欧李Dof基因家族鉴定及非生物胁迫表达分析

【目的】探究欧李Dof(DNA-binding with one zinc finger)锌指蛋白在非生物胁迫条件下的功能,为ChDof基因的研究与利用奠定基础。【方法】基于欧李全基因组和转录组数据对Dof基因家族进行鉴定,并利用实时定量PCR分析Dof基因在非生物胁迫下的表达情况。【结果】欧李共有23个Dof基因家族成员,其编码区CDS序列长度为226～515 bp,相对分子质量为24 227.52～55 368.21,理论等电点为4.78～9.36,且其在欧李的8条染色体上都有分布。在构建欧李和拟南芥的系统进化树中发现,欧李共分为9个亚组,同一亚族成员中的基因结构和蛋白保守基序均具有较高的相似性,且欧李Dof基因家族成员主要分布在D1亚组中。在对其亚细胞定位时发现,绝大多数ChDof基因主要分布于细胞核中。对欧李Dof家族成员启动子区域顺式调控元件的预测结果表明,其启动子区存在着至少1个激素调节及逆境胁迫反应元件。qRT-PCR分析结果表明,绝大多数的ChDof基因在盐、高温和低温胁迫下的表达量均上调,而ChDof11、ChDof12、ChDof17基因在盐、渗透（PEG）、高温和...     

毛果杨PLD基因家族全基因组水平鉴定及其盐胁迫下的表达分析

[目的]对木本模式植物毛果杨PLD基因家族的进化中的选择压力、启动子中顺式作用元件、组织表达特性以及盐胁迫下表达模式进行分析,为挖掘PtrPLD在非生物胁迫中作用提供参考.[方法]利用拟南芥PLD基因家族蛋白序列比对得到毛果杨基因组同源基因,再经过保守结构域鉴定后确定PtrPLD基因;利用软件ClustalW和MEGA...     

冷胁迫下普通油茶CCCH型锌指蛋白基因家族的鉴定和分析

【目的】为挖掘和利用耐寒普通油茶Camellia oleifera遗传资源提供参考。【方法】基于普通油茶的冷胁迫转录组数据,对其CCCH型锌指蛋白基因进行鉴定,并对CCCH型锌指蛋白进行理化性质分析、系统发育分析、保守结构域预测、二级结构预测等相关生物信息学分析,并以庐山高海拔油茶(LSG)和栽培油茶品种赣无1(GW1)为材料,对CCCH型锌指蛋白基因在冷胁迫下的表达情况进行分析。【结果】在普通油茶的冷胁迫转录组数据中共鉴定到24个CCCH型锌指蛋白基因,参考水稻分类方法,将24个CCCH型锌指蛋白聚类到2个亚家族中。保守基序分析结果表明,在24个基因中仅有3种CCCH型锌指蛋白基序类型,即C-X8-C-X5-CX3-H、C-X7-C-X5-C-X3-H和C-X5-C-X4-C-X3-H,数目分别为92、4和4。转录组表达谱分析结果表明：在野外冷胁迫试验中CoC3H17基因在D4、D5和D6时期的表达量高于D1、D2和D3时期,在室内冷胁迫试验中庐山高海拔油茶和赣无1的CoC3H17基因一直表现为更高的转录本丰度;CoC3H14和CoC3H24基因在野外试验的D4、D5和D6时期均表现...     

望春玉兰WRKY基因家族生物信息学分析

WRKY超级转录因子基因家族,参与植物生长、发育、非生物胁迫以及次生代谢产物的调节.该文鉴定了药用植物望春玉兰全基因组WRKY基因,并采用生物信息学方法,分析了该基因家族成员的蛋白理化性质、亚细胞定位、系统进化、保守结构域、顺式作用元件,以及在不同组织中的表达模式.在望春玉兰全基因组中共鉴定56个WRKY基因;根据进化...     

闽楠中WRKY家族成员鉴定及缺磷胁迫下表达分析

【目的】在闽楠全基因组范围内鉴定WRKY家族成员,分析基因和蛋白序列结构特点及在闽楠幼苗缺磷胁迫下的表达特征,筛选响应缺磷逆境的WRKY基因,为进一步研究它们在楠木磷饥饿响应分子途径中的功能以及耐低磷胁迫分子辅助育种提供参考。【方法】利用WRKY蛋白序列的隐马尔科夫模型(pfam03106),经hmmsearch在闽楠蛋白数据库中检索,筛选WRKY基因。对获得的PbWRKYs利用Protaram、GSDS2.0、MEGA、Batch CD-Search、TBtools和ClustalX等软件进行基因结构、定位分析,蛋白理化性质、序列特征分析以及进化树构建。提取3年生闽楠植株的根、韧皮部和形成层、木质部和叶的RNA,进行转录组测序,分析PbWRKYs在不同组织中的表达特点。对半年生闽楠植株进行缺磷水培处理,60天后,分别取缺磷处理和对照的叶和根进行磷含量测定和转录组测序,分析磷缺乏条件下PbWRKYs表达特征,并对差异表达基因进行qPCR验证。【结果】鉴定到68个WRKY基因,命名为PbWRKY1-68,在各染色体上均有分布,第3号染色体上数量最多,内含子数目在1～28个之间,蛋白分子质...     

