小麦OSCA基因家族全基因组鉴定及表达分析

【目的】在全基因组水平对小麦(Triticum aestivum L.)OSCA家族成员（TaOSCAs）进行鉴定,以明确TaOSCA在小麦中的潜在生物学功能。【方法】利用BLASTP结合保守结构域筛选的方法鉴定小麦TaOSCA蛋白。用生物信息学方法分析TaOSCA基因家族成员系统发育关系,基因结构及跨膜结构域;利用公开的转录组数据分析TaOSCA在小麦不同发育阶段不同器官/组织的表达谱;以小麦品种中国春为材料,进行PEG-6000模拟的渗透胁迫处理,用实时荧光定量PCR检测叶片TaOSCAs在渗透胁迫下表达模式。【结果】从小麦中鉴定到35个TaOSCA蛋白;TaOSCAs分为TaOSCAⅠ、TaOSCAⅡ、TaOSCAⅢ和TaOSCAⅣ 4个亚家族,分别有15,16,3和1个成员。基因结构分析结果表明,除TaOSCA4.1-4B外,其余TaOSCA均包含多个外显子。跨膜结构域分析结果表明,除TaOSCA2.3-4B有5个跨膜结构域（TMs）外,其余TaOSCA成员均包含8～11个TMs。TaOSCAs在小麦不同发育时期各器官中的表达结果表明,TaOSCA1.1-3B/3D、TaOSCA1.2-1A/1B/1D、TaOSCA1.3-1A、TaOSCA1.6-1A/1D和TaOSCA3.1-2B/2D在全生育期高水平表达,TaOSCA1.4-2A/2B/2D在不同发育阶段的根组织中均高表达,TaOSCA1.5-1B/1D在生殖生长期穗中高表达,TaOSCA1.6-1B、TaOSCA2.6-3B/3D在生殖生长期籽粒中高表达,表明这些基因可能在根、穗及籽粒发育过程中发挥重要功能。渗透胁迫处理下,TaOSCA2.4和TaOSCA4.1表达下调,TaOSCA2.5的表达无显著变化,TaOSCA1.1、TaOSCA1.2等11个TaOSCA基因表达上调,说明这11个基因可能在小麦苗期响应渗透胁迫中发挥作用。【结论】TaOSCA基因可能在小麦响应渗透胁迫的过程中发挥重要作用。     

瓠瓜KNOX基因家族全基因组鉴定及组织表达分析

【目的】 探明瓠瓜KNOX基因家族特征,在瓠瓜全基因组水平上对KNOX基因家族成员进行鉴定和分析,研究其组织表达模式。【方法】利用生物信息学方法,对瓠瓜KNOX家族基因成员进行鉴定、编码蛋白理化性质分析及家族成员结构域和保守基序分析,利用MEGA 5.05软件构建系统进化树,采用实时荧光定量PCR技术,分析KNOX基因在瓠瓜不同组织（根、茎、叶、花、果实）中的表达情况。【结果】鉴定到12个瓠瓜KNOX家族基因,这些基因分布在6条染色体上,且均定位于细胞核。大多数瓠瓜KNOX家族蛋白含有同源异型盒蛋白特有的4种结构域KNOX1、KNOX2、ELK 和Homeobox_KN。系统进化分析将瓠瓜KNOX基因分为KNOX Class Ⅰ和KNOX Class Ⅱ 2大类群,2个类群又可进一步分为5个分支,其中Class Ⅰ-C为瓠瓜特有的进化分支。KNOX基因启动子区有多个激素响应元件和植物生长相关元件。组织表达分析发现,瓠瓜KNOX基因具有不同的表达模式,KNOX Class Ⅰ类基因表达具有组织特异性,在根、茎和果实中表达量较高,在其余组织中表达量较低或不表达,其中Lsi04G014450在根和茎中表达量最高,Lsi11G006380在果实中表达量最高;KNOX Class Ⅱ类基因在所有组织中均有较高表达。【结论】瓠瓜KNOX基因家族有12个成员,分布于6条染色体上,在进化关系上可分为5组,具有瓠瓜特有的进化分支,在不同组织中的表达具有特异性。     

