龙眼GDSL酯酶/脂肪酶基因的全基因组鉴定及表达分析

基于第三代龙眼基因组数据库及其转录组数据库,通过生物信息学分析对龙眼GDSL酯酶/脂肪酶家族进行全基因组鉴定。结果显示龙眼GDSL(Dl GDSL)家族共有118个成员,分为15个亚家族,亚细胞定位显示主要分布于细胞外基质中。染色体位置及共线性基因分析表明,118个Dl GDSL基因中有111个定位在15条龙眼染色体上,包括13对共线性基因。基因结构和蛋白质保守基序分析表明该家族的外显子在2～12之间,且motif2和motif3是Dl GDSL家族中尤为重要的保守基序。启动子顺式作用元件分析表明,启动子序列中包含众多光响应、激素应答、无氧诱导、胁迫响应和昼夜节律等响应元件,且大部分成员都含有茉莉酸甲酯(Me JA)、脱落酸(ABA)、生长素(IAA)和赤霉素(GA)等激素应答作用元件。FPKM值分析发现从胚性愈伤组织到球形胚阶段有26个差异表达的基因,提示Dl GDSL家族部分成员可能在龙眼体胚形态建成中发挥重要作用。q RT-PCR分析表明,在外源ABA和Me JA处理下龙眼胚性愈伤组织中,Dl GDSL家族部分成员可能与ABA、Me JA等激素信号转导相关。     

龙眼胚性愈伤组织RNA结合蛋白LSm14的基因克隆、亚细胞定位及表达分析

【目的】探究LSm14对龙眼体胚发生的影响,克隆RNA结合蛋白DlLSm14e基因并观察其亚细胞定位,分析其表达特性。【方法】以龙眼胚性愈伤组织为材料,依据转录组数据和基因组数据,采用RT-PCR克隆了一个DlLSm14基因,将其命名为DlLSm14e。对该基因进行生物信息学分析、亚细胞定位观察、龙眼非胚性愈伤组织和不同胚性培养物以及不同激素处理下的FPKM值分析和不同浓度细胞分裂素(KT)处理下的qRT-PCR检测。【结果】该基因CDS全长1 707 bp,编码568个氨基酸,该蛋白不含信号肽和跨膜结构,不属于分泌蛋白和跨膜蛋白;此外,该蛋白含有N端保守结构域以及延长的C端,并且含有74个磷酸化修饰位点;系统发育分析表明,DlLSm14e蛋白与漾濞槭(Acer yangbiense)相似度较高,与单子叶植物亲缘关系最远;顺式作用元件分析表明,该基因含有大量光响应元件和多种激素响应元件;亚细胞定位结果表明,该基因为核定位基因;表达谱与实时荧光定量分析显示,DlLSm14e的FPKM值在非胚性愈伤组织(NEC)阶段最低,在球形胚阶段达到最高,推测DlLSm14e大量累积可能有利于龙眼体胚早期形态建成;不同激素处理下,2,4-D抑制该基因表达,KT促进其表达,而KT的浓度能影响该基因的表达。【结论】龙眼LSm14e基因定位于细胞核,该基因FPKM值随龙眼体胚胚性增加而升高,并且响应多种与龙眼体胚发生相关的激素,推测该基因可能参与龙眼体胚早期的形态建成。     

龙眼SKP1-like家族成员鉴定及体胚发生早期表达分析

为研究S-phase kinase-associated protein 1-like(SKP1-like)在龙眼中的分子特性以及其在体胚发生早期的表达模式,基于模式植物拟南芥SKP1-like的氨基酸序列,在龙眼基因组数据库中进行SKP1-like成员的鉴定。同时,通过生物信息学方法对其蛋白理化性质、系统进化特征、染色体定位、共线性与选择压力、基因结构、保守基序、蛋白结构、蛋白互作网络、启动子顺式元件进行分析,并结合龙眼转录组数据分析其在体胚发生早期的表达模式。研究结果表明:龙眼SKP1-like家族基因共有14个成员,分别将其命名为DlSKP1-1～DlSKP1-14。龙眼SKP1-like(DlSKP1)家族基因编码蛋白质的氨基酸数、分子量以及等电点分别为75～399 aa、8.29～45.34 kD、4.44～5.76,均不含信号肽,可能主要定位于叶绿体中。DlSKP1家族存在1对串联重复基因以及4对片段重复基因。蛋白互作结果提示,Dl SKP1家族成员可能与多种蛋白(尤其F-Box家族蛋白)存在互作关系。启动子顺式作用元件的结果表明,DlSKP1家族成员启动子含有较多脱落酸(Abscisicacid,ABA)与茉莉酸甲酯(Methyljasmonate,MeJA)响应元件。此外,DlSKP1成员在龙眼体胚发生早期存在5种不同的表达模式,其中3个成员(DlSKP1-6、DlSKP1-8、DlSKP1-13)在各阶段的表达量较其他成员较高。研究结果显示,DlSKP1家族成员可能与F-Box蛋白存在互作作用,并且可能参与ABA、MeJA的调控过程,还可能在龙眼体胚的形态建成中发挥重要作用。     

