芒果果实bHLH家族转录因子的生物信息学分析

bHLH家族作为植物中较大的转录因子家族之一,在真核生物生长发育调控中具有重要作用。本研究基于芒果果实转录组数据,利用生物信息学方法鉴定出87个bHLH家族蛋白,其中酸性蛋白所占比例较大,大部分为不稳定蛋白,且均为不含信号肽的亲水性蛋白,除CL10714.Contig1为膜结合转录因子外,其余均不含跨膜结构。芒果bHLH蛋白结构域有多个氨基酸位点保守性较高,87个芒果bHLH蛋白中73个（83.91%）具有E-box结合功能。GO分析发现芒果bHLH蛋白共注释到生物学过程、细胞组分和分子功能3大类功能的17个亚类。进化树分析发现芒果bHLH蛋白与拟南芥有较高的保守性,并基于进化树对部分bHLH蛋白的功能进行了预测。本研究结果将为下一步芒果bHLH蛋白的功能研究奠定基础。     

艾纳香MYB转录因子家族生物信息学分析

MYB转录因子是植物中庞大的转录因子家族之一,在植物体内有着广泛的生物学功能。基于艾纳香全长转录组数据库,利用DNAMAN 6.0、MEGA 5.05软件以及ProtParam、WebLogo和SOPMA在线网站分析艾纳香MYB转录因子家族蛋白的分类、理化性质、氨基酸序列高级结构、保守结构域、系统进化等。结果表明,挖掘到127个BbMYB基因,预测47条具有MYB转录因子保守结构域的蛋白序列;根据结构域可分为1R-BbMYB和R2R3-MYB 2个亚类,其中R2-BbMYB与R3-BbMYB基序中都含有3个保守的色氨酸,而R1-BbMYB基序只有2个保守的色氨酸;艾纳香MYB家族蛋白均为亲水性蛋白,热稳定性较高且富含碱性氨基酸,大部分蛋白以无规则卷曲为主,其中R2R3-BbMYB3、R2R3-BbMYB4与1R-BbMYB15蛋白是以α-螺旋为主;与拟南芥MYB转录因子家族共同构建的进化树发现,艾纳香MYB家族在进化上包括2个大类,6个亚类,通过艾纳香与拟南芥MYB蛋白序列相邻或是进化关系近可以预测艾纳香MYB基因功能,为进一步对艾纳香MYB家族基因研究及其功能鉴定提供科学依据。     

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。     

玉米WOX家族基因的鉴定与分析

利用生物信息学的方法鉴定31个玉米的WOX家族基因,对这31个玉米WOX家族基因进行分析。多序列对比结果表明,玉米WOX家族和拟南芥WOX成员均具有高度保守的HOX结构域组helix1-loop-helix2-turnhelix3结构。以拟南芥WOX家族成员作为参照,构建系统进化树,玉米WOX家族成员和拟南芥WOX家族成员共46个基因被分为3个进化支。通过进一步的内含子以及motif分析,结果显示,各个进化支内部的内含子和motif相似度极高,而不同的进化支间有较大的差别。对玉米WOX家族基因的表达模式和功能初步分析,结果表明,有6个WOX家族基因参与了玉米生长发育的调控。     

茶树R2R3-MYB转录因子CsTT2表达分析及功能初步鉴定

儿茶素是茶树中特色的次生代谢产物之一,是影响茶叶的品质与风味的主要组分,具有抗氧化、抗病毒、降脂减肥等药理功效。通过系统发育进化树分析、基因表达模式分析和分子生物学试验对茶树儿茶素生物合成相关调控因子CsTT2的功能进行初步鉴定。结果显示,CsTT2是R2R3-MYB转录因子,与拟南芥中调控次生代谢产物的MYB转录因子同在一个分支。在茶树品种顶芽组织中总儿茶素含量较高,CsTT2和儿茶素生物合成相关基因的表达水平也较高。亚细胞定位、酵母试验和双荧光素酶报告系统试验结果表明,CsTT2定位在细胞核中,其编码的蛋白是具有转录激活能力的调控因子,可以结合儿茶素生物合成关键基因ANR的启动子激活其表达。     

玉米GLR家族基因的鉴定与分析

利用生物信息学方法鉴定玉米自交系B73基因组中的全部GLR家族基因,共有16个成员,并对其进行系统分析.多重序列对比结果表明,玉米GLR家族具有较高的保守性,包含两个谷氨酸受体结合区(GlnH1和GlnH2)和4个跨膜区域(M1、M2、M3、M4).系统进化树分析结果表明,玉米GLR家族可分为两大类ZmGLRⅡ和ZmG...     

菠萝R2R3-MYB基因家族鉴定与表达分析

R2R3-MYB转录因子参与植物众多生命活动的调控,在植物生长发育中至关重要。本研究采用生物信息学分析方法,从菠萝基因组中筛选鉴定R2R3-AcMYB转录因子,并对其基因结构、编码蛋白和系统进化进行了分析;基于转录组数据和荧光定量PCR分析,研究了乙烯利处理后菠萝顶端分生组织MYB基因的表达模式。研究结果显示,菠萝基因组含有103个R2R3-AcMYB转录因子,其中67个的基因结构组成为3（外显子）+2（内含子）,17个为2（外显子）+1（内含子）。103个R2R3-AcMYB蛋白中,有31个偏碱性,55个显酸性和17个呈中性。亚细胞定位预测显示,有67个编码蛋白定位于细胞质,20个定位于细胞核。保守基序分析发现,有91个R2R3-AcMYB的序列包含SANT结构的motif 1和motif 2。系统进化树分析表明,81个R2R3-AcMYB转录因子可以分别被归入18个亚组,其余22个R2R3-AcMYB转录因子则未能进行明确归类。基于转录组数据和荧光定量PCR分析结果,发现菠萝顶端分生组织中多个MYB基因的表达受到乙烯利的诱导或抑制,暗示这些基因可能参与了乙烯利诱导条件下菠萝生长发育（包括开花诱导等）调控。这些研究结果为进一步挖掘菠萝激素响应、生长发育和开花调控等基因,揭示菠萝生长发育调控机制提供了数据支持。     

