桑树类黄酮3–O–葡萄糖基转移酶基因的鉴定及主效基因功能分析

根据同源比对,从川桑(Morus notabilis)基因组数据库(morus.swu.edu.cn/morusdb/)中鉴定类黄酮3–O–葡萄糖基转移酶基因(MaUFGT)家族成员。采用实时荧光定量PCR(q RT-PCR)分析MaUFGT在桑树各组织和发育期的表达水平。随着果实发育成熟,MaUFGT1、MaUFGT2和MaUFGT3的表达模式相似,均呈上升趋势;在从顶芽依次向下不同叶位中,3个UFGT基因表达呈现先降低后升高,再降低又升高的趋势;在幼茎皮层和托叶中大量表达,幼茎表皮和木质部、叶柄中表达量较低,有的甚至不表达。MaUFGT2的表达量在3个基因中都是最高的,推测其是该基因家族的主效基因。从桑树品种‘嘉陵40’成熟果实中克隆了UFGT2基因,命名为MaUFGT2,登录号KP455729.1。其c DNA全长为1 386 bp,编码461个氨基酸,推测蛋白质分子量约为51 k D。序列比对结果发现所编码蛋白在不同物种间保守性不高。将MaUFGT2克隆到p ET-28a(+)原核表达载体后在大肠杆菌BL21(DE3)中进行诱导表达,表达产物经SDS-PAGE分析显示,融合蛋白大小约为55 k D,主要以包涵体形式表达,在上清液中也有少量表达。MaUFGT2蛋白经纯化和复性后,最后通过高效液相色谱(HPLC)分析该蛋白的酶活性,结果表明,体外酶活性鉴定MaUFGT2能够催化UDP葡萄糖转移至槲皮素形成槲皮素3–β–D–葡萄糖苷,验证了其具有糖基转移酶的功能。     

‘中蕉9号’与‘巴西蕉’果实后熟过程中可溶性糖积累差异的原因分析

【目的】从淀粉降解和可溶性糖积累的角度解析‘中蕉9号’及‘巴西蕉’果实的口感和风味存在较大差异原因。【方法】比较分析‘中蕉9号’和‘巴西蕉’果实中淀粉含量、可溶性糖含量和糖代谢相关基因的表达和酶活性。【结果】‘中蕉9号’果实的可溶性固形物、直链淀粉、果糖和葡萄糖含量较高,而‘巴西蕉’果实硬度和蔗糖含量较高‘。中蕉9号’果实中6个淀粉降解相关基因和5个可溶性糖代谢相关基因的表达量显著高于‘巴西蕉’。此外,α-淀粉酶、酸性转化酶和蔗糖合成酶在‘中蕉9号’果实中的活性更高。【结论】糖代谢相关基因在2个香蕉品种中的差异表达,使得‘中蕉9号’果实中果糖和葡萄糖含量较高,而‘巴西蕉’果实中蔗糖含量较高。     

香蕉茉莉酸合成关键酶基因MaOPR 的克隆和表达分析

 从‘巴西’香蕉（Musa acuminata L. AAA group‘Brazilian’）根的cDNA 文库中获得了一段 12–氧–植物二烯酸还原酶OPR（12-oxo-phytodienoic acid reductase）基因的片段,RACE 扩增获得全长, 命名为MaOPR。该基因全长1 512 bp,存在一个完整的开放阅读框1 287 bp,编码429 个氨基酸。生物 信息学分析表明,该蛋白属稳定蛋白,等电点为8.11,具有一个活性位点,一个基质结合位点,一个黄素 单核苷酸结合位点。序列预测分析该蛋白亚细胞定位为细胞质,其不属于跨膜蛋白且不存在信号肽。通 过和已知植物的12–氧–植物二烯酸还原酶基因相比,同源性达到66%以上。其中与苜蓿、谷子、粳稻、 紫云英的OPR 编码的氨基酸序列的同源性均为71%。器官特异性分析表明,MaOPR 在香蕉的根、茎、 叶片、花和果实中均有所表达,其中在茎和果实中表达量较高。通过对其在ABA 抑制剂、乙烯、枯萎病 胁迫下的表达结果分析显示,该基因响应以上3 种胁迫。     