植物适应逆境胁迫研究进展

低温、干旱、土地盐碱化是影响植物生长发育的主要逆境胁迫因子。植物在逆境胁迫下的生理生化变化以及对逆境适应能力的研究是近年来研究的热点。探索如何将逆境胁迫对植物的伤害降到最低以及如何提高植物的适应性已成为研究需要解决的关键问题。研究植物的抗寒性、抗旱性、抗盐性机理,提高其耐受性,对于生态环境保护和建设具有重要意义。文中分别综述了低温胁迫、干旱胁迫、盐胁迫对植物的危害,植物耐寒性、耐旱性、耐盐性的生理生化机制,以及提高植物耐寒性、耐旱性、耐盐性的途径,展望了植物适应逆境胁迫的研究方向,以期为抗逆性植物种质的筛选和育种提供参考。     

油茶低温胁迫研究进展

油茶是中国重要的木本油料树种,近年来随着油茶产业发展迅速,在林业经济发展中有着重要的地位。低温是影响油茶生长和结实的关键因素之一,会导致油茶开花延迟,授粉率低,结实质量差。基于前人的研究,本研究从低温胁迫对油茶的形态、生理变化、抗寒品种鉴定、分子机制以及增强品种抗性的解决途径等方面对油茶抗寒现状进行了综合阐述。     

油茶FatB基因全长cDNA的分离克隆及序列分析

以油茶‘湘林1号’品种的近成熟种子为材料,采用简并PCR、RACE等技术,获得了油茶FatB基因的全长cDNA克隆。RACE测序结果表明:油茶FatB基因不是一个单基因,而是一个多基因家族;用生物信息学的方法预测各RACE片段的起始密码子和终止密码子的位置,在起始密码子上游和终止密码子下游分别设计RT—PCR引物,RT—PCR扩增结合随机测序、生物信息学分析,分离克隆出5个基因家族成员,分别命名为co—fatb1、co—fatb2、co—fatb3、co—fatb4、co—fatb5,其全长CDS为1 272、1 311、1 305、1 305、1 263 bp,将上述基因序列提交至GenBank,登录号分别为FJ899670、FJ899671、FJ899672、FJ899673、FJ899674;最后,对油茶FatB的氨基酸序列的特殊位点进行了标识和分析。     

干旱胁迫对油茶的影响

油茶是我国特有的木本食用油料树种,广泛分布于我国南方丘陵地区,具有较强的耐旱性。本文综述了干旱胁迫对油茶生长发育、生产、光合特性、内源激素含量和渗透调节物质的影响,总结了目前的抗旱应对措施,包括抗旱育种、抗旱栽培管理技术措施、茉莉酸甲酯和丛枝菌根真菌的应用,以期为油茶育种、育苗和生产栽培提供帮助。     

曼地亚红豆杉NAC基因家族鉴定及表达分析

目的 筛选红豆杉NAC转录因子家族中影响根系形成的关键基因,探索红豆杉根系生长发育分子机理。 方法 利用曼地亚红豆杉全长转录组数据,通过生物信息学方法鉴定NAC 转录因子,并对筛选出的NAC 转录因子进行蛋白结构及基因组织表达谱等分析。 结果 共鉴定出 44个NAC 转录因子,其在N端均具有典型的保守NAC结构域,分别聚类到拟南芥的7个亚家族中,蛋白三级结构较为相似,且成员大多含有5个保守亚结构域。组织表达谱显示TmNAC15、16、18、21、22、29、39、40、41和44在根中表达水平高于茎和叶。 结论 从曼地亚红豆杉中共鉴定出44个NAC 转录因子,其结构较为保守,且聚类为7个亚家族,其中成员TmNAC21、22、39、40和44极有可能参与红豆杉根系生长发育。     

