苹果ELO家族基因鉴定及其在低温胁迫下的表达分析

为研究苹果ELO家族基因在蜡质合成及抗寒中的作用,利用生物信息的方法对苹果全基因组中的ELO家族成员进行鉴定与分析。结果表明,MdELO基因家族共包含7个成员,不均匀地分布在苹果的3条染色体（Chr2、Chr8和Chr15）上。MdELO蛋白包含211～305个不等的氨基酸残基,等电点在9.43～11.62之间。亚细胞定位结果表明,MdELO蛋白在细胞核、细胞膜和叶绿体中有分布。顺式作用元件分析表明,7个MdELO启动子上游2 000 bp序列分布有激素、环境适应性和逆境诱导等响应元件。进一步测定越冬期不同品种苹果枝条中的蜡质含量,结果显示,从初休眠期至萌芽期,蜡质含量呈逐渐下降趋势,且抗寒性强的‘俄矮元帅’蜡质含量显著高于‘宫崎短富’;从蜡质形态及枝条表皮形态来看,‘俄矮元帅’蜡质呈针芒状且分布紧密,其枝条表皮结构紧密,表面光滑,而‘宫崎短富’蜡质呈散块状,枝条表皮结构松散,表面粗糙;两种苹果枝条的脯氨酸含量、相对电导率和淀粉磷酸化酶活性随越冬期的延长呈先升后降的趋势,淀粉酶活性呈逐渐上升的趋势,其中‘俄矮元帅’各指标均高于‘宫崎短富’。综上表明‘俄矮元帅’抗寒性显著高于‘宫崎短富’...     

菊花脑GRAS家族鉴定及其低温胁迫响应表达分析

利用生物信息的方法鉴定了菊花脑（Chrysanthemum nankingense）GRAS基因家族成员,并利用已发表的RNA-Seq数据分析了CnGRAS在低温胁迫应答中的表达情况。结果表明：CnGRAS家族包含80个成员,可分为10个亚家族,同一个亚家族中各成员的基因结构和蛋白功能域高度保守。复制进化分析发现,CnGRAS家族的复制模式仅存在串联重复。GRAS在菊花脑中的表达具有组织特异性,多数在根和叶中表达水平较高。GO富集分析表明CnGRAS主要定位于细胞核,具有多种分子功能,参与多个生物学过程。RNA-Seq数据分析表明,14个CnGRAS至少在1种低温胁迫（短期低温或长期低温）条件下呈现差异表达,其中CnGRAS32、CnGRAS33、CnGRAS40、CnGRAS44、CnGRAS56、CnGRAS74和CnGRAS79呈现出显著上调表达,说明这些基因可能在菊花脑响应低温胁迫中起着重要作用。     

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。     

柑橘MAPK基因的生物信息及其响应溃疡病菌侵染的表达分析

为挖掘柑橘溃疡病抗性关键基因,对柑橘促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)基因家族进行注释和功能域分析,明确了CsMPK1、CsMPK3、CsMPK4、CsMPK6和CsMPK19的组织表达特异性和在抗病品种‘金弹’(Fortunella japonica Swingle)和感病品种‘晚锦橙’(Citrus sinensis Osbeck)中受病原菌(Xanthomonas citri subsp.citri,Xcc)诱导的表达情况;并对CsMPK19进行了生物信息分析。共注释出12个柑橘MAPK基因家族成员,根据系统发育树将其分为3个亚类,均含有促分裂原活化蛋白激酶(Pkinase)功能结构域。其中CsMPK1、CsMPK3、CsMPK4-1和CsMPK6在果实中表达水平较高,CsMPK19在叶片中表达量相对较高。CsMPK1的表达在溃疡病抗(感)品种中均受病原菌强烈诱导,且在感病品种中上调的幅度高于抗病品种;CsMPK3和CsMPK6仅在感病品种中病原菌处理早期有较强烈的响应;CsMPK4-1和CsMPK4-2的表达在感病品种中受病原菌诱导上调,而在抗病品种中病原菌处理后低于水处理对照;...     