香蕉Aux/IAA基因家族的全基因组鉴定及表达分析

对香蕉Aux/IAA基因家族进行了全基因组鉴定,获得分布于除1号染色体外的10条染色体上的44个家族成员,其CDS长度为378～1 062 bp,其中10个存在选择性剪切体。它们编码的蛋白包含125～353个氨基酸,均为不含信号肽的亲水蛋白。序列分析结果表明:该基因家族成员多为5个外显子和4个内含子的基因结构,编码蛋白多具有4个典型的保守基序。亚细胞定位预测结果显示,Aux/IAA成员多定位于细胞核、细胞质和叶绿体,定位情况与保守结构域有一定相关性。MaIAA31是该家族中唯一预测有跨膜区域且亚细胞观察定位在胞外的成员。进化树分析结果显示,香蕉Aux/IAA可分为2大类8个亚组。顺式作用元件分析结果显示该家族成员启动子包含激素、光、非生物以及生物胁迫响应相关元件。通过分析部分成员在不同激素和逆境处理下的表达情况发现:MaIAA基因的表达受多因素调控,其中MaIAA27变化显著,MaIAA15响应干旱和盐胁迫,MaIAA25在热、低温和机械损伤胁迫下显著上调,暗示它们在香蕉响应这些逆境的过程中发挥作用。     

‘芙蓉李’糖转运蛋白家族基因鉴定及表达分析

基于‘芙蓉李’（Prunus salicina）基因组数据,采用生物信息学分析方法鉴定糖转运蛋白家族基因,并对其蛋白质理化特性、亚细胞定位、系统进化树、蛋白质保守结构域以及表达模式进行分析。共鉴定出49个该家族基因,根据保守结构域和系统发育分析将其分为7个亚家族。蛋白质介于313～948个氨基酸之间,预测定位于质膜或液泡膜;所有的蛋白都含有保守的糖转运体结构域（PF00083）,其中大多数含有12个跨膜螺旋。通过比对‘芙蓉李’果实发育过程的RNA-seq数据,对49个基因进行表达谱分析,其中15个在果实不同发育阶段差异表达;qRT-PCR分析表明,15个差异表达基因中有9个基因与果实葡萄糖和蔗糖含量显著正/负相关,其中1个肌醇转运蛋白亚家族基因（PsINT4）、1个糖转运蛋白亚家族基因（PsSTP11）、1个糖促进蛋白亚家族基因（PsSFP5）和1个液泡单糖转运蛋白亚家族基因（PsTMT1）在‘芙蓉李’果实发育过程中具有较高的表达量,可能在‘芙蓉李’果实发育和成熟过程中对糖分积累起重要作用。     

葡萄VvWRKY13转录因子的生物信息学分析

利用生物信息学方法对葡萄VvWRKY13基因编码蛋白的理化性质、保守结构域、亲水性/疏水性、信号肽、跨膜结构域、磷酸化修饰、二级结构、亚细胞定位和系统进化等进行了预测和分析.结果表明:该蛋白分子量为25718.1 Da,等电点为9.08,不稳定系数为60.78;C端含有WRKY保守域,属于WRKY转录因子家族成员;不具有信号肽和跨膜域,是亲水性蛋白;蛋白质二级结构最主要的结构元件是α-螺旋和无规则卷曲,并散布于整个蛋白;亚细胞定位预测显示该蛋白主要位于细胞核.该研究结果将为进一步研究其生物学功能提供参考.     

