大豆PAL2基因的克隆与分析

采用RT-PCR法克隆了1个大豆PAL基因,并利用网络工具分析预测了其编码蛋白。结果表明:该基因是大豆PAL基因家族的1个新成员,命名为GmPAL2(登录号:GQ220305),其全长2284bp,编码1个包含717个氨基酸残基的多肽链,分子量为78.116kD;经BLASTp比对表明:该蛋白序列与菜豆PAL2蛋白同源性最高,达到92%,与大豆PAL1的同源性为89%。该研究结果为进一步研究整个大豆PAL基因家族的特性奠定了基础。     

SOE法对大豆苯丙氨酸解氨酶(PAL)基因拼接的应用研究

利用SOE(Splicing by Overlap Extension)法对大豆苯丙氨酸解氨酶(PAL)的两个外显子进行拼接,得到完整的PAL基因,表明这种方法是有效可行的.这种技术是作为对cDNA克隆的初步改进与尝试,节约了成本,有一定的应用价值.     

大豆叶片异黄酮含量与PAL基因相对表达量的关系

苯丙氨酸解氨酶(PAL)是苯丙氨酸代谢途径的进入点酶,也是异黄酮合成的关键酶之一.为了分析大豆叶片中异黄酮含量与苯丙氨酸解氨酶(PAL)基因表达量的关系,采用砂培试验,测定了不同生育时期大豆叶片总异黄酮及大豆黄素、黄豆黄素、染料木素的含量,同时测定了相应各生育时期大豆叶片中苯丙氨酸解氨酶(PAL)基因的相对表达量.结果表明:大豆叶片中大豆异黄酮总含量及3种苷元组份含量与叶片中苯丙氨酸解氨酶(PAL)基冈的相对表达量有一个协同增减的趋势;在初花期(R1)大豆叶片中的异黄酮总含量和三种苷元组份含量及苯丙氨酸解氨酶(PAL)基因相对表达量均出现一个峰值.     

腐霉菌侵染条件下大豆下胚轴中PAL和POD活性的变化

以对腐霉菌抗性不同的6个大豆品种为材料,测定接种腐霉菌(Pythium aphanidematum)后下胚轴的中的PAL和POD活性,分析大豆与腐霉菌互作过程中,不同抗性品种下胚轴中PAL和POD的活性变化规律。结果表明:接种腐霉菌后,抗病品种下胚轴的PAL活性呈先升高后降低,再次升高后降低的变化趋势;感病品种的PAL活性呈先升高后降低的趋势;不同抗感性品种接种腐霉菌后下胚轴的POD活性均不断升高;抗病品种POD活性增加速度、PAL和POD活性峰值均高于感病品种。     

转PAL基因水稻抗稻瘟病性和过氧化物酶活性的研究

 用PAL(苯丙氨酸解氨酶）基因正义和反义转化水稻，获得了70株转基因植株。选择正义转化植株(1s)和反义转化植株(4a)进行稻瘟病菌([i]Magnaporthe grisea[/i])接种，针对病原物侵染，1s的PAL活性上升更快，幅度更大。观察水稻叶片超微结构发现，1s的细胞具有更强的抵抗病原菌入侵的能力，其过氧化物酶活性也比对照和4a要高。     

大豆苯丙氨酸解氨酶及其基因的研究进展

苯丙氨酸解氨(phenylalanine ammonia-lyase,PAL)是连接植物初级代谢和苯丙烷类代谢等次级代谢途径关键酶、限速酶.综述了大豆PAL及其基因的研究进展,主要包括大豆PAL的分布及活性、分离纯化及酶活性的测定、对植物生理代谢的意义、在抗病中的作用机制、基因克隆、表达特性、基因的应用展望等.     

野生大豆接种大豆疫霉根腐病后苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性的变化

对大豆疫霉根腐病菌胁迫下抗感不同野生大豆品种根、茎、叶中苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性的变化规律进行了研究.结果表明:在接种疫霉根腐病菌1号生理小种后,抗病野生大豆根和攀中的PAL活性在病程的大部分阶段比相应对照增加,并且变化的幅度较大,而感病品种相反.抗感野生大豆叶中PAL活性与对照相比变化幅度均较小.     

