泛素/26S蛋白酶体途径调节非生物胁迫的研究进展

随着环境的恶化和资源的匮乏,非生物胁迫已成为制约植物生长和发育的重要因素,严重影响农作物的产量和农产品的品质。泛素/26S蛋白酶体途径(ubiquitin/26Sproteasome pathway,UPP)通过特异性地降解泛素化修饰的蛋白质,介导了植物生长发育的诸多方面,并在植物应对非生物胁迫过程中起关键的调控作用。该文主要概述了泛素/26S蛋白酶体途径及其调控植物响应非生物胁迫机制的研究进展。     

多毛番茄CIPK基因家族生物信息学分析及低温下功能研究

CIPK基因家族是Ca2+介导的植物信号转导途径中的一个关键家族,在植物胁迫响应和生长中起着关键作用.本试验基于多毛番茄全基因组数据筛选出24个多毛番茄CIPK基因家族成员,系统进化分析将家族成员分为5个亚组,家族成员内部含有5个基因复制对.亚细胞定位分析表明,多毛番茄CIPK基因大多定位于细胞质;少数分布于质膜、细胞...     

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。     

南繁基地番茄青枯菌的分离与16S rDNA鉴定

对新疆农业科学院南繁试验基地的得青枯病的番茄植株进行病原菌分离,采用细菌16S rDNA测序方法进行鉴定.结果表明:鉴定出致病菌为番茄青枯菌(Ralstonia solanacearum),并探讨了南繁番茄青枯病的防治策略.     

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。     

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。     

番茄黄化曲叶病毒石家庄分离物的分子鉴定及序列分析

根据番茄黄化曲叶病毒（Tomato yellow leaf curl virus,TYLCV）基因组序列的复制酶保守区设计1对引物JC1,对石家庄具有典型番茄黄化曲叶病毒症状的番茄样品进行检测,经PCR扩增得到626 bp的片段,序列分析比对表明其为TYLCV的一部分。根据上述序列设计1对特异引物QC,通过PCR分离石家庄的TYLCV全长序列并进行测序。同时利用已报道的DNA-B的通用引物CR01/CR02进行PCR扩增。结果表明石家庄分离物只含有DNA-A组分,全长为2 781 bp（GenBank登录号：KF612971）,命名为TYLCV-Shijiazhuang。基因组序列比较发现,该分离物与TYLCV-Israel株系相似性为99.0%。基因组序列系统进化分析表明,石家庄病毒分离物与北京分离物TYLCV-Beijing3（GenBank登录号：GU983859）、山东分离物TYLCV-SDSG-XC（GenBank登录号：KC999851）序列相似性很高,均属于TYLCV-Israel分支。     

番茄ERFb.2转录因子的克隆、生物信息学及表达特征分析

通过克隆番茄SlERFb.2基因,并运用生物信息学对该基因的编码产物进行一级、二级、三级结构分析,并通过qRT-PCR技术检测SlERFb.2基因在不同处理不同时期的表达量,以期为番茄对非生物胁迫的响应机制提供参考依据.结果 表明:SlERFb.2基因含有开放阅读框5个,共编码258个氨基酸,属于酸性蛋白;其二级结构以α-螺旋为主,预测蛋白定位于细胞核上;且含有39个磷酸化位点与15个糖基化位点;启动子区主要以I-box为主,且含有多个诱导基因表达的顺势作用元件;三级结构相对简单,且该转录因子在番茄中存在4个互作蛋白,系统发育树得番茄与马铃薯的亲缘关系最近;qRT-PCR显示该基因对低温的响应特别敏感.     

番茄裂果性状及QTL定位分析

以耐裂果的加工番茄‘14803’和易裂果的栽培番茄‘14633’为试材,将二者杂交得到F_1代,F_1自交得到F2,研究了F_2子代的裂果相关性及QTL定位,以期为近一步培育耐裂果、品质优良的新品种提供参考依据。结果表明:番茄果实抗裂指数与果实纵径、果形指数、果肩果皮韧度、果腹果皮韧度4个指标呈显著正相关。通过利用SSR和AFLP分子标记对F_2群体进行QTL定位及遗传连锁图谱的构建,找到了27个与番茄果质量、果形指数、果皮韧度等相关的QTLs,5个抗裂指数相关的QTLs。     

侵染番茄的黄瓜花叶病毒、烟草花叶病毒和马铃薯S病毒CP基因克隆及序列分析

以山西省晋中地区表现褪绿黄化、卷曲、叶脉变黑症状的番茄植株叶片为试材,采用双链RNA(double-stranded RNA,dsRNA)技术和非序列依赖PCR扩增(Sequence-independent amplification,SIA)方法,对侵染番茄病样的病毒病原进行检测,以期为山西省番茄病毒病的防治提供参考依据。结果表明:该病样由黄瓜花叶病毒(CMV)、烟草花叶病毒(TMV)和马铃薯S病毒(PVS)3种病毒复合侵染,将其分别命名为CMV-SXFQ、TMV-FQ和PVS-SXFQ。为明确CMV-SXFQ、TMV-FQ和PVS-SXFQ的分类地位,进一步克隆到了这3个病毒的CP基因序列并进行相似性比较,发现CMV-SXFQ与CMV各亚组代表株系相似性为74.9%~98.8%,氨基酸序列的相似性为82.5%~99.5%;TMVFQ与TMV代表株系相似性为74.4%~99.8%,氨基酸序列的相似性为83.6%~100.0%;PVS-SXFQ与PVS代表株系相似性为93.2%~99.3%,氨基酸序列的相似性为92.4%~100.0%;系统进化分析表明:CMV-SXFQ分离物与亚组ⅠB的CH、HLJ、XJ2、Am、As株系亲缘关系最近;TMV-FQ分离物与IM、Jimo、SXFQ株系亲缘关系最近;PVSSXFQ分离物与Cm、St株系亲缘关系最近。     

红仁核桃自然杂交后代不同表型叶片差异表达CHS基因的鉴定及生物信息学分析

[目的]查尔酮合成酶(CHS)是植物黄酮类化合物合成途径中的第一个关键酶,探究关键CHS基因在红仁核桃花青苷生物合成过程中的功能,为探明红仁核桃花青苷合成的分子机制提供理论基础.[方法]以红仁核桃自然杂交后代不同表型(红叶和绿叶)株系3个发育时期的叶片为试材,观察颜色表型变化并测定其花青素含量,进一步通过转录组测序结果...     

