杨梅全基因组的GATA转录因子鉴定、功能及进化分析

对杨梅GATA转录因子进行全基因组鉴定,并预测其理化特性、染色体定位、基因结构、蛋白保守序列等基本特征.结果表明,26个GATA转录因子随机分布在8条染色体上,共分为4个亚家族,并且各亚家族的成员在保守基序、结构域及基因结构上均存在一定的差异性.物种共线性结果表明,基因复制和片段性的重复事件可能是部分MrGATA演变的主要驱动力,MrGATA在不同组织和发育时期的表达数据说明各亚家族之间也存在功能上的差异.根据顺式作用元件及表达模式推测了GATA转录因子家族成员的功能.这些数据为探究杨梅MrGATA功能以及分子育种提供了依据.     

芥菜TCP转录因子家族全基因组鉴定及表达分析

【目的】对芥菜基因组中TCP转录因子家族基因成员进行鉴定和序列分析,并分析TCP家族基因在茎发育时期的表达水平,为研究芥菜TCP基因功能和茎膨大机理提供基因源和理论依据。【方法】从芸薹属基因组数据库下载芥菜基因组数据,结合转录组数据,对芥菜TCP转录因子家族成员进行鉴定,并利用生物信息学方法对该家族成员进行理化性质、亚细胞定位、系统发育关系、基因结构、染色体定位及茎不同发育时期基因表达谱等方面的分析。【结果】芥菜TCP家族共有53个成员;系统进化树分析可分为两个大的亚组;TCP基因大都位于细胞核上,但理化性质差异很大;大部分基因没有内含子,基因结构保守性较高;在染色体上分布不均;表达模式分析显示TCP家族基因可能在芥菜茎膨大中起重要作用。【结论】鉴定了53个芥菜TCP家族基因成员,并发现PCF亚组成员在芥菜茎发育时期特异性表达,可能在芥菜茎的生长发育过程中起重要作用,该研究为芥菜及其他植物中TCP家族的鉴定和功能研究提供了理论基础。     

小麦Dof转录因子家族全基因组鉴定和表达分析

利用生物信息学方法对小麦Dof转录因子家族进行全基因组鉴定,并对其保守结构域、系统进化关系、共线性和表达模式进行分析,以期为小麦Dof转录因子的功能研究奠定基础。结果表明,在小麦基因组水平上共鉴定到86个Dof基因,它们在小麦染色体上不均等分布,A、B、D染色体组中分别含有30、29、27个Dof转录因子;小麦Dof转录因子可被分成A、B、C1、C2、C3、D1、D2七个亚组,其中亚组D1是最大的一个亚组,含有29个Dof转录因子;多序列比对结果显示,所有的Dof转录因子都包含有一个C-X_2-C-X_(21)-CX_2-C保守基序;共线性结果表明,有23个Dof基因组成了29对共线性基因对,暗示Dof基因在进化过程中发生了复制;表达模式分析表明,Dof基因在不同生长发育时期的组织和胁迫条件下均存在差异表达,说明Dof基因广泛参与小麦生长发育,且在响应生物和非生物胁迫中可能发挥重要作用。     

大白菜WRKY转录因子的全基因组鉴定与分析

WRKY转录因子是一类重要的调控分子,在高等植物中以基因家族的形式存在。试验以大白菜基因组数据为材料,利用生物信息学手段对WRKY转录因子进行了全基因组鉴定与分析。结果表明,大白菜至少有134个WRKY转录因子,蛋白序列长度为143～1 082;基因组DNA全长880～9 099 bp,具1～15个内含子。染色体定位结果表明,10条染色体上均有WRKY转录因子基因的分布,A3染色体上最多（26）,A10染色体分布最少（4）。大白菜WRKY转录因子可分为3大类,Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类的数量分别为27,83和24,它们处于进化树的不同分支。除保守的WRKYGQK和常见变异序列WRKYGKK外,新发现WRKDGQK,WRKNGQK和WMKYGQK等3种WRKY结构域类型。     

小麦BES1转录因子全基因组鉴定与分析

为了解小麦中BES1基因家族功能,根据已公布的小麦基因组信息(IWGSC v1.1),对小麦BES1基因家族进行全基因组鉴定.根据已报道的BES1基因,采用同源比对法检索小麦基因组中的BES1家族基因,pfam鉴定并进行编号,通过ExPASy Proteomics Server预测小麦BES1氨基酸序列的基本信息,利用...     

