猕猴桃LysM型类受体激酶基因家族生物信息学分析

植物Lys M型类受体激酶基因家族(lysin motif receptor-like kinase, LYKs)在植物自身免疫防御系统及与病原微生物协同进化中的重要作用已被证实,目前已成为研究植物基因功能的热点。本研究以生物信息学方法在猕猴桃全基因组范围内鉴定并命名Ac LysM基因家族成员,分析其家族成员染色体定位、蛋白基序、结构域和亚细胞定位,以及AcLysM基因家族成员的蛋白理化性质。共获得40个AcLysM基因家族成员,其蛋白分子量范围为10～126 kD、等电点在4.43～9.42之间,平均亲水系数介于-0.603～0.484。AcLysM基因家族成员分为三个亚类,亲缘关系较近的家族成员往往具有相同的motif和domain,甚至多个基序和结构域的排序都是相似的,推测该亚族成员在猕猴桃进化过程中执行相似的功能,在响应猕猴桃病菌侵染的过程中发挥重要的激发、传导和调控作用。本研究分析了猕猴桃LysM型类受体激酶基因家族,为后续深入研究LysM基因家族成员在猕猴桃抵御病虫害中的作用提供理论依据。     

水稻类受体激酶OsBRR1对稻瘟病抗性分析

基因OsBRR1是LRR-RLKs基因家族中的一员,LRR-RLKs的成员大多参与调控植物的生长发育以及防卫反应.本研究分别对OsBRR1的转基因干涉株系和超表达株系进行了稻瘟病抗病鉴定.结果显示,转基因干涉株系比转空载体和野生型对照株系对具有中等毒性的稻瘟病菌株研54-04显示更强的感病性;而超表达株系对三种不同的强...     

黄瓜VQ家族全基因组鉴定

VQ蛋白是参与调控植物生长发育的一类重要蛋白,在植物中高度保守,因其可以与WRKY转录因子相互作用,近年来被广泛关注。目前,关于VQ基因家族在黄瓜中的研究鲜有报道。本研究采用生物信息学技术对黄瓜VQ基因进行系统研究,并对其编码蛋白的结构、性质、亚细胞定位和进化关系进行了分析。结果表明,黄瓜VQ基因家族由26个成员组成,且多数CsVQs编码的蛋白呈现中性或偏碱性,并由含单外显子的基因编码,定位在细胞核上。26个VQ基因均存在保守的缬氨酸(V)和谷氨酰胺(Q)基序,共同含有核心基序FxxxVQx (L/V/F)TG,不均匀地分布在黄瓜7条染色体上。表达模式分析结果表明,黄瓜VQs基因在不同组织中特异性表达,表明其在黄瓜组织器官生长发育中的发挥重要作用。本研究结果为进一步解析黄瓜VQ基因家族成员,深入探讨黄瓜VQ基因的生物学功能提供参考依据。     

大豆NRG2家族基因的鉴定、特征及表达模式

氮是影响植物生长发育的重要矿质营养元素,硝态氮是大部分植物吸收氮素的主要形式,目前已发现许多基因参与硝态氮的吸收、转运及信号转导过程。硝酸盐调控基因2 (nitrate regulatory gene 2, NRG2)是近年来在拟南芥中鉴定到的与硝酸盐吸收和信号转导相关的基因。本研究采用生物信息学方法,对大豆NRG2家族成员进行全基因组鉴定及表达分析。结果表明：在大豆基因组中共鉴定到30个GmNRG2基因,其编码的蛋白均具有DUF630和DUF632结构域。系统进化分析显示,GmNRG2基因可以聚为7组,且同组的基因成员具有相似的外显子/内含子分布模式。GmNRG2基因不均匀地分布在16条染色体上,片段复制可能导致了GmNRG2基因在大豆基因组中的扩增。GmNRG2各成员启动子区域均存在数量不等的激素或逆境响应元件,表明该家族基因可能参与多种生长发育调节进程。表达模式分析显示,GmNRG2基因具有不同的组织表达特点,5个GmNRG2在干旱或盐胁迫条件下呈现出差异表达。以上结果为深入研究大豆NRG2家族基因的生物学功能提供了一定参考。     

