辣椒GRAS家族全基因组鉴定与表达分析

基于辣椒全基因组数据信息,利用生物信息学方法对CaGRAS基因家族进行了系统鉴定和进化分析,并通过Real-time PCR方法检测了CaGRAS家族组织表达模式和对PEG6000、盐胁迫的应答。结果表明:在辣椒中存在54个CaGRAS基因,除11号染色体外其余染色体均有分布,外显子数1~3,等电点4.97~9.13;系统进化分析显示CaGRAS基因可分为8个进化群;CaGRAS基因具有不同的表达模式,在根、茎、叶片和茎尖中优势表达的基因分别有34、8、3和8个;多数CaGRAS基因能响应PEG6000和盐胁迫,其中CaGRAS11、CaGRAS30、CaGRAS40、CaGRAS44和CaGRAS50受到PEG6000和盐胁迫的强烈诱导。本研究为深入解析CaGRAS家族基因的功能奠定了一定基础。     

猕猴桃MYB家族成员鉴定及其低温表达分析

通过对‘红阳’猕猴桃基因组鉴定得到277个MYB家族成员并将其分为12个亚家族（S1～S12）,其中多数序列属于R2R3-MYB,其次是MYB相关蛋白,仅鉴定到1个4R-MYB。S11和S12亚家族在进化上处于较早的位置,结构较为多样化,而S1和S2在进化上出现较晚。顺式作用元件分析显示,该家族主要含水杨酸、赤霉素和茉莉酸甲酯等相关植物激素元件,还有部分参与昼夜节律、低温、细胞周期等相关元件。密码子偏好性分析显示,猕猴桃MYB家族有3个高频密码子（UUG、AGA和AGG）,基因的密码子偏好使用A/T,第3位碱基偏好更强。通过顺式作用元件分析和4个猕猴桃品种越冬期转录组数据分析筛选了9个可能参与低温胁迫响应MYB基因,对其在低温胁迫下的软枣猕猴桃‘龙成2号’中进行检测验证,确认这些基因参与猕猴桃对低温的响应。     

枇杷果实DHN基因克隆及其在低温胁迫下的表达分析

 以白沙枇杷（Eriobotrya japonica Lindl.）‘宁海白’幼果为试材,通过RT-PCR与RACE扩增,获得两个具有脱水素基因典型结构域特征的cDNA序列。其中DHN1（GenBank登录号：FJ472835）全长639 bp,编码188个氨基酸,属于Y2SK3类型;DHN2（GenBank登录号：FJ472836）全长858 bp,编码273个氨基酸,属于SK3类型。用低温胁迫处理枇杷幼果,–3 ℃处理24 h后电导率明显升高,表明细胞膜开始受到破坏,–6 ℃处理24 h后电导率显著高于–3 ℃处理。半定量RT-PCR和Western-blotting分析结果表明这两个DHN基因在低温胁迫下的枇杷幼果中都上调表达,表明其与枇杷抗低温胁迫有一定关系。     

大白菜LEA家族基因的鉴定及其部分成员在低温胁迫下的表达分析

基于大白菜全基因组数据对LEA家族基因进行全基因组鉴定与生物信息学分析,研究其序列特征、基因结构、启动子顺式作用元件、染色体定位、进化关系以及在不同组织中和低温胁迫下的表达模式。从大白菜基因组中总共鉴定出65个LEA家族基因成员,根据系统发育与保守基序分析,其可分为8个组;内含子较少,且不均匀地分布在10条染色体上,另有3个成员位于Scaffold上。启动子顺式作用元件分析显示,有29个（44.6%）成员拥有低温响应元件,除此之外,光响应元件和激素响应元件占比较高。共线性分析显示,大白菜BrLEA与拟南芥AtLEA同源性较高,并在进化中较为保守。大白菜不同组织转录组数据表明,BrLEA基因在大白菜不同组织中的表达存在组织特异性。对筛选出的13个家族成员进行低温胁迫表达分析表明,受低温胁迫表达量都有所升高。     

