白桦BpERF1和BpERF2基因的克隆与表达模式分析

【目的】对白桦Bp ERF1和Bp ERF2基因进行生物信息学分析及非生物胁迫下的表达模式分析,为白桦抗逆育种提供重要基因源和理论依据。【方法】从白桦转录组数据库中找到2条ERF基因,通过生物学网站及软件对其进行生物信息学分析;通过RT-PCR分析盐和干旱胁迫下2个ERF基因的表达模式。【结果】Bp ERF1蛋白含有2个核定位信号,Bp ERF2蛋白含有1个核定位信号;两个ERF蛋白的结构域均含有3个反向平行的β折叠和一个α螺旋;Bp ERF1和Bp ERF2都属于ERF亚家族成员;在Na Cl胁迫下,Bp ERF1基因在根和叶中的相对表达量与对照相比呈上调表达的趋势;Bp ERF2基因在根茎叶中均呈下调表达的趋势;在PEG胁迫下,两个基因的表达模式与Na Cl相似。【结论】生物信息学分析结果推测Bp ERF1和Bp ERF2基因可能参与植物对生物和非生物胁迫的应答;2个ERF基因均可以不同程度地被高盐和干旱胁迫所诱导,但不同ERF基因在胁迫下的表达模式存在差异,ERF基因的表达具有组织特异性,说明2个ERF基因可能通过不同的调控机制来应答逆境胁迫。     

花椰菜ERF114基因的克隆及Gateway技术构建表达载体

【目的】为进一步探究花椰菜ERF114基因功能,从花椰菜中克隆ERF114基因并构建植物表达载体。【方法】利用RTPCR技术从花椰菜中分离ERF114基因;通过生物信息学软件对ERF114蛋白特性进行预测和分析;采用Gateway技术构建ERF114基因的植物表达载体。【结果】克隆获得了花椰菜ERF114基因,其全长为681 bp,编码226个氨基酸,具有1个AP2结构域。生物信息学分析显示,该蛋白质为亲水性蛋白,有1个跨膜区域,二级结构以α-螺旋,β-折叠和无规则卷曲结构为主。进化树分析表明,花椰菜ERF114与油菜的亲缘关系最近。同时成功构建了植物表达载体。【结论】成功克隆了花椰菜ERF114基因,对其进行生物信息学分析,并构建其表达载体,为探究花椰菜ERF114基因功能及分子调控机制奠定了基础。     

毛果杨 RAV/PLC 基因生物信息学分析

【目的】利用生物信息学手段,对毛果杨(Populus trichocarpa)RAV/PLC基因编码蛋白质结构和特征进行预测。【方法】以PLC(Phospholipases C)为关键字在Phytozome数据库搜索毛果杨磷脂酶C基因序列,以RAV/PLC基因及其蛋白质序列为研究对象,利用多种生物信息学分析工具对其基因结构及蛋白功能进行分析。【结果】在毛果杨PLC编码基因中发现了一个可编码RAV和PLC结构域的特殊基因,该基因在Phytozome数据库中编号为Potri.018G109200,ORF区域长度为1 650 bp,编码549个氨基酸,预测分子量为62.72338 ku,理论等电点为9.16;该基因在茎中表达量最高,芽中表达量其次之根和叶中表达量较低。其编码蛋白包含1个AP2结构域、1个B3结构域和1个PLC-X结构域,AP2/B3结构域和PLC-X结构域之间可能存在一个跨膜区;启动子元件分析表明,RAV/PLC基因可能与光应答及激素应答相关;String软件预测RAV/PLC基因可能与MYB103、WRKY49、ABI5、DXS2存在功能关联;KEGG分析表明,该基因主要与RAV转录因子信号通路有关;同时利用同源建模方法获得了RAV/PLC的完整三维模型。【结论】通过对RAV/PLC基因结构和蛋白功能预测,为该基因克隆及参与信号通路分析提供参考。     

