芒果果实bHLH家族转录因子的生物信息学分析

bHLH家族作为植物中较大的转录因子家族之一,在真核生物生长发育调控中具有重要作用。本研究基于芒果果实转录组数据,利用生物信息学方法鉴定出87个bHLH家族蛋白,其中酸性蛋白所占比例较大,大部分为不稳定蛋白,且均为不含信号肽的亲水性蛋白,除CL10714.Contig1为膜结合转录因子外,其余均不含跨膜结构。芒果bHLH蛋白结构域有多个氨基酸位点保守性较高,87个芒果bHLH蛋白中73个（83.91%）具有E-box结合功能。GO分析发现芒果bHLH蛋白共注释到生物学过程、细胞组分和分子功能3大类功能的17个亚类。进化树分析发现芒果bHLH蛋白与拟南芥有较高的保守性,并基于进化树对部分bHLH蛋白的功能进行了预测。本研究结果将为下一步芒果bHLH蛋白的功能研究奠定基础。     

大豆响应涝害bZIP基因Glyma04g04170的生物信息学分析及互作蛋白预测

bZIP转录因子参与多种非生物胁迫,为研究涝害胁迫下大豆bZIP转录因子的调控作用,本研究对耐涝性极强大豆品种齐黄34进行淹水处理,对处理不同时间根部组织样品进行转录组测序,筛选出1个响应耐涝的差异表达的bZIP转录因子编码基因Glyma04g04170,其qRT-PCR分析结果与转录组测序数据趋势一致,在4个取样时间点都下调表达,证明该转录组数据具有可靠性,Glyma04g04170可能通过负调控的方式参与大豆耐涝应答反应。Glyma04g04170蛋白保守结构域分析发现该蛋白内部含有bZIP保守结构域。蛋白三级结构中存在参与寡聚化作用的亮氨酸拉链保守结构域,同时也包含与特异DNA序列相结合、起核定位信号作用的N-x7-R/K结构。分离鉴定的Glyma04g04170蛋白是一个结合AREB/ABF的bZIP转录因子,预测结果显示,与该蛋白互作的蛋白主要是丝氨酸/苏氨酸残基蛋白磷酸酶。转录组和RT-qPCR数据表明,Glyma02g37090基因在4个取样时间点的表达量都呈显著性差异,处理与对照相比,表达量升高。     

东北春大豆耐涝品种的筛选

利用361个东北大豆优异亲本材料,在辽宁、吉林、黑龙江三省8个点进行试验。在2013年自然湿涝条件下,通过分析品种在各试验点的苗情、生育期和产量差异,对参试品种进行耐涝筛选,将其分为强耐涝、耐涝、中耐涝和弱耐涝4种类型。描述了强耐涝优异品种的特征特性,为大豆耐涝育种提供亲本材料。     

大豆MYB转录因子的全基因组鉴定及生物信息学分析

MYB转录因子是植物中最大的转录因子家族之一,近年的研究表明其广泛参与多种生物学过程。MYB转录因子在其N端含有其特有的DNA结合基序(MYB-binding domain),能够与DNA分子大沟结合而调控基因表达。本研究通过生物信息学手段,在全基因组水平上筛选鉴定出了304个大豆MYB类转录因子,并对其进行了分类和保守结构域分析;通过与拟南芥的MYB基因进行系统发生分析,将304个大豆MYB转录因子分为了22个亚类;染色体定位分析表明大豆MYB转录因子在所有染色体上都有分布,部分染色体间的MYB蛋白序列高度相似,表明此类基因在进化上具有相同的来源;利用野生大豆盐、碱胁迫下转录组数据,分析MYB基因的表达模式,发现部分MYB转录因子能够响应盐、碱胁迫的诱导,且在盐、碱胁迫下具有不同的表达模式。     

8个大豆Dof转录因子的生物信息学分析及干旱诱导表达

为探究大豆Dof转录因子的功能,本研究对大豆中8个Dof转录因子的基因序列进行生物信息学分析,通过实时荧光定量PCR检测编码基因在干旱胁迫下的表达,并分析主要应答基因的启动子序列中的顺式作用元件。研究结果显示:8个Dof转录因子编码基因分别位于大豆5、8、11、13、15和16号染色体上,编码蛋白序列的氨基酸残基为213～403个,等电点为6.61～9.36,主要定位于细胞核中。GmDof2与番茄SlDof5.4具有较近的亲缘关系,GmDof1、GmDof8、GmDof3和GmDof5之间具有较近的亲缘关系,GmDof7与黄瓜CsDof1.4具有较近的亲缘关系,而GmDof4和GmDof6具有较近的亲缘关系。GmDof1和GmDof3的表达量在干旱胁迫下上升幅度最明显,启动子序列中均含有多种逆境相关的顺式作用元件。研究结果证明大豆Dof转录因子具有在植物抗旱基因工程中的应用前景。     

大豆SBP转录因子家族的预测分析

SBP 转录因子基因家族是一个植物的特异转录因子家族,SBP基因都含有一段保守的核苷酸序列即DNA结合结构域,又称为SBP盒(SBP-box),SBP盒编码的蛋白质序列称SBP结构域(SBP-domain),含79个氨基酸残基,并具有高度保守性.该研究通过对拟南芥、水稻等植物已知的转录因子与大豆基因组数据比对,并设置一...     