白桦BpAMT基因家族鉴定及表达模式分析

目的 鉴定白桦AMT基因家族成员,分析AMT基因的表达模式。 方法 本研究利用生物信息学方法鉴定了该家族成员并通过实时荧光定量技术分析其基因表达模式。 结果 从白桦基因组中鉴定了9个AMT家族成员,并将其分为AMT1和AMT2两个亚家族,分别命名为BpAMT1.1～1.4和BpAMT2.1～2.5;BpAMTs氨基酸残基数为384～522个,等电点为4.61～8.16,均定位于质膜与细胞器膜上;BpAMT基因不均匀的分布在5条染色体上,且成员间存在串联重复现象。BpAMT基因的表达具有组织部位特异性,呈现叶>根>茎趋势;同时发现,硝酸钾、氯化铵、茉莉酸甲酯、赤霉素、脱落酸、氯化镉、干旱、4 ℃和日变化等均可以影响BpAMT基因表达,且不同处理下家族成员的响应程度存在差异。 结论 从白桦中鉴定9个BpAMT基因,聚类为两个亚家族,在调节氮素吸收转运、响应激素信号及非生物胁迫中发挥不同的作用,该研究结果为深入解析BpAMT基因在白桦生长发育和抵抗逆境中的功能奠定基础。     

柳树AP2/ERF基因家族全基因组鉴定和表达分析

APETALA2/ethylene-responsive factor(AP2/ERF)转录因子在调控植物的生长和发育、应生物胁迫和非生物胁迫等方面扮演着至关重要的角色.该文对簸箕柳基因组中AP2/ERF基因进行查找,分析了该基因家族的保守结构域、基因结构、启动子区域顺式作用元件、基因在染色体上的分布及其在干旱胁迫下的差异表达.分析结果发现,簸箕柳中共含有208个AP2/ERF基因.根据系统发育树聚类分析的结果,这些基因可分为AP2,RAV,ERF和Soloist 4个亚类;基因结构分析表明,AP2和Soloist基因内含子较多,而多数ERF和所有RAV基因都无内含子;对启动子区域顺式作用元件分析,发现簸箕柳AP2/ERF家族基因启动子区域富含响应非生物胁迫的相关元件;对基因在染色体上分布分析表明,簸箕柳AP2/ERF基因在不同染色体上分布不均匀,其中42个基因的扩张与串联复制有关.利用蒿柳杂交子代的干旱胁迫和对照样品的转录组序列进行了差异表达分析,发现了5个AP2/ERF基因在干旱胁迫下显著上调表达.分析结果为深入研究柳树AP2/ERF基因家族的功能提供了重要参考.     

植物逆境交叉胁迫适应性研究进展

植物在自然环境中常常会同时遭受不同逆境的胁迫,导致不同逆境交叉耐受性的现象,即某种非致死逆境条件,不仅可以增强植物对该种逆境的适应能力,同时可以增强对其他逆境的耐受性.笔者从植物产生逆境交叉耐受性的过程中叶片超微解剖结构、渗透调节物质、活性氧清除系统、植物激素、光合系统以及热激蛋白组分等方面的变化及其功能作用的角度,对植物逆境交叉适应性的研究进展进行了综述.     

干旱胁迫下油茶叶片结构特征的变化

[目的]研究不同程度干旱胁迫对油茶叶片结构的影响,了解其干旱适应机理。[方法]以7年生‘长林4号’油茶为试验材料,设置土壤含水率分别为15%20%(重度干旱胁迫)、20%25%(中度干旱胁迫)、25%30%(轻度干旱胁迫)和自然状况(对照),通过制作石蜡切片、临时切片、光学显微镜观察及测定叶片外部形态特征、叶片下表皮气孔特征、叶肉和叶脉显微结构。[结果]表明:干旱胁迫下,油茶单叶鲜质量、单叶干质量和单叶饱和质量均随着胁迫程度的增加呈下降趋势,叶片厚度、叶片大小显著降低;叶片下表皮气孔面积、气孔周长、气孔开度、气孔器大小均显著减小,气孔密度先减小后增大;随着干旱程度的增强,叶片上表皮、下表皮厚度显著减小,上角质层厚度、下角质层厚度显著增加,栅栏组织厚度、栅海比显著降低,海绵组织厚度变化差异不显著;叶片主脉厚度与主脉突起度随着胁迫程度的加强而显著增加,木质部厚度在中度干旱胁迫下及维管束短径在中度干旱胁迫、重度干旱胁迫下显著低于对照,不同干旱处理对韧皮部厚度的影响差异不显著。[结论]油茶叶片结构的变化均是油茶应对干旱胁迫的适应特征,油茶植株能够根据水分亏缺程度调整叶片结构以维持生存和生长,对干旱胁迫具有较强的适应性。     