香蕉苯丙氨酸解氨酶基因家族的全基因组鉴定及表达分析

苯丙氨酸解氨酶（Phenylalanine ammonia-lyase, PAL）是催化苯丙烷代谢途径第1步反应的限速酶,广泛地参与植物生长发育过程中的各种生理活动。本研究通过生物信息学分析,从香蕉A基因组数据库中利用BLASTp筛选出53个可能的MaPAL编码蛋白序列。在NCBI分析蛋白保守结构域,发现仅有8个基因具有典型的PAL家族基因的特性。聚类分析结果表明香蕉MaPAL家族的8个基因可以分为Class I 和Class II两类。转录组数据表明,所有MaPAL基因在果实发育阶段高表达,MaPAL5参与果实采后成熟过程。在干旱、低温、盐处理的香蕉幼苗叶片中,MaPAL1、MaPAL2、MaPAL3、MaPAL4和MaPAL5成员均显著上调表达,MaPAL6号成员显著下调表达,这些成员参与香蕉响应上述非生物胁迫过程。8个MaPAL成员在枯萎病菌处理下均显著下调表达,表明在感病品种巴西蕉根系中,MaPAL基因的表达全部被Foc TR4抑制。本研究结果为分析MaPAL基因家族在香蕉果实品质形成和响应逆境中的作用提供了理论依据。     

野生大豆苯丙氨酸解氨酶(PAL)在不同诱导条件下变化规律

以野生大豆(龙野01-177)为材料,根据PAL酶活性的影响因素,选取48 h为一个周期,每3h进行取样,研究低温(-4℃)诱导、机械损伤诱导、紫外线照射诱导、激素BAP诱导和正常对照组条件下的酶活性、蛋白含量、酶比活性的变化.结果表明:4种诱导条件下野生大豆PAL的酶活性和蛋白质含量变化趋势均相同且表现出不同的变化规...     

热处理后芒果、香蕉果皮PAL活性变化与炭疽病发生的关系

热处理后芒果、香蕉果实果皮苯丙氨酸解氨酶（ＰＡＬ）活性在贮藏期间的变化与炭疽病发生关系的研究结果表明,果实采后经热处理或接种炭疽病菌均可诱导芒果、香蕉果实果皮ＰＡＬ活性提高,处理后 ２ ｄ,果皮ＰＡＬ活性达到最大值。其后随着热效应的减弱,果实的后熟,酶活性逐渐下降,直至果实完熟时达最低值,然后随着炭疽病的出现,ＰＡＬ活性又有所上升。经热处理的果实,贮藏期间炭疽病发生速度较慢,发病率低,果皮ＰＡＬ活性处于最低值。      

亚洲棉CBL基因家族鉴定及生物信息学分析

为了探究CBL(钙调磷酸酶B亚基蛋白)基因参与棉花非生物胁迫响应.利用生物信息学的方法对亚洲棉CBL家族成员进行鉴定,并对其成员的理化性质、进化关系、基因结构、蛋白结构、染色体定位、顺式作用元件进行分析.结果表明,在亚洲棉中获得20个CBL基因,该基因成员蛋白的理化性质差异不大,大多数CBL基因成员的等电点为4～5.5...     

大豆Whirly基因家族的鉴定和表达分析

Whirly家族是一类植物特异的转录因子,它们能与单链DNA分子结合,无论在细胞核还是在细胞器内都有着广泛而复杂的生物学功能。然而,目前还没有关于大豆Whirly基因的研究报道。本研究首次在全基因组水平鉴定和综合描述大豆Whirly基因家族成员,以期为它们的后续功能研究提供理论基础。该研究在大豆基因组中鉴定到了7个Whirly基因,并对其理化性质、亚细胞定位、进化关系、基因结构、蛋白基序组成、三维结构和基因表达模式等进行综合分析。根据它们的进化关系、基因结构和蛋白基序组成,将其分为两大类。蛋白三维结构分析结果表明,GmWHY5蛋白由于N端的缺失,缺少了β1-4和α1,与其它大豆Whirly蛋白结构差异很大。利用已公布的转录组数据进一步研究了大豆Whirly基因的表达谱,结果显示其组织和胁迫表达模式差异很大。例如GmWHY1、GmWHY2、GmWHY6和GmWHY7的表达水平明显高于GmWHY3、GmWHY4和GmWHY5。总之,这些发现将为大豆Whirly基因家族的研究提供重要的资源,并为进一步阐明其分子机制奠定基础。     

