毛竹ABCG基因鉴定及其表达模式研究

ATP结合盒转运蛋白G亚家族（ABCG）在植物体内的物质运输过程中发挥着重要作用。为探究毛竹（Phyllostachys edulis）中ABCGs的分子特征、表达模式及转录因子对PeABCG15的调控关系,本研究利用生物信息学方法鉴定毛竹ABCG基因家族成员,对其基因结构、编码蛋白的理化性质和系统进化等进行系统分析,通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术对毛竹ABCG基因表达模式进行研究,借助酵母单杂交验证转录因子与ABCG基因的调控关系。结果表明,在毛竹基因组中共鉴定到77个ABCG基因（PeABCG1～PeABCG77）,其启动子中含有多种激素和非生物胁迫响应元件,其中脱落酸响应元件ABRE最多,出现在74个基因的启动子中。系统进化分析发现,PeABCGs分为白棕色复合体（WBC）和多效性耐药复合体（PDR）两个亚组,与水稻的亲缘关系较近。qRT-PCR结果显示,在脱落酸（ABA）处理后,7个与ABA运输相关的PeABCGs中有6个呈上调表达趋势,而未检测到PeABCG34表达;在低温处理条件下,7个PeABCGs均受到诱导表达;在干旱处理条件下,有2个PeABCGs的表达...     

根瘤菌结瘤基因的表达调控研究概况

根瘤菌结瘤基因的表达调控在根瘤菌与植物的共生结瘤过程中起着十分重要的作用。随着研究的深入,发现根瘤菌的结瘤过程不仅与根瘤菌结瘤基因表达调控有关,而且与寄主植物的信号分子如黄酮类物质有关。根瘤菌结瘤基因的表达调控有一个复杂的过程,本文将简要地介绍这方面的研究成果。     

植物磷转运蛋白基因及其表达调控的研究进展

土壤有效磷的缺乏是限制植物生长发育的主要因素之一,植物对于磷素营养的吸收及转运主要是通过不同家族的磷转运蛋白来进行的。在外部介质严重缺磷的环境中,植物体自身会通过诱导或增强磷素转运蛋白基因的表达量提高其对根际和共生菌根菌丝磷素的吸收和利用,同时外界环境中的其他一些因素也会影响磷转运蛋白基因的表达调控。近年来,随着分子生物学技术和植物基因组学的快速发展,国内外有关磷素转运蛋白的分子研究也在不断深入,并取得了一系列令人振奋的成果。本文简述了近年来高等植物磷素转运蛋白基因的克隆、表达、调控及其可能存在的相互作用,并对进一步的研究作了展望。     

基因化学修饰调控的研究进展

生物体内基因的表达主要通过基因的转录和mRNA的翻译.基因调控主要发生在DNA水平上的调控、转录控制和翻译控制3个方面.多细胞生物通过基因调控实现细胞分化,形态发生和个体发育;微生物则通过基因调控改变代谢方式以适应环境的变化.在基因工程中应用基因调控的原理可使外源基因表达,因此基因调控的研究具有生产实践意义.     

毛竹IDD基因家族的生物信息学分析

IDD基因家族编码一种混合型的转录因子,本文通过本地Blast从毛竹(Phyllostachys heterocycla)基因组数据库获取到了9个IDD家族基因,并命名为PhID1和PhIDD1-8,其氨基酸序列均具IDDdomain结构特征,一个假定的核定位信号、2个C2H2和2个C2HC。氨基酸理化性质分析发现,PhIDD蛋白均为亲水性蛋白,含量较多是丙氨酸(Ala)、丝氨酸(Ser)和甘氨酸(Gly),全序列等电点分布在8.8~9.7之间,仅PhIDD2蛋白的等电点为5.6。除PhIDD2外,IDD-domain的等电点与全序列等电点基本一致。PhIDD蛋白二级结构含量分析发现无规则卷曲和α-螺旋含量最多,β-转角和延伸链分布在整个蛋白中。蛋白磷酸化位点预测结果显示磷酸化位点数量在20~29个不等。三维结构分析显示,PhIDD1在63-175氨基酸处,会形成α-螺旋,β-折叠及无规则卷曲及明显的锌原子结合位点。     

毛竹4-香豆酸辅酶A连接酶基因家族鉴定及表达分析

4-香豆酸:辅酶A连接酶(4-coumarate:CoA ligase,4CL)基因是植物木质素、类黄酮和其他次生代谢产物合成的关键基因之一.为探究毛竹(Phyllostachys edulis)4CL基因的分子特征和表达模式,利用生物信息学方法对毛竹4CL同源基因进行鉴定,并对其基因结构、保守结构域和系统进化等进行全...     

