猕猴桃MYB家族成员鉴定及其低温表达分析

通过对‘红阳’猕猴桃基因组鉴定得到277个MYB家族成员并将其分为12个亚家族（S1～S12），其中多数序列属于R2R3-MYB，其次是MYB相关蛋白，仅鉴定到1个4R-MYB。S11和S12亚家族在进化上处于较早的位置，结构较为多样化，而S1和S2在进化上出现较晚。顺式作用元件分析显示，该家族主要含水杨酸、赤霉素和茉莉酸甲酯等相关植物激素元件，还有部分参与昼夜节律、低温、细胞周期等相关元件。密码子偏好性分析显示，猕猴桃MYB家族有3个高频密码子（UUG、AGA和AGG），基因的密码子偏好使用A/T，第3位碱基偏好更强。通过顺式作用元件分析和4个猕猴桃品种越冬期转录组数据分析筛选了9个可能参与低温胁迫响应MYB基因，对其在低温胁迫下的软枣猕猴桃‘龙成2号’中进行检测验证，确认这些基因参与猕猴桃对低温的响应。     

几种植物花分生组织决定基因APETALA1密码子使用模式比较

为了揭示花分生组织决定基因AP1(APETALA1)的分子机制以及物种间的进化关系,从GenBank数据库挑选8个不同植物AP1基因编码序列,利用R软件分别计算GC含量、有效密码子数(Effective number of codons,ENC)、同义密码子相对使用度(Relative synonymous codon usage,RSCU)、相对密码子使用偏好性(Relative codon usage bias,RCBS)等参数,分析比较不同植物AP1基因密码子使用模式中密码子偏好性和碱基组成动力学。结果表明,不同植物AP1基因密码子使用受到GC偏好性(GCbias)影响,特别是GC3s;大多数最优密码子偏好使用以A/U结尾,其中不同植物AP1基因中ACA、AUA和CAG均表现为较高的RSCU值,为最优势密码子;芍药(Paeonia lactiflora)和牡丹(Paeonia suffruticosa)AP1基因的密码子使用特点相似,碧桃(Prunus persica)和苹果(Malus×domestica)相似;较低的最优密码子频率Fop值和较高的ENC值暗示了不同植物AP1基因在密码子使用中具有一个较弱的偏好性。     

枇杷WRKY转录因子鉴定与表达分析

以枇杷(Eriobotrya japonica)转录组数据为材料,利用生物信息学手段对枇杷WRKY转录因子进行鉴定与特征分析。分离鉴定出33条具典型WRKY结构域的序列,CDS长度分布在492～2 040bp,命名为EjWRKY01～EjWRKY33。分组鉴定和进化树分析结果显示,枇杷WRKY转录因子可分为3大类,其中Ⅰ类数量为6个,Ⅱ类和Ⅲ类的数量分别为22和5个,其中Ⅱ类又进一步分为a～e等5个亚类。WRKY结构域分析显示,WRKY结构域高度保守,绝大多数都含有WRKYGQK七肽和锌指结构。枇杷WRKY转录因子基因组DNA全长895～3 873 bp,编码的蛋白在163～679个氨基酸范围内,具有1～5个内含子。WRKY启动子顺式作用元件预测结果表明,大部分WRKY启动子序列具有典型的TATA和CAAT元件。将获得的所有WRKY基因与已报道的拟南芥WRKY进行进化比对分析发现,所有EjWRKY转录因子并没有位于独立的分支上,表明枇杷的基因序列虽与拟南芥物种有差别,但枇杷WRKY蛋白在调控植物生物和非生物逆境反应、信号传导、生长发育等方面的功能相似。此外,荧光定量PCR结果显示,大部分EjWRKY均在枇杷的根、茎、叶、花和果实中表达,但相对表达水平不同,说明WRKY家族基因在枇杷的生长发育中可能具有不同的功能。     

