桃SAUR家族基因分析及PpSAUR5功能鉴定

为了探究SAUR(Small Auxin-UpRNA)基因家族成员在桃树(Prunus persica)生长发育中的作用,利用生物信息学方法对桃SAUR家族成员(PpSAUR)进行鉴定,对其染色体定位、基因结构、保守元件、进化关系及基因表达等进行分析,并对PpSAUR5功能进行初步鉴定。结果表明:桃中共有80个SAUR成员,分为12个亚组,不均匀分布在8条染色体上;基因结构显示75个PpSAUR只有1个外显子,余下5个有2～3个外显子;通过分析不同树势(强、中、弱)桃品种的转录组获得18个与树体长势呈正或负相关的SAUR基因,这些基因对外源植物生长调节物质处理响应不同。PpSAUR5对生长素与赤霉素均有响应,功能验证显示PpSAUR5转基因拟南芥幼苗叶柄、下胚轴及根较野生型长,且对NAA与2,4-D处理敏感性降低。研究结果表明PpSAUR5能够促进器官伸长。     

柑橘属SAUR基因家族的全基因组鉴定及表达分析

分析SAUR(Small auxin up-regulated RNA)基因家族在不同柑橘基因组中的数量、连锁群分布、基因结构、系统进化、基因表达模式等,从香橼、柚、莽山野橘和克里曼丁橘等基因组中分别鉴定到69、62、58和70个SAUR基因。SAUR在基因组上分布不均,呈现明显的串联重复现象,基因家族成员的差异可能是由于串联重复和染色体大片段复制引起。大多数柑橘SAUR基因不含内含子,含有SAUR特有的4个保守motif。系统进化树分析显示,来源于拟南芥、水稻、番茄、马铃薯和柑橘的629个SAUR基因分为9组,每一组都含有5个物种的家族成员,并且同一个物种的SAUR基因具有较近的遗传距离。顺式元件分析表明,CclSAUR基因家族成员的上游序列含有光响应、转录因子结合、激素响应、伤害响应、低温响应、玉米素代谢和类黄酮生物合成相关的元件。q RT-PCR分析结果显示,大多数CclSAUR都能响应外源IAA和低温处理。     

辣椒CAMTA基因家族生物信息学分析

为了解辣椒中CAMTA基因家族生物信息学功能,探究其在非生物胁迫下的基因表达规律,进而为辣椒CAMTA基因的功能开发与抗逆育种提供基础,在Plant TFDB网站得到辣椒CAMTA家族成员,并对其基因结构、结构域、蛋白质三级结构、系统进化关系、顺式作用元件、激素处理与非生物胁迫表达情况进行分析。结果表明,在辣椒中有5个CAMTA家族成员,均包含CG-1保守结构域;主要分布在4条染色体上,其基因大小差异明显,氨基酸数目在89～1 023个之间,外显子数目为1～13个。进化树分析表明,辣椒CAMTA基因家族可以分为3类,辣椒CAMTA的氨基酸序列与番茄CAMTA的氨基酸序列亲缘关系最近。基因表达量分析表明,辣椒CAMTA基因家族在胁迫后的信号转导和组织发育过程中发挥了作用。     

石榴ARF基因家族鉴定及表达分析

【目的】筛选并分析石榴生长素响应因子(auxin response factor,ARF)基因家族,为解析石榴ARF基因功能及信号转导调控机制的研究提供参考。【方法】利用生物信息学工具,系统地分析石榴ARF基因家族成员的基因结构、蛋白理化性质、蛋白结构、保守基序、系统进化和RNA-Seq数据。【结果】石榴全基因组中鉴定出19个可能的ARF家族基因,根据系统发育树可以划分为4类。PgARF基因家族成员的扩张与全基因组复制事件有关,存在串联重复现象。RNA-Seq数据分析表明,PgARF有一定的组织表达特异性,存在假基因化和新功能化的可能。【结论】整合以上基因结构、系统发育与进化、RNA-Seq表达等分析结果,发现石榴ARF蛋白具有典型的B3、Auxin_resp结构域,多数还具有Aux/IAA结构域。石榴ARF基因家族基因结构和保守基序的进化与进化时间相关,同时家族成员扩张主要与全基因组复制事件相关。     

