苹果微型反向重复转座元件（MITE）的分离与鉴定

【目的】从苹果基因组中分离微型反向重复转座元件(MITE),研究其对苹果基因组进化的作用。【方法】利用PIF转座酶简并引物扩增苹果PIF转座酶基因,采用染色体步移技术获得PIF转座酶基因的未知侧翼序列,使用EMBOSS的Eiverted软件查找靶位点重复(target site duplication,TSD)和末端反向重复(terminal inverted repeat,TIR)序列。【结果】苹果MITEs拥有MITEs的典型特征,包括长度短,不具有潜在的编码能力,富含A+T,易插入非编码区,有TIRs和TSDs,有形成二级结构的可能。【结论】苹果MITEs属于Tourist家族,与苹果PIF DNA转座子相关;苹果MITEs与基因相连,在基因调节上起重要作用;苹果MITEs具有潜在的转座能力,对苹果遗传多样性、进化及育种有重要作用。     

转座元件在植物生长发育中的作用

转座元件依据转座机制通常分为反转座子和DNA转座子2类。将关于反转座子、DNA转座子对于基因表达和植物生长发育的影响的研究进行总结,发现转座元件主要通过以下4种方式影响基因表达:第一,通过插入基因内部,破坏基因的完整结构从而使基因失活,如插入到基因的外显子、内含子及5′UTR区;第二,通过插入到基因的调控区而影响基因的表达水平,包括插入到基因的启动子、增强子、衰减子区,或为基因表达提供新的启动子或cis作用位点作为增强子;第三,通过一系列表观遗传机制影响基因的表达,如DNA甲基化及Si RNA;第四,通过染色体重组、基因复制、基因丢失等机制影响基因的拷贝数及表达水平,甚至产生新的基因。     

菜豆CACTA转座元件注释、标记开发及其在品种鉴定中的应用

[目的]本文旨在对菜豆(Phaseolus vulgaris)基因组中CACTA转座元件进行鉴定,分析其序列特征、插入位点特征、进化关系、基因结构和功能基因并进行标记开发,为CACTA转座元件功能研究和应用奠定基础.[方法]基于菜豆的全基因组数据,采用生物信息学方法进行序列鉴定和分析;基于所鉴定的CACTA转座元件插入...     

水稻悬浮细胞培养过程中3个逆转座子的转录与转座特性

【目的】在水稻悬浮细胞培养不同时期研究3个具有多逆境应答特征逆转座子相关基因的转录与转座特性,为揭示该类基因的生物学功能奠定理论基础。【方法】以水稻品种月亮谷为材料进行悬浮细胞培养,以实时荧光定量PCR检测不同培养时期材料的3个逆转座子相关基因Tos17、Os05g24920和Os01g02040相对表达量及拷贝数的变化,初步分析其转录活性与转座活性。【结果】在培养期间,Os01g02040、Os05g24920、Tos17转录活性呈先升高后下降的变化趋势,其最高转录活性分别出现在培养期的第3个月和第6个月,相对表达量分别为71.84、41.26和53.20倍;Tos17保持较稳定的转录活性,其他2个基因在组培6个月后转录活性迅速下降。在培养3个月后,Os01g02040和Os05g24920的转座活性变化较稳定,相对拷贝数变化范围为2.14-2.64和2.76-5.03倍;Tos17转座活性变化极明显,拷贝数不断提高,至第14个月达12.13倍,明显高于其他两个基因。【结论】在细胞悬浮培养过程中3个逆转座子相关基因均被强烈激活进行转录,但其转录调控和转座调控途径不同。     

大豆5个新发现ERF基因的生物信息学及表达分析

ERF转录因子广泛存在于植物中并且参与植物对生物及非生物胁迫的响应。从NCBI数据库中获得5个新的ERF基因,GmERFa/b/c/d/e。蛋白序列分析显示,5个ERF基因均含有一个保守的AP2/ERF结合域。进化分析表明,GmERFe与GmERF3和GmERF7同源性最高,GmERFb、GmERFc与GmERF5的同源性最高,GmERFd与GmEREBP1的同源性较高,而GmERFa与其他ERF蛋白的同源性均较低。实时荧光定量PCR结果显示,5个基因都主要在大豆的根和叶中表达。逆境处理后的实时荧光定量PCR结果显示,GmERFd/e主要对乙烯信号和低温产生响应,GmERFb主要对干旱产生响应,而GmERFa主要对低温产生响应。     