辣椒PPO基因家族密码子偏好性分析

以辣椒多酚氧化酶家族(PPOs)为研究对象,利用CUSP、CHIPS及CodonW 1.4.4等软件对辣椒PPO基因9个密码子进行分析,研究了辣椒PPOs密码子偏好性特征,以期为辣椒PPO基因家族密码使用模式和分子进化及功能提供参考依据。结果表明：辣椒PPO家族基因偏好性较弱,偏好以A或U(T)结尾的密码子,其中存在28个高频密码子(RSCU>1),4个偏好性较强密码子(RSCU>1.6)和1个偏好性最强密码子(RSCU>2)。聚类结果显示,基于CDS序列聚类效果更好;CaPPO1单独聚为一类,其余8个基因较为接近。相关性分析表明PPO家族基因密码子的偏好性主要影响因素是密码子第3位碱基GC含量(GC3s)。此外,GC、C3s也存在一定的影响。ENC图、中性绘图结果表明自然选择对PPO家族基因密码子偏好性的影响更大。     

辣椒全基因组WRKY转录因子的分析

基于已公布的辣椒全基因组数据,利用生物信息学方法对辣椒WRKY转录因子家族进行全面鉴定和系统命名,并在此基础上对基因分类、染色体定位、系统进化关系和结构域序列保守性进行了研究。结果表明:辣椒CaWRKY家族包含71个基因,根据WRKY结构域的数量及锌指结构的特征可将其分为GroupⅠ、GroupⅡ和GroupⅢ等3大类,GroupⅡ又可分为Ⅱ(a)、Ⅱ(b)、Ⅱ(c)、Ⅱ(d)和Ⅱ(e)等5个亚类。辣椒12条染色体上均有WRKY转录因子分布,其中第1号染色体上分布最多,共有10个,第4号染色体上分布最少,仅有2个。辣椒每类/亚类WRKY几乎含有相同的保守基序。辣椒WRKY编码的蛋白在132~869个氨基酸范围内,平均氨基酸数量为373个。     

菜薹BrWRKY57的特性及其对BrPPH1和BrNCED3的调控

从菜薹叶片中分离获得1个WRKY转录因子,命名为BrWRKY57。氨基酸序列比对及进化树分析发现BrWRKY57与拟南芥AtWRKY57同源性较高,含有1个WRKY保守结构域,且同属于WRKY转录因子家族Ⅱc亚族。实时荧光定量PCR分析表明,BrWRKY57随着菜薹叶片衰老表达水平升高,外源脱落酸(abscisic acid,ABA)处理显著诱导其表达。亚细胞定位和转录活性分析表明,BrWRKY57定位于细胞核,且在酵母和烟草体内都具有转录激活活性。双荧光素酶瞬时表达试验显示,BrWRKY57可以激活叶绿素降解相关基因BrPPH1和ABA合成相关基因BrNCED3的启动子活性。以上研究结果表明,BrWRKY57参与菜薹叶片衰老过程可能与影响叶绿素降解和ABA合成相关基因的表达有关。     

石榴SUT基因家族鉴定及其在籽粒发育过程中的表达分析

【目的】对石榴SUT家族基因成员进行全基因组鉴定,并分析SUT家族基因成员的结构域特征、启动子序列、生化特征、进化关系和表达特性,为深入研究该基因作用及其分子调控机制提供参考。【方法】利用同源比对及HMMER模型鉴定石榴SUT基因家族成员;利用邻近法和基因结构分析解析石榴SUT基因及其启动子序列的系统发生关系。【结果】共鉴定了10个石榴SUT基因,可以分为3大类;石榴SUT基因及其启动子区的GC含量都明显低于其在拟南芥和水稻中的含量;石榴SUT家族基因GC含量远高于启动子区的GC含量;石榴SUT基因的序列长度与GC含量呈明显正相关;石榴SUT基因启动子区含有10种MYB元件;此外,4个石榴SUT基因(PgL0328370.1、PgL0099690.1、PgL0145810.1和PgL0145770.1)在籽粒发育过程中发生了差异表达。【结论】SUT基因在进化过程中其序列和基因结构相对保守,而其启动子序列在进化过程中变化较大,SUT基因的表达量变化与籽粒发育显著相关。     

