苹果Hsf家族成员的序列特征、表达与进化分析

为全面了解苹果基因组中热激转录因子(Hsf)的序列特征及进化,采用生物信息学手段,在苹果全基因组水平上鉴定出50个MdHsf基因,并对其系统发育关系、序列特征、表达情况以及选择压力进行详细分析。系统发育与序列分析显示:与拟南芥和水稻相似,50个MdHsf基因可分为A、B、C 3个亚族;2个或多个MdHsf基因位于同一个末端进化支,说明该基因家族在苹果中发生了物种特异性扩增;尽管MdHsf基因的内含子数目和长度变异较大,但其蛋白的保守基序和功能结构域具有较高的保守性,这可能与功能约束有关。基于EST数目,可推知:除了MdHsfA2a和MdHsfA3a/b/c等14个基因没有相应的EST外,其余72%的基因都有转录活性。选择压力检测和结构建模分析显示:在36个MdHsf蛋白的选择压力检测中,位点模型未鉴定到正选择位点的存在;而在显著水平下(P0.05),分支-位点模型在d和e进化分支上,共检测到5个正选择位点,它们是28R、30L、35D、51M、67V,其中28R和30L位于Hsf结构域中,35D、51M和67V位于Hsf结构域之外,这说明除了MdHsfA4d/e和MdHsf C1a/b发生快速进化外,其他成员受控于纯净选择,具有高度保守性。综合以上研究结果,苹果基因组中存在多种热激转录因子,其蛋白的保守基序和功能结构域具有较高保守性,大多具有转录活性,在进化上该家族受纯净选择主导。     

PEG6000对菠菜性别分化的影响及分子机制初探

菠菜(Spinacia oleracea L)是研究雌雄异株植物性别分化的模式材料,其性别分化不但受到性别决定基因的控制,还受到环境条件的影响,干旱是其中的一个重要因素,但是关于聚乙二醇(Polyethylene glycol,PEG)模拟土壤干旱环境对菠菜性别分化影响的分子机制目前尚未见报道。试验以日本大叶菠菜(S.oleracea cv.Japanese leaves)为供试材料,利用不同浓度的PEG6000进行处理,研究干旱环境对菠菜性别分化的影响。采用温室盆栽种植方式,分别用5%、10%的PEG6000模拟土壤干旱环境对盆栽菠菜处理72 h,处理株数均为100株,并同时设置对照组。结果表明,与对照组雌雄比例(0.96)相比,PEG60005%处理组的雌雄比例(1.09)与10%处理组(0.97)均接近于对照组;对发生性反转数进行统计,结果表明,PEG6000 10%处理组低于5%处理组;利用菠菜Y染色体紧密连锁的雄性特异标记T11A对处理前、后的植株进行鉴定,发现菠菜植株出现了性反转现象,且均为雌株转变为雄株。琼脂糖凝胶电泳结果显示,性反转后,雄性特异条带也随之出现。试验首次对PEG6000模拟土壤干旱环境对菠菜性别分化影响的分子机制进行了探究,其研究结果对于进一步揭示菠菜性别分化机理具有重要意义。     

石刁柏Ty1-copia反转座子逆转录酶序列克隆及异质性分析

对石刁柏(Asparagus officinalis)品种UC309及TD818的两个反转座子逆转录酶序列进行了PCR扩增并对其在基因组中的异质性进行了分析。结果表明,s101366和s107518两个转座子序列均属于Ty1-copia反转座子,是Ty1-copia反转座酶的部分保守区序列,其长度分别为636和653 bp。对随机获得的两个反转座子测序表明两个反转座子存在一定的异质性,其突变主要是由于发生了碱基置换,其中碱基转换分别占到80.4%和80.0%,T圮C和G圮A转换的比例差异不显著。通过对两个石刁柏品种(TD818和UC309)中获得的序列聚类分析发现,s101366和s107518均未表现出性别间、品种间及近缘种间的保守性,甚至表现出了种内异质性大于种间的异质性特征。这说明了两个反转座子处于高度变异的状态,是产生染色体不稳定的重要因素之一。