基于转录组测序的苦荞FtGLT鉴定与表达分析

植物糖类转运蛋白家族中GLT (Glucose transporter)是介导葡萄糖跨膜运输的重要载体。开展苦荞葡萄糖转运蛋白(FtGLT)的生物信息学研究,可为进一步探索FtGLT调控生长发育与产量形成提供科学参考。通过基因注释与序列比对分析,在苦荞转录组测序数据库中筛选到6个GLT同源基因。FtGLT序列在2 167～9 707 bp间,编码94～558个氨基酸残基。FtGLT蛋白间序列的一致性达到43.44%,说明苦荞FtGLT蛋白序列相对保守。除FtPinG68303.01外,其余5个FtGLT蛋白可能位于内质网。结构分析发现,苦荞FtGLT蛋白具有数量不等的跨膜结构域,这与其结构中α-螺旋数量密切相关。基于转录组测序,鉴定到3个FtGLT显著差异表达基因,均在出苗后15 d高表达,其余3个基因表达量在5、10和15 d变化较小,推测不同FtGLT基因在茎发育过程中的功能可能存在差异。相关性分析发现,FtPinG68303.01与FtPinG50279.01呈极显著负相关;FtPinG83070.01与FtPinG89831.01和FtPinG72784.01,FtPinG89831.01与FtPinG72784.01呈极显著或显著正相关,这可为进一步研究苦荞FtGLT相互间的功能及其调控葡萄糖运输的分子机制提供依据。     

苦荞漆酶基因的克隆与生物信息学分析

利用RT-PCR技术从苦荞中克隆出2条漆酶（laccase）基因,运用生物信息学技术对2个基因序列进行分析,预测结构域、二级和三级蛋白结构,进行蛋白同源比对及进化树分析。结果表明,FtLAC-1基因序列开放阅读框为1695bp,编码564个氨基酸,FtLAC-2基因序列开放阅读框为1707bp,编码568个氨基酸。FtLAC-1和FtLAC-2蛋白预测分子量分别为61.41和62.47kDa,理论等电点分别为9.45和9.41,为亲水性蛋白,2个基因序列相似性较低,氨基酸序列同源性不高。qRT-PCR分析出其在苦荞不同组织器官存在差异性表达。结论为进一步探索FtLAC-1和FtLAC-2在苦荞薄果壳形成中的功能提供理论基础。     

苦荞FtERF基因克隆、生物信息学及其表达分析

乙烯响应因子对植物发育和细胞代谢具有重要作用。通过RT-PCR从苦荞中克隆出ERF基因,对其进行生物信息学分析和差异表达分析。结果表明,FtERF基因开放阅读框长度为729 bp,编码了243个氨基酸,编码的蛋白分子量26.08 k D,等电点9.22,属于亲水性蛋白。FtERF不含有信号肽和跨膜螺旋结构,亚细胞定位在细胞核内,蛋白质二级结构和三级结构高度相似。FtERF含有抑制基序DLNxxP,系统进化表明FtERF和ERF4关系较近。经荧光定量表达发现,厚壳苦荞不同部位表达均高于薄壳苦荞,苦荞发育成熟期表达高于非成熟期。     

苦荞FtC4H基因克隆与生物信息学分析

克隆苦荞苯丙烷类物质代谢途径中的关键酶肉桂酸-4-羟基化酶基因（FtC4H）,为进一步研究其功能奠定基础。以云荞1号和小米荞为材料,提取不同发育期果壳RNA,利用RT-PCR法克隆苦荞FtC4H基因,运用生物信息学分析FtC4H蛋白的特征,构建FtC4H蛋白系统进化树,分析其基因表达。结果表明,克隆的FtC4H基因序列包含1299bp完整的cDNA开放阅读框,编码432个氨基酸,为亲水性不稳定碱性蛋白,具有P450超家族保守域,不具有跨膜结构域,有丰富的二级结构,三级结构预测显示FtC4H与6vby.1.A的序列相似度高。系统进化分析结果表明,本研究克隆的FtC4H与已报道的苦荞其他C4H基因不同。qRT-PCR结果表明,FtC4H在小米荞的花和叶中相对表达量显著高于云荞1号。     

苦荞14-3-3基因家族生物信息学分析

14-3-3蛋白是普遍存在于真核细胞中的蛋白质,在植物的生长发育、信号传导、抵御胁迫等方面发挥着重要的作用,编码14-3-3蛋白的基因以基因家族的形式存在.本试验利用BLASTp从苦荞全基因组中查找到19个14-3-3基因家族成员,其编码蛋白中ε类蛋白序列8条,非ε类蛋白序列11条.利用生物信息学软件对14-3-3蛋白...     

