葡萄全基因组WRKY转录因子鉴定和分析

为鉴定和分析葡萄全基因组中WRKY家族转录因子基因,利用生物信息学的方法,分析葡萄全基因组WRKY转录因子类型、进化分析、染色体定位、基因结构、保守元件和基因表达模式。结果表明:葡萄全基因组中有56个WRKY转录因子。序列比对和系谱进化表明,分为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ三个组,Ⅱ组分为Ⅱ-a、Ⅱ-b、Ⅱ-c、Ⅱ-d和Ⅱ-e五个亚组。染色体定位表明,存在串联复制和分布不均现象,但是在3号染色体上无该家族基因定位。结构域和保守元件分析都说明葡萄WRKY(VvWRKY)家族的WRKY结构域是高度保守的。葡萄叶片中基因表达模式分析表明,VvWRKY家族的部分基因参与非生物胁迫。     

甘薯全基因组WRKY转录因子的基因鉴定与逆境胁迫表达分析

【目的】对甘薯(Ipomoea batatas)全基因组WRKY转录因子进行基因鉴定与逆境胁迫表达分析,为甘薯WRKY基因的应用提供参考。【方法】在甘薯全基因组序列的基础上,应用生物信息学方法对WRKY基因进行挖掘,分析基因潜在复制关系、保守结构域、亚家族系统进化树、保守基序和抗逆表达模式,并对甘薯SPF1基因与IbWRKY基因进行了比较和分析。【结果】甘薯全基因组上共有82个WRKY基因,可分为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ3个类型,其中类型Ⅰ和类型Ⅲ的成员数量分别为18和5,类型Ⅱ可进一步分为Ⅱ-a、Ⅱ-b、Ⅱ-c、Ⅱ-d和Ⅱ-e 5个亚类,其成员数量分别为4,14,20,8和13。甘薯WRKY基因不均匀分布于15条染色体上,其中25对基因存在潜在复制关系。保守结构域分析发现,大部分WRKY的结构域高度保守,但个别基因存在保守结构域缺失现象。拟南芥与甘薯的WRKY转录因子在系统进化树上呈现按物种少量聚集的现象。在甘薯WRKY转录因子家族中共发现10个保守基序,包括含有WRKY七肽结构域的基序1和基序7、含有锌指结构域的基序2和基序3,其中基序3为Ⅰ类型WRKY转录因子N端WRKY结构域所特有。对逆境胁迫下的甘薯转录组数据进行分析发现,甘薯苗期在蔓割病菌(Fusarium oxysporum f. sp.batatas)侵染后共有19个WRKY基因差异表达,甘薯块根贮藏期在低温胁迫下有34个WRKY基因差异表达。蛋白序列比较和分析结果表明,甘薯SPF1的氨基酸序列与IbWRKY32的氨基酸序列一致度最高,为85.4%。【结论】甘薯全基因组中鉴定得到82个WRKY基因,其结构域较为保守,在蔓割病胁迫与低温胁迫条件下均存在差异表达。     

桑树WRKY转录因子的全基因组鉴定及生物信息学分析

[目的]明确桑树基因组中WRKY转录因子家族结构及其功能特征,为进一步揭示WRKY转录因子家族生物学功能提供科学依据.[方法]利用生物信息学方法对桑树WRKY转录因子的数目、类型、结构、系统进化关系、保守结构域和密码子使用偏性等进行全面分析.[结果]基于桑树全基因组蛋白数据库,共鉴定出55个桑树WRKY转录因子家族基因,占桑树基因总数(29261)的1.88%.桑树WRKY转录因子存在6种内含子数量类型及15种内含子相位类型,其中27个基因含有2个内含子,25个基因的相位类型为2-2型.保守结构域系统进化分析结果显示,桑树WRKY转录因子家族蛋白主要分为三大类(Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ),Ⅰ类可分为ⅠN和ⅠC两个亚组,Ⅱ类根据聚类情况又可分为Ⅱa、Ⅱb、Ⅱc、Ⅱd和Ⅱe等5个亚组.桑树WRKY转录因子蛋白保守结构域分析发现有五类Motif的保守性较强,桑树WRKY转录因子蛋白中均包含C端Motif l,Ⅰ类蛋白同时含有N端Motif 3.桑树WRKY转录因子家族基因启动子区富含PBF(C2H2锌指因子)和AHL(拟南芥hook因子)元件.密码子使用偏性分析结果显示,桑树WRKY转录因子家族基因的有效密码子数(ENC)介于48.00~60.00,密码子第3位GC含量(GC3s)介于0.330~0.722,平均亲水性值(Gravy)均为负值;同义密码子相对使用度(RSCU)>1.000的密码子有29个,且以A(6个)或T(11个)结尾较G(4个)或C(8个)结尾的略多.[结论]桑树WRKY转录因子家族包含55个成员,内含子相位类型一致的同组成员可能来源于同一祖先基因,且与基因复制和基因组重排有关;蛋白序列高度保守,在植物抵御环境胁迫过程中发挥作用;基因密码子使用偏性较弱,主要受碱基突变选择压力影响.     

