猕猴桃OSCA基因家族鉴定及其在非生物胁迫下的表达分析

【目的】揭示OSCA家族基因在猕猴桃响应非生物胁迫中的表达特征,为猕猴桃OSCA基因功能分析与猕猴桃抗逆性遗传改良提供参考。【方法】利用生物信息学方法对全基因组范围内猕猴桃OSCA基因家族成员进行鉴定和综合分析,通过q RT-PCR法分析它们在不同非生物胁迫下的表达特征。【结果】在中华猕猴桃基因组中共鉴定出16个OSCA基因,它们不均等地分布于13条染色体上,其启动子区域存在大量响应逆境胁迫的顺式作用元件。OSCA3在干旱、盐、高温和低温胁迫下表达量均较显著上调,OSCA8在干旱、盐和低温胁迫下表达量显著上调,OSCA1和OSCA14在低温胁迫处理下表达量显著上调,OSCA7和OSCA15均显著响应干旱胁迫。【结论】鉴定出6个受非生物胁迫显著诱导表达的猕猴桃OSCA基因,为进一步研究OSCA基因在响应猕猴桃非生物胁迫中的分子功能提供了重要依据。     

西瓜CDPK基因家族鉴定与特征分析

以CDPK基因家族成员基因信息为数据源,采用生物信息学技术,对其基因及氨基酸序列特征进行分析,以期为西瓜CDPK蛋白生物学功能的深入研究提供参考。结果表明:在西瓜中共鉴定出22个CDPK家族成员,所有的ClCDPK被分为4类,多数ClCDPK均含有6~7个内含子;氨基酸序列中含有4个EF-手型结构;在与模式植物拟南芥进行同源进化分析中,系统进化树聚类分析将所有的ClCDPK基因家族全部分为4类。     

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,...     

毛花猕猴桃AeAPX基因家族鉴定与表达分析

【目的】鉴定并分析毛花猕猴桃（Actinidia eriantha）抗坏血酸过氧化物酶（ascorbate peroxidase, APX）)基因家族,为毛花猕猴桃抗坏血酸（ascorbate acid, AsA）代谢调控分子机制的探究提供参考。【方法】利用生物信息学方法对毛花猕猴桃APX基因家族进行鉴定和分析,并通过实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR, qRT-PCR)验证分析AeAPXs在不同果实发育期中以及套袋处理后的表达情况。【结果】毛花猕猴桃全基因组中鉴定出29个AeAPX基因家族成员,随机分布在18条染色体上,并出现了基因片段复制现象。大多数基因被预测定位在叶绿体中。蛋白质二级结构以α-螺旋和不规则卷曲为主,且有13个家族成员属于跨膜蛋白。AeAPXs家族具有相似的基因结构,大多数含有4个外显子且在上游启动子区域,分析发现,大量与光（Box4、G-Box）、激素（ABRE、TCA-element）逆境胁迫（MBS、ARE）响应相关的顺式作用元件。系统进化分析表明,AeAPXs基因家族可分为3个亚类,共存在6对共线性基因对。qRT-PCR...     

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。     

向日葵LACS家族鉴定及响应非生物胁迫表达分析

利用生物信息学技术从向日葵（Helianthusannuus）基因组中鉴定了13个长链酰基辅酶A合成酶（long-chain acyl-CoA synthases,LACSs）家族基因,其分布在向日葵8条染色体上。系统发育树显示,HaLACS家族成员分为6个亚族,且同一亚族成员具有相似的基因结构和蛋白保守基序。基因复制分析发现HaLACS家族扩增的主要因素是片段复制。HaLACS的启动子区域富含逆境响应和植物激素调控相关元件。表达谱分析显示HaLACS在向日葵不同组织中的表达存在差异。比较2个向日葵品种（高/低亚油酸含量）中HaLACS在种子发育不同阶段的表达,HaLACS呈现差异表达。qRT-PCR结果表明,200mmol·L-1 NaCl处理24 h后,7个HaLACS在茎中的表达量与同期对照相比显著上调;100μmol·L-1 ABA处理3 h后,8个HaLACS在根中的表达量显著上调;15%PEG 6000模拟干旱胁迫后,多数HaLACS在不同组织中呈现诱导表达。综上,向日葵LACS基因家族不仅参与了向日葵脂质的合成,而且在应对非生物胁迫时发挥重要作用。     

