龙眼miRNA合成途径相关基因的鉴定及表达分析

为了解龙眼miRNA合成途径相关基因的生物学功能,本研究依据龙眼第3代基因组数据对龙眼miRNA合成途径相关基因进行了鉴定和生物信息学分析,并利用龙眼转录组对其在体胚发生早期定量表达进行分析。研究结果如下：共鉴定到12条龙眼miRNA合成途径相关基因,分别是DlDDL1、DlDDL2、DlDDL3、DlDCL1、DlSE、DlHYL1a、DlHYL1b、DlHYL1c、DlCBP20、DlCBP80、DlHEN1、DlHASTY。这些基因编码的氨基酸数目400~1000 aa,蛋白分子质量23.92~220.25 kDa;大部分蛋白均为酸性蛋白,所有蛋白均为不稳定蛋白,除DlHASTY外,其余蛋白均为亲水性蛋白;基因结构分析表明,各成员内含子数目差别较大,为2~23个;所有成员均含有保守结构域,数目差别较大,为1~7个;启动子顺式原件分析显示,基因启动子区域均含有大量光反应元件及激素响应元件;蛋白互作预测分析显示龙眼miRNA合成途径相关基因具有较强的互作关系。对龙眼体胚发生早期过程中表达分析显示,各基因在EC阶段具有较高的转录水平。本研究表明：龙眼miRNA合成途径相关基因可能参与龙眼体胚发育早期进程且在EC阶段发挥重要作用,同时响应多种激素应答及非生物胁迫,推测其在生物学功能方面具有多样性和差异性。     

龙眼DlICE1基因克隆及低温胁迫表达分析

本研究以龙眼胚性愈伤组织为材料,根据龙眼转录组数据库,采用RACE-PCR和RT-PCR技术获取龙眼DlICE1 cDNA全长序列,并对其进行生物信息学分析与低温胁迫下表达分析。结果表明,龙眼DlICE1 cDNA全长为2327 bp,其中开放式阅读框（ORF）序列长1614 bp,共编码537个氨基酸。生物信息学分析表明,龙眼DlICE1编码的蛋白质属于不稳定的弱酸性蛋白,不具有典型的信号肽,且不属于分泌蛋白;亚细胞定位表明其位于细胞核内,与甜橙的同源蛋白亲缘关系最近;实时荧光定量PCR表明,龙眼DlICE1能够有效响应低温胁迫,低温诱导其表达量提高。研究结果显示,龙眼DlICE1基因参与龙眼胚性愈伤组织抗寒过程。     

龙眼体细胞胚胎发生早期SDG基因家族的全基因组鉴定与表达分析

SET domain group（SDG）基因家族控制的组蛋白赖氨酸甲基化,是参与染色质功能调控和表观遗传调控基因表达的重要部分。为了解龙眼（DlSDG）家族的生物学功能,采用生物信息学分析方法进行龙眼全基因组SDG家族成员的鉴定,并对蛋白质结构域、保守基序、基因结构、启动子顺势作用元件、进化树、相关基因的蛋白互作和体胚发生早期的基因表达情况进行预测和分析。结果显示,龙眼SDG家族基因包括32个成员,分为Suv、Ash、ATXR5/ATXR6、Trx、E(z)、SMYD和SETD 7个亚家族,其中Suv亚族成员数量最多;外显子数量在1~22个不等,蛋白结构域保守,都含有一个SET结构域,DlSDG蛋白保守motif不同亚家族间差异较大;DlSDG启动子包含许多诸如低温、干旱和压力等非生物胁迫响应元件和激素响应元件;龙眼SDG成员在体胚发生早期均能不同程度表达,其中DlSUVR4b在EC和ICpEC阶段可能发挥着较为重要的作用;DlSUVH4可以和DNA甲基转移酶MET1发生互作。本研究表明,龙眼DlSDG 32个组蛋白赖氨酸甲基转移酶基因可能除了在生物钟的调节、植物发枝数量、根的生长发育、种子的萌发、花的发育和植株的形态建成等方面发挥重要功能外,也可能直接参与胁迫响应和体细胞胚胎发生的调控,并且还可能在参与DNA甲基化、染色质重塑的过程中形成体细胞胚胎发生的协作调控网络,表现其具有功能上的多样性、复杂性。