白羽扇豆WRKY转录因子家族鉴定及生物信息学分析

WRKY转录因子家族在植物生命活动中具有重要作用。利用生物信息学方法分析白羽扇豆基因组数据,对LaWRKY转录因子家族成员进行鉴定及染色体定位,同时分析其蛋白理化性质、系统发育进化关系、保守基序分布、保守结构域位置、基因结构及启动子-顺式作用元件等,并从系统发育进化的同源性、启动子-顺式作用元件等多角度对LaWRKY转录因子功能进行预测。结果表明,在白羽扇豆中共鉴定到106个LaWRKY转录因子家族成员,各成员不均匀地分布在24条染色体上,但18号染色体上无分布;106个成员聚类为3个亚族（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）,各亚族成员的保守基序分布相似,对应的保守结构域、基因结构特征也表现一定的规律性,多角度预测到LaWRKY转录因子与植物激素、环境变化等方面有关联。本研究为深入解析LaWRKY转录因子对白羽扇豆生命活动的调控作用提供理论参考。     

植物WRKY转录因子研究进展

转录因子在植物的生长发育及其对外界环境的反应中起着重要的调控作用。典型的转录因子含有DNA结合域,转录调控域,寡聚化位点和核定位信号,转录因子通过这些结构域与相应的顺式元件相互作用调控基因的表达。WRKY转录因子是植物中特有的N-端含有WRKYGQK高度保守氨基酸序列的一种转录调控因子,它能够与(T)(T)TGAC(C/T)序列(W-box)发生特异性结合,从而调节启动子中含W-box元件的调节基因和/或功能基因的表达,参与植物的各种生理生化反应。文章主要论述近年来植物WRKY转录因子的相关研究进展。     

WRKY转录因子的研究概况

对WRKY转录因子的结构、功能、进化,WRKY蛋白的作用机制等进行综述.     

小麦Dof转录因子家族全基因组鉴定和表达分析

利用生物信息学方法对小麦Dof转录因子家族进行全基因组鉴定,并对其保守结构域、系统进化关系、共线性和表达模式进行分析,以期为小麦Dof转录因子的功能研究奠定基础。结果表明,在小麦基因组水平上共鉴定到86个Dof基因,它们在小麦染色体上不均等分布,A、B、D染色体组中分别含有30、29、27个Dof转录因子;小麦Dof转录因子可被分成A、B、C1、C2、C3、D1、D2七个亚组,其中亚组D1是最大的一个亚组,含有29个Dof转录因子;多序列比对结果显示,所有的Dof转录因子都包含有一个C-X_2-C-X_(21)-CX_2-C保守基序;共线性结果表明,有23个Dof基因组成了29对共线性基因对,暗示Dof基因在进化过程中发生了复制;表达模式分析表明,Dof基因在不同生长发育时期的组织和胁迫条件下均存在差异表达,说明Dof基因广泛参与小麦生长发育,且在响应生物和非生物胁迫中可能发挥重要作用。     

谷子WRKY转录因子基因家族分析

[目的]谷子是抗旱研究的模式植物,谷子基因组测序的完成,为分离鉴定谷子抗旱基因提供了便利,WRKY基因参与植物非生物胁迫应答,在植物抗旱方面也发挥重要作用。为分离鉴定谷子WRKY类抗旱转录因子基因,从而为谷子抗旱机理研究和抗旱育种提供参考。[方法]采用生物信息学方法,对谷子转录因子SiWRKY基因家族进行了分离鉴定和表达分析。[结果]我们发现,谷子基因组中存在103个WRKY基因,分布在谷子的9条染色体上,根据在染色体上的位置命名为SiWRKY1-SiWRKY103。[结论]80%的谷子WRKY基因在干旱胁迫后上调表达,表明其参与谷子抗旱机制,为植物抗旱研究提供了候选基因。     