小麦SnRK2家族基因鉴定及进化分析

SnRK2是一种植物特异性的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,在植物生长发育和胁迫耐受信号传递过程中发挥着至关重要的作用。为探索SnRK2在小麦抗逆中的作用,基于最新的小麦基因组信息,采用blastp和hmmer两种方法在普通小麦中共鉴定到30个SnRK2基因家族成员。系统发育分析表明,SnRK2基因在普通小麦及其祖先物种的进化过程中高度保守。利用RNA seq数据分析小麦SnRK2基因在不同组织以及不同胁迫条件下的表达模式,结果表明,小麦SnRK2基因家族成员在不同组织以及不同胁迫条件下表达量均存在差异,且具有显著的组织特异性。通过qRT PCR进一步验证6个小麦SnRK2基因的表达模式,发现不同基因之间的表达量存在明显差异,推测小麦SnRK2基因家族的部分成员出现功能分化。随后,利用已发表的六倍体小麦重测序数据,分析不同小麦群体中SnRK2基因的核苷酸多样性(P_i)和分化指数(F_st),并解析单倍型,推测Ta 5B SnRK2.28基因的AA单倍型为优异等位变异。通过同源建模预测小麦SnRK2蛋白的三维结构,发现小麦SnRK2蛋白结构在进化上高度保守。     

巴西橡胶树YABBY基因家族鉴定及表达分析

YABBY基因家族是一类植物特有的转录因子,在植物叶片和花器官的发育以及非生物胁迫应答中起重要的调控作用。本研究从橡胶树基因组中鉴定得到11个HbYABBY家族成员,并从基因结构、启动子顺式作用元件、染色体定位、系统进化及基因表达等方面进行分析。结果显示11个橡胶树HbYABBY基因分布在9条染色体上,编码蛋白的长度在132~241个氨基酸,分子量在14.75~26.41 kDa,启动子区域含有丰富的光响应元件。该基因家族具有显著的组织表达特异性,叶片和花中高表达,而在胶乳和根中基本不表达。叶片的发育过程中,除HbCRC1上调表达,另外9个HbYABBY基因均显著持续下调表达,表明HbYABBY深度参与橡胶树叶片发育调控。转录组测序和荧光定量检测均发现所有HbYABBY成员受高温诱导持续下调表达,但不受低温胁迫诱导,暗示了HbYABBY在橡胶树的高温胁迫中发挥调控作用。本研究以热带经济林木巴西橡胶树为研究对象,对YABBY转录因子基因家族的理化特征、表达及功能进行了初步分析,为该基因家族功能的深度研究提供了理论依据和参考。     

玉米CaM基因家族鉴定及特性分析

利用玉米基因组等多种数据库搜索CaM家族基因,对玉米CaM基因家族进行筛选与鉴定,对家族成员的基因结构、等电点、分子量、亚细胞定位、蛋白保守域等蛋白基本特性进行分析。同时分析不同组织和干旱胁迫条件下该类基因的表达情况,进一步利用qRT-PCR技术检测5个具有代表性的CaM基因在干旱处理条件下的表达变化。结果显示,共获得14个CaM基因,根据3’-UTR序列构建的系统进化树显示可分为4个亚家族。根据蛋白质的氨基酸序列,可分为3种亚型。家族成员蛋白分子量大多数为16.8 kD左右,等电点介于4.10～4.30,该家族蛋白保守结构域由3～4个EF手型结构域组成,主要定位于细胞质和细胞核。Zmcal4、Zmcal5和Zmcal6基因在各组织中表达非常低,干旱会抑制家族大部分成员的表达,覆水处理后,Zmcal3-1、Zmcal3-2、Zmcal3-3、Zmcal3-4的表达可恢复到对照水平,推测这几个基因可能参与干旱胁迫反应。qRT-PCR结果表明,干旱会抑制CaM基因的表达,随着干旱处理时间的增加,CaM基因的表达量逐渐降低,与生信分析结果一致。     

玉米LysM基因家族的全基因组鉴定及表达模式分析

为揭示LysM基因家族在玉米生长发育及抗病中的作用,利用生物信息学方法对玉米LysM基因家族成员进行鉴定,并对其蛋白理化性质、亚细胞定位、系统发育关系、基因启动子区的顺式作用元件、组织表达以及大斑病菌侵染过程中的表达模式进行分析。结果表明,在玉米中共存在11个ZmLysM家族成员。通过生物信息学分析发现,ZmLysMs蛋白在质膜、叶绿体、胞外均有分布;ZmLysMs成员与单子叶植物水稻和小麦具有较近的亲缘关系;ZmLysMs成员的启动子序列存在多个激素响应、逆境胁迫响应和光响应元件;10个ZmLysMs成员在不同组织中表达,其中ZmLysM1、ZmLysM4和ZmLysM6呈组成性表达模式,ZmLysM10只在根组织中表达。ZmLysM2、ZmLysM6和ZmLysM7在玉米大斑病菌侵染后差异表达,推测其可能在响应大斑病菌侵染过程中发挥作用。     