葡萄OVATE基因家族生物信息学及表达

【目的】OVATE是一类调控植物生长发育的转录抑制因子,对葡萄OVATE基因家族(Vv OFPs)进行生物信息学和组织特异性表达分析,为该类基因的功能研究奠定基础。【方法】根据OVATE保守域蛋白序列(PF04844)对葡萄OVATE基因家族进行鉴定,利用生物信息学方法对葡萄OVATE基因家族染色体定位、基因结构、保守结构域、亚细胞定位等方面进行预测和分析,并分析葡萄和拟南芥OVATE基因家族的进化关系。采用实时荧光定量PCR技术检测Vv OFPs组织表达特性。【结果】葡萄OVATE基因家族包含17个成员,不均匀地分布在11条染色体上,均没有内含子结构,编码115—444个氨基酸,等电点4.55—9.69,均为亲水蛋白;所有蛋白均包含完整的OVATE保守结构域,亚细胞定位主要在细胞核中。根据进化树拓扑结构,将葡萄和拟南芥OVATE蛋白家族聚为六类(Ⅰ—Ⅵ),其中,Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ类仅包含两个基因,Ⅰ、Ⅳ、Ⅵ类中Vv OFPs和At OFPs相互交错地聚类在一起;Vv OFPs和At OFPs共包含10个未知基序,保守元件1和2位于OVATE结构域区域,此外,在OVATE结构域外每个类别均包含特有基序。Vv OFPs具有组织表达特异性,12个基因在根、茎、叶、花和果实中均可以检测到表达,其余5个基因仅在特定组织中表达。多数Vv OFPs在根、嫩茎和花中表达量较高,在嫩叶和果实中仅检测到少数基因表达;Vv OFPs在不同发育期表达量存在差异,通常在开花前1周和开花期表达量较高,而花后4周果实中表达量较低。1对旁系同源基因表达模式相似,3对旁系同源基因产生了新的表达模式。【结论】葡萄OVATE结构域序列比较保守,其在不同组织中呈现出多种表达模式,推测其可能参与了葡萄生长发育的调控。     

基于Label free定量蛋白质组学技术对马铃薯晚疫病菌氮饥饿条件下分泌蛋白组初步分析

【目的】探讨氮源是否影响马铃薯晚疫病菌分泌蛋白的致病性。【方法】应用蛋白质组学Label-free技术,对受氮饥饿处理24 h和未处理的马铃薯晚疫病菌分泌蛋白进行鉴定,并对其鉴定蛋白进行生物信息学分析。【结果】共发现61个蛋白质的表达量存在显著差异,其中41个蛋白质表达量上调,20个蛋白质表达量下调。经生物信息学分析表明它们95%定位于细胞核、细胞质、线粒体和分泌型,主要参与碳代谢、氨基酸的生物合成和核糖体代谢,参与的生物过程主要是细胞过程、代谢过程和细胞成分组织或生物起源。【结论】氮源提高致病性蛋白的分泌,影响马铃薯晚疫病菌的致病性。     

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.     

葡萄风信子MaMYB1基因的克隆及表达分析

【目的】克隆葡萄风信子MYB转录因子基因(MaMYB1),并对其进行生物信息学和表达模式的分析。【方法】以开蓝色花的葡萄风信子品种"亚美尼亚"为材料,利用RACE技术得到其MaMYB1基因cDNA全长,对其进行生物信息学分析,利用酵母单杂交方法检测其转录激活活性,并用实时定量PCR方法分析该基因在根、茎、叶及不同发育时期花中的表达特性。【结果】通过RACE-PCR,克隆得到953bp的MaMYB1基因,其开放阅读框长750bp,编码249个氨基酸,推测的蛋白分子质量约为27.7ku,理论等电点为9.3。MaMYB1基因编码的蛋白序列中具有2个典型的MYB结构域R2和R3,且在R3结构域下游含有与BHLH蛋白结合的[D/E]Lx2[R/K]x3Lx6Lx3R结构域。MaMYB1与玉米ZmP1及拟南芥MYB12的关系较近。酵母单杂交检测表明:MaMYB1具有转录激活活性。实时定量PCR分析结果表明:MaMYB1在不同组织中均有表达,以在花中表达量较高,且在花不同发育时期表达量差异显著。【结论】从葡萄风信子中克隆到1个新的MYB基因MaMYB1;推测该基因可能参与了葡萄风信子花发育过程的调控。     