甜橙bHLH转录因子家族的鉴定及生物信息学分析

bHLH转录因子家族是第2大转录因子家族,广泛存在于微生物、植物以及动物中。以甜橙为试验材料,通过全基因组数据库搜索鉴定,对bHLH基因进行了理化性质、系统发育、染色体分布、保守基序、蛋白互作生物信息学分析,探讨它们在不同组织的表达情况。结果表明：共鉴定出126个bHLH基因,其中112个不均匀的分布于9条染色体上,14个分布位置尚未确定;系统发育分析表明甜橙bHLH基因家族可分为16个亚家族,并且给定亚家族中的大多数基因具有相似的基因结构和保守基序。在甜橙中,多个bHLH基因相互作用共同调控其开花、光的形态发生和花色素苷合成等过程;大多数的CsbHLH基因在愈伤组织、叶、花和果实中均有表达。本研究为CsbHLH基因的功能研究奠定了基础,并有助于bHLH基因在其他植物物种中的功能研究。     

高粱耐冷基因全基因组鉴定及进化分析

利用公布的高粱全基因组数据,以及BLAST、Pfam、MEGA6.0等生物信息学软件对高粱相关耐冷基因数量、系统进化树进行分析。结果表明,在高粱全基因组中共有AP2家族基因203个、ICE1基因252个、EIN3基因15个、SNAC2基因133个、AMP1基因3个、COLD1基因3个、qLTG3-1基因53个、ctb1基因90个。通过进化树分析,高粱中XP002457016.1、XP021-317625.1; XP002463411.2、 XP002467935.1、 XP021317527.1; XP002447111.1、 XP021-315473.1、XP002447110.1、XP021318475.1、XP021318476.1;XP002449576.1、XP0024 59022.1;XP002466328.1;XP021317902.1;XP002446618.1、XP002452340.1和XP02 1314112.1基因与模式作物中AP2基因家族、AtEIN3、Osctb1、OsqLTG3-1、AtAMP1、OsCOLD1、OsSNAC2亲缘关系最近,主要分布在高粱1...     

玉米DREB转录因子家族的全基因组鉴定与分析

借助生物信息学手段,从玉米DREB家族基因的鉴定、基因结构、顺式作用元件等多角度进行解析,以期了解其在抗逆途径中的潜在功能。结果表明：玉米中共有87个DREB家族成员,分为6个亚组,理化性质分析结果表明其编码的氨基酸序列长度为125～452个氨基酸,均编码亲水性蛋白;在玉米10条染色体上均有分布,在4号、5号染色体长臂处较为集中;仅有少数基因含有内含子,大多数成员只以CDS的形式存在且在各亚组之间保守;启动子区域除含有MBS等响应干旱胁迫的元件外,还含有响应赤霉素、ABA、MeJA等相关调控途径的元件;物种共线性分析结果表明,高粱与玉米DREB家族成员之间存在共线性特征,且部分基因呈现倍性关系;基于转录组数据的表达模式分析显示,在干旱、盐、干旱和盐双重胁迫处理下,仅有几个基因的表达水平显著升高,多数DREB家族基因以下调的表达方式参与胁迫响应。     

葡萄全基因组WRKY转录因子鉴定和分析

为鉴定和分析葡萄全基因组中WRKY家族转录因子基因,利用生物信息学的方法,分析葡萄全基因组WRKY转录因子类型、进化分析、染色体定位、基因结构、保守元件和基因表达模式。结果表明:葡萄全基因组中有56个WRKY转录因子。序列比对和系谱进化表明,分为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ三个组,Ⅱ组分为Ⅱ-a、Ⅱ-b、Ⅱ-c、Ⅱ-d和Ⅱ-e五个亚组。染色体定位表明,存在串联复制和分布不均现象,但是在3号染色体上无该家族基因定位。结构域和保守元件分析都说明葡萄WRKY(VvWRKY)家族的WRKY结构域是高度保守的。葡萄叶片中基因表达模式分析表明,VvWRKY家族的部分基因参与非生物胁迫。     

