西瓜OSCA基因家族全基因组鉴定及胁迫响应分析

【目的】对西瓜OSCA基因家族进行成员鉴定、系统发育分析以及胁迫响应分析,为揭示西瓜OSCA基因生物学功能和抗逆分子机制提供参考依据。【方法】运用生物信息学的方法从西瓜全基因组数据库中鉴定出西瓜OSCA基因家族成员,根据染色体定位信息进行命名。对基因家族成员染色体位置、基因结构、共线性、启动子、蛋白结构和系统发育等进行全面分析。利用转录组数据和qRT-PCR分析西瓜OSCA基因在胁迫条件下的表达情况。【结果】西瓜OSCA基因家族有10个成员,不均等地分布在6条染色体上。西瓜OSCA蛋白分子量变化范围为24.59~91.97kD,氨基酸数量为214~809aa,多数定位于质膜上。共线性分析结果表明,西瓜OSCA基因在进化过程中发生了片段复制事件。西瓜OSCA基因家族分为三大类群,同一类群成员的外显子一内含子的组成模式、蛋白保守基序排列、蛋白二级结构数量比例和蛋白三级结构模型均相似。西瓜、水稻、番茄和拟南芥的OSCA基因被分为6个亚族,每个亚族均有西瓜OSCA基因分布。西瓜OSCA基因启动子区域含有厌氧诱导、冷胁迫应答、光反应和干旱胁迫应答等多种非生物胁迫响应元件。在干旱、低温和盐胁迫下,西瓜OSCA基因家族各成员表达量均有不同程度变化,其中ClaOSCA3和ClaOSCA5在3种不同胁迫条件下表达量均有显著差异（P<0.05）。【结论】西瓜OSCA基因在进化过程中具有一定保守性,与拟南芥、水稻和番茄OSCA基因存在较近亲缘关系。西瓜OSCA基因家族内部存在功能分化,ClaOSCA3和ClaOSCA5可能是胁迫响应机制中的重要抗逆基因。     

微孢子虫起源和进化研究进展

微孢子虫是一种典型的机会性致病病原,具有特殊的真核生物构造。综述了微孢子虫起源和进化的研究进展,以及在分析其系统发育过程中的一些潜在的问题及解决的方法,并提出β-微管蛋白及多基因研究在分析微孢子虫进化中具有重要性。     

蒿属植物叶绿体基因组特征及进化

蒿属植物具有重要的药用和经济价值,开展蒿属物种叶绿体基因组研究,为我国蒿属植物的分类鉴定和资源利用提供借鉴。基于29个蒿属物种叶绿体基因组序列,采用REPuter、MISA、DNASP和IQ-TREE等生物信息学软件,比较叶绿体基因组特征、序列重复和结构变异,并对蒿属物种系统发育进行分析。结果表明,蒿属叶绿体基因组均由大单拷贝(LSC)区、小单拷贝(SSC)区和1对反向重复(IRs)区构成,基因组序列长度150 858～151 318 bp, GC含量相近。所有蒿属叶绿体基因组均注释到114个unique基因,包含80个蛋白编码基因、30个tRNA基因和4个rRNA基因。蒿属叶绿体基因组长重复序列主要由正向重复和回文重复构成,长度30～49 bp。简单重复序列(SSR)主要由A/T碱基构成,其中单碱基重复最多,其次为四碱基重复。RSCU(相对同义密码子使用度)值大于1的30个高频密码子中,13个以A结尾,16个以T结尾。蒿属植物叶绿体基因组结构高度相似,未检测到基因重排或倒置事件。检测到11个核苷酸变异值P_i>0.007的高变区,其中8个位于LSC区,3个位...     