铁皮石斛鲨烯合酶基因的克隆及其组织表达模式分析

【目的】克隆珍稀濒危兰科药用植物铁皮石斛(Dendrobium officinale Kimura et Migo)鲨烯合酶(Squalene synthase,SS)基因(DoSS),并对其进行生物信息学与组织表达模式分析,为研究其生物学功能提供参考。【方法】采用RT-PCR和RACE技术,获得DoSS基因全长序列;利用生物信息学软件预测DoSS蛋白的理化性质、结构域及亚细胞定位等分子特性;用DNASTAR 6.0和MEGA 4.0分别进行DoSS蛋白氨基酸多序列比对和进化关系分析;借助qPCR检测DoSS基因的组织表达模式。【结果】成功克隆获得铁皮石斛鲨烯合酶基因,命名为DoSS(GenBank注册号JX272631),其cDNA全长1 735bp,编码一条由410个氨基酸组成的多肽,分子质量46.99ku,等电点7.13;DoSS蛋白含有鲨烯/八氢番茄红素合成酶保守结构域(44-315位氨基酸);DoSS与其他多种植物SS基因的编码蛋白同源性很高(61%~75%),与水稻、玉米等单子叶植物的亲缘关系较近;DoSS基因为组成型表达,在根中的表达量最大,为叶的12.41倍;茎次之,为叶的1.87倍。【结论】成功克隆得到1个鲨烯合酶基因(DoSS)全长cDNA;DoSS基因的(在根中高)表达特征暗示,其可能在铁皮石斛根的生长发育中发挥重要的调控功能。     

马铃薯StSUT2基因在烟草中过表达提高其耐盐性

【目的】为明确马铃薯蔗糖转运蛋白(SUT2)对盐胁迫的响应,本研究对StSUT2的功能进行初探。【方法】通过同源克隆技术得到马铃薯StSUT2基因并进行生物信息学分析,使用荧光定量PCR技术检测马铃薯青薯9号不同器官中SUT2基因在盐胁迫下表达量的变化,随即构建表达载体并遗传转化烟草,测定转基因烟草在盐胁迫下脯氨酸、可溶性蛋白和可溶性糖含量的变化。【结果】①马铃薯StSUT2基因CDS长度为1818 bp,编码605个氨基酸;系统进化树分析表明,马铃薯StSUT2与番茄亲缘关系最近。②马铃薯StSUT2基因可被盐胁迫诱导,其中根、茎中的表达量在胁迫8 h最大,而叶中的表达量在4 h最大。③构建表达载体pJAM1502-StSUT2并转化烟草,经PCR和qRT-PCR鉴定,获得6株转基因植株,并选取表达量最高者进行后续实验。④盐胁迫下测定野生型与过表达植株中脯氨酸、可溶性蛋白以及可溶性糖含量发现,过表达植株中脯氨酸、可溶性蛋白以及可溶性糖含量均高于野生型。【结论】StSUT2可能会通过提高渗透性物质含量来增强植物的耐盐性。     