黑麦MIKC型MADS-box家族基因的鉴定和表达分析

MIKC是MADS-box蛋白家族中一类保守的转录因子家族,参与调控植物的开花时间和花器官发育。通过对黑麦MIKC基因家族的分析,为研究黑麦各时期组织器官的功能奠定基础。利用PFam和BLASTP两种方法确定黑麦MIKC家族共47个蛋白序列,将以上蛋白序列利用TBtools软件进行理化性质、进化关系、保守基序和基因结构、共线性及聚类分析等生物信息学分析。将黑麦47个MIKC基因分为12个亚家族,共线性分析发现黑麦与小麦的共线性基因多于黑麦与水稻间的共线性基因,说明黑麦与小麦的亲缘关系更近。聚类结果结合黑麦物种内共线性分析发现,ScMIKC31基因仅在穗子表达,于其他植物组织器官及发育时期均无表达,选用课题组材料进行RNA-seq验证,结果与生物信息学结果一致,推测ScMIKC31基因为黑麦中与开花有关的基因。以上结果说明MIKC家族基因在黑麦中存在功能分化,为进一步研究该家族基因的功能提供信息参考。     

类茶氨酸合成酶基因家族在番茄中的鉴定及表达研究

茶树体内的茶氨酸合成酶(Theanine synthetase synthetase,TS)和部分谷氨酰胺合成酶(Glutamine synthetase,GS)家族成员都具有催化乙胺和谷氨酸合成茶氨酸的活性.我们将植物中这类与茶树TS序列高度相似,且具有茶氨酸合成活性的酶,统称为类茶氨酸合成酶(Analogue th...     

橡胶树前纤维蛋白(profilin)基因家族的鉴定及表达分析

肌动蛋白细胞骨架可能在橡胶树乳管伤口堵塞过程中发挥重要作用。前纤维蛋白（profilin）是肌动蛋白动态平衡的重要调节子,但对橡胶树profilin基因家族系统研究的报道较少。通过分析橡胶树基因组和转录组数据,鉴定到6个橡胶树profilin基因,对其基本特性及蛋白保守基序、结构特征、进化关系和表达模式等进行分析。基因结构分析表明,橡胶树profilin基因都包含3个外显子2个内含子,编码的蛋白序列含有profilin蛋白特有的保守基序KYMVIQGE和VIRGKKG。进化分析显示,橡胶树profilin并未严格分为营养型和生殖型2种类型。profilin蛋白二级结构以无规则卷曲为主,三级结构均包含3个α螺旋和7个β折叠。表达分析结果显示,4个profilin基因在胶乳中高表达,橡胶树排胶和碘化钾处理调控这4个profilin基因表达,推测profilin基因参与橡胶树排胶过程。该研究结果为进一步阐明橡胶树profilin基因在乳管伤口堵塞和排胶中的作用奠定基础。     

玉米BBR-BPC基因家族全基因组鉴定及表达分析

对玉米BBR-BPC基因家族进行全基因组鉴定,分析基因结构、染色体分布和启动子顺式作用元件结合位点、分布和数量情况以及编码蛋白的理化性质、保守基序和蛋白二级三级结构、进化关系,基于转录组的结果研究基因的组织表达模式和高温、干旱等非生物胁迫以及外源生长素等诱导表达模式。结果表明,玉米BBR-BPC家族共有4个成员,家族基因的结构存在较大的差异,且存在可变剪切,共编码9个蛋白。定位分析发现,BBR-BPC1.1和BBR-BPC4定位在细胞核,其余除定位在细胞核,叶绿体中也有分布。BBR-BPC启动子区存在多种逆境胁迫、植物激素、组织部位特异表达、光响应等顺式作用元件。BBR-BPC成员在玉米不同材料、不同组织部位中的表达水平差异较大且受热、干旱等胁迫调控。在B73和Mo17材料中,BBR-BPC受热胁迫诱导表达,与qRT-PCR验证结果一致。研究结果表明,ZmBBR-BPC基因家族不同成员会在特定部位激活或者抑制相关基因表达,响应非生物胁迫。