苹果MLP家族基因鉴定及非生物胁迫响应分析

在苹果中鉴定了13个Major Latex Protein(MLP)家族基因Md MLP。序列比对及构建蛋白同源模型发现,Md MLP蛋白含有Bet_v_1典型的Gly-rich loop区域结构,且为MLP家族特有的Gxxxxx G结构。经多物种MLP系统发育及共线性比较分析,Md MLP与其他蔷薇科物种MLP具有相似基因结构和蛋白质保守结构域。q RT-PCR分析表明,Md MLP在‘新疆1号’苹果14个器官组织中均有不同程度的表达,对ABA、Na Cl、PEG、低温(4℃)和高温(40℃)有一定响应,且同一亚族基因表达情况呈现相似趋势。String构建蛋白互作网络发现,Md MLP可能通过与PRSP、SNRK1/2、b HLH等应激、ABA相关转录蛋白互作,参与苹果对非生物胁迫的防御。     

苹果MLP家族基因鉴定及非生物胁迫响应分析

在苹果中鉴定了13个Major Latex Protein(MLP)家族基因Md MLP。序列比对及构建蛋白同源模型发现,Md MLP蛋白含有Bet_v1典型的Gly-rich loop区域结构,且为MLP家族特有的Gxxxxx G结构。经多物种MLP系统发育及共线性比较分析,Md MLP与其他蔷薇科物种MLP具有相似基因结构和蛋白质保守结构域。q RT-PCR分析表明,Md MLP在‘新疆1号’苹果14个器官组织中均有不同程度的表达,对ABA、Na Cl、PEG、低温(4℃)和高温(40℃)有一定响应,且同一亚族基因表达情况呈现相似趋势。String构建蛋白互作网络发现,Md MLP可能通过与PRSP、SNRK1/2、b HLH等应激、ABA相关转录蛋白互作,参与苹果对非生物胁迫的防御。     

香蕉漆酶基因家族鉴定及低温胁迫下的表达分析

为研究香蕉漆酶基因家族成员的功能,采用生物信息学方法鉴定香蕉漆酶基因成员,分析其低温胁迫下的表达情况,为香蕉抗寒研究提供理论依据。从香蕉A(Musa acuminata)基因组筛选了22条漆酶基因(MaLAC),从香蕉B(Musa balbisiana)基因组筛选了11条漆酶基因(MbLAC),通过生物信息分析发现MaLAC比MbLAC更保守。分子进化树分析结果表明MaLAC可分为5类,MbLAC可分为4类。启动子顺式作用元件分析结果表明,MaLAC启动子序列包含大量光响应、激素应答及非生物胁迫等应激响应元件,推测MaLAC基因家族在响应逆境胁迫的过程中发挥重要作用。利用qRT-PCR技术对MaLAC部分成员在响应不同低温胁迫的表达情况进行分析,MaLAC3-2、MaLAC4、MaLAC4-5、MaLAC17在低温(13、4、0℃)处理下表达量均极显著高于对照(28℃),推测可能在香蕉响应低温胁迫的过程中发挥重要作用。预测香蕉MaLAC家族有18个成员受miRNA调控,主要受miR397和miR408的调控;推测香蕉MaLAC可能参与miRNA调控途径。     

香蕉漆酶基因家族鉴定及低温胁迫下的表达分析

为研究香蕉漆酶基因家族成员的功能,采用生物信息学方法鉴定香蕉漆酶基因成员,分析其低温胁迫下的表达情况,为香蕉抗寒研究提供理论依据。从香蕉A（Musa acuminata）基因组筛选了22条漆酶基因（MaLAC）,从香蕉B（Musa balbisiana）基因组筛选了11条漆酶基因（MbLAC）,通过生物信息分析发现MaLAC比MbLAC更保守。分子进化树分析结果表明MaLAC可分为5类,MbLAC可分为4类。启动子顺式作用元件分析结果表明,MaLAC启动子序列包含大量光响应、激素应答及非生物胁迫等应激响应元件,推测MaLAC基因家族在响应逆境胁迫的过程中发挥重要作用。利用qRT-PCR技术对MaLAC部分成员在响应不同低温胁迫的表达情况进行分析,MaLAC3-2、MaLAC4、MaLAC4-5、MaLAC17在低温（13、4、0 ℃）处理下表达量均极显著高于对照（28 ℃）,推测可能在香蕉响应低温胁迫的过程中发挥重要作用。预测香蕉MaLAC家族有18个成员受miRNA调控,主要受miR397和miR408的调控;推测香蕉MaLAC可能参与miRNA调控途径。     

