辣椒全基因组中LBD转录因子的鉴定与表达分析

利用生物信息学的方法,从辣椒基因组中鉴定出45个LBD基因,这些基因分布于辣椒9条染色体上。该家族成员内含子数整体上不超过3个,结构相对简单。进化关系显示辣椒LBD基因可分为ClassⅠ和ClassⅡ两大类,细分为Ⅰa、Ⅰb、Ⅰc、Ⅰd、Ⅰe、Ⅱa和Ⅱb等7个亚类。不同组织和发育时期的表达模式研究发现,该基因家族具有一定的时空表达特异性。qRT-PCR结果表明,热激胁迫可以明显激活或抑制部分LBD基因的表达,其中ClassⅡ类基因较ClassⅠ类对高温具有更高的敏感性。     

柑橘属SAUR基因家族的全基因组鉴定及表达分析

分析SAUR(Small auxin up-regulated RNA)基因家族在不同柑橘基因组中的数量、连锁群分布、基因结构、系统进化、基因表达模式等,从香橼、柚、莽山野橘和克里曼丁橘等基因组中分别鉴定到69、62、58和70个SAUR基因。SAUR在基因组上分布不均,呈现明显的串联重复现象,基因家族成员的差异可能是由于串联重复和染色体大片段复制引起。大多数柑橘SAUR基因不含内含子,含有SAUR特有的4个保守motif。系统进化树分析显示,来源于拟南芥、水稻、番茄、马铃薯和柑橘的629个SAUR基因分为9组,每一组都含有5个物种的家族成员,并且同一个物种的SAUR基因具有较近的遗传距离。顺式元件分析表明,CclSAUR基因家族成员的上游序列含有光响应、转录因子结合、激素响应、伤害响应、低温响应、玉米素代谢和类黄酮生物合成相关的元件。q RT-PCR分析结果显示,大多数CclSAUR都能响应外源IAA和低温处理。     

辣椒GRAS家族全基因组鉴定与表达分析

基于辣椒全基因组数据信息,利用生物信息学方法对CaGRAS基因家族进行了系统鉴定和进化分析,并通过Real-time PCR方法检测了CaGRAS家族组织表达模式和对PEG6000、盐胁迫的应答。结果表明:在辣椒中存在54个CaGRAS基因,除11号染色体外其余染色体均有分布,外显子数1~3,等电点4.97~9.13;系统进化分析显示CaGRAS基因可分为8个进化群;CaGRAS基因具有不同的表达模式,在根、茎、叶片和茎尖中优势表达的基因分别有34、8、3和8个;多数CaGRAS基因能响应PEG6000和盐胁迫,其中CaGRAS11、CaGRAS30、CaGRAS40、CaGRAS44和CaGRAS50受到PEG6000和盐胁迫的强烈诱导。本研究为深入解析CaGRAS家族基因的功能奠定了一定基础。     

辣椒热激蛋白HSP90家族基因鉴定及分析

借助生物信息学工具对辣椒热激蛋白HSP90家族基因进行鉴定,并分析其理化性质、结构特征、系统进化关系以及在各组织器官和高温胁迫下的表达模式。结果表明,辣椒基因组中含有7个HSP90家族基因,分布于5条染色体上,内含子数2～19不等,含有5个保守基序;系统进化关系分析显示辣椒7个HSP90家族基因分为3组;亚细胞定位结果显示辣椒HSP90蛋白定位于细胞质与内质网中;基于已发表的转录组数据进行组织表达分析,HSP90在不同组织中的表达模式不同;高温处理可不同程度地激活HSP90的表达。     

