珙桐转录因子DiMYB1基因的生物信息学分析

利用生物信息学方法对前期通过转录组测序获得的珙桐DiMYB1基因编码蛋白序列进行分析,为后续DiMYB1基因的功能鉴定和调控研究奠定基础。结果表明:DiMYB1蛋白全长924bp,编码307个氨基酸,相对分子量为35kDa,为亲水性蛋白。DiMYB1属于R2R3-MYB蛋白家族,含有1个信号肽结构和2个功能结构域,亚细胞定位预测该基因位于细胞核的可能性是91.3%。系统进化树分析表明,其与柿树MYB2转录因子的同源性最高,相似度为84%。     

茶树脂肪酸去饱和酶家族基因的克隆与表达分析

以茶树品种‘铁观音’为试材,利用RT-PCR技术克隆得到5个脂肪酸去饱和酶（fatty acid desaturase,FAD）家族基因的cDNA序列,分别命名为CsFAD2-2、CsFAD3、Δ7-CsFAD、Δ8-CsFAD和CsFAB2,其编码序列长度1 137 ~ 1 320 bp。系统发育与基序分析结果表明,茶树FAD成员来自4个亚家族,即ω3/ω6-FAD亚家族、Δ7/Δ9-FAD亚家族、Front end FAD亚家族和FAB亚家族。同一亚家族成员的保守基序一致,而不同亚家族的保守基序存在较大不同。荧光定量PCR结果表明,5个CsFAD家族基因都显著响应低温诱导,Δ8-CsFAD对低温胁迫响应最强烈,表达水平上调千倍;外源ABA处理后,除CsFAD3外,其他4个CsFAD基因的表达均上调2倍以上;干旱胁迫下,5个CsFAD中CsFAD2-2、Δ7-CsFAD和Δ8-CsFAD表达水平都上调1.5倍以上,其中Δ8-CsFAD的表达上调最大,达5.5倍,而CsFAD3和CsFAB2的表达受到干旱处理抑制显著下调。克隆并分析Δ8-CsFAD启动子,发现存在多种与逆境胁迫响应相关的顺式元件。烟草亚细胞定位观察表明Δ8-CsFAD定位于细胞膜。根据上述结果推测5个CsFAD可能参与茶树抗逆响应,尤其是Δ8-CsFAD,可能通过调控茶树细胞膜不饱和脂肪酸的合成进而影响茶树的抗逆性。     

MdMYB1转录因子调控红星苹果果实着色的计算机模拟分析及表达验证

 从‘红星’苹果(Malus domestica‘Delicious’) 果实中克隆获得了MdMYB1基因, 通过生物信息学分析( in silico analysis) 和活体细胞融合蛋白荧光观察, 确定其编码蛋白定位于细胞核。同时, 克隆了MdDFR和MdUFGT基因的启动子, 模拟分析表明2个基因的启动子序列中含有MYB结合的顺式作用元件。为了探讨MdMYB1转录因子是否调控MdDFR和MdUFGT基因的表达, 对不同光照条件下果皮花青素含量和基因表达进行了检测, 结果表明光照能够诱导花青素积累, 并迅速启动3个基因表达, 且3个基因表现出高度相似的表达模式, 表明MdMYB1转录因子可能直接调控MdDFR和MdUFGT基因的表达。     

糙皮侧耳蓝光受体基因Po.WC-1的克隆及分析

从糙皮侧耳中克隆了蓝光受体Po.WC-1全长c DNA序列(Gene Bank登录号KY348758),其长度为1956 bp,编码651个氨基酸,分子量约为72 k Da。生物信息学分析表明Po.WC-1属于真菌蓝光受体蛋白,氨基酸序列中含有真菌蓝光受体保守的PAS结构域和Zn F结构域。Po.WC-1基因在大肠杆菌中成功表达表明成功克隆得到其完整ORF,实时荧光定量PCR(Quantitative Real-time PCR)分析表明在300 lx蓝光或白光条件,短时间光照下Po.WC-1的表达量明显上调,随着光照时间的增加表达量逐渐趋于稳定。研究结果将进一步从分子水平解析糙皮侧耳蓝光信号转导通路以及为生长发育奠定一定基础,从而为实际生产中的光信号调控提供理论支撑。     

胡萝卜14-3-3基因家族的鉴定与分析

以胡萝卜为试材,采用分子生物学和生物信息学方法对胡萝卜14-3-3基因家族各成员进行鉴定,研究分析其理化特性、基因结构、保守结构域、复制事件、系统进化及顺式作用元件,以期为进一步研究胡萝卜14-3-3蛋白的功能提供参考依据。结果表明：胡萝卜中共鉴定到11个14-3-3基因,不均匀分布在6条染色体上,含有3～7个外显子,其中1对基因发生片段复制事件;编码的蛋白序列长度为236～264 aa,分子量为26.64～30.14 kD,等电点为4.65～5.33,具有7个Motif,全部为酸性非分泌型蛋白,定位在细胞核。系统进化分析显示,胡萝卜14-3-3蛋白分为ε类(3个)与非ε(8个)类2个亚族。此外,顺式作用元件分析结果表明,胡萝卜14-3-3基因含有大量激素与逆境胁迫相关元件。     

