番茄、拟南芥和葡萄中同型半胱氨酸S-甲基转移酶基因家族功能研究

同型半胱氨酸S-甲基转移酶（homocysteine S-methyltransferase,HMT）普遍存在于被子植物中,在植物合成甲硫氨酸过程中起着重要作用,其在拟南芥中的功能已有所研究,但该家族在其他植物中的功能尚不清楚。本文通过同源比对,获取番茄、拟南芥和葡萄中共8个HMT家族基因的信息,通过系统进化树分析,发现8个HMT蛋白形成2个分支;利用蛋白motif分析、蛋白结构域分析、基因外显子内含子结构分析,发现HMT蛋白在进化上较为保守。通过对拟南芥在非生物胁迫条件下HMT家族基因的表达水平进行分析,发现多个AtHMT基因对非生物胁迫尤其是冷胁迫、盐胁迫、干旱胁迫产生应答,表明HMT家族基因在非生物胁迫应答中的调控作用。另外,通过对番茄各组织在发育的各个阶段中HMT基因进行表达量分析,发现HMT基因可能在番茄种子发育、开花、果实成熟方面发挥作用。综上,本文对番茄、拟南芥和葡萄中HMT基因家族的生物信息学分析及基因表达数据进行了挖掘,对深入研究HMT基因在番茄、拟南芥和葡萄中的作用具有重要意义。     

番茄组蛋白乙酰转移酶(HAT)的全基因组鉴定与分析

组蛋白乙酰化修饰在基因表达调控方面扮演着重要角色。为深入挖掘番茄组蛋白乙酰转移酶(HAT)基因,本研究运用生物信息学方法,共鉴定出26个番茄HAT。聚类分析发现,这些HAT可以分为7组,分别为HAG、HAG1、HAG2、MCC1、HAM、HAF和HAC。其中,GNAT家族(GCN5、HAT1、MCC1) 18个、p300/CBP家族4个、MYST和TAFII250家族各1个。6对同源基因Ka/Ks值均小于1,说明其进化中经历了纯化选择。不同家族HAT理化性质存在差异,但均为亲水蛋白质,主要定位于细胞核,蛋白质二级结构主要包括α螺旋和无规则卷曲,具有典型的保守基序和特征结构域。染色体定位发现,番茄HAT基因不均匀地散布于12条染色体上,且呈两端分布,其中1号和9号染色体最多,部分基因经串联重复形成基因簇。基因表达分析发现,GNAT家族番茄特有的HAT和HAG2组基因在病菌、盐和热胁迫下具有较高的表达水平,一些基因具有病菌诱导特异性和耐盐(热)与盐(热)敏材料上表达差异性。可见,番茄HAT在结构、性质和功能上具有多样性,其在全基因组水平上的鉴定与分析为相关基因克隆利用提供了依据。     

番茄组蛋白去乙酰化酶HD2家族生物 信息学及表达模式分析

在生物信息学分析和克隆番茄组蛋白去乙酰化酶HD2 亚家族的基础上,探究了HD2 家族在番茄果实 发育阶段的表达模式。结果显示,番茄HD2 家族有3 个成员,其氨基酸序N 端具有典型的MEFWG 五肽基序,中部 为疏水结构域分隔开的两段富含酸性氨基酸的结构域,C 端的序列呈多样性,并且具有C2H2 型锌指结构;亚细胞定 位预测发现该家族成员均定位于细胞核,这与其参与组蛋白修饰功能相一致。表达模式结果显示,HD2 基因家族在 果实发育阶段中具有阶段特异性,推测其在调控番茄的果实发育方面有重要作用。     

番茄响应南方根结线虫侵染相关转录因子的初步分析

为明确番茄接种根结线虫后基因种类和表达量在转录水平的变化规律，利用RNA-seq对未接种及接种南方根结线虫2龄幼虫6、12、24和48 h的番茄进行转录组测序，探究番茄响应南方根结线虫侵染相关的关键转录因子，并采用qRT-PCR方法对测序结果进行验证。结果显示，接种南方根结线虫后6、12、24和48 h分别有350、390、580、1 154个基因差异表达，其中差异表达转录因子分别为11、11、19、50个。这些转录因子属于15个家族，其中数量最多的为MYB家族和bHLH家族（均为20个），其次是ERF家族19个、WRKY家族15个、bZIP家族9个。南方根结线虫侵染过程差异表达最明显的主要为ERF、WRKY、MYB和bHLH家族转录因子，其中Solyc03g005520、Solyc02g094270和Solyc09g066350显著上调，接种后48 h log₂FC分别为 9.16、6.49和6.33；Solyc02g079280、Solyc12g100140 和Solyc04g072460显著下调，接种后48 h log₂FC分别为-2.60、-1.72和-1.70。qRT-PCR验证结果显示，6个随机选取基因的表达趋势与测序结果基本一致。以上结果表明，ERF、WRKY、MYB和bHLH家族转录因子可能参与番茄与南方根结线虫互作，在番茄响应南方根结线虫侵染反应中发挥着重要的调控作用。     