香蕉GLP基因家族全基因组鉴定及表达分析

为揭示香蕉类萌发素蛋白(GLP)功能,对香蕉GLP基因家族(MaGLP)进行了全基因组鉴定,分析了基因结构、染色体分布和启动子顺式作用元件和转录因子结合位点(TFBS)分布情况以及编码蛋白的理化性质、保守基序、进化关系,同时基于转录组的结果研究它们在4℃和45℃处理的叶片、枯萎病菌FocTR4处理的根系以及自然成熟和乙烯催熟的不同成熟阶段的果实中的表达情况。结果显示:MaGLP家族共有44个成员,编码区CDS序列长度为567～2 103 bp,分布于除10号染色体外的所有染色体上。大部分GLP基因包含1～2个外显子,多数GLP具有信号肽且主要定位在胞外。进化树分析发现,MaGLP可分为8个亚家族,其中亚家族M为香蕉特有。顺式作用元件和TFBS预测结果显示,MaGLP启动子区存在多种植物激素和逆境胁迫相关响应元件以及7种TFBS。MaGLP成员在香蕉不同组织部位中的表达水平差异较大且受多种胁迫调控。其中MaGLP5-1和MaGLP9-8对各种处理均有响应,MaGLP1-2和MaGLP9-4受高温、低温胁迫抑制,而Ma GLP9-6受高温、低温胁迫诱导,MaGLP5-4受高温和FocTR4...     

Isolation and expression analysis of differentially expressed genes in stem tissue of the Greek lemon cv. Adamopoulou

Lemon (Citrus limon (L.) Burm. f.) is susceptible to mal secco, a serious vascular disease caused by the fungus Phoma tracheiphila (Petri) Kant. and Gik., as well as low temperatures. The greek lemon cultivar Adamopoulou, thought to be derived from the Portuguese cultivar Lisbon, exhibits enhanced resistance to mal secco and cold as opposed to cv. Lisbon. Suppression subtractive hybridization (SSH) was employed for the isolation of differentially expressed genes in lemon stem tissue. A subtractive cDNA library was constructed and a total of 296 clones were sequenced. The obtained sequences were edited, resulting in 56 non-redundant ESTs. Sequence analysis revealed homology to previously identified genes involved in defense mechanisms against biotic and abiotic stresses, as well as sequences with no significant similarity in the GenBank. Selected ESTs were analyzed by real-time PCR for confirmation purposes. This analysis revealed significant expression differences between the two cultivars for genes expressing allantoinase, ultraviolet-B-repressible protein, 4-coumarate:CoA ligase and other proteins that are known to be upregulated under biotic and abiotic stress conditions.     

辣椒属GRF基因家族全基因组鉴定和表达分析

生长调节因子(Growth-regulating factor,GRF)是一类植物特异的转录因子,其作用涉及植物的生长发育、胁迫和激素信号响应等各个方面。目前还没有关于辣椒GRF的相关报道。利用BLASTP和隐马科夫模型(HMM)在辣椒属(Capsicum)5个参考基因组数据库鉴定了52个GRF家族成员。通过分析发现辣椒GRF转录因子长度为200～745 aa,分子量23～81 kD,理论等电点5.9～9.5。保守结构域和基序分析发现,大多数辣椒GRFN端具有QLQ和WRC保守结构域,C端至少具有FFD、TQL和GGPL结构域之一;少数GRFN端仅具有WRC结构域,C端缺乏保守序列。系统进化分析发现,辣椒GRF转录因子分为5个群,位于同一群的GRF保守结构域位置、基序组成、基因结构相似,辣椒GRF与番茄GRF具有一一对应的进化关系。转录组数据分析表明,CaGRF8在辣椒果实发育早中期表达量高,CaGRF4在果实发育后期表达量较高;低温、干旱、盐和赤霉素处理后辣椒幼苗CaGRF表达量发生明显变化,CaGRF8受到赤霉素诱导表达量升高,而CaGRF4的表达被赤霉素抑制。     

