甜瓜SAUR基因家族鉴定及生物信息学分析

SAUR(small auxin-up RNA)为早期生长素应答重要基因家族之一。采用生物信息学方法,对甜瓜SAUR家族基因进行系统地鉴定,并对其基因结构、进化关系、基因复制关系、基因组织表达水平等进行分析。结果表明：在甜瓜基因组中共鉴定出66个SAUR基因,在1号、11号染色体上分布的基因数目较多。通过最大似然法对甜瓜、拟南芥、西瓜、黄瓜SAUR家族基因蛋白氨基酸全长序列构建系统进化树,划分成5个类群,甜瓜与拟南芥的SAUR基因在进化树上更倾向于分布在不同的分支上,而与西瓜、黄瓜的SAUR基因在进化树上更倾向于聚在一起。共鉴定到6个串联重复事件以及11个片段复制基因对;甜瓜SAUR家族基因中有13个基因在6个物种中均可形成基因对。顺式作用元件预测鉴定到8个与非生物和生物胁迫相关的顺式作用元件,10个与植物激素响应相关的顺式作用元件,8个与植物生长发育相关的顺式作用元件。甜瓜SAUR家族基因在不同组织中的表达水平差异较大,在甜瓜不同发育阶段表达亦有所不同。     

生物信息学方法鉴定藜芦转录因子基因家族的研究现状

为了更好地发挥藜芦的价值,利用生物信息学方法鉴定藜芦转录因子基因家族,对藜芦转录因子基因家族进行polish排序得出90756个序列,藜芦bHLH蛋白家族主要包括Ⅲ、Ⅳ、Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ、Ⅻ等级别,不同级别中的构成与表现有所不同。藜芦bHLH结构域包括53个氨基酸,Basic区域具有13个氨基酸,转录因子DNA结合区域为碱性区域,能够识别DNA,促进靶基因E-box识别。本研究为促进藜芦转录因子基因家族功能研究提供参考。     

辣椒CONSTANS-like转录因子家族的生物信息学分析

CONSTANS(CO)基因介于生物节律钟与下游开花基因之间,是光周期途径中的关键基因。以‘Zunla-1’辣椒基因组数据为试验材料,利用生物信息学工具对辣椒CO-like转录因子基因家族进行研究,以期为进一步揭示CO-like转录因子基因家族在辣椒开花中的作用提供参考。结果表明:‘Zunla-1’辣椒基因组中共有9个CO-like基因,CO-like的蛋白大小相似,理论等电点均小于7;多序列和进化树分析将辣椒CO-like基因家族划分为3个组;利用转录组数据对9个CO-like基因家族成员的基因表达情况进行了分析,发现上述基因在叶片均有表达。     

辣椒CAMTA基因家族生物信息学分析

为了解辣椒中CAMTA基因家族生物信息学功能,探究其在非生物胁迫下的基因表达规律,进而为辣椒CAMTA基因的功能开发与抗逆育种提供基础,在Plant TFDB网站得到辣椒CAMTA家族成员,并对其基因结构、结构域、蛋白质三级结构、系统进化关系、顺式作用元件、激素处理与非生物胁迫表达情况进行分析。结果表明,在辣椒中有5个CAMTA家族成员,均包含CG-1保守结构域;主要分布在4条染色体上,其基因大小差异明显,氨基酸数目在89～1 023个之间,外显子数目为1～13个。进化树分析表明,辣椒CAMTA基因家族可以分为3类,辣椒CAMTA的氨基酸序列与番茄CAMTA的氨基酸序列亲缘关系最近。基因表达量分析表明,辣椒CAMTA基因家族在胁迫后的信号转导和组织发育过程中发挥了作用。     

