茄子查尔酮合酶基因的克隆与生物信息学分析

以“杭茄1号”紫茄子苗为试材,采用RT-PCR方法克隆CHS基因,利用DNAMAN、MEGA 7.0.26及一些在线网站研究了CHS基因所编码蛋白的结构与功能,以期为研究查尔酮合酶CHS基因在茄子的生长发育中的意义及植物类黄酮的生物合成及其分子机制提供参考依据,同时丰富了双子叶植物CHS超家族的相关研究。结果表明：获得CHS基因全长为1 170 bp,预测该基因编码的蛋白很有可能定位于细胞质中。系统进化分析表明,紫茄子与番茄、芒果、咖啡、短茄在同一个分支,亲缘关系最近,均属于茄科植物。     

葡萄NHX基因家族的鉴定和表达分析

【目的】探究葡萄NHX基因家族生物信息学特性及在非生物胁迫下的表达情况,以期筛选出与非生物胁迫相关的家族成员,从而为葡萄抗逆性研究提供理论依据。【方法】以拟南芥、水稻及胡扬NHX基因序列为基础,对葡萄NHX基因进行同源克隆、染色体定位、氨基酸组成成分、理化性质、motif、蛋白质二级结构以及基因芯片表达等分析,同时利用qRT-PCR技术分析葡萄NHX基因家族表达情况。【结果】葡萄NHXs可分为2个亚族,主要分布在第1、5、7、14、15、19号染色体上,其外显子数为12～23个;VvNHX06的氨基酸数最少,有291个,VvNHX07的氨基酸数最多,有1141个。Motif分析发现,N端含有典型的锌指结构,蛋白质二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主。亚细胞定位预测发现,葡萄NHX基因主要分布在细胞膜、内质网、线粒体、液泡和细胞质中。基因芯片表达显示,使用NaCl、ABA和PEG处理后,葡萄叶片中VvNHX02和VvNHX06基因表达量均呈上升趋势。qRT-PCR分析结果表明,在200 mmol·L~(-1)NaCl、100 mmol·L~(-1)ABA处理后的葡萄叶片中,VvNHX06表达量显著增加,分别是对照的30倍和60倍。用10%PEG处理实验材料6 h后,VvNHX05的表达量明显增加,是对照的5倍。【结论】VvNHX05和VvNHX06基因与植物耐盐和抗旱性有密切关系,可为葡萄的逆境胁迫机制研究提供参考。     

葡萄LIM家族基因特征及表达模式分析

为了明确LIM家族基因在葡萄非生物胁迫下的表达特性,在生物信息分析的基础上,以‘黑比诺’葡萄(Vitis vinifera‘Pinot Noir’)试管苗为试验材料,利用q RT-PCR技术检测了不同逆境处理对葡萄LIM家族基因成员表达的影响。结果显示,葡萄LIM基因家族有14个成员,可分为4个亚族,各亚族编码蛋白氨基酸数量差异较大,但亚族内差异较小;分析葡萄基因和拟南芥基因间的选择压发现,二者存在钝化选择关系;多序列比对发现,该家族基因成员含有1或2个锌指结构的保守结构域;保守基序分析结果表明,所有基因均包含motif2;基因结构显示Vv LIM含有4～15个外显子;14个基因中有11个编码蛋白存在互作关系。该家族基因存在大量的光诱导元件和水杨酸等逆境胁迫相关元件。基因芯片表达数据表明,高表达的基因主要存在生长旺盛的组织中。q RT-PCR分析发现,Vv LIM1在100 mmol·L^-1NaCl、10%PEG和50 mg·L^-1 SA胁迫下表达量与对照相比显著上调,且随处理时间的延长表达量显著增加。     

草莓CIPK基因家族的鉴定与表达分析

从拟南芥数据库中获得CIPK基因家族注册号,运用生物信息学分析的方法,在蔷薇科森林草莓(Fragaria vesca)数据库中得到CIPK基因家族成员19个,可分为6个亚族。该基因家族分布在草莓7条染色体中的6条上。其编码蛋白的氨基酸数157～1 196,理论等电点3.91～9.34,分子量18 667.68～133 714.31 D。基因结构分析表明,有11条基因只有1个外显子,其余基因外显子数2～15。亚细胞定位结果表明,该基因家族成员主要在细胞质、细胞核和叶绿体上表达。蛋白质二级结构预测表明,该基因家族成员主要以α–螺旋、β–转角和不规则卷曲为主。对上游2 kb区域启动子顺式作用元件分析表明,该基因家族成员对逆境胁迫应答MYB响应明显,除FvCIPK02、FvCIPK15、FvCIPK17外,其他基因均对脱落酸应答元件ABRE响应明显。qRT-PCR数据分析表明,FvCIPK16、FvCIPK10和FvCIPK09分别在PEG、ABA和NaCl处理下,草莓试管苗中的相对表达量最高,分别是对照的18.4倍、29倍、13倍,说明FvCIPK16强响应干旱胁迫,FvCIPK10强响应A...     