黄藤Dof家族的全基因组鉴定及系统进化分析

为了揭示黄藤全基因组中Dof基因家族的生物学功能,利用生物信息学手段,对黄藤Dof基因家族进行了全基因组鉴定,并系统分析了黄藤与其他9个物种Dof基因家族分子进化关系。结果表明：黄藤基因组中含有25个Dof基因,亚细胞定位预测发现它们均位于细胞核,跨膜结构预测到黄藤所有的Dof蛋白成员均不具有跨膜结构;黄藤的Dof蛋白家族均为不稳定亲水蛋白,其二级结构由α−螺旋、无规则卷曲为主导,其三级结构主要由α−螺旋和β−转角进行复杂的空间构象变化组成;黄藤Dof蛋白成员的氨基酸个数为184到586 AA,pI范围为4.71～9.57;根据系统进化分析,黄藤Dof基因家族分为ClassⅠ −ClassⅣ共4个亚组, 其中ClassⅡ成员最多（8个）,约占总数的32%;其次是ClassⅣ（7个）、ClassⅠ（5个）和ClassⅢ（5个）;从组别上来看,ClassⅡ成员分化速度是最快的,与原始祖先的亲缘关系最远。从组中来看,ClassⅡ中成员DjDof9和DjDof10分化最快,与原始祖先的亲缘关系最远,DjDof12和DjDof24分化较慢,与原始祖先的亲缘关系相对较近;黄藤与拟南芥的进化关系表明两者亲缘关系不是很近;黄藤与其他9个物种的Dof 基因的系统进化分析表明黄藤与甘蓝型油菜和小麦有较近的亲缘关系,序列同源性也较高,与可可亲缘关系最远。     

谷子GRAS转录因子家族的全基因组鉴定、表达分析及标记开发

为了鉴定谷子GRAS家族基因并揭示SiGRASs响应外源植物激素和逆境胁迫过程的表达规律,本研究采用生物信息学方法对谷子GRAS转录因子家族进行全基因组鉴定,利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)进行4种激素和2种胁迫处理后的表达分析,并根据SiGRAS23序列差异开发分子标记。结果表明,谷子全基因组共包含52个GRAS转录因子基因,大部分编码亲水性蛋白;82.69%的基因编码酸性蛋白,长度为362~734 aa,分子量为39.81~100.09 kDa,等电点为4.85~9.53。系统发育分析将谷子GRAS家族划分为10个亚家族。组织表达量分析表明,各亚族基因具有明显的组织表达特异性,LISCL、DELLA和SHR亚族基因分别在叶、茎和根中有较高的表达量,PAT1和HAM亚族大部分基因为组成型表达,但在叶中的表达量最高。SiGRASs启动子区含有多种植物激素、逆境响应相关的顺式作用元件;qRT-PCR结果显示,SiGRASs在不同激素和非生物胁迫下的表达水平存在较大差异,其中PAT1亚族中Seita.2G369400对6种不同的处理响应最为敏感;少数SiGRASs基因在各组织和各种激素和非生物胁迫处理下,表达量均在极低水平。DELLA亚族中的SiGRAS23在遗传群体AJF₅的双亲矮宁黄和晋谷21号间存在序列差异,据此开发的分子标记D8-1与该群体株高性状紧密连锁。本研究为解析谷子GRAS家族基因参与激素信号转导及逆境胁迫响应的功能研究奠定了基础,SiGRAS23的分子标记可用于今后谷子种质资源株高等位变异的筛选。     

甜瓜SWEET基因家族的全基因组鉴定及生物信息学分析

糖外排转运子(sugars will eventually be exported transporter, SWEET)是一类新型的糖转运蛋白,其在植物生长发育、植物与病原体互作以及植物胁迫耐受性方面都起着重要作用。基于甜瓜中还未有该家族基因的相关报道,本研究开展CmSWEET的全基因组鉴定和生物信息学分析。通过同源性搜索,总共鉴定到17个甜瓜CmSWEET基因。这些基因分布于甜瓜8条染色体上,具有典型的MtN3/saliva结构域。系统发育树将拟南芥、黄瓜和甜瓜的SWEET蛋白分为4个进化分支,其中亚族Ⅲ是甜瓜和黄瓜独有的亚族。基因启动子区域的顺式作用元件显示,CmSWEET含有许多与植物激素和应激相关的调节元件,暗示了CmSWEET在参与调节甜瓜生长发育以及环境适应性方面有重要作用。基因表达量分析表明,大部分CmSWEET基因在花(雌花和雄花)和根中高表达,部分CmSWEET基因在果实发育时期表达量较高。此外,RNA-Seq结果暗示,CmSWEET基因可能参与对尖孢镰刀菌和白粉病菌侵染的抗性响应。本研究为今后探究CmSWEET蛋白在甜瓜生长发育过程以及响应生物和非生物胁迫中的分子...     