苦荞FtHY5基因克隆、生物信息学及参与花青素合成分析

HY5 (Elongated hypocotyl 5)转录因子是参与植物光形态建成的重要成员,并调控花青素的生物合成。本研究以苦荞‘晋荞2号’作为材料,利用PCR克隆其HY5基因的完整的CDS序列,并对FtHY5的理化性质、保守功能域、信号肽、亚细胞定位、亲/疏水性、蛋白质结构、系统进化等进行了生物信息学分析,此外还分析了其对苦荞芽菜花青素合成的影响。结果表明,FtHY5基因完整的CDS长度为507 bp,编码的蛋白分子量为18.434 kD,等电点为9.47,空间构象呈拉链形状,属于亲水性蛋白,含有信号肽,亚细胞定位在细胞核里。苦荞FtHY5蛋白的氨基酸序列与藜麦和甜菜的亲缘关系最近。FtHY5基因与花青素生物合成途径上的结构基因在光照条件下培养的芽菜中的表达水平均高于黑暗条件下的,说明Ft HY5可能调控这些花青素合成基因的表达水平,从而参与光诱导花青素合成的过程。综上所述,本研究结果将为进一步研究FtHY5调控苦荞芽菜花青素的生物合成的分子机理提供基础,同时也为利用该基因来改善苦荞芽菜的品质提供理论支撑。     

农作物Pht1家族磷转运体蛋白的生物信息学分析

以AtPT1所编码的氨基酸序列做为检索序列,通过对GenBank NR数据库以及EMBI、DDBJ、PDB数据库进行检索,发现小麦、大麦、玉米、水稻和番茄等植物中具全长cDNA的33个Pht1家族磷转运体基因,包括马铃薯1个,苜蓿5个,辣椒3个,茄子2个,烟草2个,番茄2个,菜豆1个,玉米4个,大麦2个,小麦1个,水稻7个,大豆2个和木薯1个。利用生物信息学分析,首次将Pht1家族磷转运体基因保守特征序列确定为GGDYPLSATIMSE。对检索到的33个Pht1家族磷转运体蛋白进化关系分析表明,与AtPT1亲缘关系较近的双子叶植物磷转运体蛋白是木薯MePT1和GmPT2,关系较近的单子叶植物磷转运体蛋白是OsPHT8和OsPHT12。     

枣OVATE基因家族的鉴定与生物信息学分析

OVATE基因家族编码一类广泛存在于植物体内的转录抑制因子,但枣中OVATE基因家族研究未见报道.本研究基于枣全基因组数据鉴定到枣OVATE基因家族15个基因,并对其进行生物信息学分析,发现15个基因非均匀地分布在8条染色体上,各基因长度相差较大,除了 ZjOFP3以外,均不含有内含子结构.各基因共有motif 1保守...     

芜菁PIN基因家族的鉴定与生物信息学分析

芜菁(Brassica campestris L. ssp. rapifera Matag syn. B. rapa L.)是十字花科芸薹属园艺作物,其下胚轴和主根膨大形成肉质直根。PIN (Pin-formed)是一种植物特异性蛋白,作为生长素的输出载体,介导生长素的极性运输形成生长素不对称分布,从而在植物生长发育过程中起重要作用,然而目前在芜菁中还缺乏对PIN蛋白的系统研究。本研究基于芜菁及其他植物基因组,结合芜菁和普通白菜下胚轴不同发育时期转录组数据,通过生物信息学方法,对芜菁PIN基因家族进行了鉴定,并进行了蛋白结构及基因结构分析、系统发育分析、共线性分析和表达分析。结果表明,芜菁中共有13个BcPIN,数量多于拟南芥和甜菜,但略少于萝卜、胡萝卜和水稻;不同物种间同种类PIN基因数量存在差异;芜菁PIN家族与拟南芥、萝卜PIN家族基因进化关系较近,与水稻PIN家族基因关系较远,分布在4条染色体上,包括7个共线性基因对;BcPINs启动子含有多种顺式作用元件,受多种信号调控,但不同BcPINs的顺式元件种类存在差异;BcPINs的氨基酸个数在270～661之间,分子量在29.81...     

