白菜型油菜春化基因BrFLC序列变异分析

为寻找与冬春性相关的变异,以开发冬春性品种分子辅助标记,采用巢式和半巢式扩增法,对感温性和抗寒性强弱不同的5个白菜型油菜品种的Br FLC基因的第4外显子至第7外显子进行了特异性扩增。除Br FLC5无扩增结果外,其余3个基因均得到扩增。序列比对结果发现,3个Br FLC在第4外显子至第7外显子均存在有不同程度的等位变异,发生的主要等位变异有SNP和Indel两种类型。Br FLC1变异与冬春性相关性不大,与冬春性关系密切的变异主要发生在Br FLC2和Br FLC3上。Br FLC2中检测到1个Indel类型和5个SNP类型变异位点与冬春性有关。Br FLC3中检测到1个Indel类型和16个SNP类型变异位点与冬春性有关。     

苗期喷施外源脱落酸对北方白菜型冬油菜越冬生理的影响

为提高北方寒旱区冬油菜抗寒性,以白菜型冬油菜陇油8号为材料,在冬前幼苗长至6-7片真叶时,分别用5、10、15、20、25mg/L的ABA溶液喷施叶片,通过调查越冬率,及日最低温度降至约-5℃时叶片生理指标和根的生长,研究ABA对白菜型冬油菜抗寒性的影响。结果表明,喷施ABA能显著提高白菜型冬油菜的越冬率,20mg/L时越冬率达到最高(86.3%),较CK增加26.7%。喷施ABA后,受冻时(-5℃)叶片SOD、POD、CAT活性显著提高,可溶性蛋白(SP)、可溶性糖(SS)、游离脯氨酸(Pro)含量显著增加,较CK增加22.1%~451.8%;丙二醛(MDA)的积累显著降低。喷施ABA后,受冻时油菜根系活力极显著增强,侧根数极显著增多,根颈粗、根重均有增加,但不显著。结果显示,20mg/L的ABA溶液喷施效果最好,表现为酶活性最高,渗透调节物质含量最高,MDA降幅最大,根系活力最强,侧根数最多。说明在北方寒旱区种植白菜型油菜,6-7片真叶时(冬前)喷施20mg/L外源ABA越冬效果最好,其抗寒性的增强主要是通过增加叶片保护性酶活性和渗透调节物质含量,降低MDA含量,从而缓解叶片的低温冻害。同时,通过增加根系活力和侧根数抵御冻害,为及时返青提供保障。     

甘薯NAC转录因子家族的全基因组鉴定与分析

利用生物信息学方法对甘薯(Ipomoea batatas)基因组中NAC转录因子进行鉴定、保守结构域分析、motif查找、染色体定位、系统进化树分析以及逆境胁迫下基因表达分析.结果表明:甘薯全基因组序列中含有91个NAC转录因子基因,非均匀分布于甘薯15条染色体上;系统进化树及motif分析结果显示,91个甘薯NAC家...     

播期对北方白菜型冬油菜生长发育及产量的影响

研究不同播期下对北方旱寒区5个白菜型冬油菜品种的越冬率、生长发育、根冠比及产量构成因素的变化,分析了播期对白菜型冬油菜生长发育和产量的影响。结果表明,随着播期的推迟,白菜型冬油菜越冬率下降,播期与越冬率呈显著负相关;播期推迟7d,品种的出苗所需天数增加,出苗期推迟,全生育期缩短4～7d,干物质积累、根冠比下降,株高、主花序长、单株角果数、千粒重、产量以及含油率均随着播期的推迟相应降低;试验表明适期早播对促进白菜型冬油菜的生长发育,提高越冬率,增加产量有重要作用。     