MYB基因家族在桃不同育性品种中的表达模式分析

【目的】探究MYB基因家族成员在桃雄性不育中的表达模式，以筛选出与花粉发育相关的桃MYB家族成员。【方法】选择桃可育品种红芙蓉和不育品种沙红，以其红盛花前30,24,18,15 d（依次对应S1、S2、S3、S4时期）的花芽及盛花期花蕾为材料，对花药形态进行观察与比较；对2个桃品种S1~S3时期花芽中差异表达的MYB基因家族成员进行鉴定，并根据其FPKM值绘制热图；利用MEGA6软件，对桃花芽发育过程中差异表达的MYB转录因子和拟南芥、水稻等物种的28条MYB蛋白序列进行多重比对，构建系统进化树；从桃MYB基因家族成员中选择6个（Prupe.3G046900、Prupe.1G551400、Prupe.4G192000、Prupe.1G323400、Prupe.1G273900和Prupe.2G192100）表达趋势可能与育性相关并且与其他物种同源性较高的成员，分析其在不同育性桃品种中的表达特性。【结果】在盛花前18 d（S3时期）时，红芙蓉与沙红花药形态出现差异，红芙蓉花药最终表现为橙红色且较为饱满，而沙红则表现为淡黄色且瘪小。39个MYB基因家族成员在沙红和红芙蓉之间差异表达，其中27个属于R2R3MYB类转录因子；根据FPKM值聚类热图，39个MYB基因家族成员被分为3簇。由系统进化树可知，所有MYB蛋白被分成16簇，其中Prupe.3G046900与AtMYB26、Prupe.3G017100与AtMYB99、Prupe.3G0006300与AtMYB108同源性较高；而Prupe.1G276300与AtMYB25和AtMYB1，Prupe.1G551400、Prupe.1G323400与AtMYB4和AtMYB32分别单独成为1簇。Prupe.3G046900在可育品种各时期花芽中的表达量高于不育品种，Prupe.1G551400、Prupe.1G323400、Prupe.4G192000于花粉败育发生前后在不育品种花芽中的表达量高于可育品种。【结论】推测桃MYB基因家族成员Prupe.3G046900、Prupe.1G551400、Prupe.1G323400、Prupe.4G192000参与桃花粉发育的调控。     