植物抗病WRKY转录因子生物信息学分析

以GenBank上登录的拟南芥(Arabidopsis thaliana)、欧芹(Petroselinum crispum)、辣椒(Capsicum annuum L.)、水稻(Oryza sativa L.)和毛白杨(Populus tomentosa)的22个WRKY家族抗病转录因子为分析对象,采用生物信息学方法对其系统发生树、保守基序和蛋白质三级结构进行分析。结果表明,22个抗病WRKY转录因子分为2个大类群,7个亚类群。两大类群的转录因子都具有基序1和2,系统发育树中第一大类群中的拟南芥AtWRKY4和AtWRKY25,欧芹PcWRKY1和辣椒CaWRKY-a具有相似的蛋白质三级结构,其都具有基序9和基序12,拟南芥AtWRKY33和AtWRKY48具有相似的蛋白质三级结构,都具有基序18;系统发育树中第四亚类群中的辣椒CaWRKY1和毛白杨PtWRKY23,具有相似的蛋白质三级结构。     

植物WRKY转录因子家族研究综述

WRKY蛋白是一类植物所特有的转录因子超家族,每个成员都含有一个高度保守WRKY结构域,能够与（T）（T）TGAC（C/T）序列（W盒）发生特异结合,参与多种与植物胁迫应答、生长发育、物质代谢等有关的重要生理过程。     

大豆防御应答相关WRKY转录因子的克隆与表达分析

WRKY转录因子与植物的生物和非生物胁迫应答密切相关.通过RT-PCR方法获得了与拟南芥转录因子WRKY14的相似性高达92%的大豆WRKY转录因子GmWRKY的cDNA序列,并利用半定量RT-PCR分析了GmWRKY在大豆不同组织中及不同非生物胁迫下的表达情况.结果表明:GmWRKY在大豆根、茎、叶中均有表达.在铝、低磷、盐等胁迫下,GmWRKY表达均有不同程度的增加,说明非生物胁迫下GmWRKY在大豆抗逆中可能发挥重要作用.     

玉米WRKY基因功能分析

[目的]分析WRKY基因在玉米生长发育及逆境胁迫下的功能,为阐明WRKY家族基因在玉米生长和逆境响应机制中的功能和作用打下基础.[方法]利用生物信息学技术从玉米基因组中得到3个进化关系较近的WRKY基因,应用在线预测软件对3个基因的功能和结构进行分析,并运用荧光定量RT-PCR(qRT-PCR)分析3个基因在玉米不同组织及在高盐、低温和干旱胁迫下的表达模式.[结果]从玉米基因组中得到ZmWRKY22-like、ZmWRKY55-like和ZmWRKY74-like 3个玉米WRKY转录因子家族基因,预测表明3个蛋白均定位于细胞核.荧光定量PCR分析结果表明,3个基因在玉米的不同器官中均有表达,但具有组织表达特异性.高盐处理24 h,ZmWRKY55-like基因的表达量上升为对照的4.5倍;低温处理24 h,ZmWRKY74-like基因的表达量上升为对照的2.1倍.[结论]ZmWRKY22-like、ZmWRKY55-like和ZmWRKY74-like基因可能在玉米果实发育过程中起到一定作用,其中ZmWRKY55-like和ZmWRKY74-like基因可能分别参与植物对盐和低温胁迫的响应.     

番茄WRKY2基因的克隆(英文)

[目的]研究WRKY转录因子在番茄中的功能。[方法]根据已克隆的番茄WRKY转录因子片段设计引物,以100μmol/LJA处理6h后的番茄总RNA为模板,采用RT-PCR方法。[结果]从JA诱导的番茄幼苗中获得了608bp的cDNA片段,序列分析表明,该序列含有WRKYGQK保守结构域,与Capsicum annuum WRKY-c序列相似性是79%,与Nicotiana tabacum NtWRKY-7序列相似性是74%。[结论]已经成功克隆了番茄WRKY2基因片段。     