甘肃省白菜型冬油菜霜霉病发生规律

引起甘肃省白菜型冬油菜霜霉病的病原菌为十字花科寄生叉霜霉菌Peronospora parasitica (Pers.) Fr.该病菌可为害叶片、茎秆和角果,病部出现白色霜状霉层。据调查,2009年-2011年间,油菜收获期霜霉病发病最严重,平均发病率和病情指数达32.80%和28.40。冬油菜霜霉病田间孢子囊4月上旬始见,5月22日左右达到高峰,平均为71个/100cm2;温度、相对湿度分别为16℃、95%时,接种72h后冬油菜霜霉病即可发生;当5d内平均温度为10.3℃、平均相对湿度为61.0%和5d内降雨量累计值为1.6mm时,田间孢子囊数目达最大,为76个/100cm2。陇油9号发病率和病情指数比其它品种显著高。小麦-冬油菜轮作可减轻霜霉病的发生。     

普通小麦DREB基因家族的全基因组鉴定及热胁迫下的表达模式分析

DREB基因家族在调控植物生长发育和响应多种逆境胁迫中起着至关重要的作用。为了全面分析小麦中DREB基因家族成员的特性,为小麦DREB家族基因的发掘和利用提供参考,本研究采用生物信息学方法进行了全面的全基因组范围搜索,共获得了204个TaDREB基因。利用系统发育分析将其分为6个亚组,并进一步进行了染色体定位、基因结构和保守蛋白基序以及基因复制事件分析,系统研究了这些TaDREB基因的进化特征。此外,基于同源性分析的方法,构建了小麦DREB基因与其他基因之间的调控网络,鉴定到13个参与网络调控的TaDREB基因,并确定了179对互作关系。通过分析现有的RNA-seq数据,研究了TaDREB在不同组织和不同逆境胁迫下的表达情况,并鉴定到11个组织特异表达和多个响应逆境的基因。最后选取5个TaDREB基因,通过qRT-PCR技术验证了它们在热胁迫条件下的表达,结果证实这些基因均能对热胁迫产生响应。     

大豆MYB转录因子的全基因组鉴定及生物信息学分析

MYB转录因子是植物中最大的转录因子家族之一,近年的研究表明其广泛参与多种生物学过程。MYB转录因子在其N端含有其特有的DNA结合基序(MYB-binding domain),能够与DNA分子大沟结合而调控基因表达。本研究通过生物信息学手段,在全基因组水平上筛选鉴定出了304个大豆MYB类转录因子,并对其进行了分类和保守结构域分析;通过与拟南芥的MYB基因进行系统发生分析,将304个大豆MYB转录因子分为了22个亚类;染色体定位分析表明大豆MYB转录因子在所有染色体上都有分布,部分染色体间的MYB蛋白序列高度相似,表明此类基因在进化上具有相同的来源;利用野生大豆盐、碱胁迫下转录组数据,分析MYB基因的表达模式,发现部分MYB转录因子能够响应盐、碱胁迫的诱导,且在盐、碱胁迫下具有不同的表达模式。     

北方寒旱区不同抗寒性白菜型冬油菜幼苗物质转运和光合荧光动力学特征

本文研究了白菜型冬油菜物质转运、叶片光合、荧光动力学特征及其与冬油菜抗寒性关系,为我国西北寒旱区冬油菜抗寒育种和种质抗寒评价提供依据。在大田条件下,选用白菜型冬油菜品种陇油7号(强抗寒)和天油4号(弱抗寒),调查自然降温过程中冬油菜幼苗干物质分配、光合特征、叶绿素荧光参数和叶绿素荧光诱导动力学曲线等指标。结果发现,随着自然温度的下降,两个白菜型冬油菜根部干物质分配率增加,叶片光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、叶绿素荧光诱导动力学曲线O-J-I-P的Fo(20μs时荧光,O相)、F_k(300μs时荧光,K相)、F_j(2 ms的荧光强度,J相)和Fm(最大荧光,P相)均下降,说明低温下光合作用的抑制有利于根部干物质的分配。在冬前低温下白菜型冬油菜光系统受到损伤,发生光抑制现象,表现为PSⅡ受体库的大小(Area)、光合性能指数(PI)、最大荧光(Fm)和PSⅡ的最大光化学效率(Fv/Fm)下降,初始荧光(Fo)上升。与弱抗寒品种天油4号相比,强抗寒品种陇油7号的Pn、Fm、Fv/Fm、PSⅡ的潜在活性(Fv/Fo)、F_k-j(Q_A被还原能力)和F_j-i(Q_B含快还原PQ库)均较低,说明冬前低温条件下,陇油7号光合能力下降,由非气孔因素引起,低温导致光抑制增强。综上,白菜型冬油菜抗寒性与冬前低温下叶片光合特性以及干物质积累有关,弱的光合作用可减弱白菜型冬油菜地上部生长和根系物质消耗,有利于白菜型冬油菜根部干物质积累,以增强其抗寒性。     

