水稻溶血磷脂酸酰基转移酶基因(LPAT)家族生物信息学分析及在籽粒油脂合成中的作用

【目的】挖掘水稻溶血磷脂酸酰基转移酶(Lysophosphatidic acid acyltransferase,LPAT)基因家族成员信息,分析其生物信息学特征及在水稻籽粒油脂合成中的作用。【方法】通过生物信息学分析,对OsLPAT基因家族进行基因结构、系统进化树、组织表达谱以及激素和逆境表达谱等分析。利用比较代谢组和转录组学的方法,分析OsLPAT家族各成员在水稻籽粒油脂合成中的作用。【结果】水稻基因组中LPAT家族包含5个成员,分别命名为OsLPAT1～OsLPAT5。除OsLPAT1外,其他成员均含有4～6个外显子,且各成员均包含Acyltransferase Cterminus (PF01553)结构域;进化分析显示,LPAT基因在单子叶植物中较为保守;OsLPAT2的表达受多种逆境条件及激素诱导,OsLPAT3和OsLPAT5的表达受到脱落酸(Abscisic acid,ABA)的强烈诱导,而OsLPAT4则特异性地受到渗透胁迫的诱导;比较代谢组和转录组学分析显示,OsLPAT家族各成员分别在籽粒发育的不同阶段发挥功能,从而促进油脂(Triacylglycerol,TAG)...     

香榧油脂及其合成调控机制研究进展

香榧Torreya grandis‘Merrillii’是珍贵经济树种之一,具有极高的营养价值和药用价值。香榧种仁含有丰富的油脂、蛋白质、维生素等营养物质。香榧油脂的主要成分是脂肪酸及其衍生物,在降低血脂、抗氧化和预防心脑血管等方面起着重要作用。过去香榧油脂的相关研究集中在油脂组成、提取方法和功能特性等方面,随着林木分子生物学的发展,香榧油脂合成及其调控机制研究越来越多,主要包括香榧油脂合成代谢通路挖掘、油脂累积、特殊脂肪酸合成关键基因鉴定及调控网络构建等方面。本研究结合香榧油脂的相关研究,对香榧种仁的脂肪酸组成、油脂品质和油脂的提取方法、油脂合成调控机制等方面进行了综述,为后期开发利用香榧坚果资源提供方法和思路。图1表2参58     

枳漆酶基因家族鉴定及其响应盐胁迫的表达分析

漆酶(LAC)是植物木质素生物合成中催化木质素单体聚合的关键酶,在调控植物生长发育和胁迫响应中发挥着重要作用。对枳漆酶基因家族进行鉴定和分析,并探究其在盐胁迫下的表达模式,可为进一步研究枳漆酶基因功能提供重要的参考信息。采用生物信息学手段鉴定枳漆酶基因家族成员,对其家族成员的理化性质、基因结构、系统进化关系、启动子顺式作用元件等进行分析,并通过qRT-PCR方法分析其盐胁迫表达模式。结果表明,枳基因组中共有20个LAC基因家族成员,其中18个分布在5条已知染色体上,2个分布在未知染色体上,被预测定位到细胞膜和细胞核中;共有6～14个外显子,5～13个内含子,9～11个motif;系统进化树分析结果显示,20个枳LAC基因家族成员与17个拟南芥LAC基因家族成员共分成7个亚组,20个枳LAC基因家族成员分布在其中的6组;20个枳LAC基因家族成员与拟南芥LAC基因间存在19对共线性关系;启动子区域含有24种顺式作用元件,其中厌氧诱导元件、干旱响应元件和茉莉酸甲酯响应元件数量最多;16个枳LAC基因在盐胁迫下显著上调表达,推测枳漆酶基因参与了盐胁迫响应。     