毛果杨HDAC基因家族序列及其表达分析

【目的】研究毛果杨组蛋白去乙酰化酶（HDAC）基因家族序列及其对脱落酸（ABA）的应答反应,为HDAC家族基因的功能研究奠定基础。【方法】采用生物信息学方法对毛果杨HDAC家族的16种蛋白进行系统分析;采用实时荧光定量 PCR方法,分析了100 μmol/L ABA叶面喷洒处理后6和24 h毛果杨叶片HDAC家族16个基因的表达情况。【结果】HDAC家族蛋白分析显示,毛果杨HDAC可分为3个亚家族,即RPD3/HDA1、HD2和SIR2亚家族,与拟南芥HDAC蛋白的亲缘关系较近。HDAC家族大多数成员为亲水性蛋白质（HDA912属于疏水性蛋白）,其等电点呈酸性（除了HDA912和SIR2亚家族）。HDAC家族蛋白受磷酸化调节,磷酸化位点主要发生在丝氨酸残基上。绝大部分HDAC蛋白都有不同数目的跨膜螺旋和不同的跨膜方向,而在HD2蛋白中没有发现跨膜区。二级结构分析显示,RPD3/HDA1和SIR2亚家族成员均含有不同比例的α-螺旋、β-折叠片和无规则卷曲,其中无规则卷曲比例达到50%以上（HDA912除外）;而HD2亚家族成员不含有α-螺旋,其二级结构主要以无规则卷曲为主,比例高达80%左右。HDAC家族蛋白主要定位于细胞核内,在细胞质、细胞器及其他膜结构中也有分布,HD2蛋白几乎都定位于细胞核内。RPD3/HDA1和SIR2亚家族成员的三级结构可分为6种类型,预示其生物学功能也可能存在差异。实时荧光定量 PCR分析结果表明,ABA处理6 h显著提高了毛果杨-HDA901、HDA903和HDT-901基因的表达,而ABA处理24 h则会显著降低-HDA907和HDT-901基因的表达。【结论】作为植物特有的一类组蛋白去乙酰化酶,毛果杨HD2亚家族蛋白在序列和结构等多个方面与其他2个亚家族不同。ABA能够调节杨树HDAC家族基因的表达,HDAC家族基因不同成员对ABA的应答反应不同。     

番茄YABBY基因家族的生物信息学分析

YABBY基因家族是植物特有转录因子,与植物形态有关,在植物叶和花器官发育过程中起重要调控作用。试验在番茄基因组范围内鉴定出9个YABBY基因家族成员,分别位于第1、5、6、7、8、11和12号染色体。利用MEGA程序对番茄、拟南芥、大白菜和玉米YABBY基因家族作进化分析,进化树可分为四个亚组;利用GSDS程序分析基因结构保守性,显示Sl YABBY基因内含子保守5~6个;MEME程序作基序分析,显示Sl YABBY基序保守,经鉴定所有Sl YABBYs均具有C2C2锌指结构域及YABBY结构域。运用plant CARE软件分析顺势作用元件发现,在番茄YABBY基因上游1 000 bp序列中存在多个应答不同生物和非生物胁迫的顺式作用元件,且种类和数目不同,表明其作用于番茄生长发育和逆境胁迫过程。基因功能预测和蛋白-蛋白网络分析表明,番茄YABBY家族对根、茎、叶、花、蜜腺、心皮、胚珠等部位发育具有重要调控作用。番茄YABBY基因家族表达分析发现Sl YABBY1、Sl YABBY3和Sl YABBY4在根、茎、花、叶及果实中均无表达,Sl YABBY2和Sl YABBY9表达具有较强组织特异性,为番茄YABBY基因功能研究提供参考。     