葡萄CHS基因家族鉴定与表达分析

【目的】明确葡萄查尔酮合成酶(chalcone synthase,CHS)基因家族响应外源激素和非生物胁迫的表达模式。【方法】利用生物信息学方法对葡萄CHS基因家族成员进行理化性质、系统进化、共线性、顺式作用元件等分析。采用实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,qRT-PCR)检测VvCHS基因在外源激素和非生物胁迫下的表达情况，将筛选出的VvCHS3基因构建植物表达载体并进行烟草瞬时转化以确定其表达位置。【结果】在葡萄基因组中共鉴定出7个VvCHS基因成员，分布于5条不同的染色体上，蛋白质二级结构以α-螺旋和不规则卷曲为主。系统进化和基因对选择压表明，CHS基因家族基因可分为三大亚族，葡萄CHS基因家族与其他物种之间主要进行纯化选择。共线性分析表明，VvCHS3与VvCHS4、VvCHS3与VvCHS5、VvCHS4与VvCHS5之间存在共线性关系。顺式作用元件预测结果表明，大部分VvCHS基因成员可能同时对多种逆境胁迫有响应。qRT-PCR分析发现，VvCHS基因具有明显的组织特异性，在根中表达水平最高，茎中表达水平最低。在5 mmol·L     

龙眼HDAC家族成员的全基因组鉴定及表达分析

【目的】研究龙眼HDAC家族的进化特性及其在体胚发生过程及不同激素处理下的表达模式。【方法】对龙眼HDAC(DlHDAC)家族成员进行全基因组鉴定及生物信息学分析,结合转录组数据分析DlHDAC家族在龙眼非胚性及胚性培养物及不同组织器官中的表达情况,采用qRT-PCR检测龙眼体胚发生过程及不同激素处理下DlHDAC家族的表达模式。【结果】DlHDAC家族可分为RPD3/HDA1、HD2和SIR2亚家族,均为亲水性蛋白质,亚细胞定位显示主要分布于细胞核中。RPD3/HDA1亚家族含有HDAC结构域,HD2亚家族含有C2H2型锌指和Nucleoplasmin结构域,SIR2亚家族含有SIR2结构域。RPD3/HDA1和SIR2亚家族蛋白结构以α-螺旋和无规则卷曲为主,HD2亚家族以无规则卷曲为主。DlHDAC启动子序列中包含众多光响应、激素应答、胁迫响应及与植物生长相关作用元件;转录组数据显示DlHDAC家族大部分成员在ICpEC和GE阶段高表达;且在龙眼果实,种子及根中高表达。qPCR分析显示,DlHDA6、DlSRT1-1、DlHDT1和DlHDT3在GE阶段上调表达;在脱落酸(ABA)、茉莉酸甲酯(MeJA)、赤霉素(GA3)和水杨酸(SA)处理下DlHDA8、DlHDA9、lSRT1-1、DlSRT2、DlHDT1和DlHDT3均被不同程度地诱导表达。【结论】DlHDAC在进化过程中保守性与特异性并存,可能参与龙眼果实、种子及根的生长发育过程,并通过响应ABA、SA和GA3的表达来调控龙眼体胚发生。     