石榴MAPK家族基因鉴定及其响应冷胁迫的表达分析

【目的】评价不同石榴种质资源籽粒硬度及抗寒性,筛选可能参与调控石榴抗寒性的MAPK家族基因。【方法】以31份石榴种质资源为试材,进行抗寒性及籽粒硬度评价;基于全基因组筛选石榴MAPK家族基因,对其进行进化、基因结构和蛋白理化性质分析,同时利用实时荧光定量PCR(real-time quantitative PCR,qRT-PCR)分析冷胁迫对石榴MAPK家族基因表达模式的影响。【结果】31个石榴品种籽粒硬度及半致死温度测定结果表明,峄城粉红牡丹、淮北六棱甜和鲁白榴2号等硬籽石榴抗寒性较强,华紫、以3和玛丽斯等软籽石榴抗寒性较弱。基于石榴全基因组鉴定出17个MAPK家族基因,广泛分布于8条染色体上;MAPK家族所有成员主要分为3个亚类,其中,A和B亚类成员主要包含PKc＿MAPKK＿plant＿like和PTZ00024结构域,C亚类主要包含PLN00034结构域,所有成员均具有S＿TKc结构域;各成员氨基酸残基数量分布在314～860 aa,外显子数目1～18个,蛋白分子质量为34 910.05～97 965.26 u,等电点4.94～9.35;PgMKK2、PgMPK6、PgMPK9...     

辣椒B-box转录因子家族的鉴定及表达分析

以辣椒基因组数据为基础,利用生物信息学方法,对辣椒B-box家族基因进行了染色体定位、基因结构、系统进化及组织表达模式等分析,并通过qRT-PCR方法对该家族基因在激素及非生物胁迫下的转录水平进行了检测。辣椒全基因组中共鉴定出26个BBX家族成员,分布于辣椒12条染色体上。系统进化分析分析发现,辣椒BBX蛋白成员可进一步分为5类:groupⅠ～Ⅴ。其中,groupⅠ包含两个B-box结构域;groupⅡ和Ⅲ中的蛋白除CaBBX25外,都包含B-box1、B-box2和CCT结构域;groupⅣ仅包含1个B-box结构域;groupⅤ含有1个B-box和1个CCT结构域。同一进化分类中的成员通常具有相同或者相似的外显子数,其蛋白中保守基序的构成也具有较高的相似性。组织特异性表达分析发现,除D类基因外,其他17个基因在不同器官或者果实的不同发育时期都有着较高的表达水平。qRT-PCR分析发现,10个CaBBX基因受到激素和非生物胁迫不同程度的诱导表达。     

苹果ELO家族基因鉴定及其在低温胁迫下的表达分析

为研究苹果ELO家族基因在蜡质合成及抗寒中的作用,利用生物信息的方法对苹果全基因组中的ELO家族成员进行鉴定与分析。结果表明,MdELO基因家族共包含7个成员,不均匀地分布在苹果的3条染色体（Chr2、Chr8和Chr15）上。MdELO蛋白包含211 ~ 305个不等的氨基酸残基,等电点在9.43 ~ 11.62之间。亚细胞定位结果表明,MdELO蛋白在细胞核、细胞膜和叶绿体中有分布。顺式作用元件分析表明,7个MdELO启动子上游2 000 bp序列分布有激素、环境适应性和逆境诱导等响应元件。进一步测定越冬期不同品种苹果枝条中的蜡质含量,结果显示,从初休眠期至萌芽期,蜡质含量呈逐渐下降趋势,且抗寒性强的‘俄矮元帅’蜡质含量显著高于‘宫崎短富’;从蜡质形态及枝条表皮形态来看,‘俄矮元帅’蜡质呈针芒状且分布紧密,其枝条表皮结构紧密,表面光滑,而‘宫崎短富’蜡质呈散块状,枝条表皮结构松散,表面粗糙;两种苹果枝条的脯氨酸含量、相对电导率和淀粉磷酸化酶活性随越冬期的延长呈先升后降的趋势,淀粉酶活性呈逐渐上升的趋势,其中‘俄矮元帅’各指标均高于‘宫崎短富’。综上表明‘俄矮元帅’抗寒性显著高于‘宫崎短富’。qRT-PCR分析发现,低温胁迫下苹果砧木垂丝海棠的叶和根中均能检测到ELO的表达,大部分基因表现出先升后降的趋势,在低温胁迫12或24 h表达量最高,说明该家族成员在植物抗寒中扮演着重要作用。     