巨桉GRF基因家族生物信息学分析及其在不同氮水平下的组织表达模式

【目的】从全基因组水平上鉴定巨桉生长调节因子（growth-regulating factor,GRF）基因家族成员,分析其在不同氮素水平下的组织表达模式,为巨桉GRF基因功能研究及氮高效利用桉树品种的培育奠定基础。【方法】在NCBI网站中选择巨桉基因组,用拟南芥和毛果杨的GRF蛋白序列与巨桉基因组数据库进行BLAST蛋白序列同源比对,并通过InterPro和SMART数据库进行保守结构域分析,获得巨桉GRF基因。利用在线网站Ex-pasy protparam、SignalP-5.0、WoLF PSORT和SOPMA,对巨桉GRF蛋白进行基本理化性质分析、信号肽预测、亚细胞定位及二级结构预测。利用MEGA7.0软件构建系统进化树,使用MEME在线平台分析EgrGRF蛋白的保守结构域和基序,用Plant CARE预测基因上游的顺式作用元件,并使用TBtools软件将结果可视化。以2年生巨桉苗为供试材料,浇灌氮素浓度分别为45（高氮）、15（常规氮）和1.5（低氮）mmol/L的营养液,4 d后取样,采用实时荧光定量PCR技术检测EgrGRF基因在3种氮素水平下的叶片、茎和根中的表达情况。【结果】鉴定得到6个巨桉GRF基因家族成员（EgrGRF1~EgrGRF6）,分布于4条染色体上;6个EgrGRF蛋白的氨基酸数目为296～605个,分子质量为33 415.86～64 630.89 u,理论等电点为7.29～8.85,脂溶指数为39.93～64.79,均为亲水性蛋白;无规则卷曲和α-螺旋为主要二级结构元件,均定位于细胞核上,未检测到信号肽存在。系统进化树分析表明,巨桉、毛果杨和拟南芥的GRF家族成员可分为4组,各组中EgrGRF蛋白数量分别为0,3,1和2个,多数EgrGRF成员与毛果杨亲缘关系较近。基因结构及蛋白基序分析结果显示,巨桉GRF基因家族成员具有2～4个内含子;6个EgrGRF蛋白均具有CX₉CX₁₀CX₂H和QX₃LX₂Q保守基序。顺式作用元件分析表明,EgrGRF基因启动子区含有茉莉酸甲酯、脱落酸、分生组织表达及低温等响应元件。实时荧光定量PCR结果显示,EgrGRF2和EgrGRF6基因在低氮处理的巨桉叶片中优势表达,EgrGRF2、EgrGRF3、EgrGRF5和EgrGRF6基因在低氮处理根中的表达量较高氮和常规氮处理显著升高,EgrGRF4基因在常规氮处理茎中的表达量最高。【结论】鉴定获得6个巨桉GRF基因家族成员,其中EgrGRF4基因可能参与茎生长发育的调控,EgrGRF2、EgrGRF3、EgrGRF5和EgrGRF6基因可能参与了巨桉对低氮胁迫的响应。     

黄瓜YABBYs家族及CsYAB1a基因功能初探

为鉴定黄瓜YABBYs家族及对CsYAB1a基因的生物学功能进行初步探究,通过BLASTp比对鉴定黄瓜YABBYs基因,并对其进行基因、蛋白质水平分析和染色体定位,同时利用实时荧光定量和原位杂交技术检测其在黄瓜中的时空表达模式;在拟南芥中异源过表达CsYAB1a基因,对转基因株系进行表达量分析和表型观察统计;通过外源喷施脱落酸和生长素处理检测CsYAB1a基因的响应情况。结果表明:1)黄瓜YABBYs家族包含8个家族成员,所有成员均包含C2C2锌指结构域和YABBY结构域;大部分YABBYs基因在生殖器官有表达,CsYAB1a基因主要在花瓣原基和子房外果皮中富集,并呈现出远轴端表达的极性模式。2)在拟南芥中异源过表达CsYAB1a基因导致雌雄蕊发育畸形且果荚变短、叶片细长并向远轴端卷曲等表型;CsYAB1a基因调控拟南芥果实和叶片的发育,并对果实发育基因AtSPL、AtIND、AtHEC以及叶片极性基因AtAS1和AtKANs的表达量有影响。3)黄瓜YABBYs基因启动子包含5种激素响应元件,CsYAB1a和CsCRC基因对外源脱落酸和生长素喷施处理均有响应。综上,推测黄瓜YABBYs家族可能在黄瓜营养生长和生殖生长过程中发挥重要作用,且CsYAB1a基因调控黄瓜果实和叶片的发育。     