黄瓜MADS-box基因家族生物信息学分析及CsMADS-box AGL62的克隆

分别以全雌系D1104-2-4、强雌系D1158♀-2、雌雄异花同株D0528-2为母本,与1个雌雄异花同株父本D0708-2杂交获得杂种一代,调查开花初期、根瓜期、盛果期3个时期雌性相关农艺性状,筛选出差异显著的组合进行转录组测序分析进而分析黄瓜杂交组合间MADS-box家族的差异基因。结果表明:以全雌系D1104-2-4为母本的杂种一代C15-114在雌花数、雌花节率上均具有超亲优势,3个杂交组合F1均具有早熟的中亲优势。转录组分析结果发现,以全雌系D1104-2-4为母本的杂种一代基因表达情况显著的偏向母本,挑选的37个黄瓜MADS-box家族基因只有6个与母本有表达差异,17个与父本有表达差异。生物信息学分析并命名了1个差异最显著的基因Cs MADS-box AGL62,该基因全长745 bp,编码187个氨基酸,编码的蛋白属于线粒体中不稳定的亲水性跨膜蛋白,NCBI比对结果表明该蛋白是1个转录因子,系统进化分析发现其与甜瓜中AGL62同源性最高,在黄瓜中该蛋白和其他黄瓜AGL62亚型属于同一分支并且属于I型。     

番茄果实成熟期相关性分析及QTL定位

以晚熟番茄13592和早熟番茄13493杂交的F2为试材,进行果实成熟期相关性分析,用SSR和AFLP构建遗传连锁图谱,并进行QTL分析。结果表明:成熟期(MS)与白熟至转色期(WT)呈极显著的正相关,与转色至成熟期(TM)呈显著正相关,而与始花至白熟期(FWS)呈极显著的负相关。始花至白熟期(FWS)与白熟至转色期(WT)呈极显著的负相关,与转色至成熟期(TM)呈显著负相关。利用数量性状基因的完备区间作图方法(ICIM)进行QTL分析,共检测出21个与番茄果实成熟期相关的QTLs。其中控制转色至成熟期(TM)的QTLs有14个,控制开花至白熟期(FWS)的QTLs有5个,控制成熟期(MS)和白熟至转色期(WT)的QTL各1个。     

番茄灰霉病菌的鉴定及系统发育树分析

从感染番茄灰霉病的病果上分离并纯化得到菌株t08016b,其形态学特征与灰葡萄孢属极其相似.通过扩增菌株t08016b的18S rDNA及内转录间隔区(ITS)序列,对其进行分子鉴定和分类.结果表明:该菌的18S rDNA序列与Botr yotiniafuckeliana (EFl10887.1)的同源性为99.94％ ITS rDNA序列与Batryotinia fuckeliana (AB444949.1)的同源性为100％,无碱基差别.对菌株t08016b进行系统发育树分析,表明t08016b属于灰葡萄孢属.利用该菌对健康番茄进行侵染,番茄灰霉病的发病率可达97％,证明其具有致病力.综合形态学鉴定、分子鉴定及致病力分析,表明菌株t08016b是一株具有强致病力的灰葡萄孢菌.     

中国番茄制品出口下滑原因及对策分析

近年来中国具有优势的番茄制品出口持续下滑,对产业发展、农民就业及收入均产生不利影响。通过对新疆、内蒙古番茄加工龙头企业进行实地调研,分析了中国加工番茄产业发展和出口所面临的问题及成因,提出政策建议。     

香蕉GLP基因家族全基因组鉴定及表达分析

为揭示香蕉类萌发素蛋白(GLP)功能,对香蕉GLP基因家族(MaGLP)进行了全基因组鉴定,分析了基因结构、染色体分布和启动子顺式作用元件和转录因子结合位点(TFBS)分布情况以及编码蛋白的理化性质、保守基序、进化关系,同时基于转录组的结果研究它们在4℃和45℃处理的叶片、枯萎病菌FocTR4处理的根系以及自然成熟和乙烯催熟的不同成熟阶段的果实中的表达情况。结果显示:MaGLP家族共有44个成员,编码区CDS序列长度为567～2 103 bp,分布于除10号染色体外的所有染色体上。大部分GLP基因包含1～2个外显子,多数GLP具有信号肽且主要定位在胞外。进化树分析发现,MaGLP可分为8个亚家族,其中亚家族M为香蕉特有。顺式作用元件和TFBS预测结果显示,MaGLP启动子区存在多种植物激素和逆境胁迫相关响应元件以及7种TFBS。MaGLP成员在香蕉不同组织部位中的表达水平差异较大且受多种胁迫调控。其中MaGLP5-1和MaGLP9-8对各种处理均有响应,MaGLP1-2和MaGLP9-4受高温、低温胁迫抑制,而Ma GLP9-6受高温、低温胁迫诱导,MaGLP5-4受高温和FocTR4...