葡萄PLATZ家族基因鉴定及其在种子发育过程中的表达分析

【目的】鉴定葡萄PLATZ(Plant AT-rich sequence and zinc-binding protein)家族转录因子,并探究其在种子发育过程中与IAA处理下的表达模式变化。【方法】基于葡萄基因组数据,通过多种生物信息学方法对葡萄PLATZ家族成员进行鉴定和分析,利用qRT-PCR分析其在葡萄种子不同发育时期及IAA处理下的表达模式。【结果】葡萄全基因组范围内共鉴定到13个PLATZ成员,分布于9条染色体上。系统进化分析结果表明,葡萄PLATZ蛋白成员分为4组（A、B、C、D）,无其他物种聚类的E组成员。蛋白保守基序分析表明葡萄PLATZ蛋白具有较强保守性,内含子-外显子分布表明葡萄PLATZ基因在进化上具有多样性。同线性分析发现,VvPLATZ7～VvPLATZ8和VvPLATZ5～VvPLATZ11存在并联重复。顺式作用元件分析发现该基因家族的启动子包含生长发育、光响应、激素响应及胁迫响应相关作用元件。qRT-PCR结果分析表明,VvPLATZ5在无核葡萄种子发育过程中表达水平显著高于有核葡萄,VvPLATZ2和VvPLATZ6在有核葡萄种子发育过程中表达水平显著...     

黄瓜SAUR基因家族的鉴定与表达分析

SAUR(Small auxin-up RNA)是生长素早期响应基因。基于黄瓜(Cucumis sativus L.)基因组数据,对CsaSAUR进行鉴定以及染色体定位、基因结构、启动子顺式作用元件分析,并通过qRT-PCR技术检测基因组织表达模式和对弱光、高温及高水势的响应。结果表明,在黄瓜基因组中共鉴定到73个SAUR,这些基因非随机地分布在7条染色体上,60%成簇分布;系统进化分析显示,CsaSAURs可分为8个进化群,各群基因数量不等;进一步分析家族成员的启动子序列,鉴定到IAA、ABA、GA、JA、SA及干旱、低温和机械损伤等信号响应的顺式作用元件;该家族成员具有不同的表达模式,弱光、高温和高水势可激活或抑制部分家族成员的表达,在下胚轴特异表达的18个Csa SAUR基因中,仅CsaSAUR15同时受弱光、高温、高水势3种信号诱导,表达上调。     

龙眼miR397家族成员分子特性及其在体胚发生早期的表达分析

【目的】探讨龙眼miR397家族成员的分子特性及其在龙眼体胚发生早期的表达模式。【方法】以‘红核子’龙眼胚性愈伤组织为材料,通过对龙眼miR397前体序列二级结构分析、进化树构建、靶基因预测与裂解位点验证、以及龙眼miR397a在龙眼体胚发育早期和不同激素浓度处理下的表达规律进行分析。【结果】龙眼miR397前体序列5端臂上可生成两个序列高度重合的成熟体序列dlo-miR397a和dlo-miR397,二者仅有5端两个碱基TC之间的差异,前体能形成稳定的茎环结构;进化树分析发现龙眼miR397前体与桃、可可、脐橙等亲缘关系较近,处于同一分支,龙眼miR397与拟南芥、甜橙、葡萄等亲缘关系较近,处于较为保守的同一分支,miR397家族成员较前体序列在进化上更为保守。靶基因预测表明龙眼miR397家族主要靶向调控漆酶基因家族和一条姐妹染色单体粘连蛋白(dlo_039206.1)。裂解位点验证发现靶基因姐妹染色单体粘连蛋白的裂解位点,但位于预测区间外。miR397a在体胚发生过程中对于靶基因姐妹染色单体粘连蛋白的调控模式在0～3 d较为一致,均为下调表达,6～12 d为显著上调表达,且二者呈典型的负调控关系。龙眼miR397a在不同浓度2,4-D与GA3激素处理下均出现下调表达趋势,而靶基因姐妹染色单体粘连蛋白则在激素处理下的表达趋势并不明显,可能由于靶向裂解位点在预测区外所致。【结论】龙眼miR397a可能在龙眼体胚发生早期的6～12 d,通过靶向调控姐妹染色单体粘连蛋白影响龙眼体胚发生早期形态建成。龙眼miR397家族在进化上较为保守,其靶基因主要靶向调控龙眼漆酶家族和姐妹染色单体粘连蛋白。龙眼miR397a在不同浓度2,4-D与GA3激素处理下均出现下调表达趋势,表明其在龙眼体胚发生早期可能通过激素信号传导参与龙眼体胚发生早期形态建成。     

