花生KNOX基因家族的全基因组鉴定及组织表达分析

为研究花生KNOX基因家族在生长发育以及非生物胁迫响应中的功能，本研究采用生物信息学手段在栽培种花生基因组水平上对KNOX基因家族成员进行鉴定，并对其理化性质、基因结构、蛋白质保守结构域、系统进化、启动子顺式作用元件以及组织与逆境下的表达模式进行分析。结果显示：花生基因组中共有26个KNOX基因家族成员，分布在17条染色体上，绝大多数编码酸性蛋白，均为亲水性蛋白，并全部定位于细胞核。系统发育分析可将花生KNOX家族分为ClassⅠ和ClassⅡ两个亚家族，并进一步分为4个亚组。启动子分析发现一些与生长发育、激素和胁迫响应相关的顺式作用调控元件。全生育期组织表达分析结果显示，ClassⅠ类基因表达组织特异性明显，主要在花、营养茎尖、生殖茎尖、果针等组织中高表达；ClassⅡ类基因时空表达更广泛。在7种非生物胁迫处理下，部分基因表达量变化较大，其中5个基因响应特定胁迫，RT-qPCR验证了2个特异性响应PEG胁迫的基因。本研究为进一步探究花生KNOX基因在生长发育、逆境响应中的功能奠定了基础。     

棉花FLA基因家族的全基因组鉴定及Gh FLA05在棉纤维发育中的功能分析

【背景】伴随着棉纺织工艺水平的提升和人们对高品质纺织品的追求，提升棉花纤维品质日益重要。类成束阿拉伯半乳糖蛋白（fasciclin-like arabinogalactan proteins,FLAs）在棉纤维起始发育、次生壁合成等过程中可能具有重要作用。【目的】通过对棉花FLA基因家族进行全面鉴定与分析，研究该家族成员的共性特征及特异性表达模式，为FLA在棉纤维发育中的功能研究提供参考。【方法】根据棉花全基因组数据，使用HMMER 3.0对棉花FLA基因家族成员进行鉴定，并通过Pfam、Smart等软件进一步确认。使用ExPASy、TMHMM分析蛋白理化性质及跨膜结构域，应用MEGA、MCScanX、GSDS、MEME、TBtools、Jalview等工具进行进化树构建、染色体定位、共线性分析和蛋白保守结构域序列比对等。通过转录组数据分析陆地棉FLA基因在不同组织中的表达情况。利用实时荧光定量聚合酶链式反应（quantitative real-time polymerase chain reaction,qRT-PCR）检测GhFLAs在不同纤维品质材料的胚珠及不同发育时期纤维中的表...     

甜瓜MADS-box基因家族的鉴定及系统进化分析

中国是甜瓜的主要生产国家，种植面积和产量都位于世界首位。本研究通过全基因组分析鉴定了甜瓜MADS-box基因家族成员，分析甜瓜MADS-box基因家族成员的染色体定位、多重序列比对、motif分布和外显子-内含子结构分布，以及对其成员进行进化及表达分析，并分析启动子区的顺式作用元件分布。结果显示，从甜瓜全基因组数据库中共鉴定了45个甜瓜MADS-box基因，其中Ⅰ型基因11个，Ⅱ型基因34个；通过系统发育分析，Ⅰ型基因主要分布于Mβ和Mγ亚家族中；Ⅱ型基因则分布于13个亚家族；Ⅰ型基因与Ⅱ型基因的motif分布和外显子个数区别明显，但同型基因区别不大；对CmMADS-box基因家族全生理期表达量进行可视化分析并进行了共线性分析；根据启动子区的顺式作用元件分布情况，推测CmMADS-box基因可能响应多种外界胁迫，即具有功能多样性。该研究结果为探究甜瓜MADS-box基因家族生物学功能提供参考。     

