‘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。     

黄瓜RAV基因家族的全基因组分析

AP2/EREBP转录因子中的RAV基因家族在植物的发育过程中发挥着重要的调控作用。利用公布的黄瓜基因组数据库CuGI,发现黄瓜基因组中存在4个RAV基因,其蛋白序列均具有完整的AP2和B3结构域|对黄瓜、拟南芥、水稻和葡萄RAV蛋白进行多序列联配,结果表明该基因家族具有高度保守性|系统发生树结合基序分析发现,进化树亚族内各成员的基序组成相似|半定量RT-PCR结果显示,4个黄瓜RAV基因的表达广泛分布于各个组织。     

柑橘TCP家族生物信息学及表达谱分析

【目的】分析柑橘TCP蛋白家族成员的序列特征和系统进化关系,探究TCP家族成员在柑橘果实发育中的功能。【方法】通过生物信息学方法分析柑橘基因组中TCP家族成员的结构、染色体位置和系统进化关系。以‘兴锦101’(WT)及其晚熟芽变(MT)为试材,利用TA方法克隆柑橘TCP家族2个成员Cs TCP1和Cs TCP3,通过q RT-PCR测定TCP家族成员在‘兴锦101’及其晚熟芽变果实不同发育时期的相对表达量。【结果】克隆的2个基因Cs TCP1和Cs TCP3与原序列比对结果相似性达到100%;柑橘全基因组共编码20个TCP转录因子成员,分布在7条染色体上,都含有非典型的BHLH结构域,系统进化关系结果将Cs TCPs分为2个亚家族:Class I和Class II;多数基因结构简单,没有内含子;同时,定量结果表明Cs TCP基因在不同组织中的相对表达量存在差异,且被聚为2类;此外,在‘兴锦101’及其晚熟芽变果实不同发育时期中同样差异表达,多数基因相对表达量在花后215 d达到峰值,且在该时期2者间差异较显著。【结论】获得20个柑橘TCP家族成员基因,表达量分析显示TCP家族成员基因可能在柑橘的生长发育过程中起到重要的作用,为今后柑橘育种工作奠定了一定的理论基础。     

枣转录因子ERF 3'端序列克隆及生物信息学分析

以枣为试材,根据GenBank中登录的苹果、拟南芥等植物EFR保守序列设计引物,采用同源克隆法克隆出该基因3′端序列并对其编码的蛋白进行了生物信息学分析。结果表明:该试验克隆获得1条长度为959bp的条带;经过序列分析,该序列包含典型的AP2/EREBP保守结构域,与桑树、欧洲山毛榉和欧洲栗ERF基因序列相似度分别为79%、78%、77%;系统进化树分析显示,枣的ZjERF与可可树、陆地棉和海岛棉的AP2/EREBP亲缘关系较近,属于ERF家族的B2亚群;此外,还用Swiss Model程序(http://au.expasy.org/tools/)预测了ZjERF基因编码蛋白的三维结构。     

巴西蕉2个ERF转录因子基因的克隆及功能研究

【目的】筛选、克隆响应非生物胁迫的关键ERF转录因子基因,并研究其功能。【方法】综合运用转录组学、生物信息学、生物化学等技术手段,分析不同非生物逆境胁迫下AP2/ERF转录因子超家族基因的表达谱聚类变化,并从中筛选、克隆关键ERF转录因子,对其功能进行研究。【结果】不同非生物胁迫下,AP2/ERF超家族基因的表达模式不同,对低温胁迫的响应较其他胁迫敏感;筛选克隆的Ma ERF25和Ma ERF27基因是ERF家族基因,具备ERF家族基本特征,编码蛋白为核定位蛋白,C端具有转录激活活力,并参与了香蕉对非生物胁迫和激素的应答,在其中发挥着一定的作用。【结论】获得了2个巴西蕉ERF基因Ma ERF25和Ma ERF27,被定位在细胞核,具有转录激活活性,参与非生物逆境胁迫应答。     

干旱胁迫下葡萄AQP基因家族的鉴定及转录调控网络预测

【目的】探究干旱胁迫下葡萄AQP的转录调控网络,为后续研究葡萄抗旱基因功能和转录调控机制提供理论依据。【方法】通过生物信息学方法分析葡萄AQP基因家族成员的理化性质、系统进化和染色体定位,进行共线性分析和转录因子调控预测,通过转录组数据分析该基因家族在干旱胁迫和脱落酸(abscisic acid,ABA)处理下的表达情况。【结果】37个VvAQP基因主要分为PIP、TIP、NIP、SIP四类,分别分布在17条染色体上,复制分析结果表明,共有5对节段复制和2对串联复制。蛋白序列分析表明,每个VvAQP蛋白序列中均有1个植物AQP主要内在蛋白(major intrinsic proteins,MIP)的保守结构域特征。通过转录调控网络预测发现,靶向VvAQP基因的转录调控因子主要分为16类。干旱胁迫下,根和叶中大部分VvAQP基因表达持续下调,VvPIP2-3、VvPIP2-6在根中持续上调,7个VvAQP基因受ABA显著诱导。干旱胁迫下15个差异表达的转录因子可能与13个VvAQP基因存在调控关系。【结论】鉴定并提供了葡萄AQP基因家族成员的基本信息,通过转录组数据发现可能参与干旱胁迫的VvAQP基因,并预测了这些基因的转录调控网络。     