大豆胞囊线虫相关G2-like转录因子生物信息学分析

G2-like转录因子在植物中广泛存在,是GARP转录因子超家族中重要成员之一,在叶绿体发育、果实生长、生物或非生物胁迫和植物衰老等方面均起重要作用.研究对大豆胞囊线虫3号生理小种胁迫下东农L-10(抗病)根部进行转录组测序,初步筛选得到8个与大豆胞囊线虫抗性相关G2-like转录因子,并通过在线软件对其作生物信息学分...     

黄淮地区大豆花叶病毒株系的鉴定与分布

2001-2002年采集了黄淮地区四省28个县市的大豆病样591份，经初步繁殖鉴定、生物纯化及组织印迹检测，得到了50个SMV毒株, 采用王修强等筛选的10个鉴别寄主进行接种鉴定，检测到SC-3～SC-9等7个株系群，发现1个新的株系群SC-10。综合本单位1998－2002年的结果，黄淮地区(河南、山东、安徽北、江苏北) 在SC-1~SC-10中，除SC-2未发现外，9个株系群中，以SC-3和SC-7为主，分别占29.21% 和23.60%，SC-4和SC-8其次（10.11%、8.99%）。在各省分布上，河南省有7个株系群，SC-3、SC-4为主，SC-5、SC-7其次；山东省4个株系群，以SC-3为主，SC-8也占相当比重；皖北7个株系群，以SC-7和SC-9为主，其次SC-10；苏北8个株系群，以SC-3和SC-7为主，其次SC-8。按株系群看，SC-3、SC-4各省均有；SC-5、SC-6 、SC-7 在河南、皖北、苏北3地；SC-1、SC-8在河南、山东、苏北3地；SC-9只在皖北发现；SC-10在皖北、苏北2地发现；SC-2在黄淮未发现。     

大豆GmWRI1a基因克隆及生物信息学分析

利用Phytozome数据库、NCBI网站等软件对大豆(Glycine max)基因组中WRI1同源基因进行生物信息学分析,发现大豆WRI1转录因子有2个拷贝,分布在第8和15号染色体上。以大豆未成熟种子cDNA为模板,克隆15号染色体WRI1转录因子的cDNA全长序列,命名为GmWRI1a。应用生物学软件发现,GmWRI1a蛋白含有2个AP2/EREBP结构域(60-225)。进化树分析表明,GmWRI1a包含在第一个分支里,与AtWRI1距离较近,推断其与AtWRI1属于同源基因,具有相似的功能。对与GmWRI1a蛋白存在相互作用的蛋白进行预测分析,发现与其相互作用的蛋白多数参与糖降解或质体脂肪酸合成,结果表明,GmWRI1a转录因子可能在控制种子发育中时从糖到油的碳流动中起重要作用。     

山东省大豆花叶病毒株系鉴定

1987～1989年鉴定山东省大豆花叶病毒的标样145个,根据它们在6个抗性不同的鉴别品种上的反应差异,区分为6个株系。sd_1、sd_2属弱毒株系,sd_3、sd_4属中毒株系,sd_5、sd_6属强毒株系。并明确山东省各地区株系的分布情况。强毒株系的出现,使推广品种齐黄10号、文丰5号、丰收黄、东解1号、烟黄2号、诱变30和跃进4号等丧失抗性,并对高抗品种鲁豆4号、齐黄22号等存在威胁,应引起重视。     

黄淮地区大豆花叶病毒株系鉴定

用８个大豆品种作为一组株系鉴别品种，将黄淮豆区７省１市２０２个毒株划分为７个株系（ｙ１～ｙ７）。ｙ１～ｙ２为弱毒株系，仅侵染感病品种（１１３８－２、文丰５号）；ｙ３～ｙ５为中毒株系，分别侵染感病和中抗品种（齐黄１０号、徐豆１号、诱变３０、鲁豆４号），ｙ６～ｙ７为强毒株系，ｙ６除密荚１号外侵染齐黄２２等７个品种，ｙ７侵染所有８个鉴别品种，引起叶脉坏死症状。全区以弱毒株系为主（５５９％），中毒株系占２８７％，强毒株系占１５３％。明确了各地区株系的分布与流行趋势。株系分布具有一定的稳定性。     