枳和‘资阳香橙’NRAMP家族基因鉴定、克隆及响应营养逆境的表达模式分析

【目的】元素过量或缺乏导致的柑橘营养失调问题在生产中普遍发生,但有关的分子机制在柑橘中较少研究。本研究从柑橘全基因组范围系统鉴定和克隆与金属元素转运相关的NRAMP (natural resistance-associated macrophage protein)基因家族成员,并分析其响应不同金属营养逆境的表达模式,为后续深入研究奠定基础。【方法】以柑橘两种常用砧木—枳[Poncirus trifoliata (L.) Raf.]和‘资阳香橙’(Citrus junos‘Ziyang Xiangcheng’)为材料,分别鉴定和克隆NRAMP家族基因,根据其与拟南芥NRAMP家族成员序列的相似性,分别对其进行命名、进化树构建和功能预测;对枳和‘资阳香橙’实生苗进行过量Zn、Mn、Cu、Cd胁迫和Mg、B、Fe、K缺素处理,分析比较NRAMP基因在两种柑橘砧木根和叶中的表达模式。【结果】将从枳和资阳香橙中克隆的NRAMP家族基因分别命名为PtNRAMP2、PtNRAMP3、PtNRAMP6.1、PtNRAMP6.2、CjNRAMP2、CjNRAMP3、CjNRAMP6.1和CjNRAMP6.2。序列分析表明,PtNRAMPs/CjNRAMPs编码512～559个氨基酸,包含10～12个跨膜结构域。枳和‘资阳香橙’在元素过量处理时,NRAMP2和NRAMP3的表达量普遍上调而NRAMP6.2主要是下调;在缺Fe和缺K处理时,NRAMP3和NRAMP6.2也主要表现上调表达。【结论】本研究初步揭示了柑橘NRAMP家族基因的基本信息及在营养胁迫时的可能作用,对解决柑橘营养胁迫问题具有一定的理论参考价值。     

全基因组基因表达分析技术及其在果树上的应用

基因表达分析对于揭示基因功能、了解基因间相互关系、阐明植物生长发育过程中的生理生化调控机制起着至关重要的作用。综述了mRNA差异显示、cDNA-AFLP、基因芯片、EST数据分析、基因表达系列分析(SAGE)等全基因组基因表达分析技术的原理特点及在果树上的应用情况,并介绍了利用全基因组基因表达分析技术开展果树研究的思路。     

夏橙果实离层中伤害诱导基因的克隆与表达分析

从乙烯处理的伏令夏橙果实离层中克隆出4个伤害诱导基因(CsWIP1、CsWIP2、CsWIP3、CsWIP4)。通过RT-PCR、RACE等克隆技术分别获得了CsWIP1、CsWIP2、CsWIP3和CsWIP4的全长cDNA。测序结果表明CsWIP1、CsWIP2、CsWIP3和CsWIP4全长cDNA分别为588、549、412和629bp,开放阅读框分别编码98、95、83和88个氨基酸,结构模拟显示这些蛋白在C-端和N-端各有一个α-螺旋,中间是一个富丝氨酸域。与其他植物伤害诱导蛋白序列比对结果显示,CsWIP家族蛋白分为2类,CsWIP1、CsWIP2和CsWIP3与玉米WIP家族中NP_001148450.1、NP_001151919.1、NP_001151459.1、NP_001147041.1和拟南芥NP_192765.1、NP_849355.1、NP_179023.1聚成一类;CsWIP4与葡萄的AY159560.1聚成一类。通过实时定量PCR检测这些基因在乙烯处理下果实离层中的表达情况,结果显示CsWIP1和CsWIP2受乙烯强烈诱导,CsWIP3和CsWIP4几乎不受乙烯调控。     