黄秋葵纤维素合酶基因家族鉴定及表达分析

为了研究黄秋葵(Hibiscus esculentusL.)果实老化的机理,测定了其发育过程和采后纤维素含量,显微观察了纤维素在细胞结构中的分布.结果 表明,黄秋葵果实老化过程中纤维素含量及在细胞壁的分布大量增加,推测纤维素增加是果实老化的主导因素.从黄秋葵果实转录组测序的RNA-seq数据库中筛选得到9条功能注释为C...     

糙皮侧耳PoLIM基因家族鉴定与表达分析

在NCBI、JGI数据库中检索糙皮侧耳（Pleurotus ostreatus）PoLIMs,进行生物信息学分析;测定PoLIM 1～PoLIM 6在25℃培养7 d(菌丝期),16℃培养5 d（扭结前期）、10 d（扭结后期）、15 d（原基期）、22 d（子实体期）的相对表达量以及菌丝在4℃冷胁迫12、24、48 h的相对表达量。结果表明：PoLIM1～PoLIM6的氨基酸数量为353～1 673;等电点为7.26～9.98;亚细胞定位预测均在细胞核中;有10个保守基序;启动子序列中包含光、生长素、MYB转录因子以及低温胁迫等响应元件。就相对表达量而言,PoLIM1在子实体期较高;Po LIM2在扭结后期和子实体期较高;Po LIM3、Po LIM4、Po LIM6在菌丝期较高;Po LIM5在扭结后期较高,在原基期及子实体期降低。与对照（25℃）相比,4℃冷胁迫时Po LIM1、Po LIM3、Po LIM5、Po LIM6的相对表达量升高。     

葡萄PYL基因家族的鉴定与表达分析

【目的】通过分析葡萄(Vitis vinifera L.)PYL基因在非生物胁迫条件下的响应情况,丰富PYR/PYL/RCAR(Pyrabactin Resistance/Pyr1-Like/Regulatory Components of ABA Receptor)在ABA信号和启动信号转导中的功能。【方法】利用生物信息学方法,筛选葡萄中的PYL基因,并对其进行生物信息学及非生物胁迫下的响应分析。【结果】从葡萄基因组中共鉴定出6个PYL基因,Vv PYL家族无染色体偏好性,Vv PYL5无内含子结构;除Vv PYL4外均富含酸性氨基酸,该家族成员主要定位于细胞质中,并有多个保守位点。10%(ω)PEG和100μmol·L~(-1)ABA处理6 h后,Vv PYL1和Vv PYL2表达水平与对照相比差异显著,分别为对照的1.3~1.8倍。50μmol·L~(-1)ABA处理6 h后,Vv PYL1表达水平与对照差异显著,为对照的1.5倍;400 mmol·L~(-1)Na Cl、10%PEG、50μmol·L~(-1)ABA和100μmol·L~(-1)ABA处理24 h后,Vv PYL1和Vv PYL2的表达水平显著高于对照,为对照的1.2~2.2倍,400 mmol·L~(-1)Na Cl处理24 h后,Vv PYL6的表达水平显著高于对照,为对照的1.6倍。【结论】克隆得到葡萄的6个PYL基因,高度保守,分为3个亚组;能够响应不同非生物胁迫。本研究为葡萄PYL基因在逆境应答中的功能研究提供了基础。     

葡萄SnRK2家族基因的鉴定与表达分析

以‘宝石无核’(Ruby Seedless)葡萄试管苗为材料,采用RT-PCR技术,克隆得到8个葡萄Sn RK2家族基因。序列分析发现,该家族基因蛋白结构在N端相对保守,而在C端极其特异;聚类结果表明葡萄Sn RK2基因家族可以分为3个亚家族;对这8个基因所编码的蛋白质进行分析发现,其富含酸性氨基酸,且均为亲水蛋白;基因组结构分析发现Vv Sn RK2.2和Vv Sn RK2.8含有10个外显子,其他6个均含9个外显子;对蛋白二级结构分析发现8个基因编码的蛋白主要以α–螺旋、β–转角和不规则卷曲为主;亚细胞定位预测,8个基因主要定位于细胞质中。顺式作用元件分析表明,除Vv Sn RK2.1、Vv Sn RK2.2、Vv Sn RK2.6外,其他基因顺式作用元件包含ABRE、DRE/CRT、LRTE中的一个或多个。定量PCR分析表明,Vv Sn RK2的表达存在组织差异性,Vv Sn RK2.7在根中表达水平最高,是叶片的3.8倍,Vv Sn RK2.8在茎中表达水平最高,是叶片的5.0倍。0~–4℃处理后,表达水平下调幅度最小的为Vv Sn RK2.2,Vv Sn RK2.7下调幅度较大,Vv Sn RK2.8的表达水平为0;30℃处理后Vv Sn RK2.2和Vv Sn RK2.5上调表达,分别为对照的3.8倍和3.6倍;Vv Sn RK2.1和Vv Sn RK2.2与盐胁迫调节紧密相关,Vv Sn RK2.5与干旱胁迫调节密切相关。     