大豆转录因子WRI1基因的生物信息学分析

从NCBI查找大豆(Glycine max)基因组中转录因子WRI1基因,通过同源比对在大豆基因组中确定了31个同源基因。利用在线分析工具和生物信息学方法对31个蛋白质进行了初步分析,发现蛋白质的一级结构存在较大差异,二级结构以无规则卷曲和α-螺旋为主要构成元件,亚细胞均定位于细胞核。保守结构域分析发现,31个蛋白质的高保守区域由大约200个氨基酸残基组成;正选择位点分析发现Glyma08g24420.1和Glyma15g34770.1两个蛋白质序列的第381、382、383个氨基酸位点受到了正选择,进行了适应性进化。     

谷子NF-YB基因家族的鉴定与生物信息学分析

为进一步明确谷子NF-YB基因家族结构的功能,研究利用生物信息学分析了谷子NF-YB基因家族的数目、染色体分布、进化关系、保守基序、保守结构域及组织表达情况。结果表明,在谷子中共鉴定出16个NF-YB基因,谷子NF-YB基因家族在染色体上呈不均匀分布;大多数亲缘关系较近的谷子NF-YB基因家族成员的外显子-内含子结构、保守基序、保守结构域较为相似,且NF-YB基因家族不同成员在谷子不同组织中的表达量存在显著差异。研究结果可为进一步探索NF-YB基因家族的功能奠定理论基础。     

大豆基因组中TOC1同源基因的生物信息学分析

利用Phytome、TAIR、NCBI网站及其数据库和MEGA 4.0、Clustal X软件,对大豆(Gly-cine max)基因组中TOC1同源基因进行了生物信息学分析,确定了GmTOC1基因及其在染色体上的物理分布、内含子-外显子结构,进行了氨基酸序列比对,并研究了其系统发育学地位。结果表明,GmTOC1与AtTOC1亲缘关系较近,都具有保守的调节区域,而且可能具有相似的生物钟调控功能。此外发现,大豆基因组中含有4个拷贝的TOC1同源基因,它们在生物进化过程中保留了与拟南芥同源的结构和功能。     

毛果杨BBX基因家族鉴定与生物信息学分析

BBXs(B-box)转录因子家族在植物生长发育和胁迫反应中发挥重要作用。本研究利用生物信息学手段在毛果杨（Populus trichocarpa）基因组筛选并鉴定出28个PtBBXs基因家族成员,对该家族成员进行结构和表达分析表明,PtBBXs基因不均匀地分布于15条染色体上,其编码的氨基酸残基数介于184～514,全部为酸性蛋白质。依据基因结构和蛋白质保守基序,可将其分为5个组（A～E）,全基因组加倍事件是PtBBXs家族基因数量扩增的主要方式。PtBBX家族基因的启动子区域包含大量激素（脱落酸、赤霉素,和水杨酸等）与非生物胁迫（干旱、低温）响应相关的元件,大多数PtBBXs基因在叶片中高表达,而少量PtBBXs基因（PtBBX5/11/12/28）在根或花序中高表达。转录组数据分析表明,PtBBXs在响应非生物胁迫过程中分工不同,组A和组D的多数成员响应了茉莉酸、水杨酸和低温处理,组B(PtBBX16/19)和组C(PtBBX1/2)基因同时响应盐和干旱胁迫。这些结果为今后进一步挖掘PtBBX基因家族成员功能,以及创制林木抗逆新种质,提供了重要的理论依据。     

转TaDREB3a基因大豆材料抗旱性鉴定

研究通过分子生物学方法证明TaDREB3a基因已整合至大豆基因组中,对T1～T3连续3代大豆植株作筛选鉴定并分析遗传稳定性,初步评价室内和田间抗旱表现。通过除草剂筛选获得T1代135株抗性植株,经PCR检测其中96株扩增出基因目的条带,获得15个阳性TaDREB3a过表达大豆T1代株系;T2代转基因大豆株系经PEG模拟干旱处理和PCR鉴定获得阳性TaDREB3a过表达大豆T2代株系共10个;T3代转基因大豆株系经PCR鉴定、半定量PCR鉴定、Bar基因试纸条检测、Southern blot分析、Western blot分析,获得6个转基因阳性株系,证实TaDREB3a基因已整合于大豆基因组,可转录完整目的mRNA,其中4个株系检测到目的蛋白表达。盆栽干旱试验显示,TaDREB3a过表达可改善转基因大豆干旱条件下生长状况,转基因植株株高和荚数明显优于对照组植株;大田干旱试验结果显示,TaDREB3a过表达株系提高大豆抗旱性、改善干旱条件下地上形态,减少产量损失。     

