曼地亚红豆杉NAC基因家族鉴定及表达分析

[目的]筛选红豆杉NAC转录因子家族中影响根系形成的关键基因,探索红豆杉根系生长发育分子机理.[方法]利用曼地亚红豆杉全长转录组数据,通过生物信息学方法鉴定NAC转录因子,并对筛选出的NAC转录因子进行蛋白结构及基因组织表达谱等分析.[结果]共鉴定出44个NAC转录因子,其在N端均具有典型的保守NAC结构域,分别聚类到...     

杉木NAC转录因子基因ClNAC1的克隆、表达及单核苷酸多态性分析

【目的】克隆与杉木次生壁形成相关的Cl NAC1基因,在组织表达特异性分析基础上开展该基因的单核苷酸多态性(SNP)及其连锁不平衡(LD)分析,以期为深入解析该基因功能和开展LD作图提供重要依据。【方法】基于杉木根、茎、叶等混合样本转录组测序获得的相关数据,分离杉木Cl NAC1的c DNA序列,进行同源比对和进化树构建分析。利用实时荧光定量PCR技术(q PCR)检测Cl NAC1的表达模式。通过MEGA 6.0和Dna SP 5.0分析Cl NAC1在40个杉木无性系的SNP变异,以及LD衰减程度。【结果】分离到Cl NAC1基因c DNA序列1 286 bp,开放阅读框(ORF)长度为1 092 bp,编码蛋白质在N端含有1个由128个氨基酸残基组成的NAC结构域。相应基因组序列长2 546 bp,有3个外显子和3个内含子,且第1个内含子位于5'非翻译区(UTR)。系统进化树分析表明,Cl NAC1蛋白位于B分支,与拟南芥的NST1/2/3、毛果杨的Ptr WND2A/B等聚在一起,属于次生生长相关的NAC转录因子类别。Cl NAC1在雄球花中的表达量最大,在当年生成熟叶中最小;该基因在当年生半木质化茎中的表达量是未木质化茎的2.8倍,且在去年生茎木质部中的表达量比皮层大3倍左右。利用来自6个地理种源的40个无性系发现Cl NAC1内存在104个常见SNP位点,平均发生频率为1/24 bp,多样性水平达到0.012 53。编码区域有32个SNP位点,其中25个属于同义突变,7个属于错义突变。SNP多样性指数πtot、πsil、πs、πn在6个群体间的差异不显著,且不同群体的非同义突变多样性πn皆小于同义突变多样性πs。LD分析显示,当r20.1时,在6个群体中LD衰退序列长度在1 025~2 460 bp间变化,在基因内部LD水平已衰退至不显著。【结论】杉木Cl NAC1基因可能参与次生壁的发育。Cl NAC1在不同无性系间存在丰富的SNP变异,且在进化中主要受纯化选择作用。不同杉木群体中Cl NAC1基因SNP位点间的LD皆在较短序列长度内迅速消失,表明基于候选基因的LD作图策略在杉木关联作图研究中是可行的。     

杉木实时荧光定量PCR分析中内参基因的选择

[目的]筛选适用于杉木不同组织荧光定量PCR分析的稳定内参基因,提高杉木实时荧光定量PCR试验准确性,为杉木体内各个基因表达分析提供合适内参基因。[方法]通过实时荧光定量PCR获取GAPDH、EF1α、18S rRNA、28S rRNA、UBQ、UBC与Actin 7个候选内参基因在杉木无性系的根、茎和叶中的溶解曲线与Ct值;利用软件geNorm、Normfinder和BestKeeper对候选内参基因的表达稳定性进行评价;通过分析2个纤维素合酶基因ClCesA1和ClCesA2在杉木不同组织部位的相对表达情况,对候选内参基因的稳定性进行验证。[结果]geNorm、Normfinder和BestKeeper分析结果均表明:在杉木根和茎中最稳定的内参基因是EF1α和Actin; geNorm、Normfinder结果显示杉木叶中稳定的内参基因是UBQ和EF1α, BestKeeper显示杉木叶中最稳定合适内参基因是EF1α和Actin。以Actin与EF1α作为内参基因,荧光定量PCR分析表明,ClCesA1和ClCesA2基因的相对表达量在杉木不同组织中均有所不同,ClCesA2的相对表达量在各个组织中均高于ClCesA1。以不同内参基因作为试验内参基因分析ClCesA1和ClCesA2的表达情况得到,ClCesA1和ClCesA2在各个组织中的相对表达量排序主要为茎叶根。[结论]7个候选内参基因中,杉木不同组织中稳定表达的为Actin与EF1α,适合作为表达分析的内参基因;28S rRNA的表达稳定性低,不适合作为杉木定量PCR分析的理想内参基因。     