毛竹TIP基因成员鉴定及其响应胁迫的表达分析

液泡膜内在水通道蛋白（TIPs）在调节植物细胞膨压适应逆境胁迫环境过程中发挥着重要作用。研究毛竹TIP基因成员的分子特征及其在不同逆境胁迫条件下的表达模式,对揭示其在毛竹应答胁迫中的功能具有重要意义。利用生物信息学方法在毛竹基因组中共鉴定19个编码完整TIP蛋白的基因（PeTIP1-1~PeTIP1-3、PeTIP2-1~PeTIP2-4、PeTIP3-1~PeTIP3-2、PeTIP4-1~PeTIP4-7和PeTIP5-1~PeTIP5-3）;PeTIPs编码氨基酸的长度为238~434 aa,相对分子量为25.06~44.03 kDa;亚细胞位置预测显示,所有PeTIPs均定位于液泡膜上。PeTIPs包含7个保守基序,其中有4个为共有基序,不同成员的Ar/R选择性过滤器具有一定的差异,而Froger's残基均较为保守。系统进化分析显示,来自毛竹、水稻等6个物种的71条TIP氨基酸序列可分为5个分支,各分支中PeTIPs成员依次为3、4、2、7和3个。共线性分析结果表明,PeTIPs成员间共存在10对片段重复,在12个PeTIPs与水稻8个TIP基因间发现18对片段重复,这些重复基因多半发生在PeTIP4s和PeTIP5s中,且基因对的非同义对同义取代比（Ka/Ks）均小于1.0,表明PeTIPs经复制后的功能差异不大。在PeTIPs启动子区域中,发现多种与胁迫、激素响应相关的调控元件。基于叶片RNA-seq数据分析表明,不同PeTIPs响应低温、干旱和强光胁迫的表达模式均存在一定差异,既有显著性变化的成员（如PeTIP1-1和PeTIP1-2）,也有几乎无变化的成员（如PeTIP5的成员）。qPCR结果显示,在不同胁迫条件下毛竹叶片和根中的PeTIPs的表达模式不同,多数呈现不同程度的显著上调,亦有在某一处理下基因表达变化不明显（如强光下叶片中的PeTIP1-1、PeTIP1-3和PeTIP4-2;干旱下根中的PeTIP1-1和PeTIP1-2）,个别基因呈现下调（如低温下叶片中的PeTIP1-1）。毛竹叶片和根中PeTIPs的表达变化模式差异,说明它们在响应不同环境胁迫中可能发挥着不同的作用。     

油茶种子EST文库构建及主要表达基因的分析

为研究油茶种子在油脂转化高峰期的基因表达并分离克隆与油脂合成等有关的重要基因,以油茶优良无性系湘林1号和湘林4号近成熟种子为材料构建cDNA文库;随机挑取2 327个克隆进行3'端测序构建EST文库.将数据完整并无X、N的1 979条cDNA序列与NCBI核酸数据库的非冗余序列进行同源性比较,确认763条cDNA序列与核酸数据库中其他物种的DNA序列具有很高或较高的同源性,可确认266种基因;有1 216个克隆序列为未知功能的基因序列.各类基因表现出不同的表达丰度,其中贮藏蛋白基因、与基因表达调控相关的基因、抗逆相关基因、种子成熟和胚胎发育相关的基因等为高丰度表达,与脂肪酸代谢相关的基因等为中丰度表达,另外还有大量的其他基因和未知功能基因在种子中表达.各类基因表达的数量和趋势与种子接近发育成熟阶段相吻合.     

油茶转录因子基因CoSOC1-like的克隆和表达分析

[目的]克隆油茶的SOC1同源基因(CoSOC1-like),分析其序列特征和表达模式及其蛋白进化.[方法]以3年生油茶嫩叶为材料提取RNA,利用RT-PCR和RACE方法克隆油茶的CoSOC1-like基因,用生物信息学工具分析其序列特征,用荧光定量PCR分析其表达模式,用基因瞬时表达法分析其蛋白的亚细胞定位.[结果...     

普通油茶WOX基因家族的鉴定及表达分析

WOX基因家族是植物特有的转录因子,参与调节植物的生长与发育,WUSCHEL(WUS)是该家族中与作物产量相关的基因。研究通过对普通油茶(Camellia oleifera)基因组、转录组数据的挖掘,鉴别出18个WOX基因,其中,CoWUS来自油茶基因组三代测序数据。CoWOX11A与Co WOX11B在种仁中高水平表达,可能对种仁发育具有重要作用;Co WUS在柱头中高水平表达,经与WOX基因家族的蛋白质序列进行比对分析并构建进化树,结果表明,CoWUS是WUS的同源基因,表明CoWUS可能参与油茶果实心皮数的调控,影响油茶的产量。     

代谢组学在植物逆境胁迫研究中的应用

代谢组学是继基因组学、转录组学、蛋白质组学之后新兴的一门交叉学科, 是系统生物学的一个重要分支, 近年来在研究植物逆境胁迫方面得到了广泛的应用。文中介绍了代谢组学的检测技术、数据处理及分析方法, 概述了其在植物逆境胁迫下的研究概况, 包括温度、盐分、干旱、病原菌和其他逆境, 以及多种逆境综合胁迫等, 展望了代谢组学的发展前景; 利用代谢组学分析植物在逆境条件下代谢物的变化, 推测应答胁迫植物对代谢途径的调整, 可为研究植物耐受性和适应逆境机理提供分析方法。