甘薯β-淀粉酶家族基因的全基因组鉴定和表达分析

目的 挖掘甘薯Ipomoea batatas基因组中β-淀粉酶(Beta-amylase)基因家族序列信息,分析结构与功能信息。方法 基于甘薯栽培种‘泰中6号’全基因组测序数据,利用生物信息学分析方法对鉴定到的12个甘薯β-淀粉酶家族成员进行结构域保守性分析、染色体定位、潜在重复基因筛查、保守基序分析和系统进化树构建,利用转录组数据进行低温胁迫下相关基因的表达分析。结果 12个β-淀粉酶基因分布于甘薯第2、4、5、6、11、12、13和14号染色体上,含有8个具有潜在重复关系的基因对。多重比对和功能结构域搜索结果显示,甘薯β-淀粉酶家族的氨基酸序列中含有3个保守性较高的区域和10个保守基序。甘薯与其他物种β-淀粉酶蛋白的系统进化分析结果显示,62个β-淀粉酶家族成员被分为S1~S7等7个亚组,甘薯β-淀粉酶家族成员主要分布在S2、S4、S5、S6以及S7亚组中,且大多与拟南芥、马铃薯以及番茄的β-淀粉酶为同一分支。转录组测序数据分析结果显示,在低温贮藏的过程中有6个甘薯β-淀粉酶基因表达量出现变化,其中‘徐薯15-1’有2个基因上调表达、4个基因下调表达,‘徐薯15-4’仅有2个基因下调表达。结论 β-淀粉酶是一类关键的淀粉水解酶,在甘薯生长发育和薯块贮藏阶段淀粉降解为还原糖的过程中发挥着重要作用,本研究鉴定得到的12个甘薯β-淀粉酶基因序列信息为进一步探讨甘薯β-淀粉酶基因家族的生物学功能提供数据参考。     

石榴低温响应因子CBF基因家族鉴定及其表达分析

CBF（C-repeat binding factor）是AP2家族的一类转录激活因子，在植物响应低温胁迫和提高植物耐寒性方面具有重要作用。虽然多个石榴品种的基因组已经发布，但仍缺乏对其CBF基因家族的全面研究。为全面分析石榴（Punica granatum L.）CBF基因家族分子生物学特性，本文对鉴定到的PgCBFs成员进行了生物信息和表达分析。结果表明，石榴全基因组中有7个CBF基因家族成员，蛋白序列中除包含AP2结构域外，还具有CBF特征序列PKKPAGRxKFxETRHP和DSAWR；7个成员集中分布在染色体1和4上，编码蛋白质氨基酸长度为201~267 aa，分子质量为21.69~29.81 ku；进化分析显示PgCBFs基因家族成员分布在Group Ⅱ~Ⅳ 亚组中，与水稻CBF成员组成的Group Ⅰ存在明显区分；除 PgCBF2、 PgCBF4、 PgCBF5基因结构中含有1~2个内含子外，其余与其他物种类似，属内含子缺失型；编码的蛋白序列均含有保守基序Motif 1~7；蛋白二级结构主要为不规则卷曲和α-螺旋，三级结构较为相似。PgCBFs基因家族扩增主要来源于串联重复，并与拟南芥、苹果、桃分别存在2对、5对和4对共线性关系；GO注释显示PgCBFs多与转录调控、低温胁迫或激素诱导相关；启动子区含有多种顺势作用元件，主要为胁迫刺激、激素诱导和光响应元件；基因表达分析发现除 PgCBF6外，其余成员在根中高度表达，在低温胁迫处理下PgCBF在根和韧皮部表达量显著上调，其中 PgCBF7能够快速响应并持续应答低温诱导。结合进化树、共线性、启动子以及表达分析，推测 PgCBF7可能与石榴幼苗低温胁迫调控相关。本研究可为深入研究石榴CBF基因家族生物学功能提供理论基础。     

GA信号因子 SlMYB33对番茄开花时间及果实大小的影响

以番茄Micro-Tom为材料，以GA信号转导因子GAMYB基因 SlMYB33为对象，利用GUS组织化学染色分析 SlMYB33在花和果实中的表达模式；其次，通过载体构建、遗传转化得到转基因植株，通过转基因植株的表型分析探究 SlMYB33对番茄开花及果实发育的影响。结果表明， SlMYB33主要在番茄雄蕊和柱头中表达；在番茄Micro-Tom中过表达 SlMYB33，获得OE3、OE4、OE5、OE6和OE7五个过表达株系；表型观察表明， SlMYB33的过量表达可导致番茄开花时间延迟，同时促进果实增大。     