植物萜类合成酶的进化研究

通过全面搜索和鉴定植物萜类合成酶基因家族的成员,我们重建了植物萜类合成酶的进化历史.研究发现 植物萜类合成酶的进化历史和植物谱系的分歧历史一致.低等植物地钱和苔藓的基因组只编码一个萜类合成酶. 从卷柏开始,萜类合成酶出现了基因重复和功能多样化,通过连续2次基因重复产生了3个萜类合成酶重复基因. 其中2个重复基因的功能发生亚功能化,共同行使原来的功能;而第三个重复基因则发生了新功能化,转变为催化 合成次生代谢萜类化合物,并且进一步分歧产生出萜类合成酶的其它4个亚家族.根据本研究构建的萜类合成酶 进化树,我们推断上述2次基因重复事件发生在卷柏和其它陆地植物分歧之前的祖先植物谱系中.     

人参属植物叶绿体基因组特征及其进化的研究

【目的】对人参属（Panax L.）物种叶绿体基因组特征及其系统发育进行研究,为我国人参属资源的遗传学研究和开发利用提供理论依据。【方法】基于14种人参属植物叶绿体基因组序列,利用生物信息学软件,对叶绿体基因组特征、序列重复、结构变异、基因进化和系统发育进行分析。【结果】人参属物种叶绿体基因组均为典型的四分体结构,包含114个unique基因。长重复序列主要为回文重复和正向重复,30～39 bp的重复序列最多,SSR大多为A/T重复,单核苷酸重复是最丰富的类型。人参属叶绿体基因组未发生基因重排,反向重复区（IR）与单拷贝区边界高度保守,鉴定的12个核苷酸高度可变热点中7个位于大单拷贝（LSC）区,5个位于小单拷贝（SSC）区。根据dN/dS比率,发现功能未知基因clpP、ycf1和ycf2受正选择作用。系统发育分析显示,屏边三七和三叶参位于基部支系,四倍体人参和西洋参与其他二倍体物种聚在不同支系,三七、竹节参和越南参则亲缘关系较近。【结论】人参属叶绿体基因组基因数目和顺序一致,基因组结构保守,重复序列数目和类型存在差异,单拷贝区核苷酸多态性高于IR区,正选择基因可能与物种的生态适应性有...     

芍药科植物独特性与起源

芍药科Ｐａｅｏｎｉａｃｅａｅ为单属科,其系统发育具有一系列的独特性,在被子植物中是独一无二的。绒毡层与花粉母细胞同源;珠心细胞与大孢子母细胞同源;有众多的大孢子母细胞;胚胎发育合子第一次分裂后不产生细胞壁,有一个游离核发生阶段;具木本习性的牡丹组（Ｓｅｃｔ．Ｍｏｕｔａｎ）生殖特性,具有根状茎、块根、根出条多种形式的以营养繁殖为主、种子繁殖为辅和专性种子有性生殖的两种类型;胚具有上胚轴、下胚轴两段休     

虹鳟hif-1a基因家族的拷贝数变异及分歧进化

为深入阐明虹鳟不耐低氧的分子机制,采用BLAST搜索、重构最大似然树来确定其hif-1a家族的拷贝数,并对这些拷贝的组织表达谱、共表达基因及其所富集的GO条目、编码蛋白质的保守结构域分布及部分结构域的三维结构进行比较.结果显示,虹鳟的hif-1a有2个拷贝,与它们直系同源的斑马鱼基因均是hif-1aa.2个hif-1a拷贝的组织表达谱存在显著的分化,它们的共表达基因数量及所富集的与血管生成、细胞增殖、物质运输和代谢相关的GO条目数量也存在较大差异;它们所编码的蛋白质均拥有5个保守结构域,C-TAD结构域三维结构均存在结构创新,但bHLH结构域的三维结构存在较大差异.综上,虹鳟在较近的全基因组重复事件之前丢失了 hif-1ab,现有的2个hif-1aa拷贝在朝亚功能化方向快速进化,某些地理种群中可能已经存在有利于提高耐低氧性能的基因型.     

