荔枝GRX基因启动子的克隆与瞬时表达分析

为了研究荔枝GRX基因的调控机理,本研究利用PCR的方法克隆了该基因上游1 996 bp的启动子片段并对其功能进行了初步分析,结果表明:荔枝GRX基因启动子序列中含有大量的TATA-box和CAAT-box保守元件,以及ARE、HSE、MBS、TC-rich repeats、TGA-element等各种转录调控相关的顺式作用元件。基因枪表达分析表明,该启动子能驱动GUS基因在荔枝的花、叶、根、果皮以及果核中表达而在果肉中不表达,具有组织特异性。为进一步研究荔枝GRX基因的表达模式和调控机理提供了基础与依据。     

欧李ChCCD1基因的克隆与生物信息分析

本实验基于欧李转录组数据分析的基础上,利用RT-PCR方法从欧李品种‘农大4号’果实中克隆的到了ChCCD1基因,ChCCD1基因的CDS序列长度为1 644 bp,编码547个氨基酸的蛋白,分子量61.78 kD,等电点为6.05,不稳定指数为34.76。二级结构由α-螺旋,延伸链,β-折叠和随机卷须构成。蛋白三级结构建模分析发现,ChCCD1蛋白与玉米VP14具有相似的空间结构,具有7个由β-折叠组成的叶片,7个叶片中心含有4个组氨酸结合的Fe~(2+),构成了该酶的活性中心。通过同源氨基酸序列比对和进化树分析发现,ChCCD1编码的氨基酸序列与李和桃的CCD1基因相似性较高,达到99%。本研究为后续的基因的功能分析奠定了基础。     

大麦GRX家族的全基因组鉴定与生物信息学分析

谷氧还蛋白(glutaredoxin, GRX)是一类小分子氧化还原酶,这一家族的成员广泛存在于各种生物之中,并且参与了许多重要生化反应。根据活性位点的氨基酸序列,可以将这一家族分为CPYC型,CGFS型以及CC型三类,其中CC型GRX仅在高等植物中存在。本研究通过生物信息学方法,鉴定出了25个大麦GRX基因,其中4个属于CGFS型,3个属于CPYC型,18个属于CC型。除了染色体位置不明的一个基因之外,其余的24个基因分布在除了4号染色体之外的6个染色体上。大麦中的GRX家族成员分别在多个器官中高表达,主要集中体现在幼穗、花器官、生长中的分蘖、根以及衰老的叶片中。本研究对大麦中的GRX基因进行了鉴定,并结合水稻和拟南芥中的结果进行了对比和分析,为后续研究提供了一定的参考和依据。     

三七Expansin家族基因的鉴定及生物信息分析

扩展蛋白(Expansins)作为细胞壁松弛蛋白,是调控细胞壁延展的重要调节因子,参与调控植物细胞壁松弛、细胞膨大与胁迫反应等过程。本研究从三七基因组中共鉴定到24个Expansins基因,其中,EXPA亚家族成员17个,EXPB亚家族成员3个,EXLA亚家族成员1个,EXLB亚家族成员3个,系统进化分析显示它们与不同物种间有一定亲缘关系,表明该家族基因具有一定保守性。通过分析6个生长时期的三七主根中Expansins家族基因表达热图,发现Pn EXP15、Pn EXP17、Pn EXP22、Pn EXP24在三七主根发育过程中显著高表达,可能参与调控细胞壁松弛来调节三七主根的发育,以促进三七主根的膨大。本研究为深入探索三七扩展蛋白家族基因的功能、物种间的进化关系和三七分子育种提供科学参考依据。     

植物纤维素合成酶基因的进化分析

从基因库中调取已完成测序的纤维素合成酶CesA(Cellulose synthase)基因序列和氨基酸序列,共涉及15个物种的89个基因,基于以上氨基酸序列,应用常用的系统发生关系树生成软件MEGA3.1,做出这89个基因的系统发生关系树。综合已知的模式植物CesA基因的功能(仅指初生壁或次生壁形成特异性),可推测某些未知功能基因的可能功能。研究还发现绿竹CesA基因与玉米和大麦CesA基因在系统发生关系和同源性方面关系密切。CesA一级结构可变区中半胱氨酸、丙氨酸、甘氨酸和丝氨酸等氨基酸的含量变化较大,在同一位点半胱氨酸多是与丙氨酸、丝氨酸和缬氨酸发生相互替换。     

毛竹PeRaf22基因的克隆与表达分析

毛竹是中国重要的林产品之一,具有悠久的栽培历史和重要的经济价值.然而毛竹有性繁殖不频繁,开花会导致其大面积死亡.因此,种子发育对毛竹繁育具有重要意义.但当毛竹种子萌发后暴露在不良环境时,种子的生长发育就会停止.MAPK级联反应是植物响应非生物胁迫的重要信号调控网络,Raf类型的MAP3Ks激酶是种子萌发后发育过程中重要...     