芥蓝BaCSLD的克隆、亚细胞定位及表达分析

为获知芥蓝中类纤维素合成酶基因的序列特征和表达特性,利用RT-PCR技术从芥蓝中扩增获得1个类纤维素合成酶基因全长cDNA序列,命名为BaCSLD (GenBank 登录号:MH491418),对该基因的序列特征、亚细胞定位、组织特异性表达情况进行分析,并通过最大似然法构建系统进化树。结果表明,BaCSLD cDNA序列包含一个2 796 bp的最大开放阅读框,编码931个氨基酸,且BaCSLD属于跨膜蛋白,具有8个跨膜区。BaCSLD与12个物种同源序列在进化树上分为4组,来自十字花科的AtCSLD与BaCSLD处于同一分支,亲缘关系较近的为苦瓜中的McCSLD,而与同属的油菜中的BnCSLD和芜菁中的BrCSLD关系较远。BaCSLD::GFP融合蛋白定位于细胞膜。此外,BaCSLD仅在芥蓝三级花蕾和花中表达。本研究结果为类纤维素合成酶基因功能的深入研究提供了参考。     

二穗短柄草GRFs基因家族的鉴定及表达模式分析

GRFs基因家族在植物生长发育及逆境响应中起着重要的调控作用。为了探明二穗短柄草GRFs基因家族的基本特征及其进化关系,本研究利用生物信息学方法在全基因组水平上对二穗短柄草GRFs基因家族成员进行鉴定与分析。结果表明,二穗短柄草GRFs基因家族包括12个家族成员,蛋白质序列长度在238～577个氨基酸之间;序列比对发现二穗短柄草GRFs家族基因包括2个保守的QLQ和WRC结构域及广泛的保守基序;染色体定位发现,12个家族成员在二穗短柄草的5条染色体上呈不均匀分布,bd03号染色体分布最多;系统发育关系比较分析表明,这些GRFs基因家族成员存在4对直系同源基因。RT-qPCR分析表明,全部GRFs基因家族成员在二穗短柄草幼嫩组织中表达量较高,而在根系和衰老组织中表达量较低,外源激素特别是GA₃诱导了二穗短柄草大部分GRFs基因家族成员的上调表达,表明GRFs基因家族广泛地参与了二穗短柄草分生组织功能和器官形成的生命进程。本研究结果为二穗短柄草GRFs家族蛋白功能的研究奠定了理论基础。     

内含子数量改变GUS基因的瞬时表达调控

内含子是基因的重要组成部分,它与功能基因表达之间的关系越来越被重视。本研究以pCAM-BIA3301为载体,利用玉米泛素启动子Ubi1和水稻肌动蛋白启动子Actin1构建两个GUS基因表达载体p33U1和p33A1,同时设置3个对照载体。通过基因枪轰击法将上述载体转入水稻胚性愈伤组织,探讨内含子对外源目的基因表达的调控作用。组织化学检测结果表明：CaMV35S启动子调控下的iGUS（带内含子）基因能够顺利表达;同样,Actin1启动子（带内含子）调控下的不带内含子的GUS基因也可以正常表达,而当Actin1启动子（带内含子）驱动iGUS基因时,则导致GUS染色反应不能发生。Ubi1启动子（带内含子）调控GUS基因的瞬时表达也得出类似结果,证明表达框中内含子的数量为1个或两个时,对GUS基因的表达起到了不同的调控作用。本研究结果对植物表达载体构建及功能基因表达都具有指导意义。     

毛竹PheDof2转录因子克隆及表达分析

Dof蛋白是单锌指结构蛋白家族之一,在植物生长发育和非生物胁迫中发挥重要作用.为了探索Dof转录因子在毛竹中的功能及表达特征,本研究以毛竹实生苗为材料,采取反转录PCR(RT-PCR)技术克隆得到PheDof2基因的cDNA序列,对其进行生物信息学初步分析,并检测其在毛竹不同高度笋、花发育,及不同胁迫处理下的表达情况....     