荔枝CDPK基因家族鉴定及其在霜疫病胁迫下的表达分析

【目的】鉴定荔枝（Litchi chinensis Sonn.）钙依赖蛋白激酶（CDPK）基因家族，并分析其在不同组织和荔枝霜疫病胁迫下的表达模式。【方法】基于荔枝基因组数据，利用生物信息学方法鉴定CDPK家族基因，并对其序列特征、基因结构、启动子顺式作用元件、染色体定位和进化关系等进行分析。依赖276份荔枝种质材料，筛选高抗霜疫病的优良荔枝品种。另外，通过RNA-Seq和qRT-PCR方法检测高抗病荔枝品种中LcCDPK基因家族成员在荔枝霜疫病胁迫处理下的表达模式。【结果】从276份荔枝自然群体材料中鉴定到荔枝高抗霜疫病品种裕荣1号（YR1）。从荔枝基因组中共鉴定出19个LcCDPK基因家族成员，分布于11条染色体上。根据保守结构域和系统发育分析将其分为4个亚家族。基因结构分析表明，LcCDPKs外显子数量为7～19。蛋白结构分析发现，所有LcCDPK蛋白均具有1～4个EF-hand结构域。顺式作用元件分析表明，LcCDPKs成员拥有大量的生物和非生物胁迫响应元件。组织表达分析发现，LcCDPK基因在荔枝不同组织存在组织特异性。另外，表达分析发现在高抗霜疫病荔枝裕荣1号（YR1）中，...     

葡萄EIN3/EIL转录因子家族成员鉴定及表达特征分析

【目的】探究葡萄EIN3/EIL家族的进化特性及其在逆境胁迫及不同激素处理下的表达模式。【方法】通过Blast比对鉴定EIN3/EIL转录因子家族成员,对该家族进行生物信息学分析,利用qRT-PCR分析该转录因子家族成员在不同激素及逆境胁迫下的表达情况。【结果】EIN3/EIL家族主要分布在6号染色体上,定位在细胞核中,蛋白质二级结构以α-螺旋和不规则卷曲为主。对顺式作用元件分析发现,EIL基因的启动子序列中包含许多激素应答、胁迫响应、植物防御及与植物生长相关的元件。组织芯片数据显示,不同组织中EILs基因的表达量由低到高依次为根、叶、茎且VvEIL2基因在所有组织中高表达。qRT-PCR分析表明,逆境胁迫下,VvEILs基因在NaCl诱导下的表达量较高且根系中VvEIL1基因的表达量最高,是对照的18倍;激素处理下,EILs基因均被不同程度地诱导表达,且在250 mg·L~(-1)乙烯利处理下,VvEIL6基因的表达量极显著高于对照,是对照的93倍;随着处理浓度的增加,乙烯利诱导下VvEIL2和VvEIL5基因下调表达,乙烯抑制剂处理下上调表达。【结论】葡萄EIN3/EIL基因家族在非生物逆境胁迫应答过程中具有重要作用,VvEIL2和VvEIL5在乙烯信号通路中可能是负调控因子。     

刺梨CDPK基因家族的鉴定及其对供钙水平的表达响应

【目的】CDPKs是植物中广泛存在的Ca²⁺感受器,鉴定刺梨(Rosa roxburghii Tratt.)CDPK基因家族成员,并探索其对不同供钙水平的表达响应。【方法】采用生物信息学方法鉴定并分析Rr CDPK基因家族,通过转录组测序及实时荧光定量PCR(real-time quantitative PCR,q RT-PCR)分析其组织表达特异性及在不同供钙水平下的表达响应。【结果】从刺梨基因组中共鉴定出16个具丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶和EF-hand结构域的CDPK基因(命名为Rr CDPK1～16),结构分析显示蛋白长度在393～561 aa之间,分子质量在44.02～62.98 ku之间,平均等电点6.05;家族基因结构差别较大,外显子数量为2～10个,包括6个保守基序;亚细胞定位预测Rr CDPKs在细胞核和多种细胞器均有定位,主要定位于细胞质;进化分析可分为4个亚族,且与草莓的亲缘关系最近,其次是苹果,较远为拟南芥和水稻。启动子顺式作用元件分析表明,Rr CDPKs大多含光响应元件、多种激素响应元件及胁迫响应元件等。不同器官及果实发育时期的转录组数据显...     