豌豆CBF基因家族的生物信息学及低温胁迫下的表达分析

【目的】为了更加全面地探究CBF基因家族在豌豆中的进化及生物学特征。【方法】通过生物信息学方法从基因家族鉴定、结构分析、蛋白基本理化性质、亚细胞定位、染色体定位、顺式作用元件、蛋白质相互作用与表达分析等方面，对豌豆PsCBF基因家族进行系统鉴定和分子特征分析。【结果】在豌豆中共鉴定出21个PsCBF基因，染色体定位显示18个PsCBF基因分布在1、2、4、6与7号染色体上，其余3个未组装到染色体上(PsCBF19～PsCBF21)。21个PsCBF基因编码蛋白的氨基酸数在123(PsCBF09)～349(PsCBF11)，且均属于疏水性蛋白。亚细胞定位预测显示18个PsCBF基因(85.71%)定位在细胞核上，二级结构主要以无规则延伸为主。蛋白基序显示同一类群的基因都具相似的保守基序特征且该家族成员包含1～7个保守基序；同一类群的基因也具有相似的基因结构，且该家族基因含1～2个外显子。PsCBF基因启动子区分析表明其含有多种顺势作用元件，在激素反应，组织特异表达以及逆境响应中起作用。蛋白聚类网络图显示其蛋白可能在豌豆应对非生物胁迫中起调节作用。此外，本研究发现低温胁迫后K_2<...     

油梨Dof基因家族鉴定及其在生长发育过程中的表达分析

为了研究Dof基因家族成员在油梨生长过程中的表达规律，探索和脂肪合成相关的Dof基因成员，本研究以不同生长发育阶段‘哈斯’油梨果实为试材，利用已发表的油梨基因组数据为参考，探索油梨中Dof基因家族成员。结果表明：(1)在油梨中共鉴定到25个Dof家族成员，但蛋白结构差异较大，等电点在5.22～9.77之间，GRAVY在-0.908～-0.143之间；(2)亚细胞定位结果预测发现多数基因定位在细胞核中，部分基因定位在叶绿体及其他位置；(3)生长发育过程中的PaDof1、PaDof2的表达量随着生长不断增加，这和油梨脂肪变化规律一致。由此可见，PaDof1、PaDof2在油梨中可能参与脂肪的合成。本研究结果可为后续的油梨的品质调控提供理论基础。     

枣CML基因的分子特征及其抗寒性表达模式分析

【目的】探究枣类钙调蛋白（ZjCML）在抗寒性中的重要作用，旨在挖掘关键抗寒ZjCML基因，为进一步利用其进行枣抗寒育种提供理论参考。【方法】本研究利用生物信息学技术，全面分析了枣CML基因家族成员的数目及相关结构特征，并利用RNA-seq和实时荧光定量PCR技术分析其响应低温胁迫时的表达模式，为筛选关键抗寒基因奠定基础。【结果】在枣基因组数据中共鉴定到23个ZjCML基因，不均匀地分布在12条染色体上。与拟南芥CMLs蛋白构建进化树分析发现ZjCMLs可被分为12个类群。蛋白网络互作预测发现16个ZjCMLs存在于该网络中，且具有一定的互作关系。RNA-seq结果表明ZjCML13和ZjCML6基因表达模式在‘冬枣’及其同源四倍体响应低温胁迫中具有显著差异，其中ZjCML13在‘冬枣’响应低温胁迫6和24 h时极显著上调表达，而在‘冬枣’同源四倍体中表达差异不显著。外源Ca Cl2和褪黑素处理后，ZjCML13在‘冬枣’同源四倍体响应低温胁迫6和24 h时极显著上调表达，说明其可能通过诱导ZjCML13表达调控‘冬枣’同源四倍体抗寒性。【结论】枣CML基因家族具有特定的结构特征及响应...     