Genome-wide identification and analysis of CKX genes in Poncirus trifoliata

Cytokinin oxidase/dehydrogenases (CKXs) in plants are coded by a small multigene family and play important roles in maintaining cytokinin homeostasis. In this study, four CKX genes (i.e. PsCKX1, PsCKX2, PsCKX5, and PsCKX7) were cloned from Poncirus trifoliata. All PsCKXs contained a highly conserved flavin adenine dinucleotide (FAD) binding domain and a cytokinin dehydrogenase 1, FAD/cytokinin binding domain. PsCKX1 and PsCKX2 shared 66.2% and 65.4% identity with AtCKX6 and AtCKX1, respectively, while PsCKX5 and PsCKX7 exhibited less than 45% identity with AtCKXs. The expression analysis under abiotic conditions (NaCl, ABA, 6-BA and drought) revealed that the four PsCKX genes could respond to at least one treatment, and the expression patterns were diverse in root and leaf. Overexpressing four PsCKX genes in tobacco led to diverse phenotypic variations in transgenic plant, including leaf shape, root architecture, and plant height. In addition, the data showed that PsCKX2 and PsCKX5 hold promise to obtain citrus dwarf rootstock with a stronger root system, since the overexpression of them resulted in dwarf plants with more lateral roots. Taken together, the work lays the basis for applications of PsCKX genes in future.     

一组柑橘嫁接嵌合体及其嫁接亲本的形态学、遗传学研究

对一组柑橘周缘嵌合体(Ekuliku)及其嫁接亲本(Nankan和Hamlin)的叶片和果实进行了形态学、生理学及遗传学分析。一般柑橘嵌合体的不同部位由不同亲本特定的组织层发育而来。实验结果表明,嵌合体果实的特性并不与其同层亲本的特性完全一致,嵌合体叶片横截面的结构也与亲本存在较大差异,说明在细胞层间存在着一定的相互作用。用127种随机引物和1对STS特异性引物对嵌合体和嫁接亲本作遗传学分析,其中8种引物能得到特异性条带,即只在嵌合体和其中的1个亲本中检测到;并且这8个引物都有很高的重现性。随即,对这些特异性条带作了克隆、测序和同源性比较分析。     

柑橘4个WRKY转录因子基因的克隆及其响应柑橘溃疡病菌侵染的表达分析

以纽荷尔脐橙和四季橘为试验材料,基于溃疡病菌诱导的柑橘转录组数据库,利用PCR方法克隆获得4个WRKY家族基因Cs WRKY22、Cs WRKY50、CsWRKY72-1和CsWRKY72-2的cDNA全长序列。序列分析结果表明,这4个基因的cDNA全长分别为1 123、1 312、1 809和2 208 bp,开放阅读框长度分别为921、480、1 809和1 767 bp,各编码306、159、602和588个氨基酸。氨基酸序列和结构分析显示,这4个基因属于第Ⅱ类WRKY蛋白。进化树分析显示,所克隆的4个柑橘WRKY蛋白与可可、葡萄等WRKY蛋白亲缘关系较近。亚细胞定位显示,所克隆的4个WRKY基因定位于细胞核,与亚细胞定位预测相符。对纽荷尔脐橙和四季橘中4个基因受溃疡病菌诱导的表达分析表明,CsWRKY22参与寄主的感病反应,而CsWRKY50参与抗溃疡病的免疫应答反应。柑橘溃疡病菌能抑制CsWRKY72-1和CsWRKY72-2介导的寄主基础免疫。水杨酸(SA)和茉莉酸甲酯(MeJA)处理表明,4个Cs WRKY基因均不参与SA和MeJA介导的寄主抗病和抗逆反应。     

西洋梨全基因组bZIP基因家族生物信息学分析

碱性亮氨酸拉链(Basic leucine zipper,bZIP),是广泛存在于真核生物中的保守转录因子,其在植物生长过程中参与重要的调控作用。为了解西洋梨bZIP基因家族相关信息,本研究利用生物信息学的方法,在全基因组水平鉴定并分析了西洋梨bZIP基因家族。结果表明,共鉴定出52个PcbZIP基因,系统进化将其分为9个亚族(A、B、C、E、F、G、H、I和S),PcbZIPs中外显子的个数从1~10个不等,PcbZIP转录因子的氨基酸数目在122~741个,等电点在5.42~10.41,PcbZIP基因都定位在细胞核上。基因定位显示,52个PcbZIP基因不均匀地分布在17条染色体上。本研究对西洋梨bZIP家族基因的鉴定与分析,为进一步开展西洋梨bZIP基因的挖掘与功能验证提供依据。     