中华猕猴桃全基因组MADS-box基因家族鉴定及表达分析

【目的】鉴定并分析中华猕猴桃MADS-box基因家族成员，探明MADS-box基因家族成员在果实生长发育及芽休眠中的表达模式。【方法】基于中华猕猴桃红阳V3基因组数据库，利用生物信息学方法对中华猕猴桃MADS-box全基因组进行鉴定，分析其家族成员的理化性质、系统进化树、保守基序、顺式作用元件，并对其在果实生长发育及不同组织中的表达模式进行分析。【结果】在中华猕猴桃红阳基因组中鉴定到了68个AcMADS-box基因，共包含11个亚家族，不均匀地分布于22条染色体上，成员间共存在32对共线性基因对；在基因家族上游启动子区域发现与光响应、激素响应、逆境胁迫响应等相关的顺式元件；17个AcMADS-box基因在组织间高表达且有表达特异性，推测是参与调控中华猕猴桃生长发育的关键基因。【结论】初步鉴定并提供了AcMADS-box家族成员信息，16个AcMADS-box家族成员在根、枝、茎、叶、花中高表达，8个家族成员在花芽中高表达。结果为进一步研究AcMADS-box参与中华猕猴桃的生长发育调控机制提供参考。     

苹果PIN家族基因鉴定及在不定根形成中的表达分析

【目的】探究苹果PIN全基因组特征及在不定根形成过程中的表达分析，以便更深入地了解其结构特点与潜在功能，为研究不定根形成的分子机制奠定基础。【方法】利用苹果基因组数据库GDR和HMMER对苹果PIN基因家族成员进行鉴定并编号，用MEGA、TBtools和MEME等生物信息学软件对其家族成员的基因定位、系统进化关系、基因结构、保守motif基序和蛋白保守结构域等进行分析，并采用qRT-PCR方法对PIN基因家族成员在不定根形成中的表达模式进行分析。【结果】苹果PIN基因家族有13个成员，分布于基因组8条染色体上，氨基酸数目在357～660个之间，蛋白质分子质量为38.84～71.61 ku，等电点在6.93～9.35之间。启动子作用元件分析表明，13个PIN启动子上含有响应激素、生长发育和逆境相关的顺式作用元件，其中有8个PIN基因含有生长素响应作用元件，暗示他们可能参与生长素调控不定根形成。转录组分析显示，13个PIN家族成员中，有6个基因（MdPIN3、MdPIN4、MdPIN6、MdPIN7、MdPIN11和MdPIN12）在吲哚丁酸（IBA）处理下表达上调。进一步通过qRT-PC...     

枣类甜蛋白基因家族的鉴定与生物信息学分析

【目的】从枣全基因组中鉴定类甜蛋白(thaumatin like protein,TLP)基因,为枣TLP基因的功能研究与利用提供参考。【方法】通过生物信息学方法从枣基因组数据库中鉴定TLP基因家族成员,并对基因结构、进化、启动子区顺式作用元件和密码子使用性等进行分析。【结果】共鉴定到34个枣TLP基因,位于9条染色体上,分为4种结构类型,基因结构相对较简单;系统发育进化分析归为9个聚类组,其中聚类组5和聚类组6中的成员最多;基因启动子区发现多个与增强基因表达、激素响应和胁迫响应相关的元件;基因密码子使用偏性弱,基因进化主要受碱基突变的影响。【结论】枣基因组中含有34个TLP基因家族成员,数量相对偏少;在植物生长、果实发育和抵御胁迫过程中发挥作用;进化过程中主要受突变选择压力影响。该研究为TLP基因家族的功能分析和遗传育种应用提供了参考和借鉴。     