冷胁迫下甘蓝型冬油菜表达蛋白及BnGSTs基因家族的鉴定与分析

谷胱甘肽S-转移酶(glutathione S-transferases, GST)参与调节植物生长、发育和逆境胁迫反应的许多方面。本研究利用双向电泳和质谱技术分析‘16VHNTS309’在冷胁迫下差异表达的蛋白质,基于GO和KEGG分析鉴定出BE、APX、SOD、GST等参与冷胁迫反应的蛋白质。利用q RT-PCR和生理指标鉴定到响应冷胁迫的关键蛋白质GST,采用同源克隆法克隆到‘16VHNTS309’的GST基因。该基因CDS长度为642bp,编码213个氨基酸,是一个不稳定蛋白,属于GST＿N＿3谷胱甘肽S-转移酶家族,与甘蓝型油菜‘ZS11’序列相似性为99.22%,与‘ZS11’和‘Vision’两者的氨基酸序列相比较发现第127位亮氨酸(L)突变为脯氨酸(P)。基因家族分析表明,在甘蓝型油菜中共鉴定到153个Bn GSTs成员,按其功能主要分为Zeta、Phi、Theta、CHQ、DHAR、Lambda和Tau这七大类型,大部分的Bn GSTs属于Phi和Tau这2种类型。系统进化将Bn GSTs分为12个亚家族,亚家族Ⅰ和Ⅷ包含了较多的成员,Bn GSTs不均匀的分布在1...     

棉花β-tubulin基因家族的鉴定及其在纤维发育中的表达

【目的】β-微管蛋白是棉纤维细胞形态建成的基本结构单位，在纤维发育过程中具有重要作用。通过鉴定棉花β-tubulin基因家族成员，并进行生物信息学和表达模式分析，为深入探究β-tubulin基因在棉花纤维发育中的作用提供理论依据。【方法】利用BLAST方法，在4个棉种基因组中鉴定β-tubulin基因家族成员，并结合ProtParam tool分析理化性质、MEGA7.0构建系统进化树、Mapchart2.2绘制染色体定位图、MEME分析保守基序、PlantCARE分析启动子顺式作用元件；根据39个材料发育纤维转录组数据分析陆地棉β-tubulin基因家族的表达水平，并利用Spearman相关性分析鉴定影响纤维品质性状形成的β-tubulin基因。【结果】在陆地棉（Gossypium hirsutum,AD1）、海岛棉（Gossypium barbadense,AD2）、亚洲棉（Gossypium arboretum,A2）和雷蒙德氏棉（Gossypium raimondii,D5）基因组中分别鉴定到36、37、19和18个β-tubulin基因，且在四倍体棉种中的数目约是二倍体棉种数...     

受棉铃虫诱导的棉花糖基转移酶UGT基因家族的生物信息学及表达分析

【目的】筛选分析受棉铃虫诱导的棉花糖基转移酶(Glycosyltransferase)UGT基因家族，为UGTG01、UGTG02、UGTGo4、UGTGo6、UGTGo7基因功能深入研究奠定基础。【方法】以受棉铃虫诱导筛选出的棉花糖基转移酶UGT基因组数据库为基础，利用生物信息学方法分析棉花糖基转移酶UGT基因家族的理化性质、系统进化树、蛋白质的二级结构预测以及保守基序与结构域。【结果】从棉花基因组中搜索到5个推定的UTG基因家族成员，其氨基酸数目介于468～534个，理论等电点分布在4.97～5.58,相对分子质量区域为52 743.1～60 208.62,亚细胞定位在细胞质外，均为亲水性蛋白质。基因结构均含有1个外显子，二级结构主要由α-螺旋、无规则卷曲为主，均含3个Motif基序和有Glycosyltransferase＿GTB-type superfamily结构域。5个基因在根、茎、子叶、真叶、花、棉桃中具有明显的组织表达差异性，5个基因与UGT73C家族基因，水稻的UGT707A3、大豆的GmUGT在进化树的同一分支上。【结论】糖基转移酶基因在不同组织中的表达具有显著差异...