竹林土壤对毛竹笋材产量的贡献率及肥效分析

在福建省三明市三元区岩前镇、将乐县漠源乡开展了毛竹笋材两用林3414田间施肥试验,结果表明,土壤肥力对毛竹笋竹产量的贡献率分别是39．54％（岩前点）、59．51％（漠源点）。不同试验点的氮磷钾肥料对竹林产量的增产效果有差异,岩前点肥料效应高于漠源点;平均增产效果以氮肥最为显著,其次是磷肥、钾肥。各肥料的利用率以钾肥的利用率最高,氮肥居中,磷肥最低。在中低产量水平的笋材两用竹林中,施氮磷钾配比肥对竹林产量有明显的增产效果,可发挥良好的肥料效应。     

黄瓜单性结实候选基因预测与表达分析

为发掘黄瓜单性结实基因并通过表达分析预测相关基因的功能,以黄瓜单性结实性状QTL定位结果为基础,对主效QTL区段内的基因进行生物信息学分析,发现118个基因与细胞周期、细胞生长以及激素信号传导等生物学过程有关。结合黄瓜单性结实转录组研究结果,共筛选出10个在黄瓜单性结实过程中转录水平有剧烈变化的基因。利用q RT-PCR技术分析这些基因在授粉、未授粉及单性结实的黄瓜果实发育过程中的转录变化,结果表明,Cs CRT1、Cs LON、Cs TRAPPC4、Cs RABEPK和Cs POT基因在单性结实坐果过程中特异性的上调表达,Cs5NG4基因在单性结实和授粉结实过程中呈相反表达趋势,因此推测这6个基因为黄瓜单性结实候选基因。本研究为进一步利用候选基因资源改良现有黄瓜栽培品种的单性结实性奠定了基础。     

高粱AGO蛋白家族基因鉴定及表达分析

Argonaute (AGO)蛋白是RNA介导的沉默复合物RISC的核心成分,在小RNA、Dicer?like酶等的协同下共同激发RNA沉默反应。为阐明高粱中AGO蛋白的功能,本研究采用生物信息学的方法首次在高粱全基因组水平鉴定15个SbAGOs,分别定位于高粱的7条染色体上,根据氨基酸序列将其划分为三个亚家族。亚家族Ⅲ中SbAGO7和SbAGO3都含有3个外显子,亚家族Ⅱ中SbAGO4和SbAGO6都具有22个外显子,成员最多的亚家族Ⅰ中基因外显子数量介于19~24之间。其中,亚家族Ⅰ中SbAGO1-1和SbAGO1-3、SbAGO1-3和SbAGO1-4、SbAGO5-2和SbAGO5-4发生过基因复制事件,可能存在功能冗余现象。NCBI表达谱数据库分析发现,SbAGO1-1、SbAGO1-2、SbAGO1-3和SbAGO4在高粱不同组织器官和生长发育阶段均有较高表达,其中SbAGO1-1和SbAGO1-2、SbAGO1-3和SbAGO4表达时期和表达量基本一致,可能在调控高粱生长发育方面发挥协同作用。高温、干旱及高温与干旱复合逆境表达谱芯片数据分析发现,高温处理引起5个SbAGOs基因差异表达,干旱处理SbAGOs表达变化不明显,复合逆境引起7个SbAGOs基因差异表达;2个处理共同差异表达基因为SbAGO1-3、SbAGO1-1、SbAGO5-2和SbAGO3,表达量变化趋势相近。其中SbAGO1-1、SbAGO1-2、SbAGO1-3和SbAGO5-6下调表达,SbAGO3、SbAGO5-2、SbAGO1-4和SbAGO10上调表达。本研究结果为揭示SbAGO蛋白功能和发掘高粱的抗逆育种靶向基因资源提供了一定的理论依据。     

