杨树不同组织中ARF 表达与生长素相关性研究

木质素的生物合成是一个复杂的过程,有许多酶参与了此过程.生长素响应因子(ARFs)在木质素合成过程中起着重要作用,通过调节早起生长素基因的表达,从而影响基因的转录活化或抑制.利用A RFs已有序列及杨树基因芯片数据对其进化及与生长素的相关性进化分析,结果表明,杨树ARF序列的保守性高达60％;生长素含量、上调基因数目与基因表达信号量两两之间在夏秋季节中表现为高度相关,冬季对生长素响应因子信号量的影响最大.     

毛竹生长素响应因子基因家族的鉴定及其在竹笋发育中的表达

以已知拟南芥和水稻生长素响应因子(ARF)蛋白质序列对毛竹基因组数据库进行比对分析显示,毛竹基因组编码39个ARF转录因子;通过生物信息学软件对毛竹ARF基因家族进行分析显示,毛竹ARF基因家族具有进化上的保守性;采用RT-PCR技术研究毛竹竹笋形成过程中ARF基因家族的动态变化,结果显示,在竹笋形成过程中ARF18和11-2基因分别在笋芽萌动和笋体形成过程中发挥调控作用,而ARF6-2基因参与竹笋发育的各个阶段.     

棉花生长素应答因子ARF3功能的初步分析

生长素应答因子(auxin response factor,ARF)是转录因子的一个家族,在生长素信号传导途径中起着关键的作用。通过GenBank上登录的序列设计引物,利用RT-PCR技术扩增得到了陆地棉生长素应答因子ARF3的全长序列,并构建到植物表达载体pCAMBIA1301上,借助真空渗透转化技术,在农杆菌GV3101介导下转化模式植物拟南芥,经潮霉素筛选,得到了批量的转基因植株。通过PCR技术,检测到目的基因成功整合到拟南芥基因组中,RT-PCR检测到了目的基因在转基因植株中得到表达。     

毛竹生长素反应因子基因的生物信息学分析及差异表达

生长素反应因子(ARF)基因家族在植物的生长发育中起至关重要的作用。关于毛竹Phyllostachys edulis ARF基因家族在花器官中生物信息学分析未见报道。以毛竹花器官为材料,采用生物信息学的方法,对毛竹中ARF基因进行筛选,并对其系统进化关系、保守基序及在花器官中的差异表达模式进行了初步的分析。结果表明:毛竹全基因组中含有44个ARF基因,分为Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ类。与拟南芥Arabidopsis thaliana和水稻Oryza sativa分别比较,发现毛竹与水稻存在11个姐妹同源基因对。此外,Phe ARF13,Phe ARF14和Phe ARF35在花芽、雌蕊和幼胚中高量表达,同时Phe ARF2,Phe ARF30,Phe ARF14,Phe ARF13,Phe ARF35,Phe ARF7,Phe ARF37,Phe ARF38在雌蕊和幼胚中高量表达,推测这些基因可能在花发育和种子发育中发挥重要的作用。     

植物生长素响应因子基因的研究进展

生长素响应因子(ARF)是一类调控生长素响应基因表达的转录因子,在生长素的信号传导过程中处于中心位置,它可与生长素响应元件特异结合,促进或抑制基因的表达.介绍了ARF结构特征,生物学功能以及调控机制.植物ARF由3个结构域组成:氨基端的DNA结合结构域(DBD),中间结构域(MR)以及羟基末端的二聚结构域(CTD).中间结构域包括激活结构域(AD)和抑制结构域(RD).在生长素信号转导过程中,ARF主要通过与生长素响应元件结合,促进早期基因转录,从而调节下游基因的表达.不同的ARF在不同的组织和器官中都有特异表达,同时通过ARF突变体的研究表明:不同的ARF具有各自独特的功能.这些功能特异性的产生,既可以来自在时间和空间表达上的不同,也可能是来自对目的基因启动子的亲和性差异.植物激素、外界环境因子和非编码区小RNA对ARF功能的发挥具有重要的调控作用.     