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。     

核桃CM基因家族鉴定及表达分析

【目的】鉴定分析核桃（Juglans regia L.）分支酸变位酶（chorismate mutase,CM）家族基因,为解析莽草酸途径（shikimic acid pathway）代谢调控的分子机制提供参考。【方法】基于核桃全基因组数据,通过HMM搜索对CM家族成员进行筛选鉴定,并利用实时荧光定量PCR分析其在核桃不同组织中的表达模式。【结果】核桃基因组内共鉴定到7个CM家族基因,分布于6条染色体上,JrCM6与JrCM7位于同一条染色体,其余基因分别位于不同的染色体上。各基因均含有5～6个外显子,结构保守。预测表明,核桃CM均为亲水性蛋白且定位于叶绿体上,其中JrCM5含有信号肽。除JrCM4外,其余成员均无跨膜结构。蛋白质三维结构预测结果显示核桃CM家族蛋白与模板蛋白AtCM1间具有较高的相似性。系统进化分析显示,植物CM蛋白可分为4个大组,核桃CM蛋白聚集在第Ⅱ和Ⅳ分支上。其中JrCM2和JrCM5聚集在第Ⅱ支系,与胡杨CM同源蛋白Potri.T174200的亲缘关系较近;JrCM6、JrCM7、JrCM4、JrCM1及JrCM3聚集在第Ⅳ支系上;JrCM6、JrCM7和Jr...     

桃脂氧合酶基因家族生物信息学及其表达特性分析

【目的】脂氧合酶(lipoxygenase;LOX;linoleate oxygen oxidoreductase;EC1.13.11.12)作为一种重要的酶,广泛参与植物生长、发育、成熟、衰老及植物抗逆过程,因其重要作用一直是国内外研究的重点和热点。研究利用生物信息学方法对桃LOX基因家族进行发掘和预测,以期为桃LOX家族基因鉴定和功能分析提供基础信息,并在分子水平上为桃品种改良及采后保鲜提供明确的候选基因。【方法】采用生物信息学方法研究了桃LOX基因家族成员数目、系统进化关系、假定蛋白质结构及分类,运用q RT-PCR技术研究LOX基因家族在桃特异组织中的表达模式。【结果】桃LOX基因家族包含13个假定蛋白,9-LOX和13-LOX类型分别有6个成员,另外存在1个特殊类型,与苹果具有相似性;桃LOX蛋白氨基酸序列一致性在33.76%~90.84%;13个LOX家族成员绝大多数是两性氨基酸,9-LOX类型的6个家族成员的理论等电点都小于7,13-LOX类型各等电点没有规律;13个蛋白质的二级结构除ppa017962m外以无规则卷曲为主要构成元件;染色体定位分析表明,LOX家族基因并非平均分布在桃的8条染色体上,其中6号染色体上桃LOX基因分布最多,ppa017962m未定位在任何特异染色体上;q RT-PCR的组织特异性表达结果表明,LOX基因家族主要在果实和茎中的相对表达量较高。【结论】分离并鉴定了13个桃LOX家族基因,其不均匀地分布在桃染色体上;多数桃LOX基因主要在果实和茎部表达;ppa001634m、ppa001082m、ppa001216m、ppa001016m、ppa017962m在果实中的表达量最高,可能参与调控桃果实衰老软化过程。     

‘红阳’猕猴桃全基因组NBS-LRR类基因家族的生物信息学分析

【目的】分析‘红阳’猕猴桃(Kiwifruit)中含有核苷酸结合位点(Nucleotide binding site,NBS)类基因。【方法】利用Kiwifruit Genome Database、Pfam和Coils Server网站,和Bioedit、MEGA 5.0、Clustal W软件,分析确定‘红阳’猕猴桃的NBS-LRR基因类型、结构和系统发育学关系。【结果】在‘红阳’猕猴桃全基因组中共有96个NBS-LRR类基因,其中27条NBS-LRR类基因分布在基因簇内,可根据其结构进一步划分为20类基因。并对NBS-LRR类基因家族进行了氨基酸多序列比对和系统进化树分析,发现整个NBS-LRR基因家族可分为三个亚家族。【结论】相对其他物种,‘红阳’猕猴桃NBS-LRR类基因总数少,缺少TIR结构,具有LRR结构的基因所占比重低,NBS结构不完整,这些特点可能与其感病性有关联。     