大豆PP2C家族基因鉴定与响应盐胁迫的转录组分析

植物蛋白磷酸酶2C(PP2C)能够通过影响植物体内多种生物学过程在环境胁迫响应中发挥重要作用.为研究栽培大豆PP2C家族成员在盐胁迫中的功能,通过生物信息学手段结合转录组学分析对栽培大豆PP2C家族进行了系统探究.在栽培大豆中共鉴定出126个PP2C家族成员,并将其在进化树上分为11个亚家族,同一亚家族的成员具有类似的...     

大豆GmANKTM家族非生物胁迫生物信息学分析

ANKTM(Ankyrin repeats transmembrane)蛋白属锚蛋白超家族,包含ANK基序和跨膜结构域,在非生物胁迫、生物胁迫、诱发衰老中起重要作用。为了解大豆ANKTM (Ankyrin repeats transmembrane)家族成员及其胁迫响应规律,利用生物信息学和q-PCR方法研究大豆ANKTM家族成员。结果表明,从大豆中鉴定出62个ANKTM家族基因,分为5个亚家族。该家族编码蛋白含346～1 039个氨基酸,分子质量为37.88～114.83 ku,等电点(pI)为4.46～9.61。分析蛋白结构域发现,GmANKTM家族含ANK基序和跨膜结构域,58个基因含PGG结构域,此外还含ACBP、SBP、DHHC、G-PCR等其他结构域。除ANK基序、跨膜结构域和PGG结构域外其他结构域主要集中在第5亚家族。其余亚家族结构域分布位置和数量相近。启动子区域顺式元件分析发现,GmANKTM家族基因含光响应元件、激素响应相关元件和逆境响应相关元件。组织分析发现GmANKTM家族第5亚家族组织表达量高于其他亚家族。利用大豆转录组数据库分析发现,GmANKTM家族基因受盐胁迫和干旱胁迫强烈诱导。     

大豆疫霉中Myb类转录因子的预测与分析

[目的]为阐明大豆疫霉中Myb类转录因子的作用机理提供科学依据。[方法]以从大豆疫霉基因组数据库中筛选的大豆疫霉Myb类转录因子为研究对象,分析其在大豆疫霉中的分布特点和4个重要值较大的Myb因子在大豆疫霉与寄主互作过程中的转录模式,并对Myb因子进行聚类。[结果]大豆疫霉基因组中含50个Myb,其在基因组中的分布不均 50个Myb因子可聚为6类（A、B、C、D、E、F）,其中聚类组E中Myb因子最多,占总数的40%,聚类组B中Myb因子最少,只有4个 Myb因子在疫霉菌丝数据库中出现的频率最高（0.44%）,在侵染数据库中出现的频率最低（0.26%） 4个Myb因子在疫霉侵染寄主过程中均有转录。[结论]该研究为明确大豆疫霉Myb的生理功能及其在疫霉致病过程中的作用提供了参考。     

大豆GmPID基因生物信息学分析及克隆

利用同源克隆技术,对拟南芥再生相关基因PID作同源序列比对,从大豆中克隆PID基因全长CDS序列,得到大豆再生相关基因GmPID,分析大豆再生相关基因GmPID启动子序列、氨基酸序列、编码的蛋白质结构、亲疏水性、蛋白质结构及同源进化树。结果表明,GmPID编码区cDNA长度为1 359 bp,编码452个氨基酸,GmPID编码的蛋白为碱性亲水性蛋白;分析其蛋白功能结构域发现,GmPID蛋白含有丝氨酸/苏氨酸激酶催化结构域,为PKc-like超家族成员;构建系统进化树发现其与密花豆亲缘较近。研究结果有利于深入研究大豆再生相关基因GmPID在大豆再生过程中的关键作用,为提高大豆再生效率提供理论基础。