多倍体在植物进化中的意义

几乎所有的开花作物都为多倍体植物,其基因组至少经历1次以上的全基因组加倍事件.随着测序技术的不断革新,人们对作物的基因组以及基因组的演化历史有了全新认识.分析了全基因组加倍在物种进化中的意义:多倍化改变基因组结构,丰富物种的遗传多样性,改变重复基因表达模式,增强物种的适应性,并展望多倍化在作物遗传育种中的应用.     

植物赤霉素受体GID1基因的分析

从NCBI数据库在线网站搜集了赤霉素受体基因核苷酸序列,分析了所获基因的进化关系.结果表明,植物的98个GID1基因拥有共同的根系,进化为Group A、Group B、Group C和Group D 4组.Group A GID1基因在单子叶植物纲中没有GID1a、GID1b、GID1c分类现象,在双子叶植物纲中基因有简单的Group B GID1b,Group C GID1a,且GID1c聚类现象;Group D由被子植物门单子叶植物和双子叶植物及苔藓植物门小立苔藓植物的基因组成;GID1基因组在进化过程中可能出现复制突变,所有GID1基因具有相同的保守区域,可利用基因之间的保守性来克隆未知基因;102条序列归属于91种植物,尚有更多单子叶植物、裸子植物和蕨类植物的GID1基因有待克隆.     

赖草属林下组植物GBSSI基因序列的系统发育与分子进化

【目的】探讨赖草属林下组植物的种间系统关系与GBSSI基因的分子进化式样。【方法】对赖草属林下组3个类群的GBSSI基因序列进行多克隆测序,并将其与来自小麦族8个代表Ns,St,P,F,Ee和Eb基因组的二倍体植物的GBSSI序列进行序列与系统比较分析。【结果】基因序列多态性与系统发育分析表明:①L.duthiei和L.duthiei var.longearistatus亲缘关系密切;②不同Ns基因组供体参与多倍化物种形成可能导致L.komarovii与L.duthiei和L.duthiei var.longearistatus发生遗传分化;③赖草属林下组植物的GBSSI基因序列在Ns基因组拷贝上的多态性水平低于新麦草属植物Ns基因组序列多态性。【结论】支持L.duthiei和L.duthiei var.longearistatus互为种与变种的分类等级。复制基因GBSSI在多倍体中多态性水平不平等。     

植物质体Fibrillin蛋白家族的起源、结构和功能

质体是植物细胞进行光合作用和贮藏有机物的细胞器。Fibrillin是一种由核基因编码的质体脂类结合蛋白,起源于光合原核生物蓝藻,并广泛存在于植物的质体中。其分子大小介于21~42 kDa,pI为4~9。它们含有导肽、脂类结合基序DLDKLQGKWRLLY和细胞粘附基序RGD以及蛋白激酶C结构域。研究表明,该家族基因的表达增强可以维持植物质体的稳定性,调控质体醌（PQ）、三酯酰甘油（TAG）和茉莉酸（JA）的合成,介导脱落酸（ABA）的抗逆信号传导过程。而且该家族基因在植物的生长发育和耐逆性中发挥重要作用。综述了Fibrillin家族成员的蛋白结构特征、基因的表达与功能研究进展,并提供了本领域今后的重点研究方向。     

Pht1家族在几种植物中的研究进展

植物磷转运蛋白是植物磷营养中必需的一种膜蛋白。植物磷转运子在植物根系中负责磷的吸收、转运,其表达受磷调控,磷元素广泛存在于动植物组织中,是植物生长所必需的大量无机营养元素之一,在诸多代谢过程中都起着举足轻重的作用。在植株中,磷素通过磷酸盐转运蛋白吸收和转运,该蛋白在调控植株对磷素吸收、利用效率等方面具有重要作用。植物基因组中含有大量推测的以基因家族的形式存在的编码磷转运蛋白基因。目前已知的磷转运子分为五大家族Pht1、Pht2、Pht3、Pho1和Pho2。文中主要综述了水稻、大豆、玉米、小麦、拟南芥、番茄、苜蓿、马铃薯中Pht1家族的结构、功能及表达调控方面的研究进展。     