香蕉果实MaGBSSI基因家族的克隆及表达分析

以"巴西"蕉(Musa acuminata L.AAA group cv.Brazilian)为试材,利用同源克隆法获得4个颗粒结合淀粉合成酶I(Granule-Bound Starch Synthase I,GBSSI)基因家族成员的cDNA全长,运用MEGA 5.05软件进行聚类分析,并通过quantitative real-time PCR(qPCR)技术检测MaGBSSI基因家族成员在香蕉果实不同发育时期及成熟阶段和不同组织中的表达情况。结果表明:香蕉4个MaGBSSI基因家族成员MaGBSSI-1、MaGBSSI-2、MaGBSSI-3、MaGBSSI-4的cDNA全长分别为1 851、1 851、675、1 845bp,登录号分别为KF512020、KF512021、KF512022、KF512023。聚类分析发现,香蕉MaGBSSI基因家族与其它植物GBSSI基因同源性达65%。qPCR分析发现,MaGBSSI-1、MaGBSSI-2、MaGBSSI-4在香蕉根、球茎、叶片和苞片等营养器官中明显上调表达,而MaGBSSI-3在花、果皮、果肉等生殖器官中表达量比较高,在根、球茎及叶片中几乎不表达。香蕉果实发育过程中,MaGBSSI-1、MaGBSSI-2、MaGBSSI-4在0~30d明显上调表达,而MaGBSSI-3在香蕉果实发育30~60d表达量比较高,在0~30d几乎不表达,且随着果实的成熟,MaGBSSI-3表达量逐渐下降。研究结果为阐明香蕉果实的直链淀粉生物合成及降解机制并对其进行表达调控奠定了基础。     

香蕉淀粉磷酸化酶基因与果实成熟关系的研究

淀粉磷酸化酶在香蕉果实采后淀粉降解过程中起着重要作用。为了研究香蕉淀粉磷酸化酶基因(MaPho)与采后香蕉果实成熟过程的相互关系,对巴西蕉采后果实进行乙烯和1-甲基环丙烯(1-MCP)处理,利用荧光定量PCR(qRT-PCR)分析不同处理的MaPho表达情况。结果表明,不同处理的MaPho1和MaPho2表达趋势一致,但表达量有差异。乙烯催熟处理的MaPho1和MaPho2表达量逐渐上调,第4天达到高峰随后表达量下调;对照(自然成熟)香蕉果实在采后第1天出现表达高峰,1-MCP处理的MaPho1和MaPho2呈下调表达。     

苹果MdGLRs家族基因生物信息学鉴定和表达分析

 利用生物信息学策略对苹果MdGLRs家族基因编码蛋白的氨基酸序列的基本特征、二级结构、跨膜区域、亲疏水性、基因亚细胞定位及保守结构域进行了预测和分析,与拟南芥AtGLRs家族的20个基因进行了氨基酸序列比对和进化树分析,并对这些基因在不同营养生长器官中进行了表达分析。结果表明,苹果MdGLRs家族包含32个基因,分为3个亚族,大部分基因编码800个氨基酸以上,多含有3个跨膜区域,二级结构主要以α–螺旋、无规则卷曲、折叠延伸链为主;亚细胞定位预测发现,MdGLRs蛋白主要定位在内质网和质膜上;MdGLRs蛋白的保守结构域是S1-M1-M2-M3-S2-M4;大多数基因在根、茎、叶中普遍都有表达,在叶中的表达量最高。     

枯萎病菌胁迫下10个香蕉防御相关基因的表达分析

利用实时荧光定量PCR对香蕉枯萎病抗感品种受枯萎病菌浸染后不同时间内的10个防卫或潜在防御相关基因进行表达分析。结果表明,接种Foc4后,10个基因在抗病品种宝岛蕉和感病品种巴西蕉中均有表达,但相对表达量有差异。接菌后1~192h,漆酶4B、谷胱甘肽硫转移酶(9h和120h除外)、ClassⅢ型过氧化物酶、类几丁质酶(putative chitinase)和纤维素合成酶催化亚基等5个基因在抗病品种宝岛蕉中的相对表达量均高于感病品种巴西蕉。此外,接菌后除个别时间点外,漆酶4A、周质空间β-葡萄糖苷酶前体合成酶、过氧化物酶、类似烟草叶片表面抗性蛋白和抗菌肽等5个基因在宝岛蕉中的相对表达量均低于巴西蕉。     