玉米大斑病菌转录因子StSte12的表达特性分析及其调控基因的筛选

【目的】确定玉米大斑病菌转录因子StSte12在基因组中的位置,分析目的蛋白质StSte12的结构特征;明确StSTE12在病菌不同发育时期的表达情况;筛选可能受StSte12转录因子调控的基因,分析其匹配序列的结构特征,并比较它们在病菌的中表达情况。【方法】利用生物信息学方法,确定StSte12在玉米大斑病菌基因组中的位置并解析目的蛋白质StSte12的结构特征;利用Western blot技术分析StSTE12在病菌不同发育时期的表达规律;根据酿酒酵母Ste12转录因子的下游调控基因,筛选病菌中可能受StSte12调控的功能基因;并利用生物信息学方法得出下游调控基因的结合位点;利用RT-PCR技术,分析这些基因在StSTE12 RNAi转化子与野生型菌株中的表达情况。【结果】StSTE12的 ID为105656,该基因位于scaffold_13正链的1061747-1064127位置;该蛋白具有Ste12-like蛋白特有的保守结构域（STE homeodomain和ZnF_C2H2锌指结构）及空间结构;StSTE12在附着胞时期表达量最大;筛选了部分StSte12调控基因,与StSte12的匹配序列为T\C GAAAC A\G,中间部分GAAAC非常保守;StKAR5在野生型中表达量小于StSTE12 RNAi转化子,StBEM2、StBUD8、StCHS7相反;StRAX2的表达量在野生型和转化子中一致。【结论】StSte12具有Ste12-like所特有的DNA结合结构域和空间结构;该蛋白在附着胞发育中发挥重要功能;筛选了部分StSte12的调控基因,其匹配序列可概括为T\C GAAAC A\G,且证实了这些基因受StSte12调控。     

蒜芥茄SsWRKY1基因克隆及黄萎病病原菌胁迫下表达分析

【目的】克隆蒜芥茄WRKY1基因(SsWRKY1),并分析其在黄萎病病原菌胁迫下的表达模式,为探究WRKY1基因在野生蒜芥茄黄萎病抗性中的调控机制提供理论参考。【方法】利用染色体步移技术克隆SsWRKY1基因,通过在线生物信息学软件进行序列分析及构建系统发育进化树;采用GFP融合蛋白表达法对WRKY1蛋白进行亚细胞定位,利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测SsWRKY1基因在不同组织及接种黄萎病病原菌后不同时间的相对表达量。并分析9种野生茄材料接种黄萎病病原菌后的病情指数与WRKY1基因表达变化量的相关性。【结果】克隆获得的SsWRKY1基因(GenBank登录号MZ846202)ORF序列长度为1224 bp,编码407个氨基酸残基,蛋白相对分子量为44.87 kD,理论等电点(p I)为6.91,属于亲水性不稳定蛋白,亚细胞定位于细胞核,符合转录因子特征。SsWRKY1蛋白含有2个WRKY保守结构域和C2H2型锌指结构,属于Ⅰ类WRKY转录因子,其二级结构主要由α-螺旋(7.13%)、β-折叠(4.67%)、无规则卷曲(73.71%)和延伸链(14.50%)组成。SsWRKY1蛋白与番茄、野生潘那利番茄、野生番茄、马铃薯WRKY1蛋白的亲缘关系较近。SsWRKY1基因在根和茎的相对表达量显著高于叶中的相对表达量(P<0.05,下同)。黄萎病病原菌接种后不同时间,SsWRKY1基因的相对表达量均低于对照组(无菌水接种),但仅在24 h时二者差异达显著水平。9种野生茄材料接种黄萎病病原菌后的病情指数与接种前后WRKY1基因表达变化量间呈显著正相关。【结论】SsWRKY1属于第Ⅰ类WRKY转录因子,序列高度保守,在细胞核中表达,其基因具有组织表达特异性,黄萎病菌胁迫后该基因的表达下调,推测WRKY1在野生茄黄萎病抗性中起负调控作用。     

