小桐子CDPK及相关激酶基因家族的全基因组鉴定及表达分析

基于小桐子基因组数据库,在全基因组水平对小桐子CDPK及相关激酶基因家族进行鉴定,并对其系统进化、基因结构、保守结构域、染色体定位以及器官与低温胁迫表达进行分析,为深入开展小桐子CDPK及相关激酶基因的功能鉴定及其在小桐子遗传改良中的应用提供依据。利用CDPK结构域的隐马尔可夫模型对小桐子蛋白质数据库进行相似性检索,经过Pfam与CDD在线工具的验证获得小桐子CDPK及相关激酶基因家族成员。利用不同的工具对CDPK及相关激酶基因进行生物信息学对比分析。通过小桐子器官与低温表达谱数据进行CDPK及相关激酶基因的表达分析。小桐子基因组中共检索到17个CDPK基因、5个CRK基因、2个PPCK基因、4个PEPRK基因以及1个CCaMK基因,各基因家族成员的基因长度、蛋白质等电点及亚细胞定位等理化参数具有家族特异性。序列比对与系统进化分析显示,5个基因家族都单独聚类,而CDPK与PEPRK基因家族又分别聚类为4个与2个亚族,且鉴定到小桐子CDPK家族成员的N-端可变区、激酶结构区、自抑区及EF-hand调控区4个保守结构域以及其他激酶成员的激酶结构域。同时,分别有21个与24个CDPK及相关激酶可能发生N-豆蔻酰化与N-十六烷酰化的修饰。染色体定位表明,小桐子CDPK及相关激酶基因不均匀地分布于10条染色体上,且存在JcCDPK7/JcCDPK9串联复制现象。转录组表达分析表明,29个CDPK及相关激酶基因中,有24个基因在叶片、根及种子中都有表达,而JcCDPK3、JcCDPK11、JcCRK3及JcCCaMK属于低温诱导高表达基因,与小桐子的抗冷性直接相关。     

南方紫花苜蓿及其原生质体再生植株同工酶活性的对比研究

[目的]为南方紫花苜蓿的生物技术研究提供依据。[方法]以适宜我国南方环境的XN-1型(西农1号)紫花苜蓿为材料,测定其母系植株及原生质体再生植株茎、叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)3种同工酶活性,并进行对比分析。[结果]在同样的胁迫条件下,南方紫花苜蓿母系植株的3种同工酶活性均高于原生质体再生植株;母系植株与原生质体再生植株过氧化物酶活性存在极显著差异(P<0.01),超氧化物歧化酶、过氧化氢酶活性存在显著差异(P<0.05)。[结论]南方紫花苜蓿原生质体再生植株的3种同工酶活性较母系植株均有所下降,相应的抗性、适应性也较母系植株下降。