十字花科蔬菜硫代葡萄糖苷合成相关转录因子调控研究进展

硫代葡萄糖苷是十字花科植物中重要的次生代谢产物,其衍生产物和降解产物在植物防卫反应、特殊风味形成和人体防癌抗癌等方面具有特殊作用。硫苷的合成代谢可以概括为:氨基酸侧链的延伸、核心结构的合成及R侧链的修饰,涉及BCATs、MAMs、CYP79s、CYP83s和AOPs等多个基因家族。综述了硫苷合成过程中几种重要的转录因子,其中MYB转录因子家族12亚族的MYB28、MYB29、MYB76、MYB34、MYB51和MYB122对十字花科植物硫苷合成起主要的调控作用,MYB28和MYB34分别为调控脂肪族硫苷和吲哚族硫苷的主效基因。bHLH类转录因子MYC2、MYC3和MYC4通过作用于MYB类转录因子对硫苷合成起调控作用,WRKY类转录因子WRKY18和WRKY40协同CYP81F2负调控吲哚族硫苷的合成。此外,还介绍了上述几种转录因子在外源生物或非生物刺激后的响应,及参与调控硫苷合成的作用机理。通过对调控硫苷合成的转录因子的研究,可进一步丰富硫苷合成的调控网路,为高含量硫苷的十字花科蔬菜作物的分子育种、优质栽培、病虫害生物防治提供新思路和新方法。     

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。     

茶树抗寒调控转录因子 ICE1 密码子偏性分析

 运用CHIPS、CUSP 和CodonW 软件程序分析自主克隆的茶树（Camellia sinensis）ICE1（GenBank 登录号JX029153）的密码子的偏性，并与茶树基因组及萝卜等7 种植物的ICE1 密码子偏性进行比较。结果表明，茶树ICE1 偏好于以A/T 结尾的密码子；与茶树基因组密码子偏性相比，发现只有6 种氨基酸密码子偏性完全一致。进一步研究发现ICE1 的碱基组成在单子叶植株大麦与7 种双子叶植物分化后发生了较大的变化。在聚类分析中，基于基因CDS 序列的聚类不能正确反映物种间的进化关系，而基于密码子偏性参数相对密码子使用度（RSCU）的聚类更适合作为系统发育分析的参考。与3 种外源受体密码子使用频率比较发现，与大肠杆菌基因组密码子使用频率差值较大的有25 个，与酵母基因组差值较大的有15 个，与拟南芥基因组差值较大的有10 个，这预示着ICE1 在拟南芥中的表达效率最高，若要在其他外源受体中进行高效表达，尚需对其密码子进行优化。     

普通羊肚菌密码子偏好性分析

采用CodonW1.4.2软件和CUSP程序,以普通羊肚菌(Morchella conica)全基因组蛋白质编码序列(coding sequence,CDS)为对象,解析了该菌的有效密码子数(effective number of codon,ENC)、密码子3个位点的 GC含量、相对同义密码子使用度(relative synonymous codon usage,RSCU)和高表达优越密码子。结果表明：普通羊肚菌全基因组密码子第2位密码子的 GC含量明显低于第1位和第3位,第3位密码子与第1位含量差异不大,分别为57.8%和56.8%,RSCU 值大于等于1的密码子总共35个,其中以 G 或 C 结尾的25个,占71.4%,确定了25个高表达优越密码子。     

龙眼生长素受体基因TIR1密码子偏好性分析

为了解龙眼生长素受体基因TIR1密码子的使用特性,采用CodonW、SPSS软件及EMBOSS在线程序分析龙眼TIR1密码子的偏好性,并分别与龙眼基因组、其他29个物种TIR1以及模式生物基因组进行比较。结果显示,龙眼TIR1与龙眼基因组的密码子选择偏性较弱且较偏好以A/T结尾,而物种间TIR1密码子选择偏性则存在一定差异;进化树分析表明,基于TIR1编码序列聚类结果比密码子使用偏性分类结果能更准确地反映物种间的亲缘关系;密码子使用频率比较结果发现,酵母真核表达系统更适用于龙眼TIR1异源表达试验,而龙眼TIR1与模式植物基因组之间密码子使用偏性差异较小,尤其烟草和番茄可能为该基因转基因研究最为理想的受体。     