海州常山叶片实时荧光定量PCR的内参基因选择

[目的]通过实时PCR(qRT-PCR)筛选海州常山叶片不同非生物胁迫条件下稳定的内参基因.[方法]利用已有的转录组数据,筛选出17个候选内参基因,在不同非生物胁迫(盐害、干旱和热害)下进行qRT-PCR,通过利用GeNorm、NormFinder、BestKeeper及ReFinder软件分析筛选不同胁迫中最适的内参...     

北美鹅掌楸LtuHMGS基因的克隆与生物信息学分析

[目的]研究北美鹅掌楸LtuHMGS基因的结构特性、亚细胞定位及表达模式,为从分子水平探究北美鹅掌楸萜类合成途径提供理论基础.[方法]从北美鹅掌楸转录组数据库中鉴定出一条HMGS基因序列,采用RACE技术克隆其全长cDNA,将其命名为LtuHMGS.对LtuHMGS基因的ORF进行生物信息学分析,探究其理化性质及与同源...     

樟叶越桔热激蛋白基因对温度胁迫的响应表达

[目的]分析樟叶越桔热激蛋白基因响应不同温度变化的表达模式,为阐明热激蛋白在樟叶越桔响应温度胁迫过程中的生物学功能奠定理论基础.[方法]以樟叶越桔成熟叶片为材料,从建成的转录组数据库中筛选出候选内参基因(VdARP、VdGAPDH和VdEF-1α)和热激蛋白基因(VdHSP90、VdHSP70和VdsHSP)的cDNA...     

转BpTCP10基因抑制表达白桦的耐盐性分析

[目的]TCP家族基因是植物特有的一类转录因子,广泛参与了植物的各类生命进程,起到至关重要的调控作用.白桦BpTCP10基因是属于TCP家族的一个重要基因,探究BpTCP10基因在白桦生长发育及非生物胁迫过程中的作用,能为揭示该基因的功能、培育白桦耐盐良种提供理论依据.[方法]以白桦为试材,在克隆BpTCP10基因的基...     

刚毛柽柳NAC24基因的表达及抗逆功能分析

【目的】NAC类转录因子是植物特有的最大的转录因子家族之一,广泛参与植物的生长发育过程,并在植物响应盐、干旱等多种非生物胁迫的过程中发挥至关重要的调控作用。本研究拟从盐生木本植物刚毛柽柳中克隆获得一个NAC转录因子基因,研究该基因的耐盐、抗旱功能,以期为研究木本植物NAC转录因子的抗逆分子机制奠定理论基础。【方法】在刚毛柽柳NaHCO_3胁迫转录组数据库中筛选获得一个NAC转录因子基因,将其命名为ThNAC24(GenBank登陆号:KF031949)。利用生物信息学工具将其与其他9个物种的NAC蛋白进行多序列比对,与拟南芥105个NAC蛋白进行进化树分析。分别用300 mmol·L^-1 NaCl和400 mmol·L^-1甘露醇对刚毛柽柳进行胁迫,在胁迫6、12、24和48 h后分别取刚毛柽柳根及叶组织。通过实时荧光定量RT-PCR(qRT-PCR)技术分析盐、干旱胁迫下ThNAC24基因在不同胁迫时间点及不同组织的表达情况,初步鉴定其是否响应盐、干旱胁迫。为进一步研究ThNAC24基因的抗逆功能,分别构建植物过表达(pROKⅡ-ThNAC24)及抑制表达(pFGC5941-ThNAC24)载体。利用农杆菌介导的高效瞬时遗传转化体系获得ThNAC24基因瞬时过表达(OE)、抑制表达(IE)及对照(Control)刚毛柽柳植株。在盐、干旱胁迫下分析比较了ThNAC24基因瞬时过表达、抑制表达及对照刚毛柽柳植株的二氨基联苯胺(DAB)和氯化硝基四氮唑蓝(NBT)染色情况,过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性,及电解质渗透率、失水率及丙二醛(MDA)含量,鉴定ThNAC24基因的耐盐、抗旱功能。【结果】ThNAC24基因的开放阅读框为1 023 bp,编码340个氨基酸。多序列比对结果显示ThNAC24在N端的氨基酸序列相似度比较高,具有NAC家族的序列特征;系统进化树分析结果显示ThNAC24与ANAC103和ANAC082的亲缘关系较近。qRT-PCR结果显示:盐胁迫下,ThNAC24基因上调表达,在根组织中胁迫12 h表达量最高,而叶组织中胁迫24 h的表达量最高;干旱胁迫下,ThNAC24基因上调表达,在根组织中胁迫6 h表达量最高,在叶组织中胁迫12 h的表达量最高。ThNAC24基因在刚毛柽柳根和叶组织中均有表达且响应盐和干旱胁迫。过表达ThNAC24基因显著降低了刚毛柽柳H_2O_2和超氧阴离子含量,增强了POD和SOD酶的活性,从而减少活性氧(ROS)的积累。过表达ThNAC24基因能够降低刚毛柽柳在逆境胁迫下的电解质渗透率、失水率及MDA的积累,从而保护细胞膜结构的完整性。【结论】刚毛柽柳ThNAC24基因能够响应盐、干旱胁迫,过表达ThNAC24基因植株通过增强POD和SOD活性,进而提高ROS清除能力,减少细胞受损或死亡,从而提高刚毛柽柳的耐盐及抗旱能力。     