黄瓜叶酸合成关键基因克隆与分析

【目的】分析黄瓜基因组中与叶酸合成代谢相关的基因数量、定位以及表达特征,对关键酶基因进行生物信息学分析与克隆,旨在为黄瓜叶酸合成调控研究奠定基础。【方法】根据已报道的拟南芥叶酸合成相关基因,利用黄瓜基因组数据库中9930_V3版本进行BLAST比对。利用MapChart绘制黄瓜染色体物理图谱并对基因定位。利用qRT-PCR分析这些基因在黄瓜果实发育不同时期和不同材料中的表达量。通过MEGA、WebLOGO、ExPASy等工具对关键酶基因进行生物信息学分析。通过PCR扩增对关键酶基因进行克隆,并测序分析基因的序列差异。【结果】同源比对获得19个黄瓜叶酸代谢相关基因,这些基因不均匀分布在黄瓜7条染色体上,且以Chr.4和Chr.5上分布最多。通过对其中11个调控叶酸合成的基因在测序黄瓜9930果实发育不同时期以及果实叶酸含量高低差异显著的2份材料的表达量分析,发现CsFPGS、CsHPPK/CsDHPS和CsDHNA 3个基因与果实叶酸含量变化趋势完全一致;CsADCS、CsADCL、CsDHNA、CsHPPK/CsDHFS、CsFPGS、CsDHFS等基因的表达量在2份材料中具有显著差异。通过对2个调控叶酸合成限速步骤的关键酶基因CsGCHI和CsADCS的蛋白序列及蛋白结构域分析,发现各物种中CsGCHI的同源基因均具有2个GTP_cyclohydroI结构域;CsADCS的同源基因均具有2个GATase结构域、1个Anth_synt_I_N结构域和1个Chorismate_bind结构域。它们在不同物种中高度保守,进化树分析亲缘关系近的物种聚类到一起。分别扩增黄瓜果实低叶酸含量自交系65G和高叶酸含量自交系02245中CsGCHI和CsADCS的同源基因,序列分析表明CsaV3_1G041250全长为3 012 bp,CDS序列长度为1 413 bp,3个SNP位点的突变导致了氨基酸序列的变异;CsaV3_7G026240全长为3 047 bp,CDS长度1 407 bp,序列无变异;CsaV3_5G036360全长7 941 bp,CDS序列长度为2 706 bp,序列无变异。【结论】鉴定出19个不均匀分布在7条染色体上的黄瓜叶酸代谢相关基因,基因CsFPGS、CsHPPK/CsDHPS 、CsDHNA和CsADCS是影响黄瓜果实叶酸含量变化、导致叶酸含量高低显著差异的关键基因,调控叶酸合成限速步骤的关键酶基因GCHI及ADCS功能相对保守,CsGCHI在65G、02245中有3个SNP位点的突变导致了氨基酸序列的差异。     

新疆梨PsSFBB基因克隆及其生物信息学分析

[目的]对新疆梨PsSFBB基因进行克隆,并对其进行生物信息学分析。[方法]以新疆梨品种棋盘梨的花药为材料,利用RT-PCR和RACE技术对其PsSFBB基因进行克隆,并对克隆出的基因进行生物信息学分析。[结果]试验克隆到了一个全长为1 231 bp的PsS-FBB-α基因(Genbank登录号为EU909687),命名为PsSFBB6-α。该基因编码378个氨基酸,在N末端含有一个约50个氨基酸组成的F-box基序。经生物信息学分析,推测PsSFBB6-α蛋白的分子式为C2000H3034N517O558S23,相对分子质量为44 987.5,等电点为6.02,二级结构以α螺旋为主;理论推导半衰期大约为30 h,不稳定参数为55.21,属于不稳定蛋白;并且推测此蛋白为亲水性、非分泌型蛋白,在基质内起裂合酶的作用,特异性的识别底物,正好吻合了F-box蛋白的作用。[结论]为进一步研究SFBB蛋白和自交不亲和机理奠定了基础,也为新疆梨自交亲和品种的选育和生产中科学配置授粉树以提高产量和品质提供理论了依据。     

绿豆WRKY基因家族的全基因组鉴定及生物信息学分析

【目的】对绿豆WRKY转录因子在全基因组上进行鉴定及生物信息学分析,为绿豆WRKY基因功能的研究以及高抗绿豆品种培育奠定理论基础。【方法】利用Hmmer软件同源搜索,并通过在线工具SMART、NCBI-CDD和Pfam数据库进行结构域再确认获得79个绿豆WRKY基因,然后通过在线软件ProtParam、ProtScale、SWISS-MODEL分析绿豆WRKY家族蛋白的理化性质、亲疏水性并构建3D立体模型,使用MEGA X、McScanX软件构建进化树和绘制共线性图,利用MEME、PlantCARE在线工具分析WRKY转录因子的保守基序并预测基因上游的顺式作用元件。【结果】鉴定得到的79个VrWRKY蛋白的氨基酸数量为64~746,分子量为7.42~80.93 ku,等电点为4.49~10.41,大多数成员为亲水性不稳定蛋白。系统进化树分析表明,绿豆WRKY基因家族的79个成员可分为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ 3组,其成员数量分别为16,51和12,Ⅱ组进一步划分为Ⅱ-a、Ⅱ-b、Ⅱ-c、Ⅱ-d和Ⅱ-e 5个亚组,其成员数量依次为2,17,17,7和8,其中Ⅱ-a、Ⅱ-b、Ⅱ-d和Ⅱ-e亲缘关系更近,而Ⅱ-c在进化树上的分布整体更靠近Ⅲ组。基因结构及保守基序分析显示,该家族基因均为间隔基因,且都含有保守基序WRKYGQK。基因染色体定位分析表明,所有成员在11条染色体上均有分布。顺式作用元件分析表明,绿豆WRKY基因启动子区存在丰富的激素及胁迫响应相关的元件。基因组间共线性分析结果表明,绿豆WRKY基因与拟南芥WRKY基因之间存在同源关系。基因复制结果表明,绿豆基因组有1对串联重复基因,15对大片段复制基因,片段复制在绿豆WRKY基因家族扩张中起主要作用。绿豆WRKY蛋白3D结构模拟表明,所有成员具有相似的两种蛋白结构,其中一种立体结构中心含有1个Zn²⁺。【结论】鉴定得到79个含典型WRKY保守结构域的绿豆WRKY蛋白,其生物信息学分析丰富了绿豆WRKY转录因子的分子生物学理论。     