桑葚MaMYB44基因的克隆与生物信息学分析

本研究对桑葚(Morus alba L. cv.‘Cheongil’) MaMYB44转录因子进行了生物信息学等的研究,首先对桑葚中MaMYB44基因进行克隆。通过生物信息学分析,发现MaMYB44基因长度为720 bp,编码239个氨基酸,分子质量为58 215.61 Da,理论等电点5.10;通过分析桑葚蛋白MaMYB44的疏水性可知,其中的氨基酸呈现疏水性;通过桑葚MaMYB44蛋白进行跨膜区分析表明,Ma MYB44所有氨基酸都在细胞膜外,无跨膜结构,所以并不是跨膜蛋白;即使有信号肽结构的存在,但是螺旋结构并不存在;然后构建植物表达载体,获取阳性质粒,亚细胞定位后显示MaMYB44基因定位于细胞核中;进一步RT-qPCR分析得出结果,MaMYB44基因在茎中的表达量最高,其次是果实、叶、根。可初步推测该基因主要在桑葚茎中表达并行使功能。     

辣椒TIFY基因家族的鉴定与分析

TIFY基因家族是植物特有的转录因子家族,利用生物信息学共鉴定了15个辣椒TIFY基因,其氨基酸数量在153～411个之间,分布于8条染色体上,所有CaTIFYs定位于细胞核中,进化关系分析表明CaTIFY可聚类为8个组,辣椒TIFYs与番茄TIFYs的亲缘关系最近。叶片和花发育中CaTIFY2、CaTIFY3、CaTIFY4、CaTIFY11基因的表达量较高,果皮和胎座发育中CaTIFY2、CaTIFY3、CaTIFY4、CaTIFY7、CaTIFY11、CaTIFY12基因的相对表达量较高,种子发育过程中CaTIFY2、CaTIFY4、CaTIFY11、CaTIFY12有较高的表达量。CaTIFYs基因启动子含有多种激素和非生物胁迫响应元件,转录组数据分析显示,在非生物胁迫和激素处理后根系中CaTIFY4、CaTIFY9、CaTIFY11、CaTIFY14基因的表达量明显上调,而叶片中CaTIFY9的表达量明显下调。     

蓖麻RcPIPs基因家族的鉴定与生物信息学分析

PIP基因家族是AQP基因家族中的一个亚家族,家族基因广泛参与运输水分及其他小分子、响应各种非生物胁迫、参与植物的开花与生长、气孔活动、种子萌发。本研究主要以蓖麻(大戟科)为材料,基于蓖麻基因组数据库,进行蓖麻PIP基因家族筛选及生物信息学分析。结果表明,共筛选出10个PIP基因成员,且不同蛋白质序列和特性都存在较大差异;基因结构分析结果表明,除了RcPIP10具有3个外显子,其余的都具有4个外显子,motif 1、motif 2、motif 5、motif 8是蓖麻PIP基因的特征基序;系统进化树结果表明,RcPIPs基因分成2个亚族且每个亚族均有5个基因,其中有2对基因在进化关系上成对出现,表现出较高的同源性;跨膜结构预测结果表明,蛋白RcPIP1～RcPIP9均有6个跨膜结构域,而RcPIP10仅有4个跨膜结构域,证实蓖麻家族PIPs大部分具有MIP超家族典型的跨膜螺旋特征;基因定位显示,10个基因不均匀的分布到9条染色体上,有8条染色体各分布1个RcPIP基因,仅有1条染色体分布2个RcPIPs基因。本研究结果不仅为大戟科植物和其他植物的PIP基因的功能分析和利用提供了有价值的...     