小麦VQ家族全基因组鉴定与表达分析

近年来,VQ蛋白因发现与WRKY转录因子相互作用而引起广泛关注。目前,关于VQ基因家族在小麦中的研究鲜有报道。为了解小麦VQ基因的存在数量和结构等特征,本研究采用生物信息学技术在小麦基因组中鉴定了25个小麦VQ基因,并对其编码蛋白的结构、性质、亚细胞定位和进化关系进行了分析。结果表明,大多数小麦VQ蛋白序列较短,为中性或偏碱性蛋白,由单外显子基因编码;小麦VQ蛋白主要分布于细胞核中。25个VQ基因不均匀地分布在21条小麦染色体上,片段复制是小麦VQ基因家族的主要扩张方式。通过基因表达模式分析,发现部分小麦VQ基因响应干旱和高温的胁迫,并呈组织表达特异性。研究结果为进一步分析该家族成员,并深入探讨其在小麦中的生物学功能和进化模式奠定了基础。     

黄瓜GRAS家族全基因组鉴定与表达分析

GRAS转录因子参与调节植物生长发育和胁迫响应等多种生物学过程.黄瓜(Cucumiss ativus L.)是重要的蔬菜经济作物,关于GRAS基因家族的研究在黄瓜中鲜有报道.为了解析GRAS基因的功能,本研究利用生物信息学技术鉴定了黄瓜GRAS基因家族成员,并分析了其家族成员的理化性质、基因和编码蛋白质的结构、基因间的...     

水稻类受体激酶基因OsBAK1L调控细胞坏死机制分析

拟南芥类受体激酶BAK1 (BRI1-associated kinase 1)在调控生长发育和免疫信号中有十分重要的作用。本研究选择水稻中BAK1的同源基因LOC_Os03g49620.4, 将它暂命名为OsBAK1L并探索其结构和功能。结果表明,OsBAK1L定位于细胞膜,是SERKL (Somatic embryogenesis receptor kinase Like)家族成员。OsBAK1L-RNAi转基因水稻中OsBAK1L下调表达。接种细菌性条斑病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzicola)菌株Rs105后,转基因苗与受体9804-Rxo1都表现过敏性反应(hypersensibility response,HR),但转基因苗HR推迟。此外,HR相关基因OsMPK13 (Mitogen activated protein kinase 13)表达模式与HR变化趋势一致,在转基因苗中皆出现推迟现象。上述结果表明：OsBAK1L可能通过调节OsMPK13表达而推迟9804-Rxo1对细菌性条斑病菌的HR反应。     

大豆miR482家族的生物信息学分析

为进一步对大豆中的miR482家族有更全面的了解,本研究以大豆miR482家族为研究对象,对大豆中miR482家族的前体及成熟序列的特征、靶基因预测及其表达模式进行分析.在通过miRBase搜索得到的gma-miR482家族成熟序列中,除gma-miR482b/e均位于chr.20以外,其余序列均位于不同染色体.gma...     

植物类受体激酶CRK参与逆境胁迫应答的研究进展

植物生存在相对固定的环境中,需要应对复杂多变的外界环境刺激。类受体激酶(receptor-like kinase, RLK)是植物中广泛存在的一类跨膜蛋白激酶,具有结构可变的胞外结构域,能够感受外界刺激,并通过其胞内激酶结构域的磷酸化作用来传递信号。富含半胱氨酸的类受体激酶(cysteine-rich receptor-like kinase,CRK)是RLK中的一类大家族。近年来,许多研究表明CRK在植物响应逆境胁迫中发挥重要作用。本研究从CRK参与植物细胞死亡、免疫复合物形成、与植物激素相互作用等方面总结了CRK在植物响应生物和非生物胁迫中的生理功能及分子机制,并展望了未来的研究方向。本研究为解析CRK在植物细胞响应逆境胁迫中的信号转导机制提供参考。     

毛竹GMD基因家族全基因组鉴定与表达分析

GDP-甘露糖4,6-脱水酶(GDP-mannose 4,6-dehydratase,GMD)是生物体内参与多糖合成代谢的一个重要基因.本研究利用毛竹全基因组和转录组数据信息,对GMD基因家族进行细致分析,共鉴定出39个家族成员.毛竹GMD各家族基因的理化性质有一定差异,但所含甘露糖4,6脱水酶结构域进化相对保守.进化...     