枣AP2/ERF转录因子鉴定及其响应枣疯病植原体表达分析

利用生物信息学方法,从植物转录因子数据库和NCBI数据库中分别得到175和164个候选的枣AP2/ERF转录因子序列,使用DNAMAN软件进行序列比对、去除重复序列,采用SMART软件预测蛋白结构域发现,枣基因组中包含有145个AP2/ERF基因,其中ERF、AP2、RAV亚家族分别含有116个、23个、5个,另有1个独立基因。预测枣AP2/ERF转录因子氨基酸数量在111～692之间,分子量在12 446.87～76 154.10之间,pI在4.31～10.11之间。鉴定出的145个AP2/ERF转录因子,105个分别定位到12条染色体上,40个未能定位。在此基础上,利用嫁接病芽方法将枣疯病植原体转至健康枣植株,通过转录组测序和qRT-PCR手段,分析了AP2/ERF转录因子对枣植原体侵染的响应,在植原体侵染枣的6个不同时期,枣AP2/ERF表达数量和表达量均不相同,共有48个差异表达基因,其中ZjAP2*9、ZjERF49和ZjERF91是响应枣疯病植原体最为重要的AP2/ERF转录因子。     

‘库尔勒香梨’miR159家族成员进化特性及表达分析

【目的】了解‘库尔勒香梨’miR159家族成员的进化特征及其在萼片脱落与宿存中的作用。【方法】以‘库尔勒香梨’Small RNA高通量测序中获得的miR159家族前体序列和成熟体序列为基础进行系统发育树构建、前体和成熟体的序列比对、前体二级结构预测、WebLogo保守性分析、靶基因预测和表达量分析。【结果】‘库尔勒香梨’miR159家族存在2个前体成员(psi-MIR159a、psi-MIR159c)和2个成熟体成员(psi-miR159a、psi-miR159c)。2个前体成员的序列均能形成典型稳定的茎环结构,且序列完全一致,它们的最小折叠自由能(dG)都为-93.95 kal·mol~(-1)。系统发育进化树显示,‘库尔勒香梨’和苹果MIR159家族亲缘关系很近。WebLogo分析表明,miR159家族成熟体的保守性很高,其保守序列为5'-UUUGGAUUGAAGGGAGCUCUAUU-3',但‘库尔勒香梨’的碱基保守性较低。靶基因预测显示,‘库尔勒香梨’miR159基因家族靶基因为转录因子bHLH91、BES1/BZR1同源蛋白4、热激70 ku蛋白质、Trihelix转录因子GT-1、G型凝集素S-受体类丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶RLK1等。实时荧光定量PCR(qPCR)显示,‘库尔勒香梨’miR159家族的2个成员在初花期、盛花期和末花期3个时期萼片脱落组和宿存组的表达量有显著差异。【结论】‘库尔勒香梨’miR159家族在进化过程中既有保守性又有多样性,可能在萼片脱落过程中起作用。     

夏季遮阳对‘红阳’猕猴桃净光合速率的影响及其与生理生态因子的关系北大核心CSCD

【目的】探明夏季遮阳对‘红阳’猕猴桃叶片光合特性的影响。【方法】设置0%、35%和70%3种遮阳处理,利用CI-340(CID Inc.,USA)便携式光合仪测量‘红阳’猕猴桃的气体交换参数,分析‘红阳’猕猴桃净光合速率(P_n)的日变化规律及其与生理生态因子之间的关系。【结果】夏季‘红阳’猕猴桃叶片Pn日变化在0%和35%遮阳处理下为典型的"双峰"曲线,在70%遮阳处理下为单峰曲线;35%遮阳处理下‘红阳’猕猴桃P_n日最高值为14.715μmol·m^(-2)·s^(-1),日均值为7.889μmol·m^(-2)·s^(-1),明显高于0%和70%遮阳处理组。【结论】在夏季,适度遮阳可有效地提高‘红阳’猕猴桃叶片的P_n。但早晨和傍晚遮阳并不利于‘红阳’猕猴桃叶片进行光合作用。光合有效辐射和叶面温度是‘红阳’猕猴桃净光合速率(P_n)的主要限制因子,而蒸腾速率是主要决定因子。     

夏季遮阳对‘红阳’猕猴桃净光合速率的影响及其与生理生态因子的关系

【目的】探明夏季遮阳对‘红阳’猕猴桃叶片光合特性的影响。【方法】设置0%、35%和70%3种遮阳处理,利用CI-340(CID Inc.,USA)便携式光合仪测量‘红阳’猕猴桃的气体交换参数,分析‘红阳’猕猴桃净光合速率(P_n)的日变化规律及其与生理生态因子之间的关系。【结果】夏季‘红阳’猕猴桃叶片Pn日变化在0%和35%遮阳处理下为典型的"双峰"曲线,在70%遮阳处理下为单峰曲线;35%遮阳处理下‘红阳’猕猴桃P_n日最高值为14.715μmol·m~(-2)·s~(-1),日均值为7.889μmol·m~(-2)·s~(-1),明显高于0%和70%遮阳处理组。【结论】在夏季,适度遮阳可有效地提高‘红阳’猕猴桃叶片的P_n。但早晨和傍晚遮阳并不利于‘红阳’猕猴桃叶片进行光合作用。光合有效辐射和叶面温度是‘红阳’猕猴桃净光合速率(P_n)的主要限制因子,而蒸腾速率是主要决定因子。