核桃CM基因家族鉴定及表达分析

【目的】鉴定分析核桃（Juglans regia L.）分支酸变位酶（chorismate mutase,CM）家族基因,为解析莽草酸途径（shikimic acid pathway）代谢调控的分子机制提供参考。【方法】基于核桃全基因组数据,通过HMM搜索对CM家族成员进行筛选鉴定,并利用实时荧光定量PCR分析其在核桃不同组织中的表达模式。【结果】核桃基因组内共鉴定到7个CM家族基因,分布于6条染色体上,JrCM6与JrCM7位于同一条染色体,其余基因分别位于不同的染色体上。各基因均含有5～6个外显子,结构保守。预测表明,核桃CM均为亲水性蛋白且定位于叶绿体上,其中JrCM5含有信号肽。除JrCM4外,其余成员均无跨膜结构。蛋白质三维结构预测结果显示核桃CM家族蛋白与模板蛋白AtCM1间具有较高的相似性。系统进化分析显示,植物CM蛋白可分为4个大组,核桃CM蛋白聚集在第Ⅱ和Ⅳ分支上。其中JrCM2和JrCM5聚集在第Ⅱ支系,与胡杨CM同源蛋白Potri.T174200的亲缘关系较近;JrCM6、JrCM7、JrCM4、JrCM1及JrCM3聚集在第Ⅳ支系上;JrCM6、JrCM7和Jr...     

苹果K~+转运蛋白基因家族鉴定及表达分析

利用苹果基因组筛选K~+转运蛋白基因,分析其系统发育关系,通过q RT-PCR检测它们在平邑甜茶各器官组织和不同发育阶段果实的表达特征。结果表明,在苹果中存在65个K~+转运蛋白基因,包括CHX家族(33个)、HAK家族(24个)、HKT家族(1个)和KEA家族(7个),它们与拟南芥K~+转运蛋白基因高度同源,其基因结构相对保守,并且不均匀地分布在13条染色体上。定量表达分析发现,K~+转运蛋白基因具有不同的表达模式,其中在根中高度表达的32个,在叶片中高度表达的12个,在茎尖中高度表达的11个,在果实中高度表达的19个。研究结果为揭示苹果K~+转运蛋白基因的功能提供了基础资料。     

西瓜ClKNOX基因家族全基因组鉴定及组织表达分析

KNOX基因家族是编码同源异型盒蛋白的转录因子,在植物生长发育和胁迫响应中发挥着重要的调控作用。为进一步挖掘西瓜KNOX转录因子家族成员信息,探究分析其表达模式及基因功能,通过生物信息学方法对西瓜KNOX基因家族成员进行了鉴定,并对其理化性质、基因结构、系统进化及表达模式进行了分析。结果表明,西瓜基因组中共有12个KNOX基因,均定位于细胞核中,符合转录因子属性特征;KNOX1、KNOX2、ELK和Homeobox＿KN这4类典型结构域均存在于大多数西瓜KNOX基因中,表明这4类结构域在KNOX基因功能中具有重要作用;系统发育分析将ClKNOX基因家族成员分为ClassⅠA、ClassⅠB、ClassⅡA和ClassⅡB 4个亚组,启动子元件分析表明,ClKNOX基因家族含有较多与生长发育和胁迫响应相关的顺式作用调控元件;组织表达分析结果表明,ClKNOX基因具有明显的组织特异表达特性,ClKNOX6和ClKNOX11在根和茎中高表达,而ClKNOX3和ClKNOX10在所有器官中表达量都相对较高,但所有ClKNOX基因在果肉中的相对表达量都较低。研究结果为进一步深入探究ClKNOX基...     

辣椒属GRF基因家族全基因组鉴定和表达分析

生长调节因子(Growth-regulating factor,GRF)是一类植物特异的转录因子,其作用涉及植物的生长发育、胁迫和激素信号响应等各个方面。目前还没有关于辣椒GRF的相关报道。利用BLASTP和隐马科夫模型(HMM)在辣椒属(Capsicum)5个参考基因组数据库鉴定了52个GRF家族成员。通过分析发现辣椒GRF转录因子长度为200～745 aa,分子量23～81 kD,理论等电点5.9～9.5。保守结构域和基序分析发现,大多数辣椒GRFN端具有QLQ和WRC保守结构域,C端至少具有FFD、TQL和GGPL结构域之一;少数GRFN端仅具有WRC结构域,C端缺乏保守序列。系统进化分析发现,辣椒GRF转录因子分为5个群,位于同一群的GRF保守结构域位置、基序组成、基因结构相似,辣椒GRF与番茄GRF具有一一对应的进化关系。转录组数据分析表明,CaGRF8在辣椒果实发育早中期表达量高,CaGRF4在果实发育后期表达量较高;低温、干旱、盐和赤霉素处理后辣椒幼苗CaGRF表达量发生明显变化,CaGRF8受到赤霉素诱导表达量升高,而CaGRF4的表达被赤霉素抑制。     