苹果TCP转录因子家族生物信息学分析

TCP蛋白家族是一类植物特有的转录因子家族,参与多种生理生化过程,具有重要的调控作用。本文利用生物信息学方法对苹果TCP转录因子家族成员、基因分类、基因结构、染色体定位、系统进化关系和结构域序列保守性进行了预测和分析。结果表明,苹果TCP基因家族包含52个成员,分为3类:ClassⅠ、ClassⅡ和ClassⅢ;MdTCP蛋白含有115~612个氨基酸,等电点为5.41~10.65;除3号染色体外,其余16条染色体均有MdTCP基因分布,其中5号染色体最多,有7个。     

谷子TGA转录因子家族全基因组鉴定与分析

TGA转录因子在植物器官发育和抗病反应中发挥着重要作用。为了探究C₄模式植物谷子TGA基因家族成员的结构和功能,为进一步探索TGA转录因子的生物学功能提供理论基础,以拟南芥TGA基因家族的氨基酸序列为参考序列,从xiaomi基因组中鉴定出16个TGA基因,命名为Si TGA1～Si TGA16,并利用生物信息学软件对其结构和表达模式进行分析。结果表明,Si TGAs在9条染色体上均有分布,其中在2号和5号染色体上均含有3个基因;在3、4号和6号染色体分别分布有2个基因;在1、7、8号和9号染色体上分别仅有1个基因。理化性质分析结果显示,Si TGAs的二级结构主要为α-螺旋,无规卷曲次之;Si TGAs亚细胞主要定位在细胞核。进化关系结果显示,16个Si TGAs分属6个亚类,这些亚家族分别含有4、4、1、5、1、1个基因,与高粱的亲缘关系最近,其中亲缘关系近的Si TGAs的基因结构、保守基序、保守结构域具有保守性。TGA基因家族成员的进化关系及Si TGAs在谷子中的表达模式结果显示,谷子TGA基因家族在谷子的抗逆反应、抗病反应、花器官发育以及茎尖、芽尖分生组...     

玉米钙依赖蛋白激酶全基因组鉴定及抗旱表达分析

【目的】分析研究玉米钙依赖蛋白激酶全基因组鉴定及抗旱表达。【方法】使用NCBI Blast、DNAMAN和MotifScan等程序分析玉米钙依赖蛋白激酶CDPK的蛋白结构域和系统发育。采用Real-time RT-PCR方法分析CDPK基因在干旱胁迫处理玉米幼苗中的表达,评价CDPK基因对玉米干旱胁迫反应能力。【结果】鉴定出了在玉米中含有39个CDPK基因。将CDPK基因分为4个组。每个群体中的成员有共同的蛋白质基序和外显子及内含子结构,共同的进化起源。39个玉米CDPK基因根据它们的系统发育关系分组,并锚定在特定的玉米染色体上。多数CDPK基因在玉米干旱胁迫中的表达水平发生改变,CDPK基因参与对干旱胁迫的响应。【结论】从玉米基因组数据库中鉴定出了39个CDPK基因,大多数玉米CDPK基因在不同组织和不同发育阶段表现出不同的表达水平,CDPK基因在玉米发育中发挥不同的作用。多数CDPK基因在干旱胁迫下的表达量均发生变化。     

芹菜TCP基因家族全基因组鉴定、进化分析和表达研究

[目的]鉴定芹菜基因组中TCP转录因子基因家族成员,为开展芹菜TCP基因功能研究及遗传改良提供理论依据.[方法]基于芹菜全基因组数据,对TCP家族成员进行了鉴定,系统分析了该家族成员的理化性质、基因结构、蛋白功能域、染色体分布、系统进化和转录表达丰度等,并采用qRT-PCR验证TCP参与了高温胁迫的应答.[结果]芹菜中...     

