Diacylglycerol O-acyltransferase 2(DGAT2)基因的c DNA序列,包括全长的编码区序列(coding sequence,CDS)。结果表明,获得的鹅Apo A1基因的c DNA序列长度为1 106 bp(Gen Bank accession:KF460562),包括135 bp的5’UTR(untranslated region,UTR)序列,795 bp编码区和176 bp的3’UTR序列,编码265个氨基酸。获得的鹅CD36基因的c DNA序列长度为2 262 bp(Gen Bank accession:KF460563),包括196 bp的5’UTR序列,1 416bp编码区和650 bp的3’UTR序列,编码472个氨基酸。获得的鹅DGAT2基因的c DNA序列长度为1 341 bp(Gen Bank accession:KF460564),包括93 bp的5’UTR序列,1 077 bp编码区和171 bp的3’UTR序列,编码359个氨基酸。同源性分析结果表明,鹅这3个基因c DNA与鸭的同源性最高,达到90%以上,与人等哺乳动物的同源性均较低。     

芒果ANS基因的鉴定及与其他植物的比较分析

花青素合成酶(anthocyanidin synthase,ANS,EC:1.14.11.19)是花青素合成中的一个关键酶。为了鉴定和分析芒果ANS基因,以芒果ANS基因作为研究目标,以拟南芥的ANS基因为参考,通过BLAST方法获得了番木瓜、金钱橘、甜橙、苹果、小果野蕉、桃子、葡萄、龙眼、甜樱桃、枣、石榴、西洋梨、中华猕猴桃、荔枝、无油樟的ANS基因序列,对其进行了系统进化分析、理化性质分析、结构分析等。系统进化分析结果显示,双子叶植物与单子叶植物的ANS基因进化树没有单独形成分支,推测在进化过程中ANS基因的分化在双子叶植物和单子叶植物形成之后;理化性质分析结果显示,酸性蛋白占97.2%、稳定性蛋白占13.9%,有导肽的蛋白占8.3%,所有蛋白均为无信号肽的亲水性蛋白;蛋白二级结构分析结果显示,α-螺旋、无规则卷曲是主要结构元件。说明芒果ANS基因具有稳定的花青素合成酶结构,并与本试验中的绝大多数植物ANS基因具有相似的性质。这为进一步研究芒果ANS基因在花青素合成途径中的作用提供了理论支持。     

转HaNAC基因棉花的分子鉴定及遗传稳定性分析

棉花是世界上重要的经济作物之一。为创制和改良棉花抗旱新品种提供种质资源及遗传育种研究提供理论依据,通过染色体步移技术明确外源基因在棉花染色体上的插入位点、序列及染色体信息,研究了转梭梭HaNAC基因的棉花材料对干旱胁迫的响应能力,确定了HaNAC基因的物理位置,鉴定了其遗传稳定性。研究结果如下：(1)本研究对转HaNAC38转录因子基因棉花材料进行了分子鉴定,通过PCR扩增、电泳检测及测序证实了转基因植株中分别存在标记基因和目的基因序列。应用半定量PCR,证明了HaNAC38基因在棉花受干旱胁迫后表达量上调。这些结果说明转HaNAC38基因T6代棉花植株的遗传稳定性。(2)通过标记基因的初步筛选获得阳性植株后,对转基因棉花进行外源基因的检测鉴定,利用获得的序列设计染色体步移引物,通过巢式PCR方法获得转HaNAC38基因棉花的T-DNA序列在基因组中的插入位置,结果定位到棉花基因组A11染色体第26 202 323 bp处。根据已知的棉花基因组信息,通过鉴定,共筛选转HaNAC38基因的棉花材料5个株系,为创制和改良棉花抗旱新品种提供了亲本材料。     