一个番茄细胞分裂素受体类激酶基因的生物信息学分析

利用生物信息学的方法从番茄的基因组中解析得到一个与拟南芥渗透胁迫相关的细胞分裂素受体类激酶HK1高度同源的基因,命名为LeHK1,并对它的序列结构、蛋白基序、启动子区的顺式元件和基因的遗传进化进行了分析。结果显示,番茄基因LeHK1编码的蛋白具有组氨酸蛋白激酶的结构特征,而且在进化上与拟南芥的渗透胁迫感受基因AtHK1分属同一个类群。从基因顺式反应元件分析来看,番茄基因LeHK1具有多个响应不同环境信号如热、干旱、激素信号的顺式元件,预示这个基因在环境响应和植物生长发育过程中具有重要功能。     

白背飞虱海藻糖酶Treh-2基因克隆及生物信息学分析

利用同源克隆及RACE方法,从白背飞虱Sogatella furcifera中克隆获得海藻糖酶基因(Treh-2)全长cDNA序列(GenBank登录号:JX204291),该基因全长为2 065 bp,包含73 bp 3,UTR和150 bp5,UTR,开放阅读框(ORF)为1 842 bp,编码613个氨基酸.该基因预测蛋白分子质量为70.45 ku,等电点为5.65,有5个预测糖基化位点,有1个信号肽结构.进化分析结果显示,白背飞虱海藻糖酶Treh-2与其他昆虫海藻糖酶Treh-2同源性较高,与灰飞虱相比,同源性为95％,与褐飞虱相比较,同源性为93％.海藻糖酶Treh-2基因克隆和比较分析为进一步深入研究白背飞虱迁飞能力与能量代谢具有重要意义.     

枳Rboh基因家族全基因组鉴定及表达分析

植物呼吸爆发氧化酶(Rboh)可调控活性氧的产生,在植物生长发育和胁迫响应中起着重要作用。基于已公布的枳全基因组数据,利用生物信息学方法对枳Rboh基因家族成员进行鉴定,并分析其理化特征、基因结构、保守域信息、系统进化关系、启动子顺式作用元件和组织表达模式。结果表明：枳基因组中共有7个Rboh家族成员,分布在4条染色体和未知染色体上,被预测定位到细胞膜上;共有12～15个外显子,4～5个保守结构域,8～10个motif;系统进化分析分成5个亚组,与拟南芥Rboh基因之间存在更多的共线性关系;枳Rboh基因启动子区域共有38种顺式作用元件,包括生长发育元件、激素响应元件和逆境响应元件3大类型;枳Rboh基因表达具有组织特异性。这一研究为进一步研究枳Rboh基因功能提供了重要参考信息。     

福建野生薏苡与栽培薏苡的种子发芽比较研究

利用福建省野生与栽培薏苡进行不同机械处理、不同温度、不同芽床、不同药剂下发芽率试验,结果表明,薏苡脱壳后可以显著提高发芽率,在25℃下发芽率最高,药剂以HNO3处理最佳,芽床因不同薏苡而表现一定差异.     

杉木薏米复合经营模式结构与生物量的研究

通过对一年生杉木薏米复合经营模式结构和生物量研究，结果表明，与对照相比（末进行复合经营），复合经营模式水平和垂直结构（地上部分与地下部分）均较为合理，杉木生长较快，复合模式生物量是对照的２８．５９倍，复合模式中杉木生物量是对照的１．２８倍．表明杉木薏米复合经营模式光能和林地利用率得到明显的提高．     

不同生长调节剂对薏苡植株的矮化效果

为解决贵州薏苡植株偏高易倒伏的问题,进行了多效唑、矮壮素和全锌玉状元生长调节剂对薏苡植株的矮化效果试验。结果表明:3种生长调节剂对薏苡植株均有一定的矮化作用,以全锌玉状元浸种+喷施方法(A3B3)对薏苡植株的矮化效果最好,处理后株高为156.50cm,比对照低30cm;各生长调节剂对薏苡产量的影响不同,各处理中,A1B1、A2B3、A3B2和A3B3的产量增产2.97%～52%,增产效果最好的是处理A3B3(全锌玉状元浸种+喷施),增产率达52%。     