梨全基因组生长素反应因子(ARF)基因家族鉴定及表达分析

【目的】明确梨ARF转录因子在梨基因组中的数量、结构和组织表达差异,为揭示ARF转录因子在梨树生长素信号途径及在矮生梨生长发育中的作用奠定理论基础。【方法】根据文献报道的苹果、拟南芥等植物中的ARF转录因子基因,利用BLAST软件鉴定梨基因组中的ARF。采用SMART、PROSITE、Web Logo 3、DNAMAN 5.0、MEME、GSDS 2.0和MEGA 5.1等软件对其蛋白和基因序列进行生物信息学分析。采用q PCR方法检测梨ARF在矮生梨‘中矮1号’不同组织器官及3个不同生长势梨品种木质部和韧皮部中的表达情况。【结果】鉴定得到31个梨ARF,所有Pb ARF蛋白均含有1个Auxin_resp结构域和1个B3结构域,除Pb ARF11、12、24、25和26外,其他序列的C末端还存在一个PB1(AUX_IAA)结构域。保守元件分析表明,Pb ARF基因家族包含15个保守元件,并非每个蛋白均含有所有保守元件。分组鉴定和进化树分析结果显示,Pb ARF蛋白可以被分为4组。基因结构分析表明,Pb ARF基因家族成员由2—15个外显子组成,基因结构进化高度保守。q PCR结果显示,所有Pb ARF在‘中矮1号’根、韧皮部、木质部、叶、花和果实中均有表达,表达模式各有不同,Pb ARF29在3个梨品种韧皮部中的表达表现出植株越矮表达量越高的趋势,Pb ARF16、17、18、27等4个基因在3个梨品种木质部中的表达表现为植株越矮表达量越低的趋势。【结论】梨基因组中含有31个ARF基因家族成员;所有Pb ARF蛋白均含有Auxin_resp和B3两个高度保守的结构域;Pb ARF结构进化高度保守;所有Pb ARF在‘中矮1号’不同组织器官、基砧杜梨根系及3个梨品种的木质部和韧皮部中均有表达,其中,Pb ARF29、16、17、18、27等5个基因的表达可能与梨树植株的高矮有关。     

高粱CBL家族基因的鉴定和初步分析

植物CBL家族基因在逆境响应过程中具有重要功能。本文利用生物信息学的方法，从高粱的基因组中鉴定出8个CBL基因，并对这些基因的染色体分布、序列特征、遗传进化和蛋白基序进行了系统分析。结果表明，高粱的CBL基因分为3个不同的进化类群，它们在基因组中的分布是不均匀的。高粱CBL基因预测编码的蛋白大多含有3个EF一手型结构，而且它们被预测定位在不同的细胞组分中。这些结果说明高粱CBL存在结构上的分化，可能它们的功能有所不同，这为进一步研究高粱CBL基因的功能以及利用它们进行高粱的分子育种改良奠定了基础。     

高粱GRAS基因家族全基因组鉴定及其对烯效唑的响应

GRAS转录因子广泛参与植物生长发育和逆境胁迫应答等多种代谢途径,并发挥重要作用。本研究利用生物信息学技术从高粱全基因组序列中鉴定出GRAS蛋白序列,经SMART和Pfam-search去除冗余序列后,通过ExPASy-ProParam、Mapchart以及MEGA7.0等进行理化性质、染色体定位和系统进化等分析,利用GO和KEGG对GRAS基因进行注释,结合转录组测序分析高粱GRAS家族成员在烯效唑处理不同时期的表达模式,并用实时荧光定量PCR技术检测部分具有显著转录组差异的GRAS成员表达情况。结果表明:从高粱全基因组中鉴定出80个GRAS转录因子,根据亲缘关系远近分为8个亚族;高粱GRAS基因氨基酸数介于295～967个,分子量介于31 529.21～107 470.03 kD,平均等电点6.01,96.25%的GRAS基因为不稳定蛋白,平均亲水性-0.264;除7号染色体外,其余染色体均有GRAS基因分布;基于高粱转录组数据,可以将GRAS基因分为5类;通过qRT-PCR验证8个表达量具有显著差异的GRAS基因,结果显示,6个基因与转录组数据表达趋势一致,其中5个为差异表达基因。上述结果初步筛选出5个在烯效唑处理下不同时间的差异表达基因,为研究高粱GRAS转录因子对烯效唑的响应提供理论依据。     

茄子生长素响应因子SmARF8的克隆与分析

 【目的】克隆茄子生长素响应因子新基因，为研究茄子果实形成发育的分子机制提供依据。【方法】采用RT-PCR 和RACE 技术克隆茄子ARF家族相应基因的cDNA全长序列。经序列联配进行与其它物种同源基因的保守域和进化关系分析。实时定量PCR 检测目的基因在茄子不同组织中的表达情况。【结果】将该基因命名为SmARF8，它的cDNA序列全长为3 671 bp，编码阅读框全长2 676 bp。氨基酸序列分析表明，SmARF8蛋白拥有核定位序列，蛋白质结构具有ARF家族的N-端DNA结合域，中间脯氨酸、丝氨酸和苏氨酸残基富集的非保守调控域，C-末端蛋白互作域。氨基酸与拟南芥的调控单性结实基因ARF8相似性较高，进化树分析表明它们聚集在一个分支上，进化关系非常密切。SmARF8基因在幼果中表达最强，在根、茎、叶、花蕾、花朵及成熟果实中表达较强烈。【结论】从茄子中克隆得到一个生长素响应因子家族基因SmARF8。     