大白菜LOG基因家族的鉴定与生物信息学分析

LOG基因编码5′-核糖单磷酸水解酶,将细胞分裂素的前体物质直接转化成具有生理活性的细胞分裂素,在细胞分裂素合成途径中具有重要作用。为深入研究大白菜LOG基因家族的功能,利用生物信息学方法对大白菜基因组中LOG基因家族成员进行了鉴定,并对其基因组信息、蛋白质生理生化特征、基因结构、保守结构域、系统进化等方面进行了研究。结果表明:在大白菜基因组中共鉴定出17个LOG基因,可以聚类到7个分支A~G中;LOG基因在大白菜10条染色体上呈现不均匀分布,在第2和4号染色体上分布相对较多;对大白菜LOG蛋白氨基酸序列进行了多重比对,比对结果表明LOG蛋白的氨基酸中均具有一致序列为MHxRKAxMx(5)FxALPGGYGTxxEE的LOG蛋白特异的LDC motif;通过MEME软件对大白菜LOG蛋白motif的预测发现了8个比较保守的motif。研究结果为大白菜LOG基因功能的研究奠定了基础。     

苹果锚蛋白基因ANK家族生物信息学鉴定分析

 利用生物信息学方法对苹果ANK基因家族成员及分类鉴定,同时对其染色体定位、系统进化关系及芯片表达特性进行了分析。苹果MdANK家族包含351个基因,根据蛋白结构域差异分为16个类别,ANK-M类型最为庞大,有143个ANK蛋白;苹果的17条染色体均有ANK家族基因分布,其中第2条染色体上分布最多,有36个ANK基因。MdANK编码的蛋白在72 ~ 2 429个氨基酸范围内,等电点在4.30 ~ 11.13之间。芯片分析发现,在苹果果实成熟时期及砧木接穗互作过程中,多数MdANK基因的表达都有不同程度变化。     

马缨杜鹃ARF转录因子家族的全基因组鉴定与生物信息学分析

以马缨杜鹃(Rhododendron delavayi)基因组数据为基础,以拟南芥ARF(AtARF)序列为参考,利用Blast比对程序,在马缨杜鹃基因组数据库中鉴定了15个ARF基因,命名为RdARF。使用生物信息学的方法对基因的结构、理化性质、系统进化关系以及表达模式进行了分析,以期为马缨杜鹃ARF基因的克隆及深入研究提供参考。结果表明:15个RdARF蛋白均含有保守的B3结构域和Auxin-resp结构域,部分蛋白含有Aux/IAA结构域,共有10个保守基序,均含有丝氨酸(Ser)、苏氨酸(Thr)和酪氨酸(Tyr)磷酸化位点,均含有内含子和外显子结构,与23个AtARF蛋白一起可以分为Ⅰa、Ⅰb、Ⅱa、Ⅱb和Ⅲ5个亚家族,15个RdARF基因在干旱胁迫前后具有4种不同的表达模式。     

苹果K~+转运蛋白基因家族鉴定及表达分析

利用苹果基因组筛选K~+转运蛋白基因,分析其系统发育关系,通过q RT-PCR检测它们在平邑甜茶各器官组织和不同发育阶段果实的表达特征。结果表明,在苹果中存在65个K~+转运蛋白基因,包括CHX家族(33个)、HAK家族(24个)、HKT家族(1个)和KEA家族(7个),它们与拟南芥K~+转运蛋白基因高度同源,其基因结构相对保守,并且不均匀地分布在13条染色体上。定量表达分析发现,K~+转运蛋白基因具有不同的表达模式,其中在根中高度表达的32个,在叶片中高度表达的12个,在茎尖中高度表达的11个,在果实中高度表达的19个。研究结果为揭示苹果K~+转运蛋白基因的功能提供了基础资料。     