森林草莓糖基转移酶基因家族生物信息学及其表达分析

【目的】对森林草莓糖基转移酶基因（FvUGT）家族进行生物信息学分析及基因表达分析,为深入研究森林草莓UGT基因功能和探索UGT调控草莓果实发育及花色苷及品质形成提供理论依据。【方法】基于Phytozome数据库鉴定得出138个FvUGT基因家族基因,运用生物信息学方法分析其蛋白理化性质、基因结构、保守结构域和进化关系,并采用实时荧光定量PCR对UFGT候选基因在森林草莓（红果和白果2个类型）各组织（根、叶柄、叶和果实）中的表达量进行分析。【结果】FvUGT基因家族可分为12个类群（A、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L和N）,每个类群分别包含16、2、23、32、8、1、5、5、7、3、21和4个成员;染色体定位发现FvUGT基因家族成员在除2号染色体之外的其他染色体上均有分布,且分布不均;FvUGT基因内含子长度、外显子位置和数目在不同成员间均存在差异,FvUGT基因家族在进化过程中产生较强的分化。实时荧光定量PCR检测结果表明,FvUFGT70基因在森林草莓白果和红果的叶和叶柄中有较高表达;FvUFGT94基因在各组织中均有表达;FvUFGT67和FvUFGT68基因在根中有较高表达;而FvUFGT95和FvUFGT96基因在果实中有表达,且显著高于其他组织（P<0.05,下同）。同时,在果实的小绿期、转色期和成熟期的表达表现为,成熟期FvUFGT33和FvUFGT95这2个基因在森林草莓红果类型的表达量显著高于白果类型。【结论】7个FvUFGT基因表现出明显的组织差异性,其中FvUFGT33和FvUFGT95基因在果实中有较高表达量,且在森林草莓红果类型表达量显著高于白果类型,故推测其在花色苷合成中发挥作用。     

谷子组蛋白H3基因家族的鉴定与分析

组蛋白（Histone）是构成染色质的基本结构蛋白，其中组蛋白H3的氨基酸序列十分保守，并且其在维持染色质结构稳定性、调控植物生长发育以及应对环境变化方面具有重要作用。为探究谷子组蛋白H3基因家族成员的结构和功能，为谷子组蛋白H3的生物学功能研究奠定理论基础，研究从xiaomi和豫谷1号(YG1)基因组中分别鉴定出15个组蛋白H3基因，并依次命名为SiH3.1～SiH3.15；进而利用生物信息学技术比较并分析SiH3在染色体上的分布情况、系统进化关系、基因结构、保守基序、保守结构域、启动子顺式作用元件、亚细胞定位及组织表达情况。结果表明，除xiaomi中的SiH3.2和SiH3.13、YG1中的SiH3.10.1和SiH3.11.1外，其他基因在染色体的位置均一一对应。进化关系结果显示，SiH3分属4类，其中，xiaomi的4个类别中依次有6、1、6、2个基因，YG1依次有4、2、7、2个基因；2个品种亚组内基因间结构、保守基序、结构域相似，亚细胞定位均在细胞核；启动子顺式作用元件主要与植物生长发育调控、逆境响应相关。表达模式结果显示，同属于H3.3亚组的SiH3.7和SiH3.15在...     

基于转录组分析的SlCMT4基因敲除对番茄花器官的影响

[目的]DNA甲基化是由DNA甲基转移酶催化的重要表观遗传修饰,DNA甲基转移酶在植物发育、转录控制和代谢途径调控中具有重要作用。本研究旨在明确DNA甲基转移酶基因SlCMT4调控番茄花器官形成和发育的表观遗传机制。[方法]本研究以经典番茄栽培品种Ailsa Craig(AC++)为背景材料,采用CRISPR-Cas9基因编辑技术,获得SlCMT4突变株系。我们提取番茄花器官RNA,进行转录组测序,根据差异基因进行基因功能及代谢通路分析。[结果]研究了SlCMT4基因在野生型（AC++）和突变体番茄（Nr和Rin）不同果实发育阶段的表达模式,发现该基因在番茄成熟突变体Nr和Rin果实中的表达水平显著高于野生型番茄,表明SlCMT4基因的表达可能受激素乙烯信号和成熟相关转录因子RIN的负调控。SlCMT4基因敲除导致番茄花器官出现多种表型,包括雄蕊卷曲、雌蕊变粗变短等。我们在突变株系（CR-08）的花器官样品中鉴定了1398个差异表达基因（DEG）,其中512个上调,886个下调。差异表达基因的KEGG分析结果表明,大多数差异表达基因被归类为以下5条功能代谢通路：植物激素信号转导、苯丙烷...     

银杏ERF转录因子家族的全基因组学鉴定及表达模式分析

以银杏基因组数据库为基础，通过序列比对，并经过鉴定筛选，共获得112个ERF转录因子家族成员，对其进行生物信息学及表达模式分析。结果显示：银杏112个ERF成员在系统进化树上分为10个亚家族；基因结构分析表明，大部分ERF家族基因结构简单，仅少量基因含有1～4个内含子；基因表达分析显示，39个ERF基因在雄蕊中表达量较高，20个基因在幼苗中表达量较高，40个基因在胚中表达量较高；部分基因在雄蕊、胚和幼苗中具有相同的表达模式，说明其可能具有类似的功能。     

蜡质基因研究进展

蜡质基因是编码直链淀粉合成的关键基因．从蜡质基因和直链淀粉合成的关系、糯性的研究进展、蜡质基因的序列结构、蜡质基因中核蛋白结合位点、转录后水平的调控以及Wx座上的微卫星序列等几个方面综述了蜡质基因的研究进展．     

植物抗病基因研究进展

植物抗病基因在植物抗病过程中起重要作用.综述了植物抗病基因的克隆方法,结构特点,作用机制以及未来的发展前景.     