一种改良的从LongSAGE标签中鉴定猪新基因的GLGI方法

将长的基因表达序列标签(LongSAGE)和结合标签的基因序列延伸(GLGI)技术相结合,对GLGI的方法进行改良。(1)将原始GLGI方法中正向引物中长为10bp的SAGE标签特异序列改为17bp的LongSAGE标签;(2)针对不同LongSAGE标签,在PCR反应中给定相应不同的退火温度;(3)在PCR反应中用普通的DNA聚合酶代替高保真酶(Pfu);(4)在PCR反应的克隆中,使用普通的T载体和感受态细胞代替原始方法中特异的载体和感受态细胞。利用改良的GLGI方法分离的EST位于cDNA的3′末端并带有加尾信号和ploy(dA)尾巴。该方法在鉴定低丰度表达的基因时比普通的EST测序方法具有更高的灵敏性。     

高粱病程相关基因非表达子1(NPR1)基因家族鉴定及胁迫应答分析

非表达因子基因(NPR1)是植物系统获得抗性的激活子,也是植物响应病原菌侵染过程中的核心因子之一,在植物抗病性方面发挥着非常重要的作用.为明确高粱NPR1基因家族成员及SbNPR1的表达特性,本研究通过生物信息学及实时荧光定量PCR(RT-qPCR)方法,对高粱NPR1基因家族进行鉴定和表达分析.结果表明,共鉴定到5个...     

黑田五寸胡萝卜中3个Orange基因的克隆与表达分析

在植物中Orange (Or) 蛋白对类胡萝卜素的生物合成和积累具有重要的作用。对胡萝卜全基因组分析后鉴定到3个Or基因,为分析3个Or基因与类胡萝卜素合成的相关性,以橙色胡萝卜品种黑田五寸为研究材料,克隆得到3个Or基因,并对其进行生物信息学分析及实时荧光定量(qRT-PCR)分析。序列分析表明,DcOr1、DcOr2和DcOr3的开放阅读框(ORF)全长分别为933、858 和939 bp,分别编码310、285和312个氨基酸;推测的氨基酸序列含有4个高度保守的富含半胱氨酸区域。DcOr1和DcOr3均由8个外显子和7个内含子组成,DcOr2由7个外显子和6个内含子组成。进化树分析显示,DcOr1与DcOr2进化关系最近,而DcOr3与三裂叶薯Or蛋白(XP_031112030.1)进化关系最近。qRT-PCR结果表明,3个DcOr基因在30、60、90和120 d的胡萝卜根中均有表达,其中DcOr2的相对表达量最低,DcOr3在各个阶段的相对表达量都为最高,在90 d时达到峰值,且相对表达量趋势与DcPSY1和DcPSY2最接近,推测DcOr3与胡萝卜类胡萝卜素合成最相关。本研究为探究胡萝卜生长发育过程中类胡萝卜素的生物合成机制提供了一定的理论依据。     

辣椒CDPK基因家族的鉴定、进化与表达分析

钙依赖性蛋白激酶(CDPK)在植物细胞钙信号转导中起重要作用。为筛选鉴定辣椒CDPK基因家族,探讨其基因功能及进化模式,本研究利用生物信息学方法,在辣椒品种遵辣1号基因组中对其进行系统鉴定分析;同时,与辣椒品种CM334基因组进行比较分析。结果表明,遵辣1号基因组中共鉴定获得30个CDPK基因,分布在11条染色体上,命名为CaCDPK01~CaCDPK30。其中,有6对CaCDPK基因发生了片段复制。辣椒CDPK基因家族可分为4个亚族,亚族间基因数目及结构差异较大,Ⅳ亚族最保守。CaCDPKs在辣椒不同组织及成熟的不同阶段中具有表达特异性,部分基因对之间表达趋势相关性较高。在2个辣椒品种中,CDPK基因也发生了明显分化。本研究为深入解析CaCDPKs基因功能及进化模式奠定了重要的理论基础。