韧皮部特异启动子驱动密码子优化的抗菌肽D基因的植物表达载体构建

根据177个GenBank中登录的柑橘编码蛋白密码子用法的分析结果,优化并重新设计和合成了含柑橘偏爱密码子、对柑橘黄龙病有杀灭作用的柞蚕抗菌肽D基因(命名为CAPD),克隆入pUC19克隆载体并经测序验证后,获得了含新抗病基因的重组质粒pUC19-CAPD。用限制性内切酶BamHI和SacI双酶切pUC19-CAPD克隆载体和pBI121植物表达载体的质粒DNA,回收pUC19-CAPD克隆载体中的CAPD基因小片段和pBI121植物表达载体中去掉GUS报告基因的大片段,经连接、转化和鉴定后,构建了由CaMV35S组成型启动子(35SP)驱动CAPD目的基因的新植物表达载体(命名为pHZ05);用限制性内切酶BamHI和HindIII双酶切含笋瓜韧皮部特异启动子(PSP)的pUCm-PSP克隆载体和pHZ05植物表达载体的质粒DNA,分别回收pUCm-PSP克隆载体中的PSP小片段和pHZ05植物表达载体中去掉CAPD目的基因上游35SP的大片段,经连接、转化和鉴定后,构建了由PSP驱动CAPD目的基因的新植物表达载体(命名为pHZ06)。利用细胞感受态法直接将2个由不同启动子驱动的含CAPD目的基因的新重组植物表达载体分别导入根癌农杆菌LBA4404、GV3101、EHA105和发根农杆菌Ri15834等4个农杆菌菌株中,为利用农杆菌介导的遗传转化技术培育抵抗由韧皮部传导的毁灭性和检疫性病害柑橘黄龙病的新种质奠定了基础。     

Identification of drought-induced genes from the leaves of Rangpur lime (Citrus limon (L) Osbeck)

Water stress is one of the limiting factors for citrus production and Citrus species show great variation in their response to drought stress. Although the majority of Citrus rootstocks are sensitive to water stress, Rangpur lime (Citrus limon (L) Osbeck) (RL) shows a high degree of drought tolerance. Therefore, it has been used as a rootstock in drought-prone environments, but mechanisms of drought tolerance are not yet known. In this study, to explore the mechanisms of drought adaptation and tolerance, a subtractive cDNA library was constructed from the leaves of 14-day drought-stressed and non-stressed RL for identification of drought-induced genes. 285 cDNA sequences were obtained from randomly selected clones from the subtracted library containing the drought-induced genes. The expression analyses of 200 cDNAs in 14-day drought treated and untreated RL by macroarray hybridisation revealed that the expression of 56 cDNAs increased two to 11-fold. 30 non-redundant drought-induced genes were identified from these cDNAs and drought induction of eight selected genes was confirmed by a real-time RT-PCR assay suggesting that expressions of these genes were regulated by drought-stress. Genes identified in this study were mostly related with cell rescue and defense pathways involved in drought adaptation and tolerance of RL.     

西瓜全基因组ClTCP转录因子的鉴定与表达分析

<正>目的与意义:TCP蛋白是植物特有的一类转录因子,对植物的生长发育及形态建成起着重要的调控作用,比如:种子萌发、植株分枝、叶和花的发育等过程。西瓜是世界性的重要经济作物,栽培面积广阔,经济效益显著。但是关于西瓜TCP基因家族的研究至今还没有报道。本研究利用生物信息学分析,功能预测与验证等方法,揭示西瓜TCP