4种大戟科植物HMGS基因家族的全基因组鉴定与分析

3-羟基-3-甲基戊二酸单酰辅酶A合酶(HMGS)是甲羟戊酸(MVA)代谢途径中的关键酶,催化乙酰-Co A和乙酰乙酰-Co A缩合形成戊二酸单酰辅酶A(HMG-Co A)。研究基于蓖麻、麻疯树、木薯和橡胶树已释放的基因组和EST数据,对这4种大戟科植物的HMGS基因进行了系统鉴定,并在此基础上分析了其基因结构与进化关系。结果表明,蓖麻、麻疯树、木薯和橡胶树分别含有1、1、2和2个HMGS基因,所有基因均包含11个内含子。同源分析表明,HMGS广泛存在于各种古细菌、真细菌和真核生物中,显示出较早的起源。在大多基因组已测序的绿色植物中,HMGS主要以单拷贝的形式存在,其中包括团藻、拟南芥、蓖麻和麻疯树,但在木薯和橡胶树中基因出现了加倍现象,这与小立碗藓、水稻和杨树类似。基因表达谱分析显示,在蓖麻的叶片、花、II/III期胚乳、V/VI期胚乳和种子等组织中,Rc HMGS在花和II/III期胚乳中的表达丰度较高,V/VI期胚乳和叶片中次之,种子中最低。     

4种大戟科植物PMK基因家族的全基因组鉴定与分析

甲羟戊酸-5-磷酸激酶（PMK）是甲羟戊酸（MVA）途径中的关键酶,其在ATP和Mg2＋等二价金属离子的存在下可逆地催化甲羟戊酸-5-磷酸（MVAP）磷酸化从而形成甲羟戊酸-5-焦磷酸（MVAPP）.基于已公布的基因组和EST数据,对蓖麻、麻疯树、木薯和橡胶树4种大戟科植物的PMK基因进行系统鉴定,分析其基因结构与进化特征.结果表明,蓖麻、麻疯树、木薯和橡胶树分别含有1、1、1和2个PMK基因,所有基因均含有9个内含子.根据同源性,PMK基因可分为2类,Ⅰ类广泛分布于绿色植物和部分古细菌、真细菌和真菌中,Ⅱ类则为动物所特有;虽然绝大多数绿色植物都含有PMK,但基因组范围内的搜索却未能在单细胞的绿藻中找到其同源基因;在大多基因组已测序的物种中,PMK主要以单拷贝的形式存在,其中包括蓖麻、麻疯树和木薯,但在橡胶树中基因出现了加倍现象,这与玉米和杨树类似.基因表达谱分析显示,在叶片、花、Ⅱ/Ⅲ期胚乳、Ⅴ/Ⅵ期胚乳和种子等组织中,RcPMK在Ⅱ/Ⅲ期胚乳中的表达丰度较高,叶片、种子和花次之,而在Ⅴ/Ⅵ期胚乳中的表达丰度最低.     

猪EFNB2基因的分离与鉴定

根据人与小鼠的EFNB2基因DNA序列,采用PCR方法从湖南宁乡猪中成功分离出了该基因2个片段,将该DNA序列与GenBank的数据库进行序列同源性比较,鉴定为猪的EFNB2基因3＇-UTR和内含子3,长度分别为390bp和732bp,GenBank收录号分别为AY880671和DQ206822．     

崂山奶山羊DGAT1基因多态性及与泌乳性状的关系

【目的】探讨崂山奶山羊DGAT1基因与泌乳性状的关系。【方法】以175只崂山奶山羊泌乳母羊为试验群体,利用PCR-SSCP方法和候选基因直接测序法检测DGAT1-P1(包含第8外显子)、DGAT1-P2(5’调控区内)、DGAT1-P3和DGAT1-P4位点在该群体中的多态性,并采用最小二乘方法分析DGAT1-P4位点多态性与泌乳性状之间的关联效应。【结果】崂山奶山羊DGAT1-P1和DGAT1-P2位点不存在多态性。对崂山奶山羊高乳脂率和低乳脂率个体的DGAT1-P3位点核苷酸序列比对,发现在序列600bp处即DAGT1-P4位点上存在着A→G的单核苷酸替换,对乳脂率有显著影响(P0.01),其中AA基因型为崂山奶山羊乳脂率性状最有利的基因型,A等位基因对乳脂率性状有正效应。【结论】在崂山奶山羊中发现候选基因DGAT1存在多态性,且对乳脂率性状有显著效应,为开展崂山奶山羊的标记辅助选择提供了依据。