miR171家族成员分子特性及miR171b调控靶标在龙眼体胚发生早期的表达分析

【目的】研究龙眼miR171家族的分子特性及miR171b调控靶标对GA3、2,4-D的响应和在龙眼体胚发生早期的表达模式。【方法】通过龙眼基因组和转录组数据库筛选得到龙眼miR171成熟体与前体序列,基于邻近法(neighborjoining,NJ)利用MEGA 7.0以及iTOL进行系统发育树的构建以及序列多重比较分析;psRNAtarget预测龙眼miR171家族靶基因,利用改良的RLM-RACE验证靶基因裂解位点;利用qPCR分析不同浓度2,4-D、GA3处理的龙眼胚性愈伤组织(EC)及龙眼体胚发生早期miR171b与其靶基因SCL6(Scarecrow-like)的表达模式。【结果】分子特性分析提示,龙眼miR171各成员之间的进化关系较远,进化来源复杂,进化速率具有差异性;靶基因预测显示miR171家族靶基因主要包括SCL6、SCL15、SCL27、转录剪切体X2和RNA依赖的RNA聚合酶1等;裂解位点验证表明miR171b可以靶向切割SCL6,同时SCL27具有结合位点之外的切割位点。在不同浓度2,4-D和GA3处理下,miR171b与SCL6的表达趋势基本呈现为负调控模式;随着2,4-D浓度的升高,miR171b的转录水平总体呈下调趋势,SCL6的表达量总体呈上调趋势;GA3的存在显著下调miR171b的转录水平,而SCL6的表达量分别在2.5和12.5 mg·L~(-1)GA3时达到最高值和最低值。龙眼早期体胚发生前期(0～6 d),miR171b与SCL6表达模式相似,龙眼早期体胚发生后期(6～12 d),miR171b显著下调,SCL6显著上调,提示大量积累的SCL6对龙眼球形胚(GE)形态建成具有重要作用,而miR171b通过减少转录产物的积累促进SCL6表达。【结论】miR171具有物种间的保守性以及成员间的差异性,同时miR171b及其靶标SCL6通过响应激素调节龙眼早期体胚发生的形态建成。     

miR395分子进化特性及其在龙眼早期体胚发生中的表达分析

【目的】研究miR395的分子进化特性及其在龙眼早期体胚发生中的表达分析。【方法】通过龙眼miRNA文库、转录组数据库和miRBase数据库,得到所有植物miR395家族成员成熟体和前体序列,对其进行序列比对及进化分析、保守性分析、前体二级结构预测、潜在靶基因预测,对龙眼miR395a在龙眼早期体胚发生(SE)阶段的表达模式进行分析。【结果】龙眼miR395家族包含5条前体序列和2条成熟体序列。Mfold预测分析发现,龙眼pre-miR395序列均能形成稳定的发卡结构,其最小折叠自由能ΔG在-44.70～64.80 kal·mol-1,提示与序列长度没有显著相关性。其次,保守性分析显示,植物pre-miR395两端序列较保守,而中间序列不保守;系统进化分析提示,龙眼pre-miR395家族与脐橙、葡萄和苹果的亲缘关系更近。psRNAtarget预测显示,龙眼miR395调控的潜在靶基因主要包含富含亮氨酸重复受体蛋白激酶LRR-RLKs、ATP硫酸化酶APS1、蛋白磷酸酶PP2C、前体RNA蛋白质TSR1同系物TSR1、酮酯酰CoA硫解酶KAT2和EH结构域蛋白EHD1等6个,且都是以裂解靶标的方式进行调控。qRT-PCR分析表明,在龙眼早期体胚发生阶段,miR395a呈上调趋势,且miR395a与APS1呈显著负相关。【结论】龙眼miR395与其他植物miR395功能具有高度保守性和物种特异性,同时龙眼miR395a上调表达可能促进龙眼球形胚的形态建成。     

西瓜YABBY基因家族的全基因组鉴定与生物信息学分析

以西瓜YABBY基因家族为研究对象，利用TBtools、MEGA、ITOL等软件对西瓜YABBY基因家族进行全基因组鉴定与生物信息学分析，包括对西瓜YABBY基因家族的全基因鉴定、染色体定位、基因结构分析、蛋白保守基序分析、系统进化树分析、启动子顺式作用元件分析和共线性分析，以期能够为西瓜YABBY基因的功能研究与分子机制提供参考依据。结果表明：西瓜YABBY基因家族共9个成员，分布于7条染色体上。西瓜YABBY基因编码蛋白质组成的氨基酸数量范围为169～242 aa,蛋白质分子量变化范围为19.07～26.91 kDa,蛋白质理论等电点PI的范围为7.53～9.69。西瓜YABBY基因家族分为3个类群，同一类群具有相同的外显子-内含子排列方式，且具有相似的蛋白保守基序排列。西瓜、拟南芥、水稻、番茄的YABBY基因家族被分为5个亚族，每个亚族均有西瓜YABBY基因成员分布。西瓜YABBY基因启动子区域含有激素应答、光响应、胁迫应答、转录因子结合位点等相关的多种顺式作用元件。西瓜YABBY基因家族共有3对基因存在串联重复和片段复制。     