薏苡遗传育种研究进展

我国现有薏苡品种普遍存在产量低、易倒伏、晚熟、抗病虫性弱等问题,缺乏优质薏苡新品种,严重制约了薏苡生产的发展。因此,从薏苡种质资源、杂交育种、组织培养及倍性育种、人工诱变育种4个方面,综述了近年来薏苡遗传育种的研究现状和进展。针对当前育种存在的问题,应以种质资源为基础,结合常规育种、现代生物技术育种,建立一套完整的选育体系。     

薏苡黑穗病快速检测方法研究

以薏苡黑穗病菌粉胞内蛋白为免疫原,制备抗体,建立薏苡黑穗病ELISA检测方法。结果表明,测定纯化后抗体的最高效价为1∶800 000,具特异性强;方阵试验测定抗原的最佳包被浓度为10³ CFU/mL,抗体的工作浓度为1∶4 000;优化ELISA检测条件,确定抗体4℃过夜(8～12 h)包被效果最好,选择1%酪蛋白作为抗体的封闭液,抗体的最佳封闭时间为1.5 h,抗体的最佳孵育时间为2.5 h,最佳底物作用时间为15 min;建立ELISA标准工作曲线,表明抗体的灵敏度为10⁴ CFU/mL。ELISA检测田间采集的黑穗病病叶显示,抗体可与病叶提取液发生特异性反应,而与健康叶提取液呈阴性反应,由此可确定黑穗病的存在与否。该方法可用于田间薏苡黑穗病快速检测,以及时指导病害防治。     

薏苡种质资源与遗传育种研究现状

薏苡营养价值高且是中药配方的重要组分,为典型的药(医)食同源作物,已经发展为极具区域性的特色杂粮作物.薏苡是C4高光效作物,但籽粒单产相对较低,有效提升育种水平已成为提高薏苡产量的关键因素.为薏苡高产品种的选育提供思路,从薏苡属作物科学本源出发,阐述当前薏苡种质资源、遗传基础、品种选育与利用的研究现状,并提出薏苡属作物...     

贵州薏苡产业发展的现状及对策

为促进贵州薏苡特色优势产业的进一步发展,综合分析了贵州省薏苡产业发展现状、优势和存在问题,并从良种繁育、基地建设、品牌效应、资金投入、服务及宣传等方面提出发展对策。     

利用色谱聚焦和离子交换色谱快速分离分析薏苡38ku抗真菌蛋白

联合利用色谱聚焦和离子交换色谱对薏苡种子抗真菌蛋白进行了快速分离分析,首次发现一种新的薏苡抗真菌蛋白。该蛋白经SDS-PAGE检测相对分子质量在38左右,利用胶内酶切和MALDI-TOF-MS完成了肽谱分析,并进行了数据库搜索。     

薏苡种仁内生真菌的分离及其抗菌活性

为筛选薏苡种仁内生真菌的抗菌活性,采用组织分离法,从禾本科黍亚科蜀黍族薏苡种仁中分离内生真菌,采用菌饼法筛选其抗菌活性。通过5．8 S ITS 分子系统学鉴定菌种,高效液相色谱法（HPLC）分析鉴定菌种发酵液正丁醇提取物次的生代谢产物。结果表明：分离共获得23株薏苡种仁内生真菌,其中,有弯孢霉属、链格孢属、砖孢属、茎点霉属、灰软盘菌属、稻黑孢属、玉蜀黍赤霉属、曲霉属及其他真菌。57％的菌株至少对测试菌株中的1种具有抗菌活性,且 GZR19号菌株具有广谱抗菌活性并鉴定为1种茎点霉（Phoma sp ．）,其发酵液的次生代谢产物在该色谱条件下主要有4种物质含量较高,其中可能存在具有抗菌活性的化合物。     

马铃薯ACS基因克隆及生物信息学分析

1-氨基环丙烷-1-羧酸合成酶(1-aminocyclopropane-1-carboxlic acid synthetase,ACS)是乙烯合成途径中的限速酶,为明确其基因结构为目标,根据已报道的基因序列信息,用马铃薯栽培品种‘甘农薯2号’试管苗作为材料,提取叶片总RNA,设计基因特异性引物,利用RT-PCR克隆出ACS基因,并对基因及其蛋白进行了生物信息学分析.结果表明:ACS基因CDS区长1 461bp,编码486个氨基酸,ACS蛋白分子量约为55kU,PI 6.76;具有12个alpha螺旋区域,22个beta片层区,32个转角和23个自由卷曲区;具有39个疏水区和41个亲水区;同源性分析表明ACS基因在高等植物中保守性较高.