香蕉MaTIFY1转录因子特性及其在成熟过程中基因表达分析

从香蕉果实中分离获得1个TIFY亚族的转录因子基因,命名为MaTIFY1。该基因含有一个681 bp的ORF,编码一条长度为227 aa,分子量为24.97 kD,等电点为7.85的氨基酸多肽链。MaTIFY1定位于细胞核,并且具有转录激活活性。荧光定量PCR分析表明,MaTIFY1随着香蕉果实成熟进程表达明显增强,并且外源丙烯处理可诱导其表达。此外,MaTIFY1启动子活性受乙烯利诱导激活,进一步表明MaTIFY1可能参与香蕉果实成熟的调控。原核表达并纯化了MaTIFY1重组蛋白。     

灰树花己糖转运蛋白的生物信息学分析

以灰树花转录组数据为参考，筛选到己糖转运蛋白（GfHXT2）的c DNA序列，利用生物信息学方法对GfHXT2蛋白的理化性质、亲/疏水性、信号肽、亚细胞定位分析、跨膜螺旋结构、保守结构域、二级结构、三级结构、蛋白修饰位点和蛋白交互网络等方面进行预测和分析。结果表明：GfHXT2基因cDNA总长1 871 bp,CDS共编码380个氨基酸。综合分析GfHXT2基因蛋白质亲水和疏水的得分和理化性质分析结果，判定其为较稳定的亲水蛋白，不含信号肽，亚细胞定位分析结果表明其在内质网的概率为55.6%，跨膜螺旋结构数量为10个。GfHXT2蛋白的二级结构存在4种状态，分别为α螺旋、无规则卷曲、延伸链和β转角。存在4个N端糖基化位点、3个O端糖基化位点。GfHXT2蛋白与13个蛋白质互作，即共同参与某一功能。     

龙眼胚性愈伤组织RNA结合蛋白LSm14的基因克隆、亚细胞定位及表达分析

【目的】探究LSm14对龙眼体胚发生的影响,克隆RNA结合蛋白DlLSm14e基因并观察其亚细胞定位,分析其表达特性。【方法】以龙眼胚性愈伤组织为材料,依据转录组数据和基因组数据,采用RT-PCR克隆了一个DlLSm14基因,将其命名为DlLSm14e。对该基因进行生物信息学分析、亚细胞定位观察、龙眼非胚性愈伤组织和不同胚性培养物以及不同激素处理下的FPKM值分析和不同浓度细胞分裂素(KT)处理下的qRT-PCR检测。【结果】该基因CDS全长1 707 bp,编码568个氨基酸,该蛋白不含信号肽和跨膜结构,不属于分泌蛋白和跨膜蛋白;此外,该蛋白含有N端保守结构域以及延长的C端,并且含有74个磷酸化修饰位点;系统发育分析表明,DlLSm14e蛋白与漾濞槭(Acer yangbiense)相似度较高,与单子叶植物亲缘关系最远;顺式作用元件分析表明,该基因含有大量光响应元件和多种激素响应元件;亚细胞定位结果表明,该基因为核定位基因;表达谱与实时荧光定量分析显示,DlLSm14e的FPKM值在非胚性愈伤组织(NEC)阶段最低,在球形胚阶段达到最高,推测DlLSm14e大量累积可能有利于龙眼体胚早期形态建成;不同激素处理下,2,4-D抑制该基因表达,KT促进其表达,而KT的浓度能影响该基因的表达。【结论】龙眼LSm14e基因定位于细胞核,该基因FPKM值随龙眼体胚胚性增加而升高,并且响应多种与龙眼体胚发生相关的激素,推测该基因可能参与龙眼体胚早期的形态建成。     