芥蓝TCP家族全基因组鉴定及表达分析

为明确芥蓝TCP家族相关基因在叶片发育中的功能,基于甘蓝基因组数据,分析鉴定出芥蓝TCP基因家族有40个成员,参考拟南芥同源TCP基因注释及拟南芥数据库基因的相对表达量,初步选取BoTCP21和BoTCP25基因,采用qRT-PCR分析。结果表明:BoTCP21和BoTCP25均在叶片中大量表达,但二者在真叶不同部位的表达模式存在差异。为了进一明确TCP基因家族中参与叶片发育的基因,采用生物信息学方法并结合qRT-PCR对BoTCP家族进行了全面分析。结果显示:40个BoTCP都属于非分泌亲水性蛋白,分别定位在8条染色体上;系统进化树构建和亲缘关系分析将芥蓝中的BoTCP成员归为3类,其中PCF亚家族有19个成员,CYC亚家族8个成员,CIN亚家族13个成员。qRT-PCR结果表明:BoTCP21和BoTCP25在真叶和薹叶中具有较高的表达量,BoTCP14在开花结荚的植株根部表达量较高,而BoTCP16则在抽薹植株的根部表达量最高,说明BoTCP家族成员在组织部位表达存在时空特异性且广泛参与了植株的形态建成和器官发育。     

不同外源物质对西瓜番茄红素含量及其关键酶基因表达的影响

【目的】探讨脱落酸(ABA)、MnSO₄、褪黑素(MT)对西瓜番茄红素含量及其合成代谢相关酶基因表达的影响,为明确番茄红素积累内在机理和提高西瓜番茄红素含量提供理论依据。【方法】以西瓜品种玲珑王为材料,在植株伸蔓期叶面喷施ABA、MnSO₄和MT,以喷施清水为对照,研究3种外源物质处理对西瓜果实发育过程中番茄红素积累及关键酶基因西瓜牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合成酶基因(GGPS)、植物烯合酶基因(PSY)、酶解 胡萝卜素去饱和酶基因(ZDS)、番茄红素环化酶基因(LCYB、LCYE)、9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶基因（NCED）表达模式的影响。【结果】MnSO₄、ABA、MT处理均可使西瓜果实的转色期提前,并增加了果实番茄红素含量。在授粉后10 d,只有ABA、MnSO₄处理可检测到西瓜果实中含有番茄红素;授粉后17 d各处理均可检测到番茄红素,授粉后17~24 d番茄红素积累速度最快;授粉后38 d时西瓜果实番茄红素含量最高,MnSO₄、ABA、MT处理番茄红素含量分别为90.78,82.24和82.13 μg/g,且均显著高于清水对照（65.00 μg/g）。外源物质对西瓜果实番茄红素含量的影响受番茄红素合成代谢酶基因表达差异的调控,其中ABA处理会引起番茄红素代谢酶基因LCYB1、LCYB2、LCYE在多个时期下调表达,MnSO₄处理会引起西瓜GGPS1、GGPS2、PSY1、PSY2、ZDS番茄红素合成基因在多数时期上调表达,MT处理主要引起NCED1、NCED7基因大幅下调表达。【结论】叶面喷施MnSO₄、ABA、MT会加快西瓜果实番茄红素的积累,其中ABA处理主要通过降低番茄红素转化速率来实现西瓜番茄红素的积累,MnSO₄处理主要通过提高番茄红素合成速率使番茄红素含量增加,MT处理主要通过NCED基因的低表达降低类胡萝卜素的分解速率,从而使番茄红素含量增加。     