福建柏实时荧光定量PCR内参基因的选择

[目的]筛选稳定的内参基因,用于福建柏不同组织部位荧光定量PCR分析.[方法]基于福建柏转录组数据,以福建柏的根、皮和鳞叶为材料,设置5个浓度梯度(0.32、1.6、8、40、200 ng·μL-1)的各组织cDNA混样作为模板,选择ACT7、UBQ、EF2、CACs、TIP41、UBC2b、RH8、GAPDH 8个基...     

毛竹硝态氮转运蛋白家族PeNPFs基因鉴定及其表达特性分析

[目的]鉴定毛竹中硝态氮转运蛋白(NPF)家族基因成员,系统分析其分子特征和表达模式,为深入研究毛竹NPF基因的硝态氮转运功能奠定基础.[方法]采用生物信息学方法从毛竹基因组中鉴定NPF家族基因成员,并对其启动子调控元件、基因结构、编码蛋白理化性质、保守结构域、系统进化等进行全面分析,利用已有转录组数据,对毛竹NPF基...     

基因组水平上杨树NAC基因家族的初步分析

利用其他物种的NAC蛋白,构建NAC结构域的位置特异得分矩阵(PSSM).用PSSM搜索整个杨树Populus L.基因组,获得编码杨树NAC结构域的DNA片段在基因组上的位置信息.然后运用Perl脚本语言从基因组相应位置提取包含基因全长的序列,推测NAC基因的全长、氨基酸序列及其结构特征,并对得到的杨树NAC基因家族进行了系谱发生分析.结果表明:杨树中至少存在132个非冗余的NAC基因,系谱分析表明这些NAC基因归属于14个亚家族,同一亚家族内各基因编码NAC结构域的外显子数量和结合位置的分布具有一定的相似性.     

中山杉406ThSHR3基因的克隆、表达及蛋白互作研究

[目的]本研究在前期中山杉(Taxodium hybrid'Zhongshanshan')不定根转录组及蛋白组研究的基础上,克隆获得中山杉ThSHR3(SHORT-ROOT3)基因,对其进行表达特性检测及相关功能分析,为深入研究ThSHR3基因在中山杉不定根发育过程中的调控机理提供理论基础.[方法]以中山杉406扦插苗...     

地涌金莲MlCYP734A6基因的克隆与表达分析

[目的]为揭示CYP734A6基因在地涌金莲生长发育过程中的调控作用提供分子数据.[方法]从地涌金莲转录组数据库中筛选到1个注释为CYP734A6的差异基因片段,通过3'和5'RACE技术克隆得到该基因的全长序列,命名为MlCYP734A6(登录号为MW013148).利用生物信息学技术对MlCYP734A6进行序列比...     