广灵苦荞黄酮类化合物的分离和鉴定

[目的]研究山西特有品种广灵苦荞黄酮类化合物的类别。[方法]采用大孔吸附树脂法、柱色谱法、Sephadex LH-20凝胶色谱法结合HPLC进行分离纯化,通过质谱分析和核磁共振分析鉴定黄酮的化学结构。[结果]从广灵苦荞中分离得到7个黄酮化合物,分别为芦丁(1),表儿茶素(2),异槲皮素(3),槲皮素-3-O-鼠李糖苷(4),槲皮素(5),山奈酚(6)和金丝桃苷(7)。结论:化合物2-5和7为首次从广灵苦荞中分离。     

小兰屿蝴蝶兰WRKY基因家族鉴定与生物信息学分析

WRKY转录因子家族参与高等植物生理过程,并在保护植物免受非生物胁迫方面起到至关重要的作用。本研究基于小兰屿蝴蝶兰(Phalaenopsis equestris)基因组数据库对小兰屿蝴蝶兰进行WRKY基因家族成员鉴定、进化关系、保守motif分析、基因结构、功能启动子元件和基因表达分析。结果表明,共鉴定出57个WRKY家族基因,分为GroupⅠ、GroupⅡ和GroupⅢ,分别有12、37和8个成员,GroupⅡ可进一步分为Ⅱa、Ⅱb、Ⅱc、Ⅱd、Ⅱe亚组。小兰屿蝴蝶兰WRKY基因家族成员氨基酸数量长度为76～565 aa,平均长度为270 aa,等电点为4.12～10.75。保守motif分析表明,各组成员的保守基序基本一致,但有6个PeWRKY的WRKYGQK结构域发生了变异,占小兰屿蝴蝶兰WRKY家族基因的10.5%。基因结构分析表明,PeWRKY家族基因包含1～6个内含子和2～7个外显子。功能启动子元件分析表明,在PeWRKY家族基因的启动子区域发现了大量与胁迫响应或植物激素相关的顺式作用元件。基因表达分析表明,55个PeWRKY至少在一个组织中表达。本研究利用生物信息学分析手...     

大麦GRX家族的全基因组鉴定与生物信息学分析

谷氧还蛋白(glutaredoxin, GRX)是一类小分子氧化还原酶,这一家族的成员广泛存在于各种生物之中,并且参与了许多重要生化反应。根据活性位点的氨基酸序列,可以将这一家族分为CPYC型,CGFS型以及CC型三类,其中CC型GRX仅在高等植物中存在。本研究通过生物信息学方法,鉴定出了25个大麦GRX基因,其中4个属于CGFS型,3个属于CPYC型,18个属于CC型。除了染色体位置不明的一个基因之外,其余的24个基因分布在除了4号染色体之外的6个染色体上。大麦中的GRX家族成员分别在多个器官中高表达,主要集中体现在幼穗、花器官、生长中的分蘖、根以及衰老的叶片中。本研究对大麦中的GRX基因进行了鉴定,并结合水稻和拟南芥中的结果进行了对比和分析,为后续研究提供了一定的参考和依据。     

油棕Aux/IAA基因家族鉴定与生物信息学分析

Aux/IAA基因家族是植物激素生长素(Auxin)早期反应的三大家族之一,研究Aux/IAA基因家族有利于深入探讨生长素信号转导分子机制,而油棕Aux/IAA基因家族的全基因组分析尚无报道.本研究利用生物信息学方法在油棕中鉴定到55个Aux/IAA家族基因,染色体定位分析表明其中50个分布在油棕的除第5、第13、第1...     

水稻NRL基因家族的全基因组鉴定与生物信息学分析

NRL (NPH3/RPT2-Like)基因家族是植物中特异存在的基因家族,根据拟南芥NRL基因家族中参与植物向光性响应的NPH3 (NONPHOTOTROPIC HYPOCOTYL 3)和RPT2 (ROOT PHOTOTROPISM 2)命名.本研究利用生物信息学方法鉴定到27个水稻NRL基因,分布在除10号染色体外的染色体上,同时基因复制分析结果表明,全基因复制或片段复制比串联复制在水稻NRL基因家族扩张中起更大的作用.利用单、双子叶植物的7个物种进行系统进化关系分析,将192个NRL基因家族成员分为6个不同的组.水稻NRL家族的结构特征分析显示,多数成员含有NRL基因家族的特征结构域,而基于RNA-Seq和微阵列数据的表达分析结果表明,水稻NRL家族基因在多个组织表达,同时部分基因在叶片、花序和花药中高表达.本研究对水稻NRL基因家族进行鉴定和分析,为进一步研究水稻NRL基因家族的功能提供了一定的参考和依据.