苹果TIFY家族基因鉴定及其在虫害胁迫下的表达分析

利用生物信息学方法在苹果全基因组中鉴定了TIFY转录因子家族基因,对基因结构、蛋白保守基序和进化关系进行了分析,同时基于新疆野苹果(Malussieversii)转录组数据分析,明确了苹果TIFY家族基因在虫害胁迫条件下的差异表达情况。共鉴定到了16个苹果TIFY基因,其蛋白质大小介于209～449aa之间。16个TIFY基因分布于苹果8条染色体中,所有的MdTIFY蛋白都具有保守的TIFY结构域。其中8个苹果Md TIFY与新疆野苹果转录组测序拼接转录本对应,这些基因均含有保守的TIFY功能域,多物种进化分析表明该类蛋白可聚类成7个组。7个TIFY基因的表达量在不同处理间表现出显著差异,虫害侵染后,抗虫株系中MsTIFY10B-a表达量升高34倍,MsTIFY9-c上升5.2倍。同时抗虫株系在自然条件下茉莉酸—异亮氨酸含量显著高于敏感株系。新疆野苹果中重要抗虫响应基因MsTIFY10B-a和MsTIFY9-c位于预测关联网络节点中心位置,使它们在调节植物对生物胁迫的响应中发挥重要作用。     

柑橘HSP20家族基因鉴定及其响应溃疡病菌侵染表达分析

为探究HSP20在柑橘（Citrus L.）响应溃疡病菌（Xanthomonas citri subsp. citri,Xcc）侵染过程中发挥的作用,鉴定CsHSP20家族基因。生物学信息分析显示共有42个,分为11个亚族,分布在9条染色体上,编码135～373个氨基酸,蛋白分子量15.17～41.71 kD,等电点4.53～10.07,92.9%的基因没有或只有1个内含子,各亚族基因间有高度相似的结构和保守基序,每个基因的启动子都具有与激素或胁迫相关的顺式作用元件。其次,对感病的冰糖橙和抗病的枸橼C-05进行接种Xcc和40℃热胁迫处理,qRT-PCR结果显示CsHSP20家族中的HSP17.9、HSP23.3、HSP18.5和HSP18.0均上调表达,但抗感材料之间差异明显,HSP23.3在枸橼C-05中受Xcc上调表达水平极显著,该结果与受Xcc侵染的转录组结果一致。在冰糖橙叶片瞬时超表达候选基因,Xcc定量分析结果显示枸橼C-05的HSP23.3抑制Xcc繁殖速度更明显。     

影响石榴籽硬度相关因素的分析

以9个代表性石榴品种为试材,分别采用氧化还原滴定法、称重法及游标卡尺测量法测定了石榴种皮纤维素、木质素含量和种皮厚度,使用硬度计测定籽粒的硬度,并分析了3种指标与石榴籽硬度之间的皮尔森相关系数,以探讨石榴籽硬度的影响因素,为石榴资源开发利用及石榴品种选育提供参考。结果表明:不同石榴品种之间籽粒硬度、种皮纤维素、木质素含量及种皮厚度存在着一定差异;籽粒硬度与种皮纤维素、木质素含量及种皮厚度均呈正相关,相关系数分别为0.936、0.965和0.994,其中种皮厚度与硬度的相关性最显著,其次是木质素含量和纤维素含量;表明石榴籽粒硬度受种皮纤维素、木质素含量以及厚度等多种因素影响,其中种皮厚度是最重要的影响因素。     

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...     