木薯MebZIP7和MebZIP9基因的克隆及其转录活性分析

为揭示碱性亮氨酸拉链转录因子(Basic leucine zipper,bZIP)家族在木薯块根发育和淀粉积累中的功能。本研究克隆了木薯bZIP基因家族2个成员MebZIP7和MebZIP9,系统分类比较发现它们为A亚族,属于ABF(ABA-response-element-binding factor)类基因,亚细胞定位试验发现它们具有核定位特征。通过实时荧光定量PCR(qPCR)分析证明MebZIP7和MebZIP9在栽培品种块根和叶片中表达显著高于野生型,二者均受外源脱落酸(ABA)诱导,在块根中快速增加10.7和6.3倍,然后下降;叶片中均为4.5倍,时间滞后。进而对于其在大田条件下多个栽培品种和野生型不同发育时期块根及叶片中的表达进行分析,证明MebZIP9在栽培品种发育不同时期块根和叶片中的转录活性均显著高于野生型,且块根中更突出;MebZIP7在块根发育早中期高于野生型。说明ABF类基因参与木薯ABA信号通路且影响块根淀粉积累。     

ABA对甜瓜果实成熟和软化的调节

以甜瓜为材料,分析了果实发育成熟过程中生理生化变化,克隆了ABA生物合成关键酶9-顺环氧类胡萝卜素双加氧酶基因NCED的保守序列并进行表达分析,研究了ABA,NDGA、1-MCP及1-MCP+ABA对果实成熟软化的影响.结果表明:NCED基因在甜瓜果实始熟期大量表达,内源ABA高峰出现在此之后.乙烯释放量,ACC含量和ACO活性在果实成熟初期极低,其各自峰值的出现迟于ABA高峰10 d左右.外源ABA处理显著促进果实成熟和软化,各项成熟指标比对照提前8 d.NDGA处理效果相反;1-MCP和1-MCP+ABA处理与NDGA处理相似,但效果较小.ABA启动了甜瓜果实成熟,它通过诱导乙烯合成相关酶基因的表达而参与了成熟与软化过程,乙烯则主要在成熟后期,尤其是在果实固有风味形成过程中起主导作用.     

桃果实成熟软化与细胞壁降解相关糖苷酶及乙烯生物合成的关系

【目的】研究不同溶质型桃成熟软化过程中β-半乳糖苷酶（β-Gal）和α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶（α-Af）以及乙烯生物合成相关酶（ACC氧化酶ACO和ACC合成酶ACS）的变化。【方法】采用气相色谱测定乙烯释放量;采用常规理化分析方法测定相关酶活性;采用RT-PCR研究相关酶的定性表达,同时采用Real-time PCR分析其表达量的变化。【结果】不同桃品种之间软化特性存在较大差异,‘雨花3号’桃果实成熟过程中,随着果实硬度下降,乙烯释放量明显增加并出现峰值,‘加纳岩’桃果实在成熟过程中一直保持相对较高的硬度且乙烯释放量很低,其最高值不及‘雨花3号’桃果实乙烯释放量的1%;β-Gal基因表达量和活性在桃果实成熟软化前期较高,α-Af基因表达和活性在成熟软化后期较高,且α-Af的快速变化期滞后于乙烯及其合成相关酶的变化。【结论】β-Gal酶对桃果实早期阶段的软化启动有较大影响,且两类桃果实β-Gal基因表达和β-Gal活性可能存在不同的诱导机制; α-Af对桃果实成熟中后期快速软化影响更显著且α-Af的激活与果实内源乙烯的积累密切相关。     