中华猕猴桃fasciclin基因家族生物信息学分析及克隆

【目的】探讨fasciclin基因在中华猕猴桃中的生物信息。【方法】对中华猕猴桃雌株38个fasciclin基因进行生物信息学分析和克隆其中一个与性别相关的fasciclin基因。【结果】38个fasciclin基因编码133～606个氨基酸。丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸磷酸化位点范围分别为10～56个、2～26个、0～8个。38个fasciclin基因拥有1～9个motif结构(取值10),其中Motif3为共同具有。68.42%fasciclin蛋白为不稳定疏水性蛋白。2 000 bp启动子区共预测到TFs 110个,较多的TFs依次为BBR-BPC、TALE和AP2,9个基因没有预测到TFs结合位点。UPGMA聚类法把38个fasciclin蛋白分成2类。基因克隆序列(723 bp)具有fasciclin保守结构域,该序列只比对到8号染色体上。【结论】fasciclin基因保守性不强;克隆序列与中华猕猴桃雌雄性状显著关联,但与美味猕猴桃雌雄无关联;雌株中的同源区没有注释到基因。     

珠美海棠MzWRKY基因家族盐胁迫应答模式研究

对苹果属植物现有的58个WRKY 的EST序列进行分析,得到了37条uniESTs。珠美海棠（Malus zumi Mats）是耐盐的优良苹果砧木,能在土壤全盐含量为0.6%的盐碱地上存活。根据已知的37条uniESTs序列,通过半定量RT-PCR研究了珠美海棠中MzWRKY基因家族的盐应答模式。28个MzWRKY基因能检测到RT-PCR的产物,其中21个基因受盐诱导,1个受盐抑制。根据MzWRKY基因盐应答模式可将这些基因分为两组,基因表达模式的差异说明MzWRKY在珠美海棠的盐应答中角色的多样性。     

黄瓜纤维素合成酶CESA家族基因鉴定及非生物胁迫响应分析

纤维素合成酶(cellulose synthase,CESA)是纤维素合成过程中重要的酶类,在细胞壁建成和植物生长发育过程中起着非常重要的作用.本试验从黄瓜品系9930全基因组数据中鉴定得到35个CESA基因家族成员,系统进化分析将家族成员分成6个group.亚细胞结果显示,大部分成员定位于质膜上,少部分定位在高尔基体...     

板栗PPO基因家族鉴定及生物信息学分析

【目的】褐变过程与多酚氧化酶(Polyphenol oxidases,PPO)密切相关,通过板栗PPO基因家族鉴定及生物信息学分析,为深入阐明PPO蛋白质的功能提供依据。【方法】从最新发布的板栗基因组数据库中鉴定到3个PPO基因:CmPPO1(BUA.CMHBY222345)、CmPPO2(BUA.CMHBY216654)、CmPPO3(BUA.CMHBY216989),并利用生物信息学方法,对其序列和基因编码蛋白的理化性质、结构功能等进行预测。【结果】(1)3个基因的CDS全长分别是1 794、1 809和1 809 bp,分别编码氨基酸序列597、602和602 aa,属于亲水酸性蛋白质,不存在跨膜区,为非分泌蛋白。(2)CmPPOs蛋白酶的二级结构无规则卷曲比例最高,三级空间结构模型分析与蔷薇科苹果酪氨酸酶结构(MdPPO1)序列同源性超过70%。(3)对苹果、马铃薯和板栗3个易褐变物种的23个PPO基因编码蛋白进行多序列比对和保守结构域分析,明确板栗PPO和蔷薇科苹果有较高同源性。(4)对不同品种板栗仁中的PPO基因进行表达分析,只检测到CmPPO1,且表达量与酶活性相关性不显著,表明板栗仁中PPO活性不能直接影响褐变程度,不同品种褐变程度与PPO表达量呈显著相关。【结论】板栗PPO基因家族3个成员中,不同品种CmPPO1表达量与果实受热褐变程度呈显著相关。本研究为板栗抗褐变育种提供了新的基因资源,但鉴于PPO存在同工酶,表达调控机制比较复杂,特异表达和时空差异性有待进一步研究。     

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。     

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...     