香蕉条斑病毒ORF Ⅰ基因克隆及编码蛋白和同源物的生物信息学分析

【目的】探明杆状DNA病毒属病毒的ORFⅠ基因功能。【方法】本研究从香蕉条斑病毒云南分离株(BSV-YN)中克隆了BSV ORFⅠ基因,通过核苷酸和氨基酸序列分析和同源关系分析,确定了BSV-YN的分类地位;对其编码蛋白及同源物的理化性质、氨基酸序列组成、亲疏水性、跨膜区域、信号肽、亚细胞定位、磷酸化位点、同源结构域、蛋白二级和三级结构等进行预测和分析。【结果】BSV ORFⅠ基因片段大小为528 bp,编码175个氨基酸,通过核苷酸和氨基酸序列分析和同源关系分析,确定了BSV-YN属于BSGFV种。生物信息学分析表明,BSV-YN ORFⅠ及同源蛋白都是不稳定的、亲水性蛋白,以丝氨酸和苏氨酸磷酸化为主。这些蛋白二级结构主要由α-螺旋和无规则卷曲组成,无信号肽或跨膜区域。亚细胞定位预测表明,BSV-YN ORFⅠ及同源蛋白主要在细胞核分布,推测它们在病毒感染的宿主细胞核中发挥重要作用。【结论】推测BSV-YN ORFⅠ在病毒感染的宿主细胞核中参与病毒复制、转录等相关过程。本研究为进一步开展该蛋白的功能研究提供科学线索。     

香蕉trihelix转录因子MaGTL1a的分离及特性

【目的】研究香蕉MaGTL1a转录因子的特性及其基因表达规律,探讨MaGTL1a转录因子在香蕉果实成熟过程中的作用。【方法】以香蕉果肉c DNA为模板,采用RT-PCR获得MaGTL1a序列;利用烟草瞬时表达法和酵母系统分析MaGTL1a亚细胞定位和转录调控活性;通过实时荧光定量PCR分析MaGTL1a在香蕉果实成熟过程中的表达;运用烟草BY2悬浮细胞瞬时表达法研究MaGTL1a启动子活性。【结果】MaGTL1a c DNA序列含有1个2 283 bp的开放阅读框,编码761个氨基酸,属于trihelix转录因子的GT-2亚家族;亚细胞定位和转录活性分析显示,MaGTL1a定位于细胞核,并在酵母和植物体内具有转录激活活性;实时荧光定量PCR和启动子活性试验表明,MaGTL1a转录水平和启动子活性均受乙烯诱导,并且MaGTL1a转录水平随着香蕉果实的成熟进程而明显增强。【结论】MaGTL1a是一个受乙烯诱导和核定位的转录激活子,可能参与了香蕉果实成熟的调控。     

枣E类MADS基因在花和果中的表达及其蛋白互作研究

以'金丝小枣'花和果实为试材进行E类MADS-box基因的生物信息、表达、亚细胞定位及蛋白互作研究.3个E-type MADS-box基因分别位于SEP1/2、SEP3和SEP4进化支.与其他物种的同源序列相比,E类蛋白在进化中非常保守.3个E类基因在枣的花和果实中均有表达,ZjSEP1/2在花不同发育时期表达比较稳定...     

香粉1号香蕉果肉类胡萝卜素提取条件研究

以香粉1号香蕉果肉为试材,通过单因素试验和L9(34)正交试验,筛选用有机溶剂提取香粉1号果肉类胡萝卜素的最佳提取条件,并测定其含量。结果表明:以乙醇为提取剂效果最好;影响提取效果大小的因素依次为料液比、乙醇浓度、提取温度、提取时间;最佳提取条件为:乙醇浓度95%、料液比1∶15、提取温度50℃、提取时间1.5 h,在最佳提取条件下,测得香粉1号香蕉果肉类胡萝卜素平均含量为14.073μg/g。     

香蕉GLP基因家族全基因组鉴定及表达分析

为揭示香蕉类萌发素蛋白（GLP）功能，对香蕉GLP基因家族（MaGLP）进行了全基因组鉴定，分析了基因结构、染色体分布和启动子顺式作用元件和转录因子结合位点（TFBS）分布情况以及编码蛋白的理化性质、保守基序、进化关系，同时基于转录组的结果研究它们在4 ℃和45 ℃处理的叶片、枯萎病菌FocTR4处理的根系以及自然成熟和乙烯催熟的不同成熟阶段的果实中的表达情况。结果显示：MaGLP家族共有44个成员，编码区CDS序列长度为567 ~ 2 103 bp，分布于除10号染色体外的所有染色体上。大部分GLP基因包含1 ~ 2个外显子，多数GLP具有信号肽且主要定位在胞外。进化树分析发现，MaGLP可分为8个亚家族，其中亚家族M为香蕉特有。顺式作用元件和TFBS预测结果显示，MaGLP启动子区存在多种植物激素和逆境胁迫相关响应元件以及7种TFBS。MaGLP成员在香蕉不同组织部位中的表达水平差异较大且受多种胁迫调控。其中MaGLP5-1和MaGLP9-8对各种处理均有响应，MaGLP1-2和MaGLP9-4受高温、低温胁迫抑制，而MaGLP9-6受高温、低温胁迫诱导，MaGLP5-4受高温和FocTR4调控，MaGLP4-4仅响应高温胁迫。研究结果表明MaGLP在香蕉抵御逆境过程中发挥重要作用。     