STM和CUC2基因对不同抗寒性白菜型冬油菜生长点的调控研究

为研究抗寒性强的白菜型冬油菜(Brassica rapa)调控生长点(shoot apical meristem,SAM)凹陷生长的SHOOT MERISTEMLESS(STM)和CUP-SHAPED COTYLEDON 2(CUC2)基因,采用RT-PCR技术克隆两基因并进行了表达分析。STM基因CDS序列开放阅读框长度为1 554bp,编码517个氨基酸,该基因在进化上高度保守,其序列属于PLN03226超家族。CUC2基因开放阅读框长度为1 104bp,编码367个氨基酸,该基因保守序列属于NAM超家族,是一个主要由不规则卷曲与延伸链组成的亲水性蛋白。荧光定量分析表明,相同温度处理下,STM基因在抗寒性较强、生长点凹陷的白菜型冬油菜陇油6号和陇油7号中相对表达量均低于抗寒性较弱、生长点凸起的天油4号和Lenox,而CUC2基因相对表达量的变化趋势与STM基因相反;低温(0℃、4℃和-4℃)处理72h后,白菜型冬油菜生长点中STM、CUC2基因均上调表达,表明STM和CUC2基因可能参与抗寒应答及白菜型冬油菜生长点对低温胁迫的响应。     

香蕉中 8 个 WRKY 转录因子的克隆及表达分析

WRKY 转录因子在植物生长发育和抗逆过程中发挥重要作用。为了解香蕉 WRKY 转录因子的功能,本研究 在香蕉根系中克隆了 8 个 WRKY 家族基因,与香蕉基因组数据库比对后,将其分别命名为 MaWRKY2、MaWRKY21、 MaWRKY44、MaWRKY47、MaWRKY125、MaWRKY136、MaWRKY139 和 MaWRKY147。序列分析和遗传进化树结果表 明,MaWRKY2 和 MaWRKY47 属于第 I 类家族,其余 6 个属于第 II 类家族。对 8 个基因在香蕉的根、球茎、假茎、 叶、花和果中的表达进行分析,结果表明,这 8 个基因在所有的器官中均表达,说明这些基因在香蕉的生长发育过程 中起作用。对 8 个基因在盐、低温、干旱、水杨酸、茉莉酸、ABA、乙烯和香蕉尖孢镰刀菌生理 4 号小种胁迫处理的 香蕉苗根系中的表达进行分析,结果表明 8 个基因对这些胁迫均有响应,说明香蕉中的这 8 个 WRKY 基因参与了生物 胁迫、非生物胁迫和激素信号途径。     