低温胁迫下三个石榴品种的抗寒性分析

以‘突尼斯’、‘宁津三白酸’、‘峄城三白甜’3个石榴栽培品种1年生枝为试材,进行不同低温处理,测定了相关半致死温度、脯氨酸等生理指标,并综合分析了隶属函数。结果表明:3个石榴品种的抗寒性为‘峄城三白甜’‘宁津三白酸’‘突尼斯’,即‘突尼斯’为不抗寒品种,‘宁津三白酸’为中抗寒品种,‘峄城三白甜’为抗寒品种。     

苹果MdGLRs家族基因生物信息学鉴定和表达分析

 利用生物信息学策略对苹果MdGLRs家族基因编码蛋白的氨基酸序列的基本特征、二级结构、跨膜区域、亲疏水性、基因亚细胞定位及保守结构域进行了预测和分析,与拟南芥AtGLRs家族的20个基因进行了氨基酸序列比对和进化树分析,并对这些基因在不同营养生长器官中进行了表达分析。结果表明,苹果MdGLRs家族包含32个基因,分为3个亚族,大部分基因编码800个氨基酸以上,多含有3个跨膜区域,二级结构主要以α–螺旋、无规则卷曲、折叠延伸链为主;亚细胞定位预测发现,MdGLRs蛋白主要定位在内质网和质膜上;MdGLRs蛋白的保守结构域是S1-M1-M2-M3-S2-M4;大多数基因在根、茎、叶中普遍都有表达,在叶中的表达量最高。     

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...     

基于全基因组的茶树PAL家族基因鉴定及其在生物与非生物胁迫下的表达分析

苯丙氨酸解氨酶(Phenylalanine ammonia-lyase,PAL)在植物物质代谢和抗逆过程中发挥重要作用。利用生物信息技术在茶树阿萨姆变种‘云抗10号’和茶变种‘龙井43’基因组中分别预测获得5条和6条PAL家族基因。系统发育树显示,拟南芥、杨树和茶树PAL亲缘关系较远,茶树阿萨姆变种和茶变种存在进化差异。对茶树转录组数据分析发现:盐胁迫和茉莉酸甲酯处理可显著诱导PAL家族基因表达,其对冷胁迫和干旱胁迫响应不显著,在茶树老叶中的表达较低,而在幼嫩组织和根中的表达均较高,其中PALa、PALc、PALe在花中表达最高。q RT-PCR结果表明,茶树炭疽菌(Colletotrichum camelliae)、拟盘多毛孢菌(Pseudopestalotiopsis camelliae-sinensis)和茶尺蠖(Ectropis oblique)接种处理茶变种‘龙井43’和新品系‘2807’24 h后,6个PAL家族基因均显著上调表达。以上结果表明,茶树PAL家族基因在应对不同逆境胁迫时发挥重要功能。     

铁皮石斛热激蛋白HSP70家族基因鉴定及温度胁迫下的表达分析

为研究铁皮石斛(Dendrobium catenatum Lindl.)应对温度胁迫的响应机制,利用生物信息学方法对其热激蛋白HSP70家族基因进行鉴定。荧光定量PCR技术分析它们的组织表达特性,以及在高温(42℃)和低温(4℃)胁迫下的表达模式。从其基因组中鉴定出10个家族成员,其编码的氨基酸数在628～702之间,分子量在69.65～75.15 k D,理论等电点在5.12～6.18之间。进化树分析可将这10个蛋白分为4个亚族,且每个亚族蛋白的保守基元相似。基因结构分析表明,HSP70的内含子数量为1～7不等。HSP70在铁皮石斛中的表达具有组织特异性,在合蕊柱中最高。低温处理铁皮石斛组培苗后,DcHSP70-1和DcHSP70-7呈上调表达,推测其响应低温胁迫;高温胁迫下,Dc HSP70-2、DcHSP70-3、DcHSP70-5和DcHSP70-7的表达量上调比较明显,推测它们在响应高温胁迫中起主要作用。     

铁皮石斛蛋白磷酸酶PP2C家族基因鉴定及其表达分析

利用生物信息学方法对铁皮石斛(Dendrobium catenatum Lindl.)2C型蛋白磷酸酶(protein phosphatase 2C,PP2C)家族基因进行鉴定分析,采用实时荧光定量PCR技术分析PP2C基因的组织表达特性,以及在不同非生物胁迫和植物生长调节剂处理下的表达模式.共鉴定出67个家族成员,其...     