西洋梨全基因组bZIP基因家族生物信息学分析

碱性亮氨酸拉链(Basic leucine zipper,bZIP),是广泛存在于真核生物中的保守转录因子,其在植物生长过程中参与重要的调控作用。为了解西洋梨bZIP基因家族相关信息,本研究利用生物信息学的方法,在全基因组水平鉴定并分析了西洋梨bZIP基因家族。结果表明,共鉴定出52个PcbZIP基因,系统进化将其分为9个亚族(A、B、C、E、F、G、H、I和S),PcbZIPs中外显子的个数从1~10个不等,PcbZIP转录因子的氨基酸数目在122~741个,等电点在5.42~10.41,PcbZIP基因都定位在细胞核上。基因定位显示,52个PcbZIP基因不均匀地分布在17条染色体上。本研究对西洋梨bZIP家族基因的鉴定与分析,为进一步开展西洋梨bZIP基因的挖掘与功能验证提供依据。     

生物信息学方法鉴定藜芦转录因子基因家族的研究现状

为了更好地发挥藜芦的价值,利用生物信息学方法鉴定藜芦转录因子基因家族,对藜芦转录因子基因家族进行polish排序得出90756个序列,藜芦bHLH蛋白家族主要包括Ⅲ、Ⅳ、Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ、Ⅻ等级别,不同级别中的构成与表现有所不同。藜芦bHLH结构域包括53个氨基酸,Basic区域具有13个氨基酸,转录因子DNA结合区域为碱性区域,能够识别DNA,促进靶基因E-box识别。本研究为促进藜芦转录因子基因家族功能研究提供参考。     

番茄20S蛋白酶体基因家族鉴定及生物信息学分析

20S蛋白酶体能够通过自身或泛素—蛋白酶体系统特异性降解细胞质和细胞核中的蛋白质,维持细胞蛋白质稳态。本研究中鉴定出21个番茄（Solanum lycopersicum L.）20S蛋白酶体基因家族成员,并对其进行生物信息分析。结果表明,番茄20S蛋白酶体大多数基因含有相似的启动子和内含子,其中,编码α亚基的基因保守性较好,而编码β亚基的基因保守性较差;亚细胞定位发现,绝大多数基因在细胞质中发挥功能;染色体定位和基因复制分析发现,21个20S蛋白酶体基因不均匀地分布在12条染色体上,存在2对片段复制基因对;进化分析表明,编码α亚基和编码β亚基的基因被划分在不同的类群或亚群;多物种共线性分析发现,番茄与辣椒（Capsicum annuum L.）和马铃薯（Solanum tuberosum L.）之间的同源基因对较多,而与拟南芥[Arabidopsis thaliana(L.)Heynh.]、水稻（Oryza sativa L.）和玉米（Zea mays L.）同源的基因对较少。SlPRA1-01、SlPRA10-04、SlPRA11-05和SlPRA16-09这4个基因在3个物种中均形...     

甜樱桃GH3基因家族全基因组鉴定与表达分析

以甜樱桃(Prunus aviumL.)为材料,对IAA酰胺合成酶(Gretchen Hagen 3,GH3)基因家族全基因组进行鉴定及生物信息分析;同时,分析其在不同组织中的表达及对外源GA3、ABA、MeJA、IAA的响应.结果 表明,甜樱桃基因组中共存在8个GH3基因,根据在染色体的位置依次命名为PavGH3.1...     