雷蒙德氏棉SWEET基因家族的全基因组鉴定和进化分析

为了探索SWEET基因家族在棉花中的分布和作用,基于二倍体D基因组雷蒙德氏棉基因组数据,利用生物信息学方法对SWEET基因家族完成了全基因组水平的鉴定,并进行了系统发育、基因结构、染色体定位和跨膜结构域分析。共获得31个雷蒙德氏棉SWEET基因,分散或成簇分布在11条染色体上,分为3个不同功能的亚家族;跨膜结构域预测显示大部分雷蒙德氏棉SWEET基因含7个跨膜结构域,少部分含6或7个跨膜结构域;基因结构分析显示除GrSWEET6、GrSWEET7、GrSWEET9、GrSWEET19含4个内含子外,其余27个SWEET基因均含有5个内含子。这些结果将为进一步深入研究SWEET基因在棉花生长发育中功能奠定坚实的数据基础。     

大豆Nramp基因家族的序列特征与亲缘关系分析

大豆基因组测序与注释为重要基因的发现和基因功能、进化和发生的研究提供了坚实基础.Nramp 蛋白是古老的膜整合转运蛋白家族,在重金属抗性中起着重要的作用.本研究利用BLAST从大最基因组搜索出8个编码Nramp蛋白的基因,GmNramp氨基酸序列非常保守,具有典型的Nramp结构域,预测的跨膜结构域10～11个.根据结...     

大豆PHD家族蛋白的全基因组鉴定及表达特征分析

PHD（Plant Homeodomain Finger）基因家族编码一类锌指转录因子,广泛参与植物的生长发育和逆境应答过程。通过全基因组鉴定获得了95个大豆PHD家族蛋白。通过共线性分析、进化树构建、基因结构和功能结构域鉴定、GO注释分析、不同组织间和非生物胁迫下表达分析等,获得了大豆PHD家族基因复制、家族进化、保守结构域及基因表达等信息。结果表明,大豆PHD基因在家族进化、基因结构和保守结构域上存在较大变异,可能参与Zn ²⁺结合、DNA结合及表观遗传调控等分子过程,参与调控植物生长发育和逆境应答。这些结果为进一步研究大豆PHD家族在生长发育和逆境应答中的生物学功能提供重要线索。     

榴莲PEPC基因家族全基因组鉴定及表达分析

本研究从榴莲全基因组中鉴定榴莲PEPC基因,并分析了它们在‘猫山王’榴莲不同组织(根,茎,叶和果肉)与3个不同品种(‘猫山王’,‘金枕头’和‘普玛尼’)果肉中的表达情况。结果共获得6个榴莲Dz PEPC家族成员,其蛋白理化特征较为相似,且所有榴莲PEPC蛋白亚细胞定位预测均可能存在于细胞质中。染色体定位显示榴莲PEPC位于5条不同的染色体。联合榴莲、水稻、菠萝、拟南芥的PEPC蛋白共同进行系统进化分析,结果显示共可分为2个亚组,Dz PEPC1、Dz PEPC3、Dz PEPC4和Dz PEPC5为PTPC亚族(植物型),Dz PEPC2和Dz PEPC6为BTPC亚族(细菌型),且发现榴莲PTBC和BTPC分离时间早于单子叶植物和双子叶植物的分离时间,两者基因结构和蛋白序列差异大,但仍具有一定的保守性。顺式作用元件分析显示,DzPEPC含有数量较多的光响应元件和激素响应元件。转录组表达分析发现,DzPEPCs在不同榴莲组织中的表达具有偏好性,可能参与榴莲的多个生物学过程(包含光合和非光合过程),并初步推测DzPEPC4与榴莲果肉发育过程相关。本研究可为进一步探究DzPEPC家族在榴莲中的生物学功能提供参考。     

葫芦科14-3-3(GRF)基因家族的鉴定及进化分析

14-3-3蛋白是植物中一类高度保守的蛋白家族,因其特异识别并结合靶蛋白的磷酸化位点而广泛参与植物生长发育和逆境胁迫响应过程.为系统地了解14-3-3(GRF)基因家族在葫芦科作物中的基本特征和进化关系,本研究利用生物信息学从葫芦科7个物种基因组内共鉴定出83个14-3-3(GRF)基因,其中西瓜中有10个、甜瓜中9个...     