玉米肌动蛋白解聚因子ZmADF4基因克隆、转录活性及表达分析

【目的】克隆玉米肌动蛋白解聚因子4（ZmADF4）基因,并对其转录活性和表达模式进行分析,为探究玉米ADF家族基因的功能及调控机制提供参考依据,也为玉米抵抗逆境胁迫研究提供潜在的基因资源。【方法】采用同源克隆技术克隆玉米叶片ZmADF4基因,运用生物信息学软件分析其编码蛋白的理化性质、保守结构域及二、三级结构;通过原生质体瞬时转化进行亚细胞定位;利用酵母自激活分析该基因转录活性,下载RNA-Seq数据分析其在不同组织中的表达特性,并利用实时荧光定量PCR检测其在不同逆境胁迫下的表达情况。【结果】从玉米叶片克隆获得的ZmADF4基因,编码区（CDS）长度为420 bp,编码139个氨基酸残基,蛋白分子量为15.855 kD,理论等电点（pI）为7.66,属于亲水性蛋白,具有典型的植物ADF蛋白家族的保守结构域ADF_gelsolin,主要定位于细胞质中。ZmADF4基因不具有转录自激活效应,且在根、茎、叶、花丝、花药、胚、胚乳和果皮等组织中呈差异性表达,在茎、果皮和叶片中表达量较高。ZmADF4基因对高温胁迫、低温胁迫、高盐胁迫、干旱胁迫及脱落酸处理均有响应,其中高温胁迫下,整体呈上调表达趋势,而低温胁迫和脱落酸处理下,整体呈下调表达趋势,干旱和高盐胁迫下则呈先上调再下调表达的趋势。【结论】ZmADF4基因属于ADF基因家族成员,不仅参与玉米茎、果皮和叶片的生长发育调控,还参与低温、高温、干旱、脱落酸、盐胁迫等逆境响应调控。     

油棕SAUR基因家族的全基因组鉴定及生物信息学分析

【目的】挖掘并鉴定油棕生长素上调小RNA(SAUR)基因家族成员,并对其进行生物信息学分析,为油棕生长素信号转导机制的研究提供参考。【方法】根据拟南芥SAUR基因序列,在油棕全基因组数据库中同源序列搜索,并利用CDD和Pfam数据库进行SAUR蛋白结构域分析,剔除无保守结构域的序列,最后利用生物信息学软件对油棕SAUR基因家族成员进行可视化分析。【结果】从油棕全基因组中共鉴定出40个SAUR基因家族成员(EgSAUR1~EgSAUR40),有31个基因在油棕14条染色体上呈不均匀分布,其中4号染色体上分布的基因最多为7个;除EgSAUR14和EgSAUR24基因含有2个外显子外,其余38个基因均仅含1个外显子,无内含子。40个EgSAURs蛋白亚细胞定位于细胞核,其二级结构均由α-螺旋、β-转角、无规卷曲和延伸链组成,以无规卷曲和α-螺旋所占比例较高,其中有11个EgSAURs蛋白呈酸性,29个EgSAURs蛋白呈碱性。40个油棕SAUR蛋白被划分为四大类,其中第Ⅰ(除EgSAUR27蛋白外)、Ⅱ(除EgSAUR3和EgSAUR22外)、Ⅲ、Ⅳ类蛋白均有Auxin_inducible保守结构域。40个EgSAURs蛋白共含10种保守基序(Motif),其中Motif 2存在于所有基因成员中。在花中特异表达的EgSAURs基因(EgSAUR4、EgSAUR9、EgSAUR10、EgSAUR24、EgSAUR29、EgSAUR30、EgSAUR32和EgSAUR33)数量最多,其次为根、茎和叶,在中果皮中特异表达的基因数最少。【结论】基因重复和组织表达特异性是油棕SAUR家族基因的两大特点,推测该家族基因对油棕花的生长发育及授粉受精过程发挥调控作用。     