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。     

SAD和FAD家族基因调控山核桃不饱和脂肪酸组分配比

以山核桃胚为试材,测定5个山核桃油脂合成积累关键时期(授粉后75、85、100、109和127 d)的油脂组分和油含量,并利用实时荧光定量PCR检测山核桃Δ9–硬脂酰–ACP脱氢酶(SAD)基因(CcSAD-1、CcSAD-2、CcSAD-3)和山核桃脂肪酸去饱和酶(FAD)基因(CcFAD2、CcFAD3-1、CcFAD3-2、CcFAD3-3、CcFAD6、CcFAD7、CcFAD8-1、CcFAD8-2、CcFAD8-3)的表达模式。结果表明:成熟的山核桃种仁含油率超过种仁干质量的70%,同时不饱和脂肪酸比例达到90%以上;山核桃5个时期的脂肪酸组分,主要由棕榈酸(C16︰0)、硬脂酸(C18︰0)、油酸(C18︰1)、亚油酸(C18︰2)以及亚麻酸(C18︰3)组成;随着山核桃SAD家族基因表达上升,山核桃油中的油酸含量上升并维持一定水平,其中CcSAD-3可能是影响油酸含量的主效基因;同时随着山核桃油酸含量上升,CcFADs基因表达上升,山核桃不饱和脂肪酸比例增加。     

甘蓝ARF基因家族的鉴定与生物信息学分析

生长素响应因子(auxin response factor,ARF)基因家族是植物特有的转录因子家族,在调控植物生长发育过程中起重要作用。以公布的甘蓝基因组数据库为基础,采用生物信息学方法鉴定出29个ARF基因,命名为BoARFs,研究分析了其基因结构、染色体分布、蛋白质保守结构域、系统进化树及表达模式,以期为甘蓝ARF基因家族功能的深入研究提供参考依据。结果表明:BoARF家族基因结构相对复杂,含有2~14个外显子;在染色体上呈不均匀分布,除BoARF29基因未定位到染色体上外,其它基因均定位在不同的染色体上;所有BoARF蛋白均具有保守的B3结构域和Auxin_resp结构域,但只有21个BoARF蛋白包含1~2个AUX/IAA结构域;转录组数据表达模式分析表明,ARF基因具有不同的组织表达模式,部分基因表现出组织特异性。     

黄瓜NBS类抗病基因类似物的生物信息学分析

利用生物基因组学数据库,对黄瓜NBS类抗病基因类似物(RGA基因)进行生物信息学分析,以预测RGA基因编码产物的理化性质、结构与功能,为进一步研究黄瓜抗病调控机制提供一定的理论依据。结果表明:RGA基因编码产物为一个长度达84个氨基酸的蛋白,其理论分子量为10 964.32Da,理论等电点为PI 9.36,不存在跨膜区域,主要定位在细胞质中;进化比对表明,黄瓜的NBS类抗病基因在亲缘关系上与西瓜最近,其次是丝瓜;二级结构为α-β型,具有较为明显的3个螺旋和2个折叠;具有酰化位点、酪蛋白激酶II磷酸化位点和蛋白激酶C磷酸化位点3个功能位点;预测RGA基因编码产物主要充当辅酶角色参与生化反应的调控,介导基因表达调控,在抗逆相关的信号通路以及种子胚的发育等过程中发挥重要的生理功能。     

香蕉MaUFGT1基因克隆及表达分析

从香蕉果肉中克隆得到了一个类黄酮-3-O-葡糖基转移酶基因UFGT1基因全长,利用生物信息学方法分析了该基因的基本理化性质、蛋白二级结构、亚细胞定位、亲疏水性、信号肽、跨膜区、磷酸化位点、基因结构、保守结构域、系统进化关系,并对该基因的时空表达模式及香蕉果实不同发育阶段进行了表达分析。结果表明:UFGT1基因长1 380bp,编码459个氨基酸的蛋白质,该蛋白为疏水性蛋白,亚细胞定位在叶绿体,蛋白无跨膜结构,不存在信号肽;MaUFGT1在不同组织中均有表达,但表达丰度存在差异;MaUFGT1在巴西蕉和香粉1号蕉中,随着果实成熟,表达量逐渐上升,后期香粉1号明显高于巴西蕉。说明MaUFGT1可能参与了香蕉果肉黄酮类物质的合成。