葡萄Trihelix转录因子家族生物信息及其基因表达分析

利用生物信息学分析、预测葡萄Trihelix转录因子家族基因的特性与功能,为葡萄抗逆基因的挖掘和利用提供理论依据。以‘红地球’葡萄(Vitis vinifera)试管苗为试验材料,对葡萄Trihelix转录因子家族进行理化性质、染色体定位、二级结构预测、亚细胞定位、基因结构分析、motif以及基因芯片表达分析,并利用qRT-PCR技术分析该家族基因在400 mmol·L~(-1) NaCl、100 mmol·L~(-1) ABA和10%PEG逆境下的表达情况。结果表明,该转录因子家族在葡萄基因组中总共有27个成员,分布于11条染色体上,其中有10个成员集中分布在第14号和17号染色体上;氨基酸残基为175～880个,大多数具有疏水性。亚细胞定位分析表明,该基因家族主要存在于细胞核中。结构域分析显示,同一亚家族蛋白保守域结构高度相似。基因芯片表达结果显示,非生物胁迫下,叶片中VvTrihelix6在PEG处理24 h后与对照相比呈显著上调趋势,当用NaCl处理4h和24h后,与叶片对照相比有下调表达趋势;用ABA处理果实3d后,该基因在果实中呈下调表达,处理10d后变化不明显。叶片中VvTrihelix19转录因子经PEG、NaCl和冷胁迫处理24 h后明显下调;果实用ABA处理3 d和10 d后均有明显下调趋势。qRT-PCR分析表明该转录因子家族所有基因对逆境胁迫具有响应作用,但是,不同成员在不同逆境胁迫下的响应程度存在一定的差异。转录因子VvTrihelix6在400 mmol·L~(-1) NaCl和100 mmol·L~(-1) ABA处理下表达量极显著高于对照,分别是对照的15倍和8倍;VvTrihelix19只在10%PEG胁迫处理后呈显著上调表达。     

枸杞Lb_PPR1的克隆及其在不同育性品种中的表达分析

三角状五肽重复（Pentatricopeptide repeats，PPR）蛋白定位于多种细胞器中，参与细胞核和细胞器中特异单链RNA的转录后修饰和编辑，在植物生长发育的多个阶段均发挥着重要的作用。分别从枸杞（Lycium barbarum）雄性可育系‘宁杞1号’和不育系‘宁杞5号’中克隆了Lb_PPR1基因，并对其编码蛋白质进行理化性质、亚细胞定位、保守结构域、蛋白结构以及系统进化等方面进行预测分析。结果显示，‘宁杞1号’和‘宁杞5号’中Lb_PPR1基因的开放阅读框均为1 977 bp，编码658个氨基酸，但其中存在20个碱基和14个氨基酸的差异。Lb_PPR1蛋白包含14个串联重复的PPR保守基序，属于PLS家族，该蛋白定位在细胞膜和细胞质。二级、三级结构预测显示该蛋白以α螺旋为主。同源进化分析得出Lb_PPR1蛋白与同属茄科的辣椒和烟草PPR蛋白亲缘关系最近。利用实时荧光定量PCR检测Lb_PPR1在枸杞不同组织器官及不同发育阶段花药中的表达特性。结果显示，Lb_PPR1在枸杞不同组织中均有表达，但在可育系花蕾中表达量最高，不育系‘宁杞5号’各组织中表达量均显著低于可育系‘宁杞1号’。以上结果表明，Lb_PPR1基因可能与枸杞花药发育有关。