欧李果实不同（成熟）阶段不同部位酚类物质含量比较

为了能给进一步研究和开发应用欧李提供理论参考，以红皮红肉欧李、红皮黄肉欧李和黄皮黄肉欧李3种不同资源类型欧李果实为试验材料，对不同成熟阶段不同部位欧李果实的酚类物质含量进行比较研究。结果表明：3种欧李资源类型果皮、果肉和果实中总酚、总黄酮、原花青素、花青素和黄酮醇含量均基本表现为硬熟期高于完熟期，其中硬熟期红皮红肉欧李果皮中各酚类物质含量分别比完熟期多124.95、30.21、99.39、264.28和6.93 mg·100 g^-1。在果实的不同部位，除黄皮黄肉欧李总酚含量在果肉中最高之外，3种欧李资源类型各酚类物质含量均表现为果皮中最高,其中红皮红肉欧李果皮中的总酚、总黄酮、原花青素、花青素和黄酮醇含量分别比果肉多471.99、48.19、75.42、111.33和3.79 mg·100 g^-1。以上结果显示，不同欧李资源类型均表现出硬熟期果实各酚类物质含量高于完熟期的特性；多数欧李资源类型果皮中的各酚类物质含量高于果肉，果皮是果实中各酚类物质主要分布和积累的部位。     

甘蓝型油菜WOX基因家族的鉴定与表达分析

对甘蓝型油菜WOX基因家族进行研究，利用生物信息学方法鉴定到58个家族成员，对其理化性质、系统发育树、基因结构、保守结构域、染色体位置、顺式作用元件和表达模式等进行分析，结果表明：氨基酸长度为121~397，分子质量为13 962.77~44 157.46 u，等电点为5.23~9.63，亲水性均小于0，不稳定系数为42.12~75.63，亚细胞定位在细胞核和叶绿体；系统进化树将WOX基因分为3大类和9个亚支；相同亚支的成员motif和基因结构相似或相同；除 BnWOX1、 BnWOX3、 BnWOX4、 BnWOX15、 BnWOX32、 BnWOX42、 BnWOX43、 BnWOX51、 BnWOX53 基因外，其余 49 个BnWOX基因不均匀分布在19条染色体中的18条染色体上(ChrC06 除外)，有38对串联重复基因；基因上游序列中包含转录因子结合位点、逆境响应、光响应、激素响应、分生组织调控等顺式作用元件等；各组织器官表达分析表明，BnWOX基因在根、茎尖、种子、角果中表达量较高；对WOX基因进行定量分析发现，在冷胁迫和干旱胁迫下基因表达量有显著变化，表明BnWOX基因可能在油菜响应冷/旱胁迫的调控机制中发挥着重要作用。     

西方蜜蜂Sirtuin蛋白家族基因鉴定及表达分析

Sirtuin蛋白是一类进化保守的NAD⁺依赖性脱酰基酶家族，可调控生物的新陈代谢、基因组稳定性和寿命。为探究西方蜜蜂Sirtuin蛋白家族基因种类、分布和分子特征，以及不同级型、不同发育时期的表达模式，基于西方蜜蜂全基因组数据，采用生物信息学方法对西方蜜蜂Sirtuin蛋白家族成员进行鉴定，预测家族基因的结构和染色体位置，分析家族基因的结构域和系统发育关系；采用qRT-PCR分析Sirtuin蛋白家族基因在西方蜜蜂雌性蜂不同发育时期的表达情况。结果表明，在西方蜜蜂全基因组中鉴定出10个Sirtuin蛋白基因，属于6个家族成员（ AmSirt1、 AmSirt2、 AmSirt4~ AmSirt7）， AmSirt1和 AmSirt2家族成员各包含3个基因。6个家族成员基因分别定位于不同的染色体上，其中 AmSirt1和 AmSirt2呈现典型的串联重复分布， AmSirt1、 AmSirt6和 AmSirt7主要定位于胞质/细胞核， AmSirt2和 AmSirt5主要定位于胞质， AmSirt4定位于线粒体。西方蜜蜂Sirtuin蛋白家族基因的编码氨基酸数为265~899个，分子质量为 29.45~102.91 ku，等电点为4.58~9.09，外显子数为4~9个，内含子长56~2 719 bp，Sirtuin蛋白家族基因包含12个保守结构域，并发现3个西方蜜蜂所特有的保守氨基酸位点。Sirtuin蛋白家族基因鉴定和系统发育关系表明，西方蜜蜂缺少 Sirt3基因，10个Sirtuin蛋白基因聚合为4类6个分支，与东方蜜蜂、大蜜蜂的同源性较高。6个家族基因在蜂王和工蜂不同发育时期均有表达，蜂王整体基因表达量高于工蜂，各家族基因表达量均在2日龄蛹达到峰值。综上表明，西方蜜蜂有6个Sirtuin蛋白家族成员，系统进化中分为4类，缺少Sirt3家族成员。推测在西方蜜蜂雌性蜂不同发育时期，Sirtuin蛋白基因表达受禁食行为、热量限制和器官分化的影响。     