甘薯等20种作物蔗糖转化酶抑制子生物信息学分析

【目的】蔗糖转化酶是植物中糖信号调控途径中的关键因子之一,它们在调控植物糖代谢、生长发育、抗病和抗逆等过程中起着至关重要的作用。蔗糖转化酶抑制子是一类同源性较低的蛋白质家族,通过调控蔗糖转化酶抑制子的表达量可以抑制蔗糖转化酶活性。本课题组前期分离到甘薯转化酶抑制子IbINH全长ORF,本文对20种转化酶抑制子进行了生物信息学比较分析,可为深入研究IbINH基因功能提供参考。【方法】本研究以前期克隆获得的IbINH全长ORF推测的氨基酸序列和NCBI数据库中搜集到的其余19种植物INH氨基酸序列为分析数据来源,采用系列生物信息学分析软件对INH蛋白质的氨基酸组成及其理化性质、蛋白质亲疏水性、磷酸化位点、INH蛋白质的二级元件和含量、跨膜结构域和信号肽、蛋白质亚细胞定位、功能结构域和空间三维结构等进行预测和分析。【结果】根据预测和分析发现,IbINH同其他INH蛋白质一样均含有典型的PMEI-like超级家族功能结构域,二级结构组成和比例也比较相似,INH蛋白质定位在细胞质的可能性最大,但是各种INH的亲疏水性、稳定性以及跨膜结构域等也有差异。【结论】本文通过对INH蛋白质进行系列生物信息学分析和比较,为以后IbINH基因功能研究奠定了重要基础。     

马铃薯SERKs家族基因的分离及其在植物免疫信号中的功能

【目的】对马铃薯体细胞胚胎发生类受体激酶(somatic embryogenesis receptor-like kinases,SERKs)基因进行克隆,通过序列分析和表达分析,初步探究马铃薯体细胞胚胎发生类受体激酶是否能够作为共受体在植物免疫防御应答中发挥功能.【方法】以拟南芥SERKs家族基因氨基酸序列同源比对马铃薯基因组数据库,找到了3个马铃薯SERKs家族基因.利用高效的Gateway技术,从马铃薯中克隆了StSERK1,StSERK3A和StSERK3B 3个马铃薯SERKs家族基因;以拟南芥免疫激活型突变体bak1-3 bkk1-1为背景,通过遗传学、分子生物学及生理生化的方法对3个马铃薯SERKs基因在植物免疫调控中的作用进行基因功能研究.【结果】结构域分析和遗传进化树结果证实,StSERK1、StSERK3A和StSERK3B均具有体细胞胚胎发生类受体激酶结构域特征.组织表达分析显示,马铃薯3个SERKs基因均能在植物中表达.遗传数据证实,3个马铃薯SERKs基因均能不同程度抑制bak1-3 bkk1-1免疫激活的表型.【结论】马铃薯StSERKs基因具有SERKs家族基因的典型保守结构域特征,能够参与植物先天性免疫应答.     