植物脱水素对多种逆境的响应

综述了目前关于脱水素（Dehydrin，DHN）的研究进展，包括脱水素的蛋白结构特征、细胞定位及作用机制，脱水素在生物及非生物逆境下的转基因研究，脱水素的磷酸化修饰，脱水素的结合金属离子、清除活性氧、作为分子伴侣 保护酶活性等特性。展望了利用现代生物技术将脱水素用于提高植物对逆境的耐受力的应用前景，提出今后还需在脱水素作用机制、基因家族功能与生物胁迫相关性等几个方面进行深入研究。     

IBDV南京野毒株VP2结构蛋白基因克隆与表达

用微机辅助设计合成了一对引物，用于扩增传染性法氏囊病病毒中国地方株ＶＰ２基因片段。ＲＴ－ＰＣＲ增出－１３２１ｂｐ的目的的片段，分子杂交鉴定为ＶＰ２基因。     

卵泡刺激素研究进展

卵泡刺激素 (促卵泡激素 ,FSH)是由动物垂体前叶嗜碱性细胞合成和分泌的一种糖蛋白类促进腺激素 ,在动物 (包括人类 )的繁殖过程中起重要作用。文章扼要介绍了卵泡刺激素的作用机制、基因结构及重组 FSH的研究情况 ,为卵泡刺激素研究奠定基础     

水貂MLPH基因第一外显子序列结构及特征分析

[自的]克隆辽西地区饲养水貂的MLPH基因第一外显子序列及其侧翼序列,预测其结构特征,为培育彩色水貂提供理论依据。[方法]扩增水貂MLPH基因第一外显子和5’侧翼序列,利用SignalP3．0Server、ClustalX1．83,Mega4．1、TMHM2．0、ProtComp—v6．0等生物学软件进行序列分析。[结果]测序得到1029bp长的序列片段,利用Mega4．1软件计算水貂与大家鼠的遗传距离是最近的0．5405,与人的遗传距离是最远的0．6552,构建水貂分子系统进化树。[结论]水貂MLPH基因是一个分泌蛋白。     

二斑叶螨几丁质酶基因的克隆及特性分析

几丁质酶广泛存在于自然界的许多物种,并参与几丁质降解、蜕皮、免疫和致病性等诸多功能.采用同源克隆结合RACE-PCR的方法,首次从螨类中克隆到二斑叶螨几丁质酶基因(TuChi)的cDNA全长序列(GenBank登录号:JQ041366).TuChi全长1 822 bp,包含3'非翻译区(UTR)为150 bp和5'UTR为52 bp,开放阅读框(ORF)为1 620 bp,编码539个氨基酸.预测的相对分子量为60.7 ku,理论等电点为5.99.二斑叶螨几丁质酶具有几丁质酶典型的结构域,包括1个N-端信号肽序列、1个几丁质催化区域、1个几丁质结合域,以及连接催化区和结合域之间的连接区域.与其他物种几丁质酶进化树比较分析表明,TuChi与昆虫几丁质酶家族Group 1具有较高的同源性,推测其与二斑叶螨的蜕皮密切相关.     

谷类作物基因结构及其数量的比较

本文综述了谷类作物基因组结构现状,基于水稻和拟南芥全基因组分析以及谷类作物基因组长片段的测序注释表明,谷类作物基因组存在许多嵌合结构,富基因岛重组上活性部分常被高拷贝DNA模块分隔.谷类作物基因组内,具保守的宏共线性.玉米,水稻,高梁,小麦,及大麦的Sh2/A1直向同源区域的基因顺序分析表明,Sh2和A1同系物间隔分别为20kb(在水稻和高梁)和140kb(在玉米);小麦族Sh2/A1区同线性在X1和X2基因间有一个断裂.如同其他禾本科作物,A1和X2基因在部分同源染色体保留共线性,Sh2和X1直向同源依然是共线性,但在非部分同源染色体的位置已改变.植物基因可以通过多倍体化,节段重复及局部基因扩增3种途径增加序列的数量.单个基因内,微共线性常被破坏.对基因组直向同源区段的初步比较分析暗示,植物基因组内基因局部扩增和易位也许有某些关联.     

新城疫病毒长春株5种结构蛋白基因序列分析

根据已发表的新城疫病毒 (NDV)的核苷酸序列设计了 5对引物 ,采用RT PCR技术 ,分别扩增新城疫病毒长春株基因组中的F、HN、M、P及NP基因 ,并克隆和测定序列。与新城疫弱毒LaSota株和V4株进行同源性比较 ,并对NDV长春株、LaSota株及F48E9株F蛋白分子结构的疏水性及抗原表位分析 ,表明NDV长春株具有新城疫病毒弱毒株的特性。