芒果乙烯响应转录因子MiERF113基因的克隆及表达分析

芒果（Mangnifera indica L.）是著名的热带水果,深受消费者的喜爱。我国是世界第二大芒果生产国,其中广西为全国最大的芒果产区。芒果是典型的呼吸跃变型水果,其果实在采摘后因乙烯大量释放容易软化腐烂,导致货架期短,影响产业的发展。乙烯响应转录因子（ethylene response factor, ERF）是乙烯信号通路中的关键基因,参与果实内源乙烯合成的信号转导。为了探究ERF在芒果果实采后成熟调控的作用机制,以‘台农1号’芒果为研究对象,依据前期完成的芒果转录组数据结果,筛选并克隆得到1个ERF基因（MiERF113）,利用生物信息学方法分析MiERF113的基本理化特征、保守结构域、蛋白质结构、进化关系等;利用实时荧光定量PCR（qPCR）技术对MiERF113基因在芒果采后不同贮藏时期的特异性表达进行分析。结果表明：MiERF113基因的开放阅读框（ORF）长度为681 bp,编码227个氨基酸,预测蛋白质分子量为25.61 kDa,理论等电点（pI）为6.07,总平均亲水性为-0.883,有32个磷酸化位点,无跨膜螺旋结构,无信号肽。蛋白质结构域预测MiERF113蛋白仅含有1个保守的AP2结构域,且该结构域中第14和19位氨基酸分别为丙氨酸和天冬氨酸,符合ERF亚家族的典型结构特征。将芒果与拟南芥、猕猴桃、阿月浑子、苹果、柑橘和茶树的ERF氨基酸序列进行进化分析,发现MiERF113与阿月浑子ERF113的同源性较高,亲缘关系最近。利用qPCR检测MiERF113基因在芒果采后不同贮藏时间果皮和果肉部位的表达情况,结果显示,MiERF113基因在果皮和果肉中均有表达,且随着果实不断成熟其表达量在逐渐增加,在采后贮藏12 d时表达量达到最高。本研究为揭示MiERF113基因在芒果采后成熟过程中的调控作用提供理论依据。     

香蕉TGA转录因子家族的鉴定及枯萎病菌胁迫下的表达分析

尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum f.sp.Cubense,Foc)引起的香蕉枯萎病是我国香蕉的主要病害之一,严重影响香蕉的产量和品质.TGA防御反应基因在香蕉应对尖孢镰刀菌胁迫的应答转录调控过程中至关重要.本研究以拟南芥TGA转录因子家族成员蛋白为查询序列,在香蕉基因组数据库中Blast筛选出TGA转...     

茶树COBRA基因家族全基因组鉴定及表达分析

COBRA基因编码糖基磷脂酰肌醇锚定蛋白,是次生壁加厚和纤维素含量的调节因子,对植物生长、纤维素含量等有重要作用.本研究通过对茶树基因组数据进行分析,成功的从中鉴定到COBRA基因,并对该基因家族成员的蛋白理化性质、亚细胞定位、进化关系、保守结构域、染色体定位等进行生物信息学分析,同时分析了茶树COBRA成员在PEG诱导的干旱胁迫、茉莉酸甲酯处理、盐胁迫、冷胁迫处理中的转录组数据,最后对茶树进行茉莉酸甲酯处理,基于荧光定量PCR技术的表达水平验证.结果表明:茶树COBRA基因有16个家族成员,相对分子质量24807.70～74813.12,等电点5.43～9.14,亚细胞定位显示在细胞膜和细胞外;根据系统进化树将茶树COBRA基因家族分为5类;保守结构域和motif分析发现相同亚家族的基因结构,保守结构域都属于COBRA基因家族;基因表达分析显示COBRA基因在不同茶树部位和胁迫的表达量有不同差异,说明茶树COBRA基因广泛参与茶树生长发育和非生物胁迫响应.实时荧光定量PCR显示经茉莉酸甲酯处理后,3个CsCOBRA基因表达量趋势大致与转录组数据一致,本研究将为进一步开展茶树COBRA基因家族的功能验证和抗逆作用机理研究等提供参考.     

大豆OPR基因家族全基因组鉴定与表达分析

为了揭示大豆12-氧-植物二烯酸还原酶(12-oxo-phytodienoic acid reductase, OPR)家族成员GmOPRs在大豆生长发育中和非生物胁迫下发挥的作用,本研究运用生物信息学方法进行大豆OPR基因家族全基因组鉴定及表达分析。结果显示：大豆基因组中共有12个OPR家族基因成员,分布在8条不同染色体上。系统发育进化分析、基因结构分析和保守基序分析结果显示,GmOPRs可分为两个亚组,含有外显子4～5个,内含子3～5个,GmOPR蛋白之间保守基序分布相似。共线性分析鉴定表明共有4对基因存在共线关系,均为片段复制。GmOPRs启动子区域含有响应厌氧、干旱和低温等非生物胁迫以及JA、ABA等多种激素的顺式作用元件。不同的大豆品种及不同的组织中,GmOPRs的表达模式有差异。GmOPR1、GmOPR4和GmOPR9受干旱胁迫影响后表达量下降,GmOPR7、GmOPR8、GmOPR11和GmOPR12随着盐胁迫影响时间的增长表达量增加,表明GmOPRs基因通过多种表达模式响应干旱和盐胁迫。GmOPRs在系统发育进化和基因结构上比较保守,基因家族数量的扩增主要归因于片段重复...     