大豆TCP转录因子家族结构域分析及功能预测

利用已知的拟南芥TCP基因和大豆基因组数据库,通过生物信息学方法,鉴定并获得了大豆TCP家族基因序列,基因定位信息。共鉴定大豆TCP基因54个,分布在大豆除14号染色体外的其他19条染色体上。对54个基因进行进化和聚类分析及功能结构域的分析,发现全部具有高度保守的TCP结构域。根据结构域差异和系统发育分析的结果,将大豆TCP转录因子家族分成2个TCP亚家族。以生物信息学手段和已有的其他物种的TCP基因进行了比较分析,大豆TCP基因占总数的3.5%,与拟南芥同源基因比较,序列长度存在相似性。对启动子元件分析显示,TCP基因含有大量与在子叶、根、茎处大量表达有关的元件及对分生组织有作用的元件。     

大豆种子耐储藏性相关QTL分析及候选基因挖掘

大豆种子在长期储存条件下发生老化,导致种子的品质降低、萌发力下降、幼苗活力变差,最终造成大豆大规模减产。种子耐储藏性是一个复杂的数量性状,受多基因控制。为了探究大豆种子耐储藏性机理,挖掘相关基因,以中豆27和九农20及其杂交衍生的112份重组自交系(Recombinant Inbred Lines, RIL)群体为材料,评价大豆种子耐储藏性,利用343 907个高质量的SNPs标记构建Binmap,定位大豆种子耐储藏相关性状的QTLs,并利用基因组、转录组、代谢组进一步分析。结果显示：本研究共得到31个QTLs,分布于大豆的10条染色体上。多组学联合分析共发现与种子耐储藏性相关的3个候选基因,并发现种子耐储藏性相关的通络包括黄酮类生物合成途径和亚油酸代谢等。研究结果为深入解析大豆种子耐储藏遗传本质和大豆耐储藏品种的培育提供理论依据和技术支持。     

大豆GmNCED5基因非生物胁迫响应及生物信息学分析

为探究大豆9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCED)基因GmNCED5对非生物胁迫的响应及原理,为植物基因工程及大豆抗逆育种提供理论基础,本研究检测GmNCED5在非生物胁迫下的表达量,并对该基因及其启动子序列进行生物信息学分析.实时荧光定量PCR结果显示,干旱、高盐、高温、低温及外源脱落酸(ABA)处理均可以不同程...     

棉花转录因子GhSPL1生物信息学分析

为深入研究GhSPL1基因的功能,进一步探究SPL转录因子在植物生长发育过程中发挥的作用及其作用机制,利用生物信息学的手段,分析了棉花转录因子GhSPL1的基因结构和蛋白序列.生物信息学分析得到的结果是:GhSPL1蛋白质相对分子质量为109667.79 kDa,理论等电点(PI)是6.02,预测的总平均亲水性是-0....     

大豆转录因子GmbZIP60对非生物胁迫的表达模式分析

bZIP基因在植物响应非生物胁迫过程中发挥重要的调控作用。前期试验已经从大豆中克隆到一个bZIP基因GmbZIO60(Genebank Accession No:DQ787038),并成功转化到拟南芥中。本研究在此基础上,利用qRT-PCR和GUS组织化学染色法研究了高温(37℃)、低温(4℃)、干旱(PEG6000)、NaCl(200 mmol·L~(-1))和ABA(100 mg·L~(-1))处理对GmbZIP60卻表达的影响。结果表明:髙温、低温、干旱和NaCl胁迫处理下,CznbZIP60表达量显著降低,分别变为对照组的0.07,0.25,0.36和0.13倍,而ABA处理对GmbZIP60表达量影响不显著,GUS染色结果与荧光定量PCR结果一致。研究认为,GmbZIP60可能以负调控的方式参与大豆抗高盐、干旱、高温、低温等非生物胁迫的应答反应。本研究为进一步鉴定和克隆大豆逆境应答关键基因、揭示大豆抗逆分子机制和大豆抗逆性基因工程改良提供了有益借鉴。     