菜豆SBP-box基因家族的分子特征与进化分析

SBP蛋白是植物特有转录因子,参与众多生物学过程。尽管在许多植物中SBP家族基因已经被鉴定,但在菜豆中仍然未见报道。本研究为探索菜豆SBP-box基因家族,基于生物信息学手段充分挖掘菜豆基因组和转录组数据资源,鉴定出23个菜豆SBP基因,并系统分析了这些SBP基因的结构、定位、保守基序、表达和系统进化关系。结果表明:23个基因被分为2个大类群,散落分布在10条染色体上;菜豆、拟南芥和水稻SBP蛋白共存在16种类型保守基序组成类型;菜豆SBP基因结构种类有5种,其外显子数目分别为2、3、4、9和10个;基于RNA-seq测序数据的表达分析表明菜豆SBP基因表达具有高度多样化特征,这说明参与许多生物学过程。本研究为菜豆SBP基因功能研究提供重要线索。     

沙棘HrCYP85A1基因生物信息及表达分析

沙棘具有重要的生态价值及经济价值,油菜素内酯(BR)对植物抵御非生物胁迫具有响应作用,同时,CYP85A1是参与油菜素内酯合成反应的关键基因。因此,为了解析HrCYP85A1基因在沙棘抵御干旱胁迫中的作用,本研究以中国沙棘为试验材料,利用生物信息学软件对HrCYP85A1基因特点及蛋白结构进行了分析,并且利用荧光定量PCR技术分析了在干旱胁迫下HrCYP85A1基因的表达。结果表明,HrCYP85A1基因具有3个基序(motif),与多个物种的CYP85A1序列具有高度同源性;HrCYP85A1基因编码的蛋白位于质膜位置,且其为亲水性蛋白;HrCYP85A1参与NaCl、PEG与ABA等非生物胁迫的响应,说明其与沙棘多种非生物胁迫密切相关。本研究结果将为今后研究沙棘CYP家族基因功能提供了依据,并为林木抗逆研究及分子育种提供科学依据。     

玉米BADH基因的克隆与序列分析

Betaine was accumulated as a nontoxic and protective osmolyte in water-dificit and salt-stressed plants. Betaine aldehyde dehydrogenase for glycine betaine synthesis is an important enzyme. The BADH gene of Maize was cloned by RT-PCR and RACE. The gene is 1 762 bp in length, including an open reading frame of 1 515 bp.Its nucleotide sequence shares 95% with the the partial cDNA of BADHI from Sorghum bicolor. Its deduced amino acid sequence contains the conserved domain sequence “VTLELGGKSP“ of ALDH, and a tripeptide SKL at its C-terminal, a signal targetting to the microbodies. The phylogenetic tree of 20 BADHs was constructed,which corresponds to the classical botanical division of plant, the BADH of maize is closest to the one of Oryza Sativa.     

香蕉ACS基因家族的系统进化分析

ACS是高等植物中乙稀生物合成过程中的关键限速酶,对香蕉果实合成乙烯起到至关重要的作用。目前学界关于对ACS基因家族在香蕉的研究很少,此研究采用生物信息学分析技术,对香蕉ACS基因的理化性质、二级结构预测、亚细胞定位、内含子和外显子结构和保守结构域进行预测与分析,结果表明:编码香蕉ACS的基因有14个,14个MaACS蛋白中有5个偏酸性,9个偏碱性,MaACS基因家族编码的氨基酸的范围在422~684 aa,编码的蛋白相对分子量介于47 244.6~75 564.7 Da之间。所有MaACS蛋白为亲水性蛋白,3个MaACS蛋白为稳定蛋白;香蕉MaACS家族分4个亚家族,基因家族外显子最少含有4个,最多的含有9个外显子。     

禾本科植物NBS-LRR型抗病基因的进化分析

运用生物信息学方法分析了禾本科植物水稻、高粱、二穗短柄草、玉米中NBS-LRR型抗病基因的进化特征,发现NBS-LRR型抗病基因在染色体上分布不均等,且大部分都位于基因簇中。NBS-LRR型抗病基因产生新基因的方式主要是串联重复,并且串联重复发生的概率与抗病基因所在基因簇的大小有关。NBS-LRR型抗病基因之间几乎不具有共线性,一方面,可能是由于抗病基因在进化的过程中发生了基因丢失造成的;另一方面,可能是由于抗病基因的进化速率较快导致基因间差异较大造成的。系统发育分析表明NBS-LRR型抗病基因在禾本科的祖先物种中就已经存在,4个物种分离之后抗病基因家族在每个物种中按照物种特异性的方式进行了扩张,其中串联重复对4个物种中抗病基因家族的扩张起到了重要的作用。     