植物木质素生物合成转录因子及调控遗传网络分析

利用生物信息学的方法,对有代表性的23个调控植物木质素生物合成的转录因子进行系统发育树和保守基序分析,同时结合已报道的转录因子功能,构建维管植物次生细胞壁生物合成的调控遗传网络。结果表明:系统发育树中MYB转录因子、NAC转录因子和NtLIM转录因子各聚为一类。保守基序中除PttMYB21a外,MYB转录因子都具有2个不相同的MYB DNA结合域SANT基序;NAC转录因子都具有共同的保守基序NAM。调控遗传网络中11个转录调控模块通过调控自身/下游转录因子/包含AC元件的木质素单体途径基因/不包含AC元件的木质素单体途径基因对次生细胞壁生物合成产生影响。     

油茶转录因子基因CoSOC1-like的克隆和表达分析

[目的]克隆油茶的SOC1同源基因(CoSOC1-like),分析其序列特征和表达模式及其蛋白进化.[方法]以3年生油茶嫩叶为材料提取RNA,利用RT-PCR和RACE方法克隆油茶的CoSOC1-like基因,用生物信息学工具分析其序列特征,用荧光定量PCR分析其表达模式,用基因瞬时表达法分析其蛋白的亚细胞定位.[结果...     

杉木林转为油茶林对土壤细菌群落结构的影响

[目的]研究杉木林转为油茶林后土壤细菌群落结构及多样性,为油茶林的可持续经营提供理论基础.[方法]通过高通量测序技术分析杉木林转为油茶林后土壤细菌群落结构及其与土壤理化性质的相关关系.[结果]杉木林和油茶林中共有OUT 2845个,30个门,88个纲,195个目,295个科和887个属.2种林分类型中主要细菌群落有变形...     

基于转录水平解析尾巨桉径向生长对种植密度的响应

[目的 ]挖掘和鉴定桉树中响应种植密度的木质部生成关键基因,阐释种植密度影响林木径向生长的分子机制。[方法 ]通过PacBio Iso-Seq和RNA-Seq联合分析,鉴定了在高、低2个种植密度水平下尾巨桉DH32-29主茎的差异表达转录本并利用qRT-PCR进行组织表达分析。[结果 ]分别获得45 490条在主茎中表达的非冗余全长转录本和443条在木质部中差异表达的转录本,并鉴定出60条差异表达的调控因子编码基因。在低种植密度条件下,植株直径生长量显著增加;参与细胞分裂调控的PXL2及其互作基因CUL1和T15D22.7、参与次生壁调控的MYB46、C3H14同源基因和其下游基因CesAs、LACs均上调表达,这些基因很可能是种植密度影响主茎径向生长过程中负责调控细胞分裂和次生壁合成的重要成员;参与筛管发育的NAC86同源基因及参与形成层发育和木质部分化的抑制子PTL同源基因也上调表达,它们可能促进木质部生成,这与草本植物中的功能不同。组织表达分析结果显示:PXL2、CUL1、T15D22.7、NAC86和PTL在韧皮部和木质部中优势表达;MYB46、C3H14、CesA和LAC17在木质部中优势表达。[结论 ]本研究鉴定了一批参与种植密度响应的木质部生成候选基因,构建了种植密度影响尾巨桉径向生长的分子调控网络模型,研究结果为深入解析种植密度影响林木径向生长的分子机制奠定基础。     

灰毡毛忍冬Lm4CL基因克隆及表达分析

[目的]克隆灰毡毛忍冬4CL基因,分析其在不同组织间的表达水平及与绿原酸含量的相关性.[方法]以灰毡毛忍冬转录组4CL候选基因为参考,采用RACE技术克隆4CL基因全长,并对其理化性质、保守结构域等进行生物信息学分析;用荧光定量PCR方法分析其在不同组织、不同发育阶段的表达特性;采用HPLC法测定灰毡毛忍冬叶、茎和花中...     

毛竹PheERF5基因克隆及生物信息学分析

[目的]探究毛竹ERF转录因子基因的结构与功能,为揭示毛竹ERF亚家族成员的抗逆境胁迫机制提供参考.[方法]利用RNA-Seq和RT-PCR技术从毛竹幼苗叶片中克隆PheERF5基因的全长cDNA,利用SMART:Main page、Prot-Param、ProtScale、NetPhos 3.1、TMHMM Serv...