普通烟草YUCCA基因家族的生物信息学分析

YUC基因家族催化吲哚-3-丙酮酸(IPA)生成生长素(IAA)的过程,进而调控植物生长素的合成.目前,研究者已经在多种植物上鉴定分析了YUCCA基因家族,但是关于烟草中该基因的报道较少.为了探讨普通烟草YUCCA基因结构及功能,通过检索普通烟草全基因组蛋白序列,筛选出21个烟草YUCCA基因家族序列,利用生物信息学工具对其蛋白质结构域、亚细胞定位、同源性进行分析.系统发育树分析结果显示,烟草YUCCA蛋白可以聚类到4个分支,与同为单子叶植物的拟南芥的亲缘关系较近.结构域分析结果显示,烟草YUCCA基因内含子数量在0～6个之间;协同进化树分析结果显示,亲缘关系近的基因内含子数量较为相近;亚细胞定位结果显示,19个序列定位到细胞质,2个序列定位到细胞质膜,该基因可能参与细胞质基因的转录调控.     

荞麦ARF基因家族的鉴定及生物信息学分析

生长素响应因子(auxin response factor, ARF)基因应答了生长素信号,在植物生长发育中具有重要的调控作用。以荞麦基因组数据库为基础,利用BlastP比对程序共鉴定了21个荞麦ARF基因,并对其基因结构、编码蛋白理化性质、保守结构域、保守基序、亚细胞定位、潜在磷酸化位点及系统进化关系进行了分析。基因结构分析表明,21个荞麦ARF基因均含有内含子,且不同基因间内含子数目存在较大差异。保守结构域分析显示,21个ARF蛋白均含有保守的B3和ARF结构域,部分ARF蛋白还含有Aux/IAA结构域。蛋白保守基序分析表明,21个ARF蛋白共有10个保守基序,基序长度在13~55个氨基酸之间。亚细胞定位分析表明,大多数ARF蛋白定位于细胞核,个别定位于叶绿体。潜在磷酸化位点分析显示,所有ARF蛋白均含有潜在的丝氨酸(Ser)、苏氨酸(Thr)和酪氨酸(Tyr)磷酸化位点,但各蛋白的不同磷酸化位点的数目差异较大。系统进化分析表明,21个ARF基因可以分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个亚家族,其中,Ⅰ亚家族可以进一步分为Ⅰa和Ⅰb两个家族,Ⅱ亚家族可以进一步分为Ⅱa和Ⅱb两个家族。研究结果为进一步克隆荞麦ARF基因及深入研究它们在荞麦中的功能提供了参考。     

ARF类转录因子GhARF3的生物信息学分析

运用生物信息学方法对棉花GhARF3基因序列进行BLAST分析、结构域分析、进化树分析、编码蛋白质的理化性质分析、疏水性分析、二硫键分析、磷酸化位点分析、二级结构以及三级结构的预测、亚细胞定位和蛋白质功能分类预测等分析。分析结果表明GhARF3具有ARF类转录因子的特性，可能参与棉花纤维发育的调控。为进一步研究GhARF3基因功能提供理论指导。     

高粱GRF基因家族鉴定及在非生物胁迫下的表达分析

生长调控因子（growth regulation factor,GRF）是植物中特有的一类转录因子,在植物激素调控、生长发育以及胁迫应答等多个领域扮演重要角色。对高粱GRF基因家族成员进行筛选鉴定,得到8个家族基因,分析了这些基因的理化性质、保守蛋白序列、基因功能及其共线性,分析了这些基因在非生物胁迫下转录组表达差异。结果表明,GRF基因家族结构较为保守,启动子元件含有干旱、低温、茉莉酸等响应元件,推测该家族基因参与生物及非生物胁迫应答响应。通过盐胁迫和烯效唑处理下的转录组数据分析,得到一个与耐盐相关的基因（SORBI_3002G297800）和一个与激素相关的基因（SORBI_3006G203400）,为进一步探究这些基因在高粱应对非生物胁迫中的作用提供了重要参考。     

高pH对拟南芥萌发和主根伸长的影响

土壤盐碱化严重影响作物的产量。近年来用模式植物拟南芥研究植物对盐响应分子机理的研究已经取得突破性进展。然而,植物对碱胁迫响应的生理、生化研究相对比较落后,对pH信号及胁迫响应分子机理的研究还比较少。试验以模式植物拟南芥为材料,研究了不同pH值对拟南芥种子萌发及幼苗生长发育的影响。结果表明:pH值过高会抑制种子萌发;随着pH值的逐渐增加,根的相对生长量和幼苗叶绿素含量均呈现先增加后减少的趋势;同时,根尖生长素含量随着pH值升高呈现先增加后减少的趋势,表明生长素含量变化可能在植物对碱胁迫的响应中,尤其是在根伸长过程中起着重要作用。因此,工作将加深人们对植物在碱条件下的生理和生化反应的理解,为揭示碱信号转导途径,筛选培育耐碱品种等提供依据。