甜瓜全基因组WRKY转录因子基因的鉴定与分析

WRKY转录因子是植物中一类重要的调控因子,调控植物的多种代谢和反应。以甜瓜基因组数据为材料,利用生物信息学手段对甜瓜中的WRKY转录因子进行了全基因组鉴定与分析。结果表明,甜瓜至少有65个WRKY转录因子,蛋白序列长度为97 769;甜瓜WRKY转录因子可分为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ3大类,它们处于进化树的不同分支。除保守的WRKYGQK序列外,共发现WRKYGKK和WRKSYYR 2个变异的WRKY结构域类型。     

西瓜ClKNOX基因家族全基因组鉴定及组织表达分析

KNOX基因家族是编码同源异型盒蛋白的转录因子,在植物生长发育和胁迫响应中发挥着重要的调控作用。为进一步挖掘西瓜KNOX转录因子家族成员信息,探究分析其表达模式及基因功能,通过生物信息学方法对西瓜KNOX基因家族成员进行了鉴定,并对其理化性质、基因结构、系统进化及表达模式进行了分析。结果表明,西瓜基因组中共有12个KNOX基因,均定位于细胞核中,符合转录因子属性特征;KNOX1、KNOX2、ELK和Homeobox＿KN这4类典型结构域均存在于大多数西瓜KNOX基因中,表明这4类结构域在KNOX基因功能中具有重要作用;系统发育分析将ClKNOX基因家族成员分为ClassⅠA、ClassⅠB、ClassⅡA和ClassⅡB 4个亚组,启动子元件分析表明,ClKNOX基因家族含有较多与生长发育和胁迫响应相关的顺式作用调控元件;组织表达分析结果表明,ClKNOX基因具有明显的组织特异表达特性,ClKNOX6和ClKNOX11在根和茎中高表达,而ClKNOX3和ClKNOX10在所有器官中表达量都相对较高,但所有ClKNOX基因在果肉中的相对表达量都较低。研究结果为进一步深入探究ClKNOX基...     

羊肚菌转录因子分类和生物信息学分析

首次根据Genbank中已知的7237条羊肚菌序列,对所有编码转录因子的序列进行了功能分类,并重点对羊肚菌中的锌指蛋白(ZFP)编码序列进行了生物信息学分析。结果表明,Genbank中所有7237条羊肚菌来源的核苷酸序列,有167条是编码转录因子的序列,其中88条序列编码了锌指蛋白。这些序列都含有相应的保守基序,编码蛋白质的二级结构以α-螺旋为主,三级结构极为相似,功能上以亲水性蛋白为主。     

甜瓜全基因组R2R3MYB转录因子基因的识别与分析

R2R3MYB转录因子是MYB转录因子家族的一大亚类,广泛地参与植物生长发育及抵御逆境等生理过程。本文以甜瓜基因组数据为研究对象,发掘甜瓜基因组中的R2R3MYB转录因子并对其进行生物信息学分析。研究结果表明:甜瓜全基因组中含有70个具有典型结构域的R2R3MYB转录因子,蛋白序列含有氨基酸个数为166～553个不等,蛋白序列中含有保守的基序(motifs)及氨基酸位点;通过与拟南芥基因组中R2R3MYB转录因子构建亲缘进化树,对甜瓜的70个R2R3MYB转录因子基因功能进行了初步的预测。     

苹果WRKY转录因子家族基因生物信息学分析

 利用生物信息学方法对苹果MdWRKY转录因子家族成员、基因分类、染色体定位、系统进化关系和结构域序列保守性进行了预测,并分析基因在果实成熟期和砧穗互作中的表达差异。苹果MdWRKY家族包含116个基因,分为GroupⅠ、GroupⅡ和GroupⅢ,其中GroupⅡ又可细分为GroupⅡa、GroupⅡb、GroupⅡc、GroupⅡd和GroupⅡe亚类;苹果的17条染色体均有WRKY转录因子分布,其中第1条染色体上的分布最多,有12个WRKY基因分布。MdWRKY编码的蛋白在118 ~ 965个氨基酸范围内,等电点位于4.81 ~ 10.16之间。Microarray分析发现,在苹果果实成熟时期和砧木接穗互作过程中,多数MdWRKY基因的表达都有不同程度的变化。