玉米生长调节因子(GRF)家族的全基因组鉴定及在非生物胁迫下的表达研究

以拟南芥作为种子序列进行Blastp序列比对,共鉴定15个ZmGRFs基因,对其理化性质、系统进化关系等在非生物胁迫下的表达进行分析。根据系统发育树分析表明,ZmGRFs基因与单子叶植物水稻亲缘关系较近,15个ZmGRFs基因分别定位在1、2、4、5、6、7、9、10号染色体上且各个基因之间高度同源,每个亚族之间基因结构及保守基序均相对保守。ZmGRFs蛋白二级结构均以α-螺旋和无规卷曲为主。根据磷酸化位点预测分析表明,除ZmGRF6和ZmGRF9不含酪氨酸外,其他ZmGRFs蛋白均含有潜在的丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸位点且各蛋白之间的潜在的磷酸化位点数目差异较大。根据转录组数据分析表明,ZmGRF4和ZmGRF13基因在NaHCO3上调表达,同时发现热、盐和干旱胁迫下ZmGRF4和ZmGRF13基因表达较高,冷胁迫下ZmGRF1/3/4/15基因表达较高。根据不同组织部位表达谱分析显示,ZmGRF4和ZmGRF13在各个部位表达均较高。     

甘蓝型油菜phytocyanin家族全基因组鉴定和表达分析

质体蓝素（phytocyanin,PC）是一类含铜电子转移蛋白,参与植物光合作用、生长发育以及对环境的适应等。为研究异源四倍体作物甘蓝型油菜的PC基因功能,对BnPC家族进行全基因组鉴定,共鉴定到173个成员。根据铜结合位点以及糖基化位点的差异将该基因家族的蛋白划分为4个亚家族：类早期结瘤素蛋白（BnENODL）、类花青苷蛋白（BnUCL）、类漆树蓝蛋白（BnSCL）和类质体蓝素蛋白（BnPLCL）。蛋白质序列特征分析结果表明,133个BnPC含有N端信号肽,77个BnPC具有糖基磷脂酰肌醇锚定信号,87个BnPC具有阿拉伯半乳聚糖结构域,104个BnPC具有N-糖基化位点。共线性分析结果表明,基因组复制和片段重复在该家族的扩张中起着重要作用。表达谱分析结果表明,部分BnPC基因的表达具有组织/器官特异性,95个BnPC基因至少对旱、盐、冷和高温胁迫中的一种产生响应。     

薏苡bZIP基因家族全基因组鉴定与非生物胁迫表达分析

薏苡是传统药食兼用经济作物,具有极高的营养价值和重要的药用价值,越来越受人们重视。转录因子是一类能够与调控基因的顺式作用元件或者功能基因特异性结合的重要调控蛋白质分子,在植物的许多生物学活动过程中起着重要的调控作用。碱性亮氨酸拉链（bZIP）转录因子家族在调控植物的生长发育及响应生物与非生物胁迫中起着重要作用。本研究利用北京薏苡（2n=20）基因组信息鉴定出83个bZIP基因家族成员,命名为ClbZIP1～ClbZIP83,2个bZIP基因（Cl042706和Cl042496）不能最终定位到任何连锁群。通过生物信息学方法,分析了基因结构、理化性质、染色体分布,研究了其与其他物种的系统进化关系,并利用转录组技术研究了家族成员在栽培种兴仁小白壳苗期响应非生物胁迫的基因表达规律。结果表明：薏苡全基因组中bZIP成员分别编码氨基酸97～1008个,最小的是ClbZIP5(97个氨基酸),而最大的是ClbZIP28(1008个氨基酸);蛋白质分子量在11.33～110.03 kDa之间,pI在4.15(ClbZIP44)到12.33(ClbZIP50)之间;将其划分为A～I、K、S等11个亚组,...     