杧果转录因子BES1s家族全基因组鉴定及生物信息学分析

BES1/BZR1是植物中特有的一类转录因子且是油菜素内酯(BR)信号转导途径的唯一转录因子,为探讨其在植物抗病抗逆反应中的作用,本研究通过运用生物信息学研究方法分析了杧果BES1s家族成员的理化性质、结构域、蛋白质结构和在不同胁迫条件下的基因表达。研究表明,杧果BES1s家族理化性质预测结果显示,成员外显子个数相差较大;结构域预测结果显示,杧果BES1s成员均具有BES1_N结构域;系统进化分析和二级结构表明,成员可分成3组,不同组之间成员存在较大差异、蛋白质三级结构预测结果显示,存在3种结构。在qRT-PCR法测定基因表达量中发现,在胶孢炭疽菌(Cg)侵染过程中MiBES1.1和MiBES1.5持续上调表达;MiBES1.12和MiBES1.13持续下调表达。在细菌性黑斑病菌(Xcm)侵染过程中,在12 h时除MiBES1.7和MiBES1.9,其他成员上调表达;在3 h时MiBES1.1~MiBES1.5和MiBES1.11下调表达。在茉莉酸甲酯(MeJA)处理过程中,MiBES1.7、MiBES1.9和MiBES1.2持续下调表达;在48 h时,除MiBES1.5和MiBES1.11~MiBES1.13其他成员下调表达。本研究结果可为杧果BES1s家族成员基因的功能研究提供依据。     

毛竹中NAC转录因子的克隆与序列分析

NAC(NAM,ATAF1/2和CUC2)是植物特有的一类转录因子,在植物的生长发育、器官建成、激素调节和防御抵抗多种生物和非生物胁迫等方面都发挥着重要作用。利用BeNAC1为饵基因,通过NCBI tblastn在毛竹的cDNA文库中筛选到7个与其相似性较高的cDNA全长序列,分别命名为PeNAC1、PeNAC2、PeNAC3、PeNAC4、PeNAC5、PeNAC6和PeNAC7。基因组分析显示,这7个NAC家族转录因子都具有3个外显子,2个内含子;氨基酸序列分析显示其N端都含有典型的NAC保守结构区域,且大多属于ATAF和NAP亚家族。功能分析显示,这些NAC转录因子可能参与毛竹的激素调节、干旱胁迫、盐胁迫、寒冷胁迫等非生物胁迫及昆虫侵害等生物胁迫的防御抵抗,有的还可能参与毛竹的叶片衰老调控。     

WRKY耐逆研究进展

介绍了WRKY转录因子的结构特点和分类,及其在植物生物逆境中的作用。     

二倍体及同源四倍体不结球白菜核型分析

以二倍体不结球白菜及其同源四倍体为材料,采用常规染色压片法进行核型分析。结果表明:二倍体不结球白菜核型公式为2n=2x=20=10m+8sm(2SAT)+2st,其中第1、2、3、4、6对为中着丝粒染色体,第5、7、8、9对为近中着丝粒染色体,第10对为近端着丝粒染色体,第5对染色体具有随体,核型类型属于2A型,为基本对称型;四倍体不结球白菜核型公式为2n=4x=20m+16sm(4SAT)+4st,核型特征与二倍体基本一致,仅染色体长度变异范围与二倍体相比略大。表明四倍体不结球白菜是由其二倍体加倍得到的,为同源四倍体。     

油菜菌核病相关的WRKY转录因子研究进展

介绍了WRKY转录因子的结构特点,综述了WRKY转录因子在植物防卫反应中的作用以及在油菜菌核病防卫调控机制中的研究,在此基础上,提出了研究WRKY转录因子可能为油菜菌核病防治及抗病育种提供新的思路。     

棉花WRKY转录因子家族成员的鉴定和生物信息学分析

WRKY转录因子家族在植物抵御各种生物、非生物胁迫反应和生长发育调控中扮演着重要角色。利用生物信息学方法鉴定和分析棉花A基因组WRKY转录因子,共鉴定得到109个候选WRKY基因,编码区全长474~3 528 bp,基因分布在棉花13条染色体上。依据WRKY家族基因的保守结构域和系统进化关系,将其划分为3个大组:G1组、G2组和G3组。G1组WRKY基因包括21个成员,其中18个含有两个WRKY域;G2组有73个成员,可进一步分为G2-a、G2-b、G2-c、G2-d和G2-e五个亚类;G3组WRKY基因包括15个成员。同组的WRKY成员保守域的氨基酸构成大体相似,但也存在WRKYGQK多肽和锌指结构的变异,不同组成员的氨基酸保守域组成特异。拟南芥和棉花WRKY基因的系统进化树表明,功能相似的基因聚在一起,暗示和拟南芥抗逆功能基因聚类在一起Ga WRKY可能参与棉花抵御逆境胁迫反应,为进一步发现和挖掘棉花WRKY基因的功能奠定理论基础。