MdWRKY40介导提高苹果与拟南芥对轮纹病菌的免疫抗性

【目的】从‘富士’苹果中克隆MdWRKY40,研究其在水杨酸(SA)诱导条件下的表达模式及在苹果轮纹病抗病信号通路中的作用,为进一步揭示苹果的抗病机制提供理论依据。【方法】以‘富士’苹果为试材,克隆MdWRKY40的全长CDS序列,对其进行生物信息学分析,采用荧光定量PCR(qRT-PCR)分析其在苹果各组织中的表达水平,及对非生物胁迫SA的响应;研究外源SA处理对苹果叶片接种轮纹病菌(Botryosphaeria dothidea)的影响,并利用qRT-PCR检测病程相关蛋白基因的表达;将MdWRKY40在拟南芥中进行异源表达,对稳定表达的拟南芥幼苗叶片进行接菌处理,观察叶片发病程度及发病叶片数量,并采用qRT-PCR分析病程相关基因的表达;测量拟南芥幼苗的根系长度,并利用qRT-PCR检测生长素相关基因的表达。【结果】MdWRKY40包含长为858 bp完整的开放阅读框,编码286个氨基酸,预测其分子量为32.088 kD,等电点为8.15。系统进化树分析表明,MdWRKY40与白梨PbWRKY40序列相似性最高,亲缘关系最近,与拟南芥AtWRKY40在不同的分支上,亲缘关系较远,利用DANMAN软件进行MdWRKY40与AtWRKY40的多序列比对分析发现,MdWRKY40蛋白与AtWRKY40蛋白虽然都含有一个WRKYGQK保守结构域,但相似度仅为29.78%。qRT-PCR分析表明,MdWRKY40在根中的表达水平最高,在叶中的表达水平最低,并且在根、茎、叶中,SA均诱导了MdWRKY40的表达,且均呈现先升高后降低的趋势,在6 h时表达量最高;外源SA处理提高了苹果叶片对轮纹病菌的抗性,未处理的叶片发病率达92.59%,SA处理后发病率降至79.26%,并显著提高了病程相关蛋白基因MdPR2、MdPR5的表达量。与野生型相比,在拟南芥中异源过量表达MdWRKY40显著提高了拟南芥叶片对轮纹病菌的抗性,野生型拟南芥发病率达77.5%,而两个转基因拟南芥株系发病率仅为21.5%和17.4%,并显著提高了病程相关基因PR1、PR3、PR4的表达。过表达MdWRKY40的拟南芥植株根系生长受到抑制,培养7 d后转基因拟南芥主根长度分别是野生型拟南芥的39.9%和43.1%,培养10 d后主根长度分别是野生型拟南芥的58.5%和55.4%。基因表达结果显示,生长素合成相关基因AtTAA1和生长素运输相关基因AtPIN1、AtPIN2的表达水平在MdWRKY40过表达株系中显著低于野生型。【结论】MdWRKY40表达受SA和苹果轮纹病菌侵染诱导;MdWRKY40是苹果中重要的轮纹病抗病基因,该基因过表达显著提高对轮纹病菌的抗性;MdWRKY40具有调控植物根系生长发育的功能,可能通过下调生长素运输相关基因的表达影响植物根系生长发育。     

小豆 AUX/IAA 基因家族全基因组 鉴定及表达分析

【目的】生长素是一种必需的植物激素,而 AUX/IAA 是生长素原初响应因子在环境胁迫中植物 生长和发育中起着至关重要的作用。为了解 VaIAAs 在小豆生长发育过程中的生物学功能,对 VaIAAs 基因家族 进行全基因组鉴定和分析。【方法】利用生物信息学对小豆的 AUX/IAA 进行全基因组鉴定和分析,基于 RNAseq 分析 VaAUX/IAA 基因家族在各组织的表达模式。【结果】在小豆全基因组共鉴定到 41 个 VaIAAs 基因,亚 细胞定位显示均为定位为细胞核。系统发育分析显示来自小豆、拟南芥（Arabidopsis thaliana）和水稻（Oryza sativa）的 AUX/IAA 蛋白聚集成 6 组。基因结构分析表明,所有基因均含有内含子数目 1~8 个,VaIAAs 基因包 含 1~21 个外显子。顺式作用元件分析发现参与响应生物 / 非生物胁迫顺式作用元件最多,包括最常识别到的 ATTATA.bos、G-box 和 sp1 基序,还发现富集在厌氧诱导响应元件 ARE 和植物抗逆相关的 MYB 元件。蛋白 - 蛋白互作网络分析发现,所有 VaIAAs 均与 ARF 相连,此外还有部分基因与 AXR3（生长素诱导阻遏因子）、MP （转录因子 B3 家族蛋白）等基因互作。VaIAAs 具有组织特异性,在不同组织的基因表达水平差异较大。 【结论】小豆 AUX/IAA 基因家族的基因结构、系统进化、蛋白质 - 蛋白质网络互作等生物信息学分析结果,将 为揭示小豆 AUX/IAA 基因家族在小豆生长发育过程中的功能提供重要的线索。     