Expression of TCR Vβ subfamily in patients with idiopathic thrombocytopenic purpura

AIM: To investigate the expression of TCR Vβ subfamily in T cells in patients with idiopathic thrombocytopenic purpura (ITP). METHODS: The TCR Vβ 24 subfamily genes were amplified in peripheral blood mononuclear cells from 5 cases with ITP using RT-PCR, to observe the usage of TCR Vβ repertoire. 10 normal individuals served as controls. RESULTS: Only 4-11 Vβ subfamily in T cells were identified in ITP cases. The frequent expressions of Vβ subfamilies were Vβ2 (100%), Vβ3 (100%), Vβ19 (80%) and Vβ21 (80%), while the expression of Vβ4, Vβ6-12, Vβ17, Vβ20 and Vβ24 were not detected. All 24 Vβ subfamilies were detected in samples from normal individuals. CONCLUSION: The restricted expression of TCR Vβ subfamilies is one of the T-cell immune features in patients with ITP, indicating that it may be related to the disorder of cellular immune function in ITP.     

Analysis of the distribution and clonality of TCR Vβ T cells in cord blood

AIM:To investigate the distribution and clonality of TCR Vβ subfamily T cells in cord blood. METHODS:The CDR3 of TCR Vβ 24 subfamily genes were amplified in mononuclear cells from 13 cases of cord blood. To observe the usage of TCR Vβ repertoire, the PCR products were further labeled with fluorescent and analyzed by genescan technique for the CDR3 size, to evaluate clonality of the detectable TCR Vβ T cells. Peripheral bloods from 10 cases of normal individuals and T cell line Molt-4 and Jurkat served as controls. RESULTS:Only 38.78%±16.26% of 24 Vβ subfamily T cell were selectively expressed in cord blood, predominantly in Vβ 3, 5, 8, 9 and 13, whereas all 24 Vβ subfamilies could be detected in T cells from peripheral blood of normal individuals. Genescan analysis showed that all PCR products of TCR Vβ subfamilies from cord blood or normal individual peripheral blood displayed multi-peaks. CONCLUSION:Some TCR Vβ subfamily T cells were absent in cord blood. All TCR Vβ subfamily T cells in cord blood displayed polyclonality.     

The feature of TCR Vα repertoire and clonal expansion of T cells from peripheral blood in patients with acute monoblastic leukemia

AIM: To investigate the distribution and clonal expansion of 29 T cell receptor (TCR) Vα subfamily T cells in patients with acute monoblastic leukemia (AML-M5)．METHODS: The CDR3 of TCR Vα 29 subfamily genes were amplified in peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) from 8 cases with AML-M5 using RT-PCR，and the PCR products were further labeled with fluorescent and analyzed by genescan technique for the CDR3 size,to evaluate clonality of the detectable TCR Vα subfamily T cells.9 normal individuals served as control.RESULTS: Most Vα subfamily genes could be detected in PBMCs from normal individuals,whereas only 1-10 subfamily T cells were identified in 8 cases with AML-M5,the highest frequently expressed Vα subfamily was Vα3 (75%),and Vα12 was the second (62.5%),15 Vα subfamilies (Vα1,4,5,7,9,14-18,20,21,26,28 and Vα29) were absent.Genescan analysis showed that clonal expanded T cells were found in T cells from 6 out of 8 AML-M5 cases.The highest frequency of clonal expanded T cells predominated in Vα12 (3 out of 5 positive samples).In PBMCs from two cases,clonal expanded Vα3 T cells were the unique detectable Vα subfamily T cells.CONCLUSION: The selected usage and clonal expansion of TCR Vα subfamily T cells from peripheral blood could be found in patients with AML-M5.It may be a specific immune response which the host T cells are activated by the M5 leukemia cells.The distribution pattern of Vα subfamily clonal expansion displays individual specificity．     