论莴苣的起源和进化

本文根据有关历史文献和莴苣的分布及生理生态特点,提出:地中海沿岸为莴苣的初生原产中心。欧洲南部为直立莴苣、结球莴苣、皱叶莴苣的次生原产中心,中国北方为茎用莴苣的次生原产中心。     

甘蔗的起源与进化

Ｓａｃｃｈａｒｕｍｏｆｆｉｃｉｎａｒｕｍ在世界上已形成几个多样性中心，如新几内亚、印尼东部和南太平洋群岛等。但多样性中心并不一定就是起源中心。Ｓ．ｏｆｆｉｃｉｎａｒｕｍ的起源中心是印尼东部－新几内亚地区。此外，还有其他一些地区被认为是起源中心，如中国、印度、东南亚，但证据还不够充分，有待于进一步证实。Ｓ．ｏｆｆｉｃｉｎａｒｕｍ是通过Ｓ．ｓｐｏｎｔａｎｅｕｍ与其他属的植物（包括Ｅｒｉａｎｔｈｕｓａｒｕｎｄｉｎａｃｅｕｓ、Ｍｉｓｃａｎｔｈｕｓｓｐ．等）的种质渗透而进化来的，进化的中间阶段是Ｓ．ｒｏｂｕｓｔｕｍ。种质渗透的第一步可能是在印尼东部，然后一些材料被传到新几内亚，通过漫长的自然和人工选择而进化成Ｓ．ｏｆｆｉｃｉｎａｒｕｍ。Ｓ．ｓｉｎｅｎｓｅ和Ｓ．ｂａｒｂｅｒｉ可能是Ｓ．ｏｆｆｉｃｉｎａｒｕｍ传到中国和印度后，分别与Ｓ．ｓｐｏｎｔａｎｅｕｍ及近缘植物发生种质渗透而形成的。但也有一些学者认为，一些Ｓ．ｂａｒｂｅｒｉ无性系独立于Ｓ．ｏｆｆｉｃｉｎａｒｕｍ。     

国外室内植物的起源和历史

追溯了国外室内植物的起源,盆栽是一个历史性的转折。温室的出现为植物进入室内提供了条件,为室内植物创造适宜的生长环境,其中培育暖房和橙屋都是早期温室的一种形式。阐述了它的历史,在室内植物的产生过程中,植物收集者们的功劳是最大的,19世纪后半期是引进全世界各地室内植物到欧洲的鼎盛时期,植物收集者的贡献不可忽视。在所有收集者们中最有名的两个姓氏是Joseph和Veitch。室内植物令人惊奇的是,各种不同气候带的植物都可以在同一个环境中生长,使得室内的植物物种极为丰富。随着室内环境的改善,可以在室内生长的植物种类将会更多。     

马铃薯栽培种的起源与进化

简述了马铃薯栽培种起源与进化的现代和原始生态条件。说明马铃薯栽培种是在安第斯山中部冷凉的生态条件下进化而来的;利用詹克森等对马铃薯原产地的调查资料,分析了起源地栽培种的进化情况和进化机制;综述了栽培种的种间关系及进化途径;讨论了栽培种进化对现代育种与栽培研究的意义。     

植物BAHD酰基转移酶家族研究进展

酰基化是植物生长发育过程中对其次生代谢产物修饰的重要过程。BAHD酰基转移酶家族是植物中特有的对植物的代谢产物进行酰基化修饰、参与植物次生代谢反应的一类蛋白。综述了植物BAHD酰基转移酶家族成员的基本特性、反应历程、酶学分类和其在植物次生代谢过程中的作用。并展望了BAHD在未来研究中的发展方向。     

华南地区家庭庭院植物选择及配置应用

基于华南地区的地域特点与常用植物,重点针对家庭庭院的小空间,本文在兼顾一般原则的基础上,从空间拓展、体量控制、质感应用等方面分析了园林植物的选择与配置,不仅从理念上阐述了注意要点,还举出众多实例品种,以期为南方庭院绿化美化提供参考。