葡萄bHLH转录因子家族全基因组分析

通过生物信息学的方法,鉴定得到110个葡萄的bHLH基因,分别命名为VvbHLH001^VvbHLH110。葡萄bHLH基因可以分为24个亚家族,以非随机的方式分布在19条染色体上,其中有10组基因发生了串联复制。基因芯片表达分析显示葡萄bHLH基因具有器官特异性表达,如亚家族Ib(2)在根中特异表达,可能与根活力有关;VvbHLH003和VvbHLH16基因在花蕊及花序中特异表达,推测与花器官发育有关。研究结果可为进一步开展bHLH家族的基因功能和分子进化机制的研究提供基础。     

芥蓝TCP家族全基因组鉴定及表达分析

为明确芥蓝TCP家族相关基因在叶片发育中的功能,基于甘蓝基因组数据,分析鉴定出芥蓝TCP基因家族有40个成员,参考拟南芥同源TCP基因注释及拟南芥数据库基因的相对表达量,初步选取BoTCP21和BoTCP25基因,采用qRT-PCR分析。结果表明：BoTCP21和BoTCP25均在叶片中大量表达,但二者在真叶不同部位的表达模式存在差异。为了进一明确TCP基因家族中参与叶片发育的基因,采用生物信息学方法并结合qRT-PCR对BoTCP家族进行了全面分析。结果显示：40个BoTCP都属于非分泌亲水性蛋白,分别定位在8条染色体上;系统进化树构建和亲缘关系分析将芥蓝中的BoTCP成员归为3类,其中PCF亚家族有19个成员,CYC亚家族8个成员,CIN亚家族13个成员。qRT-PCR结果表明：BoTCP21和BoTCP25在真叶和薹叶中具有较高的表达量,BoTCP14在开花结荚的植株根部表达量较高,而BoTCP16则在抽薹植株的根部表达量最高,说明BoTCP家族成员在组织部位表达存在时空特异性且广泛参与了植株的形态建成和器官发育。     

桑树WRKY转录因子的全基因组鉴定及生物信息学分析

[目的]明确桑树基因组中WRKY转录因子家族结构及其功能特征,为进一步揭示WRKY转录因子家族生物学功能提供科学依据.[方法]利用生物信息学方法对桑树WRKY转录因子的数目、类型、结构、系统进化关系、保守结构域和密码子使用偏性等进行全面分析.[结果]基于桑树全基因组蛋白数据库,共鉴定出55个桑树WRKY转录因子家族基因,占桑树基因总数(29261)的1.88%.桑树WRKY转录因子存在6种内含子数量类型及15种内含子相位类型,其中27个基因含有2个内含子,25个基因的相位类型为2-2型.保守结构域系统进化分析结果显示,桑树WRKY转录因子家族蛋白主要分为三大类(Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ),Ⅰ类可分为ⅠN和ⅠC两个亚组,Ⅱ类根据聚类情况又可分为Ⅱa、Ⅱb、Ⅱc、Ⅱd和Ⅱe等5个亚组.桑树WRKY转录因子蛋白保守结构域分析发现有五类Motif的保守性较强,桑树WRKY转录因子蛋白中均包含C端Motif l,Ⅰ类蛋白同时含有N端Motif 3.桑树WRKY转录因子家族基因启动子区富含PBF(C2H2锌指因子)和AHL(拟南芥hook因子)元件.密码子使用偏性分析结果显示,桑树WRKY转录因子家族基因的有效密码子数(ENC)介于48.00~60.00,密码子第3位GC含量(GC3s)介于0.330~0.722,平均亲水性值(Gravy)均为负值;同义密码子相对使用度(RSCU)>1.000的密码子有29个,且以A(6个)或T(11个)结尾较G(4个)或C(8个)结尾的略多.[结论]桑树WRKY转录因子家族包含55个成员,内含子相位类型一致的同组成员可能来源于同一祖先基因,且与基因复制和基因组重排有关;蛋白序列高度保守,在植物抵御环境胁迫过程中发挥作用;基因密码子使用偏性较弱,主要受碱基突变选择压力影响.