石榴HAK/KUP/KT家族基因鉴定及钾转运功能分析

从石榴基因组中鉴定出18个编码689～837个氨基酸的HAK/KUP/KT家族基因;启动子区含有多个与逆境胁迫相关的调控元件,编码蛋白中均含有一段K+转运结构域(GVVYGDLGTSPLY);系统进化分析表明,石榴、拟南芥、葡萄和梨的HAK/KUP/KT家族基因均可分为4个簇(Ⅰ～Ⅳ).RNA-seq分析发现簇Ⅱ和簇Ⅲ...     

向日葵LACS家族鉴定及响应非生物胁迫表达分析

利用生物信息学技术从向日葵（Helianthusannuus）基因组中鉴定了13个长链酰基辅酶A合成酶（long-chain acyl-CoA synthases,LACSs）家族基因,其分布在向日葵8条染色体上。系统发育树显示,HaLACS家族成员分为6个亚族,且同一亚族成员具有相似的基因结构和蛋白保守基序。基因复制分析发现HaLACS家族扩增的主要因素是片段复制。HaLACS的启动子区域富含逆境响应和植物激素调控相关元件。表达谱分析显示HaLACS在向日葵不同组织中的表达存在差异。比较2个向日葵品种（高/低亚油酸含量）中HaLACS在种子发育不同阶段的表达,HaLACS呈现差异表达。qRT-PCR结果表明,200mmol·L-1 NaCl处理24 h后,7个HaLACS在茎中的表达量与同期对照相比显著上调;100μmol·L-1 ABA处理3 h后,8个HaLACS在根中的表达量显著上调;15%PEG 6000模拟干旱胁迫后,多数HaLACS在不同组织中呈现诱导表达。综上,向日葵LACS基因家族不仅参与了向日葵脂质的合成,而且在应对非生物胁迫时发挥重要作用。     

龙眼DRB家族全基因组鉴定及其表达分析

为了解龙眼中双链RNA结合蛋白家族(DRB)的潜在功能,采用生物信息学方法鉴定龙眼DRB基因家族成员,并分析其在龙眼体胚发生早期、不同组织部位和外源脱落酸、水杨酸、茉莉酸甲酯处理下的表达模式。结果显示:龙眼DRB家族的8个成员分布在5个亚组中,并且都具有2～3个双链RNA结合结构域,内含子数1～7;龙眼DRB家族含有6种motif;启动子中含有大量光响应元件、激素响应元件和逆境胁迫响应元件;龙眼DRB家族成员在体胚发生的各个阶段、各器官中均有表达,但表达量差异较大;外源脱落酸、水杨酸及茉莉酸甲酯处理显著抑制龙眼DRB家族成员的表达。本研究结果表明,龙眼DRB家族成员高度保守,该家族成员可能参与龙眼体胚及各器官各阶段的生长发育过程,且参与脱落酸、水杨酸及茉莉酸甲酯响应过程。     

黄瓜纤维素合成酶CESA家族基因鉴定及非生物胁迫响应分析

纤维素合成酶(cellulose synthase,CESA)是纤维素合成过程中重要的酶类,在细胞壁建成和植物生长发育过程中起着非常重要的作用.本试验从黄瓜品系9930全基因组数据中鉴定得到35个CESA基因家族成员,系统进化分析将家族成员分成6个group.亚细胞结果显示,大部分成员定位于质膜上,少部分定位在高尔基体...     

石榴花器官发育相关基因PgWUS和PgBEL1克隆及其时空表达分析

在前期构建的'泰山红'石榴(Punica granatum L.)基因组数据库的基础上,鉴定并采用同源克隆技术克隆得到PgWUS和PgBEL1全长CDS (Coding sequence)序列.PgBEL1编码区全长为1851bp,PgWUS为936 bp,分别编码616个和311个氨基酸.蛋白序列比对及系统进化分析发...