板栗PPO基因家族鉴定及生物信息学分析

【目的】褐变过程与多酚氧化酶(Polyphenol oxidases,PPO)密切相关,通过板栗PPO基因家族鉴定及生物信息学分析,为深入阐明PPO蛋白质的功能提供依据。【方法】从最新发布的板栗基因组数据库中鉴定到3个PPO基因:CmPPO1(BUA.CMHBY222345)、CmPPO2(BUA.CMHBY216654)、CmPPO3(BUA.CMHBY216989),并利用生物信息学方法,对其序列和基因编码蛋白的理化性质、结构功能等进行预测。【结果】(1)3个基因的CDS全长分别是1 794、1 809和1 809 bp,分别编码氨基酸序列597、602和602 aa,属于亲水酸性蛋白质,不存在跨膜区,为非分泌蛋白。(2)CmPPOs蛋白酶的二级结构无规则卷曲比例最高,三级空间结构模型分析与蔷薇科苹果酪氨酸酶结构(MdPPO1)序列同源性超过70%。(3)对苹果、马铃薯和板栗3个易褐变物种的23个PPO基因编码蛋白进行多序列比对和保守结构域分析,明确板栗PPO和蔷薇科苹果有较高同源性。(4)对不同品种板栗仁中的PPO基因进行表达分析,只检测到CmPPO1,且表达量与酶活性相关性不显著,表明板栗仁中PPO活性不能直接影响褐变程度,不同品种褐变程度与PPO表达量呈显著相关。【结论】板栗PPO基因家族3个成员中,不同品种CmPPO1表达量与果实受热褐变程度呈显著相关。本研究为板栗抗褐变育种提供了新的基因资源,但鉴于PPO存在同工酶,表达调控机制比较复杂,特异表达和时空差异性有待进一步研究。     

桃脂氧合酶基因家族生物信息学及其表达特性分析

【目的】脂氧合酶(lipoxygenase;LOX;linoleate oxygen oxidoreductase;EC1.13.11.12)作为一种重要的酶,广泛参与植物生长、发育、成熟、衰老及植物抗逆过程,因其重要作用一直是国内外研究的重点和热点。研究利用生物信息学方法对桃LOX基因家族进行发掘和预测,以期为桃LOX家族基因鉴定和功能分析提供基础信息,并在分子水平上为桃品种改良及采后保鲜提供明确的候选基因。【方法】采用生物信息学方法研究了桃LOX基因家族成员数目、系统进化关系、假定蛋白质结构及分类,运用q RT-PCR技术研究LOX基因家族在桃特异组织中的表达模式。【结果】桃LOX基因家族包含13个假定蛋白,9-LOX和13-LOX类型分别有6个成员,另外存在1个特殊类型,与苹果具有相似性;桃LOX蛋白氨基酸序列一致性在33.76%~90.84%;13个LOX家族成员绝大多数是两性氨基酸,9-LOX类型的6个家族成员的理论等电点都小于7,13-LOX类型各等电点没有规律;13个蛋白质的二级结构除ppa017962m外以无规则卷曲为主要构成元件;染色体定位分析表明,LOX家族基因并非平均分布在桃的8条染色体上,其中6号染色体上桃LOX基因分布最多,ppa017962m未定位在任何特异染色体上;q RT-PCR的组织特异性表达结果表明,LOX基因家族主要在果实和茎中的相对表达量较高。【结论】分离并鉴定了13个桃LOX家族基因,其不均匀地分布在桃染色体上;多数桃LOX基因主要在果实和茎部表达;ppa001634m、ppa001082m、ppa001216m、ppa001016m、ppa017962m在果实中的表达量最高,可能参与调控桃果实衰老软化过程。     

欧李NAC基因家族的鉴定及表达分析

【目的】对ChNAC基因进行鉴定并分析其表达模式,明晰ChNAC基因结构,预测其潜在功能,筛选抗逆相关基因,为欧李抗逆性状形成的分子机制研究提供理论依据。【方法】在全基因组数据的基础上对ChNAC基因进行生物信息学分析,并对不同非生物胁迫处理下ChNAC基因的转录组数据进行分析。【结果】欧李NAC基因家族有76个家族成员,33个ChNAC基因编码碱性氨基酸,17个ChNAC基因编码酸性氨基酸,26个ChNAC基因编码中性氨基酸。ChNAC蛋白均为亲水性蛋白,80%ChNAC蛋白为不稳定蛋白,79%ChNAC蛋白定位于细胞核中。ChNAC基因可分为17个亚族,主要为OsNAC7、ANAC001、ONAC003等亚族。ChNAC基因多存在于Chr5染色体上,有8对ChNAC基因由染色体大片段复制而来,其中ChNAC01、ChNAC20、ChNAC64这3条基因是互为共线性。启动子分析结果表明ChNAC基因可能参与欧李的生长发育、激素调控及胁迫响应等方面。【结论】ChNAC基因的表达具有组织特异性。ChNAC基因家族成员响应不同的胁迫处理,尤其是ChNAC49基因在盐胁迫、干旱胁迫、低温胁迫...