艾纳香MYB转录因子家族生物信息学分析

MYB转录因子是植物中庞大的转录因子家族之一,在植物体内有着广泛的生物学功能。基于艾纳香全长转录组数据库,利用DNAMAN 6.0、MEGA 5.05软件以及ProtParam、WebLogo和SOPMA在线网站分析艾纳香MYB转录因子家族蛋白的分类、理化性质、氨基酸序列高级结构、保守结构域、系统进化等。结果表明,挖掘到127个BbMYB基因,预测47条具有MYB转录因子保守结构域的蛋白序列;根据结构域可分为1R-BbMYB和R2R3-MYB 2个亚类,其中R2-BbMYB与R3-BbMYB基序中都含有3个保守的色氨酸,而R1-BbMYB基序只有2个保守的色氨酸;艾纳香MYB家族蛋白均为亲水性蛋白,热稳定性较高且富含碱性氨基酸,大部分蛋白以无规则卷曲为主,其中R2R3-BbMYB3、R2R3-BbMYB4与1R-BbMYB15蛋白是以α-螺旋为主;与拟南芥MYB转录因子家族共同构建的进化树发现,艾纳香MYB家族在进化上包括2个大类,6个亚类,通过艾纳香与拟南芥MYB蛋白序列相邻或是进化关系近可以预测艾纳香MYB基因功能,为进一步对艾纳香MYB家族基因研究及其功能鉴定提供科学依据。     

大豆胚发育期酵母双杂文库的构建及与bHLH转录因子互作蛋白的筛选

构建了大豆幼胚生长期20~50 d DSN(duplex-specific nulease)均一化c DNA酵母双杂文库,总克隆数为2.8×107cfu。为了筛选能与已知大豆b HLH转录因子Gmb HLH3a相互结合的蛋白质,以转录因子Gmb HLH3a为诱饵蛋白构建诱饵载体,Gmb HLH3a诱饵载体无自激活活性,通过酵母双杂筛选到了两个能与诱饵蛋白相互作用的蛋白及其序列。     

茶树转录因子基因CsDREB-A4的克隆与温度胁迫响应的分析

基于本实验室茶树品种迎霜的转录组数据,通过PCR方法从迎霜的DNA中克隆得到CsDREB-A4基因。分析显示,该基因含开放阅读框长708βbp,编码235个氨基酸,含有AP2/ERF家族转录因子典型的保守AP2结合域,并且与大豆、番茄、葡萄、拟南芥等的DREB转录因子有高度同源性。从进化树、亲/疏水性、无序化特性、二级和三级结构等方面进行预测与分析,结果表明,该转录因子属于AP2/ERF家族中的DREB亚族的A4组,大多数氨基酸属亲水性氨基酸,无序化特征比较明显,三级结构与AtERF1相似。利用实时荧光定量PCR分析表明,在迎霜、安吉白茶、云南十里香3个茶树品种中CsDREB-A4基因均受高温、低温诱导表达。在4℃处理下,在上述3个茶树品种中CsDREB-A4基因表达量均在24βh时达到最大值,分别为对照的23、4、43倍,并且CsDREB-A4基因在迎霜和云南十里香中均比安吉白茶的基因表达上调时间更长,上调程度更大。在38℃处理下,CsDREB-A4基因在迎霜和云南十里香中表达受抑制,均只在8βh时表达量高于对照,而在安吉白茶中表达量显著增加,在12βh时高达对照的2β720倍。     

菠萝NAC转录因子基因AcoNAC1生物信息学及表达分析

NAC转录因子作为植物中数量最大的转录因子家族之一,在植物生长发育及各种逆境胁迫中发挥非常重要的调控作用。本研究以菠萝为试验材料,采用RT-PCR技术克隆得到基因AcoNAC1(GenBank登录号:XM₀20225830),对其进行生物信息学及表达分析。生物信息学分析表明,该基因cDNA序列全长1723 bp,ORF为1062 bp,编码353个氨基酸,相对分子量为38.34kDa,理论等电点为8.88;其编码蛋白的二级结构由20.40%的α-螺旋(H)和15.30%的β-折叠(E)以及59.21%的无规则卷曲(C)组成,具有NAC典型结构保守域。基因表达分析表明,AcoNAC1基因的表达受低温和干旱胁迫诱导,低温胁迫24 h和干旱胁迫12 h时的表达量最高;在不同成熟期品种中表现出持续的诱导表达,但诱导强度逐渐下降,其中早熟品种谢花后20～50 d及晚熟品种谢花后20～60 d基因表达量均处于较高水平。因此,推测AcoNAC1基因可能参与菠萝逆境胁迫响应以及果实发育与成熟的调控。