茄科植物中HCT基因家族的鉴定及进化和表达分析

莽草酸/奎宁酸羟基肉桂酰转移酶(shikimic acid/quinic acid hydroxy cinnamyl transferase,简称HCT)是辣椒素苯丙烷代谢途径中关键的限速酶,其催化的产物对茄科植物具有重要的生理学意义。为了探清HCT在茄科植物基因组中的状况,重点考察了其在茄科植物基因组中的分布,并利用生物信息学分析的方法,对HCT基因进行全面的鉴定,共获得拟南芥、烟草、番茄和辣椒的13条基因序列。其次,构建了HCT在茄科植物中的系统发育树,并对其进行相关的结构、功能和表达的分析。结果揭示了茄科植物中HCT基因的亲缘关系;HCT基因编码的蛋白结构域高度保守,该保守性体现在植物的结构和功能上。本研究为进一步研究茄科植物中的HCT基因的酶学及生理功能提供了基础。     

海南特有灭绝级植物爪耳木的叶片功能性状

为扩大海南特有灭绝级濒危植物爪耳木的种群数量,采用差异显著性分析、主成分分析及聚类分析等方法,研究爪耳木当年新生叶片与多年生老叶功能性状对其生长发育的影响。结果表明:含水量,新叶和老叶分别为60. 21%和52. 17%,新叶极显著大于老叶;干重和比叶重,老叶分别为0. 046 g和0. 017 g,新叶分别为0. 037 g 0. 013 g,老叶显著大于新叶;叶面积、相对含水量、全氮含量和全磷含量,老叶分别为5. 670 cm~2、72. 954%、16. 872 g/kg和1. 173 g/kg,新叶分别为5. 125 cm~2、79. 807%、16. 467 g/kg和1. 272 g/kg,二者各指标间差异均不显著。叶片的干重、比叶重、叶片含水量及叶全氮含量是影响爪耳木叶生长发育的关键性状。     

芒果MDS家族基因的鉴定、进化及表达分析

2-C-甲基-D-赤藓糖醇-2,4-环焦磷酸合成酶(MDS)是MEP代谢途径中的关键酶。为了鉴定芒果中的MDS家族基因,探索MDS家族基因的进化、表达模式。本研究采用同源搜索的方法,从13个植物基因组中下载了16个MDS家族基因,对其进行了蛋白结构域、系统发育及在芒果中的表达分析。蛋白结构域分析结果显示,芒果MDS家族基因的蛋白序列均包含完整的PF02542.16结构域。系统发育进化树显示,芒果中的MDS家族基因是在双子叶植物形成后进化的,且与柑橘的MDS基因关系最近。表达分析结果显示,在芒果品种‘贵妃’、‘台农’和‘金煌’的成熟果果肉中,芒果MDS家族基因均在‘贵妃’中表达量最高,其次是‘台农’,在‘金煌’中表达量最低,而且差异显著。本研究为进一步研究芒果MDS家族基因在萜类合成途径中的作用提供科学依据。     

植物磷酸蔗糖磷酸酶家族基因鉴定及序列和进化分析

磷酸蔗糖磷酸酶(sucrose phosphate phosphatase,SPP)是蔗糖合成途径中的关键酶;二磷酸尿苷葡萄糖和6-磷酸果糖为底物,蔗糖磷酸合成酶催化生成磷酸蔗糖,磷酸蔗糖在磷酸蔗糖磷酸酶作用下水解形成蔗糖。为了系统梳理SPP在植物基因组中的状况,我们对SPP基因进行了全面的挖掘、鉴定和进化分析,并重点分析该基因在番茄中的表达。首先,针对SPP的基因序列,挖掘得到2个蛋白结构域;其次,对该基因进行全面鉴定,构建其进化树,可发现SPP是从高等植物开始登陆的;最后,将番茄CDS序列比对到各探针,从数据库中提取组织中的表达数据,表明野生型番茄的表达量较高。本研究为磷酸蔗糖磷酸酶提供了基因信息,为植物中蔗糖合成途径的作用机理及其进化机制提供了基础研究。     

植物UDP-葡萄糖焦磷酸化酶家族基因鉴定及序列进化分析

UDP-葡萄糖焦磷酸化酶(UDP glucose pyrophosphorylase, UGP)是糖代谢合成途径中的一个关键酶。UGP以葡萄糖-1-磷酸和尿苷三磷酸为底物,催化反应生成尿苷二磷酸葡萄糖和焦磷酸,直接参与了植物糖代谢的生物合成。为了系统梳理UGP在植物基因组中的状况,我们对其基因进行了全面的鉴定和进化分析,并重点考察该基因在番茄中的表达。首先,我们针对UGP的基因序列,鉴定得到其保守结构域,在此基础上对相关基因进行了全面鉴定,从而构建了其进化树;其次,将番茄CDS序列比对到各探针,从而从数据库中提取组织中的表达数据;最后,通过结构域鉴定,进化树和表达量的分析,得出UGP在植物中的生物合成的机理。本研究为UDP-葡萄糖焦磷酸化酶提供了基因信息,为植物中糖代谢生物合成途径的作用机理及其对蔗糖合成的影响相关基因进化机制的研究提供帮助。