香蕉SPS基因家族的系统进化分析

蔗糖磷酸合成酶(sucrose phosphate synthase, SPS)是调控蔗糖合成途径的关键酶之一,SPS受SPS基因家族编码。本研究基于香蕉基因组数据库,鉴定出3个香蕉SPS基因,分布在4、6、9号染色体上,命名为MaSPS1～MaSPS3基因,其蛋白氨基酸数目在1 043～1 061 aa之间,分子量介于116.36～118.89 kD之间,理论等电点在5.86～6.33之间,均为不稳定的亲水性蛋白,都不存在信号肽,蛋白二级结构都主要由α-螺旋和无规则卷曲组成。Ma SPS1和MaSPS2蛋白主要分布于细胞质,而MaSPS3蛋白主要分布于细胞核,都不存在跨膜结构区。3个MaSPS基因外显子和内含子数量分别为13～14和12～13。3个MaSPS蛋白均有10个相同基序,且都具有糖基转移酶结构域、蔗糖合成酶结构域和蔗糖-6-磷酸磷酸水解酶等3个保守区域。进化树分析发现MaSPS1和Ma SPS3聚类到A亚家族,MaSPS2被聚类到C亚家族。研究结果将为深入研究MaSPS基因的功能及调控香蕉果实发育和成熟过程中糖代谢奠定基础。     

菜豆TIFY基因的全基因组鉴定与系统进化分析

TIFY蛋白是植物特异性转录因子,在植物生长、发育和基因调控中具有重要作用。尽管部分菜豆TIFY基因被鉴定与研究,但从基因组水平剖析TIFY基因家族的研究未见报道。结合基因组和转录组学数据,本研究系统剖析了菜豆TIFY基因家族的序列、选择、表达及进化特征。结果显示:18个PvTIFY基因散落分布在9条染色体上,共线性鉴定出6对片段重复基因和1对串联重复基因,同时这些基因被分为6大类群;序列分析表明,菜豆TIFY基因有12种基因结构模式,但有5种保守基序组成模式,这说明保守基序模式更保守;选择压力检测显示,同源基因对均受到负选择作用,显示较高的保守性;表达分析揭示了菜豆TIFY家族基因具有多样化的表达模式,其中同源基因对表达模式发生趋异现象。这些结果为深入研究菜豆TIFY蛋白的生理功能提供了参考。     

玉米叶绿素含量基因效应分析

为了研究控制玉米叶绿素含量的遗传规律,以叶绿素含量存在显著差异的2个普通玉米自交系组配的P₁、P₂、F₁、BC₁、BC₂、F₂ 6个世代为试验材料,运用主基因+多基因遗传模型分析方法,探明玉米叶绿素含量的遗传模型,并进行遗传参数估计。结果表明,F₁叶绿素含量杂种优势表现为正向离中亲优势,无超亲优势;玉米叶绿素含量的遗传受2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因共同控制,以主基因遗传为主,非加性效应大于加性效应;2对主基因与多基因的加性效应均为减效,显性效应均为增效,上位性效应累计为正向;BC₁、BC₂、F₂叶绿素含量主基因的遗传率分别为74.58%、78.62%、20.84%,多基因的遗传率分别2.84%、7.69%、68.11%。     

玉米ZmZFP36基因的克隆与生物信息学分析

玉米(Zea mays)是世界上最重要的粮食作物之一,研究其抗逆性机理有着十分重要的意义.本研究用在线软件预测了玉米miR408的靶基因,对其中编码锌指蛋白的靶基因ZmZFP36进行了生物信息学分析,并构建了该基因的植物表达载体.研究结果表明,ZmZFP36的转录本全长为1169 bp,无内含子,开放阅读框长度为702...     

玉米淀粉含量的杂种优势与基因效应分析

以10个玉米自交系及按10×10完全双列杂交设计的90个F2杂交组合在两个地点的试验资料,研究玉米淀粉含量的杂种优势和基因效应。结果表明,淀粉含量表现正向的平均杂种优势,但变异幅度较小,最大值在10%左右,并在组合间、地点间存在极显著差异;淀粉含量的遗传符合加性-显性模型,不存在上位性效应。基因显性效应的作用远大     

植物DXR基因的系统发育和分子进化分析

1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸还原异构酶(DXR)是植物萜类化合物甲基赤藓糖醇-4-磷酸(MEP)生物合成途径的关键酶.为了解其编码基因DXR的系统发育及和分子进化特性.本研究选取了44个代表性物种的DXR基因序列用于系统发育和分子进化分析.结果 发现:DXR基因在进化过程中相对保守,受到的平均选择压大小为0.087 ...