查耳酮异构酶在葡萄果实发育过程中的表达及亚细胞定位研究

以‘赤霞珠’葡萄果实为材料,利用制备好的葡萄查耳酮异构酶(CHI;EC 5.5.1.6)CHI多克隆抗体,采用RT-PCR、蛋白质印记杂交和胶体金免疫电镜技术对葡萄果实发育过程中CHI基因、蛋白表达及亚细胞定位进行了研究。结果表明:CHI基因和蛋白的表达随着果实发育有着明显的变化,在果实发育早期和转色期表达量较高,同果实中总类黄酮含量的积累变化一致;胶体金免疫定位显示在果实发育早期CHI主要分布于葡萄果皮细胞的细胞质中,在液泡及质体中也有少量分布;在转色期主要定位于细胞质、质体和细胞核中,其数量明显增多。在成熟果实中,主要存在于细胞质,少量存在于质体和液泡中。     

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CR4基因家族鉴定与表达分析

以RCC1（PF00415）、TNFR_c6（PF00020）和Pkinase（PF00069）保守域全蛋白序列为种子序列,在苹果全基因组范围比对分析了CRINKLY4（CR4）家族成员,对其理化性质、进化关系、染色体分布等进行了分析;基于qPCR分析了CR4基因在苹果腐烂病发生和低温胁迫过程中的表达情况。通过分析,共获得8个苹果CR4基因,其氨基酸序列大小介于668 ~ 1 690,分子量介于71.73 ~ 187.61 kD,等电点介于5.69 ~ 8.66,主要位于质膜;根据进化分析将其分为两个亚组。PCR表达分析结果表明,CR4基因在苹果不同组织和品种间存在不同的表达模式。分别有8个和6个CR4基因在苹果花芽感受低温和接种腐烂病菌后至少在1个时间点发生差异表达。其中,MD03G1068800在花芽感受低温后上调达25倍以上,而MD00G1166500和MD01G1153100在腐烂病发生后上调达150倍以上,以上3个CR4基因可作为后续功能研究的候选基因。     

杧果查尔酮合成酶基因(CHS1)的克隆与表达分析

【目的】克隆鉴定杧果CHS基因,分析其功能,明确杧果不同组织器官中CHS基因表达情况。【方法】以海南种植的6个杧果种的叶片总DNA和c DNA为模板,进行同源性PCR扩增,然后克隆到p MD18-T载体上,进行测序;通过生物学软件预测分析CHS基因编码的蛋白质;运用半定量PCR分析CHS基因表达情况。【结果】测序得到6个杧果种CHS基因c DNA全长为1 173 bp,CHS基因含有2个外显子和1个内含子。基于c DNA序列的NJ系统发育树显示,其与普通杧果(Mangifera indica)CHS1基因同源性最高。CHS1基因半定量表达显示杧果不同器官均表达CHS1基因,但在叶片和花中的表达量较高。【结论】克隆了杧果查尔酮合成酶1(CHS1)基因,半定量分析了杧果不同器官中CHS1基因的表达差异,为下一步研究提高CHS1基因的表达量奠定了基础。     

膜荚黄芪查尔酮还原酶基因的克隆与表达分析

从膜荚黄芪中克隆了CHR基因,GenBank登陆号为KY086286(AmCHR),AmCHR全长cDNA为1 173 bp,开放阅读框为957 bp,编码318个氨基酸,其分子量为35.58 kDa,等电点为6.26。生物信息学分析表明AmCHR蛋白与豆科植物CHR同源,无信号肽,定位于细胞质。实时荧光定量PCR和高效液相色谱分析结果显示AmCHR在根、茎、叶中的表达水平与毛蕊异黄酮葡萄糖苷的含量变化一致。该研究从膜荚黄芪中克隆了1个新的AmCHR基因,推测AmCHR的表达与膜荚黄芪毛蕊异黄酮葡萄糖苷的积累密切相关。     