大豆微卫星诱发突变的分子分析

Microsatellite or SSR marker is an efficient tool for plant genotype identification, molecular mapping and marker-assisted selection. Objective of this study is to analyze the mutagenized microsatellite variations in soybean genome and reveal nature of these mutations. In the present study, mutations at fifteen microsatellite loci were detected in genomic DNAs of soybean mutant E182 induced by EMS (ethyne metyl sulfate) using PCR amplification of 485 pairs of SSR primers. These fifteen mutagenized microsatellite loci with repeat number variation were Satt005, Sattll7, Satt185, Satt282, Satt290, Satt420, Satt452, Satt483, Satt569, Satt579, Satt600, Satt602, Sat-086, Sat-107 and Sat-135, respectively. Sequencing results of these fifteen loci indicated that microsatellite sequences at Satt282, Satt483, Satt579, Satt600 and Satt602 loci were respectively deleted 1 -, 3 -, 8-, 20 - and 1 - trinucleotide (all [ATT]1-20 except for [CAA]8 [TAA]12 at Satt600 locus) repeats, which made allele sizes at these five loci decrease 3, 9, 24, 60 and 3 bp, respectively. And while microsatellite sequences at the other ten mutated loci, Satt005, Sattll7, Satt185, Satt290, Satt420, Satt452, Satt569 and Sat-086, Sat-107, Sat-135, were respectively inserted 1-, 6-, 6-, 3-, 4-, 3-, 8- trinu-cleotide repeats (ATT)1-8 and 12-, 6-, 16- dinucleotide repeats (AT)6-16, making allele sizes at these ten loci increase 3, 18, 18, 9, 12, 9, 24, 24, 12, 32 bp, respectively. On the other hand, eleven events of base mutations were detected in flanking regions at seven (Sat- 107, Satt185, Satt282, Satt420, Satt569, Satt579 and Satt600) of fifteen mutated microsatellite loci. These base mutations consisted of 6 transitions (4T→C and 2 A→G), 2 transvertions (A→T and T→A), 1 insertion (T) and 2 deletions (A and T). The experimental results proved that EMS mutagenesis could cause different types of mutations at microsatellite multilocus in soybean genome, including repeat number variations in microsatellite regions and random base mutations in flanking regions. We found three mutational biases, which were frequent insertion mutations of repeat units, initiating positions of microsatellite sequences of repeat unit insertions/deletions and both flanking-base T ↓ A of these insertion/deletion positions. In addition, the resolution capacity of high-quality agarose gels was sufficient to distinguish differences of only three base pairs in this experiment.     

苯丙氨酸解氨酶基因家族在大豆中的时空表达研究

苯丙氨酸代谢途径是植物最重要的次生代谢途径之一,其下游产物包括异黄酮、植保素、木质素等多种次生代谢产物。苯丙氨酸解氨酶（PAL）是苯丙氨酸代谢途径的起始酶和关键酶。PAL基因家族包含8个基因,为了明晰这8个基因在大豆植株内的表达情况,通过实时定量PCR研究了PAL家族所有成员在大豆植株内的时空表达差异性。发现PAL基因家族总体的相对表达量在生殖生长时期高于营养生长时期,在叶片和子粒中相对表达量较高。PAL1-1、PAL2-1和PAL2-3基因在各部位相对表达量明显高于其他同家族基因,PAL1-1基因各时期稳定表达,PAL2-1和PAL2-3基因在生殖生长后期先后出现表达峰值。这些结果表明大豆PAL基因家族各成员的相对表达量在时间和空间上存在差异,具有一定时空表达特异性。