梨Trihelix转录因子家族成员鉴定及表达分析

Trihelix转录因子可以和光应答相关的GT元件结合,因此又称GT转录因子。本研究从梨基因组中鉴定出16个Trihelix家族基因,依次命名为PbGT1～PbGT16,从同属于蔷薇科的草莓和桃基因组中分别鉴定出11和16个Trihelix家族基因。染色体定位与基因复制事件分析表明,梨、草莓和桃Trihelix家族成员分别分布在12、6和8条染色体上,且梨Trihelix家族存在片段复制事件。种间系统进化树分析表明,梨、草莓和桃Trihelix家族成员分为6个亚族,梨家族成员(PbGT)属于GT-2、Subfamily O和SIP1亚族。结合进化关系及qRT-PCR验证,筛选出PbGT15可能参与调控梨果实石细胞团木质化。     

向日葵LACS家族鉴定及响应非生物胁迫表达分析

利用生物信息学技术从向日葵（Helianthus annuus）基因组中鉴定了13个长链酰基辅酶A合成酶（long-chain acyl-CoA synthases,LACSs）家族基因,其分布在向日葵8条染色体上。系统发育树显示,HaLACS家族成员分为6个亚族,且同一亚族成员具有相似的基因结构和蛋白保守基序。基因复制分析发现HaLACS家族扩增的主要因素是片段复制。HaLACS的启动子区域富含逆境响应和植物激素调控相关元件。表达谱分析显示HaLACS在向日葵不同组织中的表达存在差异。比较2个向日葵品种（高/低亚油酸含量）中HaLACS在种子发育不同阶段的表达,HaLACS呈现差异表达。qRT-PCR结果表明,200 mmol · L^-1 NaCl处理24 h后,7个HaLACS在茎中的表达量与同期对照相比显著上调;100 μmol · L^-1 ABA 处理3 h后,8个HaLACS在根中的表达量显著上调;15% PEG 6000模拟干旱胁迫后,多数HaLACS在不同组织中呈现诱导表达。综上,向日葵LACS基因家族不仅参与了向日葵脂质的合成,而且在应对非生物胁迫时发挥重要作用。     

芹菜NAC转录因子基因AgNAC1的克隆及其对非生物胁迫的响应

通过RT-PCR方法,从芹菜‘六合黄心芹’和‘文图拉’中分别克隆获得编码NAC转录因子的基因AgNAC1。利用生物信息学方法分析其编码氨基酸序列组成、蛋白质理化性质、亲缘关系、空间结构等,采用荧光定量PCR技术检测基因在不同非生物胁迫下的表达水平。结果表明：‘六合黄心芹’和‘文图拉’AgNAC1开放阅读框长度均为957 bp,编码318个氨基酸,其蛋白质相对分子量分别为36.89和36.77 kD,理论等电点分别为5.94和5.78。AgNAC1蛋白与不同植物中NAC家族成员同源性比对和进化树分析表明,其与胡萝卜DcNAC属于同一个分支,进化距离最近。蛋白功能域预测显示,AgNAC1有多个α螺旋和β转角二级结构单元。荧光定量PCR结果表明,AgNAC1在芹菜叶中表达量最高,具有组织特异性,同时对高温、低温、干旱和盐胁迫均有响应。‘六合黄心芹’中AgNAC1的表达水平在高温处理24 h达到最高。‘文图拉’中AgNAC1的表达水平在高温、低温及盐处理后2 h和8 h高于对照,呈现先下降后上升的趋势,在干旱处理4 h时表达水平最高。     

大蒜生物钟基因AsRVE1和AsRVE2及其在渗透胁迫下的表达分析

为了解大蒜生物钟相关基因REVEILLEs(RVEs)的序列特征及其在渗透胁迫下的功能,从大蒜中克隆得到AsRVE1和AsRVE2基因,并对其在盐胁迫和模拟干旱胁迫下的表达特征进行了分析。序列分析表明,AsRVE1和AsRVE2分别含有1 050和975 bp的开放阅读框,编码349和324个氨基酸。在进化关系上,大蒜AsRVE和AsRVE2与玉米ZmRVE2和凤梨AcRVE2的较近。不同植物RVE氨基酸序列同源性较低,但N端保守结构域序列一致性较高。AsRVE1和AsRVE2均能响应昼夜节律的变化,在大蒜不同组织中均能表达,在不同组织间AsRVE1的表达差异不大,AsRVE2在根中表达相对较高。干旱胁迫和盐胁迫在不同组织内均诱导了AsRVE1和AsRVE2的表达。结果表明,AsRVE1和AsRVE2可能参与了大蒜植株抵御盐胁迫和干旱胁迫的过程,可进一步鉴定其生物学功能。     

香蕉miR408b靶基因Chemocyanin的克隆及其在低温胁迫下的表达分析

[目的]研究香蕉中miR408b及其靶基因Chemocyanin在低温胁迫下的表达模式和调控机制.[方法]以三明野生蕉和'天宝蕉'叶片为材料,利用RT-PCR和RACE技术克隆获得三明野生蕉中的MiChemocyanin基因(MiCHY)和'天宝蕉'中的MaChemocyanin基因(MaCHY),利用在线网站对MiC...     