结球甘蓝SET基因家族鉴定与表达分析

植物SET基因是一类含有SET结构域的高度保守的基因家族,参与调控植物多种生命过程。为探讨结球甘蓝SET基因家族及其表达情况,采用生物信息学方法对SET基因家族进行鉴定,并利用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）和半定量PCR（RT-PCR）对SET基因在不同组织中的表达模式进行分析。结果鉴定出28个结球甘蓝SET基因,它们不均匀分布在除1号染色体外的其他8条染色体上,编码蛋白的相对分子质量在29.20 ~ 185.16 kDa之间,预测等电点在5.02 ~ 9.06之间。基因结构分析表明结球甘蓝SET基因有0 ~ 23个内含子。系统进化分析将该家族成员分为7个亚族,其中第Ⅱ和第Ⅴ亚家族成员最多。在7个亚家族中,每个家族挑选1个基因,qRT-PCR结果显示选取的7个SET基因在结球甘蓝的叶片中不表达,而在根、茎、花蕾和花中均有表达,其中花蕾中表达量较高,进一步RT-PCR检测发现其在花粉母细胞时期高度表达。对结球甘蓝SET基因家族进行了鉴定,分析其进化关系和表达模式,可为深入研究该家族基因功能奠定一定的理论基础。     

大豆生育期E1、E2、E3和E4基因的研究与应用

大豆E1～E4基因作为对大豆生育期影响最大的E系列基因,与大豆品种生态类型密切相关。为总结大豆主要生育期基因E1～E4的研究进展和应用现状,促进中国大豆生育期育种模式的形成,本研究综述E1～E4基因不同变异类型、变异类型鉴定方法和调控大豆光周期机理的研究进展及大豆群体E1～E4基因型分析在大豆品种生长适应性研究中的应用,以期为大豆生育期遗传调控机理的全面深入研究提供参考,同时为适应不同生态区域的大豆遗传育种工作提供依据。     

黄体期和卵泡期小尾寒羊KiSS-1与RFRP-3组织表达研究

为分析KiSS-1和RFRP-3基因在小尾寒羊不同繁殖时期(黄体期和卵泡期)下丘脑、垂体、性腺轴各组织中的表达差异,阐明这2个基因在绵羊发情转换中的表达模式,以常年发情的小尾寒羊为研究对象,采用实时荧光定量PCR技术,对比分析了KiSS-1和RFRP-3基因在黄体期和卵泡期的小尾寒羊下丘脑—垂体—性腺轴各组织中的表达差异。结果表明:1)KiSS-1和RFRP-3基因在下丘脑、垂体、卵巢等10种组织中均有表达;2)黄体期和卵泡期下丘脑中KiSS-1基因表达量均显著高于其他组织(P0.05),卵泡期下丘脑和松果体中KiSS-1基因表达量均显著高于黄体期(P0.05);3)黄体期和卵泡期下丘脑和卵巢中RFRP-3基因的表达量均显著高于其他组织(P0.05),且卵巢中RFRP-3基因在黄体期的表达量显著高于卵泡期(P0.05)。综上,研究发现KiSS-1和RFRP-3基因在绵羊发情调控中均发挥重要作用,KiSS-1促进发情而RFRP-3抑制发情。