圆叶葡萄‘Noble’的芪合成酶STS启动子的功能分析

【目的】分析圆叶葡萄‘Noble’的芪合成酶(stilbene synthetase,STS)基因上游调控序列的顺式作用元件及其功能,为研究白藜芦醇在葡萄抗病机制中的作用提供理论基础。【方法】在前期通过染色体步移法分离得到圆叶葡萄‘Noble’芪合成酶Mr STS基因上游调控序列的基础上,利用Plant CARE在线启动子预测工具对其顺式作用元件进行初步预测,构建该启动子5’端侧翼序列缺失表达载体,启动报告基因绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)表达,并通过农杆菌介导法真空瞬时转化离体葡萄叶片,研究激素和霜霉菌诱导条件下GFP蛋白的活性差异。【结果】PlantCARE在线预测结果表明,Mr STS基因上游调控序列含有启动子的特定结构,如TATA-box、CAAT-box,另外也含有一些与逆境相关的顺式作用元件,如ABA响应元件ABRE、Me JA响应元件CGTCA-motif、赤霉素响应元件P-box、激发子响应元件Box-W1和胁迫响应元件TC-rich repeats等;不同诱导条件下,5’端侧翼序列缺失表达载体启动GFP蛋白的活性存在显著差异。【结论】Mr STS基因上游调控序列含有启动子核心区域和与逆境相关的顺式作用元件,并受ABA、Me JA和霜霉菌的诱导。     

葡萄APX基因家族的鉴定与表达分析

【目的】当植物遭受土壤盐碱、干旱和低温等非生物逆境胁迫时,其体内产生大量活性氧(Reactive Oxygen Species, ROS),影响植物正常生长发育甚至死亡。抗坏血酸过氧化物酶(Ascorbate Peroxidase, APX)能够有效清除逆境胁迫下产生的ROS,从而保护植物免受损害。本研究旨在葡萄全基因组中鉴定出APX基因家族成员,并探究其在非生物胁迫下的表达情况,为后续葡萄抗逆基因的挖掘和功能研究提供理论依据。【方法】以生长30 d的葡萄‘黑比诺’试管苗为材料,通过生物信息学方法分析该基因家族的理化性质、系统进化、启动子顺式作用元件分布、基因芯片表达情况,利用qRT-PCR分析该基因家族成员在不同逆境胁迫下表达情况。【结果】葡萄APX基因家族具有7个成员,其氨基酸数目分布在104～421,等电点(Isoelectric Point, pI)介于5.75～8.77。系统进化分析发现,葡萄VvAPX与水稻OsAPX同源性较高,拟南芥AtAPX次之。蛋白质二级结构以α-螺旋和不规则卷曲为主。亚细胞定位预测发现,VvAPX基因在叶绿体、线粒体和细胞质中表达较高。VvAPXs基因均含有A活性位点、H结合位点以及motif1保守基序。顺式作用元件分析结果发现,VvAPXs基因家族所有成员中均含有干旱胁迫应答元件(MYB)和抗旱元件识别位点(MYC)。基因芯片表达图谱显示,在高盐、PEG、低温处理条件下,与CK3相比7个基因均上调表达,其中VvAPX04较明显。qRT-PCR结果表明,VvAPX04在200 mmol·L~(-1)NaCl处理下与对照相比显著性上调,是对照的14.5倍,在10%PEG处理下的表达量是对照的1.5倍。VvAPX05在10%PEG处理下与对照相比显著性上调,是对照的1.5倍。【结论】初步鉴定并提供了葡萄APX基因家族成员信息,预测了所具有的部分功能,为进一步研究葡萄APX基因参与非生物逆境胁迫的机制提供参考。