基于全基因组的茶树PAL家族基因鉴定及其在生物与非生物胁迫下的表达分析

苯丙氨酸解氨酶(Phenylalanine ammonia-lyase,PAL)在植物物质代谢和抗逆过程中发挥重要作用。利用生物信息技术在茶树阿萨姆变种‘云抗10号’和茶变种‘龙井43’基因组中分别预测获得5条和6条PAL家族基因。系统发育树显示,拟南芥、杨树和茶树PAL亲缘关系较远,茶树阿萨姆变种和茶变种存在进化差异。对茶树转录组数据分析发现:盐胁迫和茉莉酸甲酯处理可显著诱导PAL家族基因表达,其对冷胁迫和干旱胁迫响应不显著,在茶树老叶中的表达较低,而在幼嫩组织和根中的表达均较高,其中PALa、PALc、PALe在花中表达最高。q RT-PCR结果表明,茶树炭疽菌(Colletotrichum camelliae)、拟盘多毛孢菌(Pseudopestalotiopsis camelliae-sinensis)和茶尺蠖(Ectropis oblique)接种处理茶变种‘龙井43’和新品系‘2807’24 h后,6个PAL家族基因均显著上调表达。以上结果表明,茶树PAL家族基因在应对不同逆境胁迫时发挥重要功能。     

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1 1条漆酶基因(MbLAC),通过生物信息分析发现M...     

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。     

蝴蝶兰响应低温胁迫研究进展

低温胁迫严重影响蝴蝶兰的生长,智能温室辅助加温成本高且能耗严重,制约蝴蝶兰产业的可持续发展。选育耐寒性较强的蝴蝶兰品种有助于提高蝴蝶兰的经济价值和观赏价值。该研究主要对近年来低温胁迫下蝴蝶兰的形态、生理生化特征的鉴定、分子响应及提高耐寒性的策略等进行综述,并就当前研究成果的局限性进行分析,提出未来的研究方向,以期为进一步揭示蝴蝶兰响应低温胁迫的调控机制及耐寒品种的鉴定和选育提供参考依据。     

高等植物对低温胁迫的响应研究

从膜系统成分与耐冷性、细胞内的物质与耐冷性、细胞抗氧化能力与耐冷性、低温胁迫信号传导、逆境蛋白与耐冷性和植物耐冷基因工程等6个方面综述了高等植物对低温胁迫响应机制的研究,进一步探讨了植物耐冷性的研究方向和存在的问题.     

果树响应低温胁迫的分子机制及抗寒性鉴定方法研究进展

适宜的温度是果树生存的必要条件之一,它参与调控果树的整个生长发育过程,是限制果树生长、发育和分布的一个主要环境因子。果树在受到低温胁迫时,其本身会发生一系列的反应来应对逆境,这些反应互相联系形成一套完整的分子应答机制。抗寒性是果树重要的抗逆指标之一,是一系列反应体现在生理生化反应中的结果。该研究综述了果树响应低温胁迫的分子机制,以及国内外抗寒性鉴定方法的原理、优缺点,以期进一步揭示果树低温胁迫适应性的调控机制,为果树的育种和栽培提供科学的参考依据。     

中国芦荟AIDREB2基因的克隆及其胁迫表达

为了研究中国芦荟的抗逆机理,以cDNA为模板,利用3'RACE和PCR扩增方法,克隆得到了一个编码DREB蛋白的基因,命名为AlDREB2,GenBank登录号为FJ560460.其cDNA序列全长为886bp,包含一个636 bp的开放阅读框,推导编码的氨基酸序列(212个氨基酸)与库拉索芦荟AlDREBI的序列相似性很高.进化树分析结果将AlDREB2归入DREB亚家族中A-6亚组.利用RT-PCR技术分析了AlDREB2基因的表达与胁迫的关系,表明AlDREB2基因在非生物胁迫与生物胁迫中能够被不同程度诱导表达.