The inducement,restricted usage and clonal expansion of TCR Vβ subfamily T cells related to chronic myelogenous leukemia

AIM: To investigate the anti-leukemia effect, the restricted usage and clonal expansion of TCR Vβ subfamily T cells from donor peripheral blood induced by chronic myelogenous leukemia(CML) cells, K562 cells and bcr-abl peptide, respectively. METHODS: T cells in donor's peripheral blood were stimulated with CML cells, K562 cells and bcr3-abl2 peptide and amplified by MLTC, to induce the CML specific cytotoxic T lymphocytes. The induced T cells were further analyzed for the restricted usage and clonal expansion of TCR Vβ subfamilies by using RT-PCR and genescan analysis, and the detection of specific cytotoxicity in CML by LDH release assay. RESULTS: 10-13 Vβ subfamilies were expressed in T cells from donor peripheral blood which were induced with CML cells, K562 cells and bcr-abl peptide in 1-2 weeks by MLTC. Oligoclonal T cell in Vβ16, Vβ21 and oligoclonal tendency T cells in Vβ5, Vβ13 subfamilies were identified in induced T cells, which have the ability of specific cytoxicity to CML cells and K562 cells. CONCLUSION: The anti-CML cytotocity T cells were induced by CML cells, K562 cells and bcr-abl peptide. These induced T cells with specific cytoxicity effect may come from the clonal expansion TCR Vβ subfamily T cells.     

茶树脂肪酸去饱和酶家族基因的克隆与表达分析

以茶树品种‘铁观音’为试材，利用RT-PCR技术克隆得到5个脂肪酸去饱和酶（fatty acid desaturase，FAD）家族基因的cDNA序列，分别命名为CsFAD2-2、CsFAD3、Δ7-CsFAD、Δ8-CsFAD和CsFAB2，其编码序列长度1 137 ~ 1 320 bp。系统发育与基序分析结果表明，茶树FAD成员来自4个亚家族，即ω3/ω6-FAD亚家族、Δ7/Δ9-FAD亚家族、Front end FAD亚家族和FAB亚家族。同一亚家族成员的保守基序一致，而不同亚家族的保守基序存在较大不同。荧光定量PCR结果表明，5个CsFAD家族基因都显著响应低温诱导，Δ8-CsFAD对低温胁迫响应最强烈，表达水平上调千倍；外源ABA处理后，除CsFAD3外，其他4个CsFAD基因的表达均上调2倍以上；干旱胁迫下，5个CsFAD中CsFAD2-2、Δ7-CsFAD和Δ8-CsFAD表达水平都上调1.5倍以上，其中Δ8-CsFAD的表达上调最大，达5.5倍，而CsFAD3和CsFAB2的表达受到干旱处理抑制显著下调。克隆并分析Δ8-CsFAD启动子，发现存在多种与逆境胁迫响应相关的顺式元件。烟草亚细胞定位观察表明Δ8-CsFAD定位于细胞膜。根据上述结果推测5个CsFAD可能参与茶树抗逆响应，尤其是Δ8-CsFAD，可能通过调控茶树细胞膜不饱和脂肪酸的合成进而影响茶树的抗逆性。     

葡萄MADS-box家族基因保守片段的克隆与序列分析

MADS-box转录因子在多种植物的发育过程特别是花器官和果实发育过程中发挥重要的作用。为了从葡萄中克隆出新的MADS-box基因,研究在葡萄花及果实发育中的作用,根据多种植物MADS-box基因保守区序列,设计简并引物,应用RT-PCR技术从红富士葡萄花序中分离出34条MADS-box基因cDNA片段。序列分析表明,这些片段长度在138～152bp之间,包含基因起始密码子。推导的氨基酸序列与已登录的欧洲葡萄及其它物种的MADS-box基因同源性超过83%。用推导的氨基酸序列与已知的欧洲葡萄和拟南芥MADS-box家族基因进行系统发育分析,可将这些基因片段分别归入拟南芥MADS-box基因不同亚家族中,证明葡萄中存在多种MADS-box家族基因,克隆的片段包含ABCDE模型中的各类花发育基因。