石榴ARF基因家族鉴定及表达分析

【目的】筛选并分析石榴生长素响应因子(auxin response factor,ARF)基因家族,为解析石榴ARF基因功能及信号转导调控机制的研究提供参考。【方法】利用生物信息学工具,系统地分析石榴ARF基因家族成员的基因结构、蛋白理化性质、蛋白结构、保守基序、系统进化和RNA-Seq数据。【结果】石榴全基因组中鉴定出19个可能的ARF家族基因,根据系统发育树可以划分为4类。PgARF基因家族成员的扩张与全基因组复制事件有关,存在串联重复现象。RNA-Seq数据分析表明,PgARF有一定的组织表达特异性,存在假基因化和新功能化的可能。【结论】整合以上基因结构、系统发育与进化、RNA-Seq表达等分析结果,发现石榴ARF蛋白具有典型的B3、Auxin_resp结构域,多数还具有Aux/IAA结构域。石榴ARF基因家族基因结构和保守基序的进化与进化时间相关,同时家族成员扩张主要与全基因组复制事件相关。     

对萼猕猴桃新型砧木及其绿枝嫁接关键技术

<正>绿枝嫁接技术已在苹果、梨树、核桃、枣树、银杏、葡萄、湖桑（苗）、垂榆、无花果、李子、柑桔、云南山茶、山茶花、刺桂等果树繁殖领域得到广泛应用。果园管理过程中,为了提高成活率、减少嫁接工时和费用,绿枝嫁接依不同果树品种在适宜时节进行。对猕猴桃进行夏季绿枝嫁接,可提高嫁接成活率,避免春季硬枝嫁接伤流现象严重,也可对春季嫁接不成活的进行二次补接,以达到较高成活率。对萼猕猴桃具有突出的抗性优势,如抗水淹、耐涝、抗溃疡病等,以其作砧木进行绿枝嫁接可趋利避害,保证嫁接成活率,还可培育优良性状的猕猴桃品种。     

茶树CsTIFY家族全基因组鉴定及非生物胁迫和激素处理中主要基因表达分析

TIFY转录因子是陆地植物特有的转录因子,按照结构域特征共分为4个亚家族TIFY、PPD、JAZ、ZML,调控植物的生长发育过程.以茶树TIFY转录因子为研究对象,从茶树基因组数据库中共鉴定了22个CsTIFY转录因子家族成员,都包含了TIFY结构域.基因结构分析发现,大部分CsTIFY家族成员外显子数在5到12之间,...     

黄瓜bZIP基因家族鉴定及功能分析

为研究bZIP家族基因在黄瓜表皮毛发育过程中的功能,利用生物信息学方法对黄瓜bZIP家族基因进行全基因组鉴定、染色体定位、系统进化分析、基序分析和结构域预测,并结合转录组分析和拟南芥异源转化,筛选与黄瓜表皮毛发育相关的基因。结果表明,黄瓜全基因组编码75个bZIP家族成员,不均等地分布在黄瓜的7条染色体上。该家族成员分为10个亚家族,各亚族成员具有相似的基因结构和保守基序。其中,对4个差异表达的bZIP基因CsaV3＿7G003290、CsaV3＿4G004890、CsaV3＿2G031960和CsaV3＿3G046530的拟南芥同源基因突变体表型观察发现,Atbzip47和Atbzip56拟南芥突变体茎秆处表皮毛数量显著减少。将CsaV3＿2G031960和CsaV3＿3G046530基因在Atbzip56突变体中进行异源转化,回补了Atbzip56突变体的表型。此结果为进一步解析CsbZIPs基因成员在黄瓜表皮毛发育中的功能和调控路径提供了参考。