苎麻BnbZIP1转录因子基因的克隆与表达特征分析

【目的】克隆苎麻转录因子基因BnbZIP1,分析其序列及表达特征,同时进行原核表达以及亚细胞定位分析。【方法】根据苎麻转录组测序中的Unigene48047片段序列,采用RT-PCR结合RACE技术克隆该基因的全长cDNA序列,并进行生物信息学分析;利用Real-time PCR分析该基因在不同组织和不同胁迫条件下表达特征;构建原核表达载体,进行原核表达;构建含EGFP的融合表达载体,观察其亚细胞定位情况。【结果】苎麻BnbZIP1的cDNA全长为2 071 bp,开放读码框为1 407 bp,编码468个氨基酸,推导该多肽的等电点和分子量为7.12和51.57 kD,与毛果杨（XP_002307972）的bZIP基因氨基酸序列的相似性最高,达到93%;IPTG诱导产生的重组蛋白相对分子量约为52 kD,与理论值一致;亚细胞定位分析表明其定位在细胞核中;荧光定量PCR分析表明,该基因在苎麻根、茎、茎尖、叶片、雌花和雄花中均有表达,其中,在雄花中表达最高,在根中表达最低,且该基因受ABA、干旱和高盐诱导上调表达。【结论】获得了BnbZIP1的全长cDNA序列,其编码蛋白具有植物bZIP转录因子典型的结构域,且该基因响应ABA、干旱和高盐逆境胁迫,预示该基因可能在植物抗逆反应中发挥着重要的调控作用。     

绿豆Dof家族基因的生物信息学分析及盐胁迫下的表达分析

【目的】Dof家族基因是植物特有的一类转录因子,在植物的生长发育、细胞的防御反应等方面具有重要的调控作用。【方法】本文从绿豆转录组数据库中筛选出41条Dof基因,对其蛋白序列进行生物信息学分析和盐胁迫下表达分析。【结果】Dof基因分布在除6号染色体外的1～11号染色体上,都具有1个高度保守的结构域;Dof蛋白含有5～28个磷酸化位点,并且都定位在细胞核里;系统进化分析将Dof基因分为8个组别,分析发现相同组别的Dof基因有相似的基因结构和蛋白基序,而不同组别间则存在差异;Dof基因能够响应盐胁迫,但不同胁迫时间基因间的表达模式存在差异,同组别的基因表达模式存在一定程度的相似性。【结论】相同组别的Dof基因具有相似的基因结构和蛋白基序,推测它们有相似的生物学功能。Dof基因能够不同程度响应盐胁迫,说明它们在绿豆抵御盐胁迫中发挥不同作用,这些分析结果将为绿豆Dof基因功能研究提供参考。     

鸭YAP1基因编码区的克隆、生物信息分析及其组织表达特性

【目的】旨在克隆鸭YAP1基因,预测其蛋白结构、功能及其组织表达特性。【方法】以北京肉鸭为材料,采用RT-PCR技术克隆鸭YAP1基因CDS区,利用多种生物信息学分析软件预测其结构与功能,并应用荧光定量PCR检测其组织表达特性。【结果】结果表明:鸭YAP1基因CDS全长1 248bp,编码415个氨基酸,氨基酸水平上与鸡相似性最高,达99.7%;氨基酸序列分析发现鸭YAP1蛋白相对分子量为45 417.5Da,主要定位在细胞核,属水溶性蛋白,不属于分泌蛋白;预测鸭YAP1氨基酸含有磷酸化、糖基化位点各30个;含两个WW结构域,且不同物种间结构域较保守;二级结构以无规则卷曲为主,三级结构呈弯曲状螺旋结构;荧光定量结果显示,YAP1在胰脏中表达量最高,肌肉组织中最低。【结论】鸭YAP1基因非常保守,结构、功能与哺乳动物具较高一致性。