葡萄PP2C家族基因的鉴定与表达分析

参考拟南芥（Arabidopsis thaliana）的PP2C基因注册序列,从葡萄（Vitis vinifera）全基因组中鉴定得到PP2C家族基因27个,分为10个亚族A、C ~ I、K、L。编码氨基酸181 ~ 1 084个,理论等电点4.46 ~ 8.98。亚细胞定位分析表明,葡萄PP2C基因家族主要在细胞质、叶绿体和细胞核中表达。二级结构主要以α–螺旋和不规则卷曲为主。葡萄PP2C基因芯片表达谱分析发现,该家族成员在葡萄不同组织中响应不同的逆境胁迫。qRT-PCR分析表明,葡萄试管苗在100和50 mmol ? L-1 ABA、10% NaCl和10% PEG单独处理6 h后VvPP2C02的诱导表达量最高,分别是对照的11倍、8倍、14倍和13倍。     

葡萄PLATZ家族基因鉴定及其在种子发育过程中的表达分析

【目的】鉴定葡萄PLATZ(Plant AT-rich sequence and zinc-binding protein)家族转录因子,并探究其在种子发育过程中与IAA处理下的表达模式变化。【方法】基于葡萄基因组数据,通过多种生物信息学方法对葡萄PLATZ家族成员进行鉴定和分析,利用qRT-PCR分析其在葡萄种子不同发育时期及IAA处理下的表达模式。【结果】葡萄全基因组范围内共鉴定到13个PLATZ成员,分布于9条染色体上。系统进化分析结果表明,葡萄PLATZ蛋白成员分为4组（A、B、C、D）,无其他物种聚类的E组成员。蛋白保守基序分析表明葡萄PLATZ蛋白具有较强保守性,内含子-外显子分布表明葡萄PLATZ基因在进化上具有多样性。同线性分析发现,VvPLATZ7～VvPLATZ8和VvPLATZ5～VvPLATZ11存在并联重复。顺式作用元件分析发现该基因家族的启动子包含生长发育、光响应、激素响应及胁迫响应相关作用元件。qRT-PCR结果分析表明,VvPLATZ5在无核葡萄种子发育过程中表达水平显著高于有核葡萄,VvPLATZ2和VvPLATZ6在有核葡萄种子发育过程中表达水平显著...     

苹果LysM类受体激酶基因家族鉴定与表达分析

以LysM(PF01476)和Pkinase(PF00069)保守域全蛋白序列为种子序列,在全基因组范围比对分析了苹果(Malus×domestica Borkh.)LysM-RLK家族的成员,对其家族成员的理化性质、进化关系、染色体分布、基因结构等进行了分析;基于已公布的转录组学数据,分析了LysM-RLK基因在苹果组织、发育过程和生物胁迫中的表达情况。通过分析,共获得12个苹果LysM-RLK基因,其氨基酸序列大小介于553~1 053,分子量介于62.65~119.04 kD,等电点介于5.11~7.45,主要位于质膜;根据进化分析将其分为3个亚组,亚组内各成员的外显子—内含子结构呈现较为相似的特征。基因表达数据显示,苹果的4个LysM-RLK基因表达存在较大的组织特异性,7个基因在苹果腐烂病和再植病发病过程中为差异表达。     

柑橘CHS基因序列多态性及表达水平对类黄酮生物合成的影响

查尔酮的合成是类黄酮生物合成途径中的一个关键节点。从10个柑橘种质中克隆了查尔酮合成酶(chalcone synthase,CHS)基因,并对其不同时期的果实和叶片中的类黄酮含量进行了测定,分析了CHS基因的序列多态性与类黄酮含量之间的关系;同时通过qRT-PCR检测了CHS基因在不同种质之间以及同一种质的不同组织间的表达差异。结果表明,柑橘CHS基因的核苷酸序列高度保守,相似度达98%以上。聚类分析表明,CHS氨基酸序列的多态性有物种特异性,而且与类黄酮含量有一定的相关性。CHS基因的表达水平在不同种质、部位及生长发育时期有显著差异,这些差异与类黄酮的含量有显著的相关性,说明CHS基因对类黄酮的生物合成有明显影响。     

葡萄EIN3/EIL转录因子家族成员鉴定及表达特征分析

[目的]探究葡萄EIN3/EIL家族的进化特性及其在逆境胁迫及不同激素处理下的表达模式.[方法]通过Blast比对鉴定EIN3/EIL转录因子家族成员,对该家族进行生物信息学分析,利用qRT-PCR分析该转录因子家族成员在不同激素及逆境胁迫下的表达情况.[结果]EIN3/EIL家族主要分布在6号染色体上,定位在细胞核中...