花生WRI1基因家族的全基因组与表达谱分析

花生(Arachis hypogaea L.)是世界范围内重要的油料与经济作物之一。转录因子WRINKLED1(WRI1)在植物油脂生物合成途径中起着重要作用。尽管花生基因组序列已经公布,但国内外尚缺乏对花生中WRI1基因家族的全基因组分析。本研究从二倍体花生野生种和四倍体栽培种的参考基因组中鉴定出20个WRI1转录因子,经分析表明它们均为亲核蛋白,位于细胞核内,二级结构主要由无规卷曲和α-螺旋组成,20个WRI1基因的结构中含有5～8个内含子。系统发育分析表明,花生WRI1基因与其他物种的WRI1成员有密切关系。转录组数据表明种子中WRI1表达高于其他组织,q RT-PCR结果进一步表明WRI1表达随种子成熟水平逐渐增加。本文对花生基因组中WRI1全基因组的鉴定和表达分析,为进一步探讨WRI1基因在种子发育过程中的功能提供了依据。     

小麦WRKY转录因子TaWRKY72B的克隆、亚细胞定位及表达分析

WRKY蛋白是一类转录因子，参与调控植物的多种生长发育和胁迫应答过程。为进一步探究WRKY在小麦响应逆境中的作用，本研究克隆了小麦中国春的TaWRKY72B基因，并对其进行了生物信息学、亚细胞定位和表达模式分析。结果表明，中国春的TaWRKY72B基因编码320个氨基酸，蛋白序列包含典型的WRKY保守结构域和C2H2锌指结构，分子量为33.94 kDa，理论等电点为6.60，是酸性亲水的不稳定蛋白，无信号肽序列，属非跨膜蛋白。二级结构预测表明，TaWRKY72B主要由无规则卷曲( 61.25%)、α-螺旋(23.12%)、延伸链(11.88%)和β-转角(3.75%)组成。TaWRKY72B定位于细胞核，符合转录因子特征。系统进化树分析显示，TaWRKY72B蛋白与节节麦、大麦和水稻等禾本科作物的WRKY亲缘关系较近。启动子顺式作用元件预测结果表明，该基因含有多个与生长发育、激素信号途径以及非生物胁迫应答相关的顺式调控元件。TaWRKY72B表达受激素、高温、低温和盐诱导，推测该基因可能参与小麦逆境胁迫应答和多种激素信号途径。     

龙眼MSIL全基因组鉴定及表达分析

MSIL（Muliticopy suppressor of IRA homolog1-Like）基因是WD重复蛋白的一个亚家族,在植物生长发育过程中发挥重要的作用。为了解龙眼MSIL（DlMSIL）基因家族的生物学功能,本研究基于基因组和转录组数据,采用生物信息学分析法对DlMSIL基因成员进行鉴定,并进行蛋白质结构及理化性质分析、系统发育进化树构建、启动子顺式作用元件分析、龙眼体胚阶段和不同组织器官表达情况以及GA₃处理下的定量表达分析。结果表明：DlMSIL基因家族含有6个成员属于WD40和CAF1C_H4-bd超家族,可分为3类;DlMSIL蛋白编码393~551 aa,等电点为4.68~7.62,该家族成员均不属于分泌蛋白;基因家族成员的内含子数目在4~14之间;DlMSIL启动子序列包含大量非生物胁迫响应元件及MYB结合位点,推测DlMSIL基因家族可能参与多种非生物胁迫反应;DlMSIL可能参与不同胚胎的发育过程和不同组织器官的形态建成。GA₃处理下的表达分析显示高浓度时,DlMSI1a与DlMSI1c的表达受到了一定的抑制,而DlMSI4a的表达量呈现先下降后上升再下降的趋势,推测DlMSIL可能参与激素响应途径。本研究表明,DlMSIL基因家族成员可能参与胚胎发育、激素信号通路以及非生物胁迫反应等多种生物学功能,体现了龙眼MSIL基因家族功能具有多样性。