茶树儿茶素合成相关MYB转录因子生物信息学分析

从茶树（Camellia sinensis）转录组数据库中获得6个与儿茶素合成相关的MYB转录因子,对其进行蛋白理化性质与结构功能预测、核定位信号和蛋白保守结构域分析,通过同源分析构建系统发育树。结果表明,与儿茶素合成相关的6个MYB蛋白都属于亲水性的非分泌蛋白,定位在叶绿体、线粒体和细胞核上,其空间结构主要是α-螺旋和β-转角;保守结构域的分析发现除了comp159173_c0基因,其余5个都属于SANT超家族基因成员。系统进化树显示6个MYB蛋白形成4个分支,显示出各自间较远的亲缘关系。差异表达分析的结果进一步证实了6个MYB转录因子与儿茶素合成代谢的相关性。     

大麦DUF668家族基因鉴定及表达分析

DUF668家族基因对植物逆境胁迫响应有重要作用。为探讨大麦DUF668家族基因的结构及表达模式，采用生物信息学的方法对大麦DUF668基因结构、蛋白结构、系统进化树、共线性及表达模式进行了分析。结果显示，供试大麦中共鉴定出9个DUF668基因，分布在5条染色体上。系统发育进化树将9个DUF668基因分为三个亚组，第Ⅰ亚组包括HvDUF668-01、HvDUF668-02和HvDUF668-09，内含子数量较多，均有11个内含子；第Ⅲ亚组包括HvDUF668-04、HvDUF668-05、HvDUF668-07和HvDUF668-08，内含子数0~3个，其中HvDUF668-04与HvDUF668-05没有内含子；第Ⅱ亚组包括HvDUF668-03和HvDUF668-06，内含子数量（9和7）介于第Ⅰ亚组和第Ⅲ亚组之间。蛋白保守基序分析表明，9个蛋白均含有DUF668保守结构域的特征序列及DUF3475保守结构域的特征序列（HvDUF668-06除外）；第Ⅰ亚组蛋白的Motif数量（8~10个）比第Ⅱ、Ⅲ亚组（4~6个）多，且包含第Ⅱ、Ⅲ亚组中的所有Motif。表达谱分析表明，不同DUF668基因在不同组织和发育时期的表达量存在差异，HvDUF668-09在颖果中的表达量随着颖果的发育而升高，而HvDUF668-01和HvDUF668-02则相反；HvDUF668-01和HvDUF668-02在花序中的表达量随着花序的发育而升高。qRT-PCR结果显示，受黄矮病病毒侵染大麦幼苗与未受侵染幼苗相比，HvDUF668-04、HvDUF668-05和HvDUF668-08表达量提高了100~180倍。     

芒果SEPALLATA3基因的生物信息学与表达分析

SEPALLATA3（SEP3）属于MADS-box基因家族,与植物的成花时间和花器官分化有关。在本研究中,从芒果转录组数据中挖掘获得了2个MiSEP3s基因,分别命名为MiSEP3-1和MiSEP3-2。生物信息学分析显示,MiSEP3-1和MiSEP3-2基因的基因组DNA长度分别为4189 bp和3721 bp,2个基因的开放阅读框长度一致均为732 bp,编码244个氨基酸,蛋白质分子量分别为59.29 kD和59.28 kD。2个MiSEP3s的氨基酸序列中含有典型的MADS结构域和K-box结构域。启动子序列分析显示,2个MiSEP3s基因启动子均包含光响应元件、激素响应元件、逆境响应元件和转录因子结合位点,但调控元件种类和数量存在差异。基因表达模式分析显示,2个MiSEP3s基因在营养期的茎、叶和芽中表达量较低,但在成花转变后期的芽中持续上调表达,在花中达到表达高峰。该结果为MiSEP3基因功能的研究提供参考。     

国外16个杧果品种的引进观察

对从澳大利亚引进广东湛江的16个杧果品种的果实经济性状(包括果实形状、果形指数、果实颜色、单果重、可食率、可溶性固形物、可溶性总糖、可滴定酸等)、生长结果习性(包括花期、株抽穗率、两性花比率、果实发育天数、产量等)进行系统观察和分析。结果表明,引进的16个品种中,除维伦西亚和奥奴外,其余14个品种均具有较好的品质性状。综合品质和产量等指标,晚熟品种吉莱特(Zillate)综合表现较好,产量和品质性状俱佳,可作为我国晚熟品种的有益补充,在我国其它产区进一步试种推广;马丽卡(mallika)具有比其亲本椰香杧(Deshehari)更佳的综合性状,作为椰香杧的更新换代品种推广的潜力较大;其它品种则需在我国其它产区作进一步试种观察。     

芒果果实转录组数据组装及基因功能注释

以红芒6号为试材,对生长发育各时期果皮与果肉样品提取RNA后等量混合进行转录组测序,共获得了68 419 722个reads,包含6 157 744 980个核苷酸序列信息,平均读长90 bp,序列信息全部登陆NCBI数据库(SRP035450)。对reads进行拼接,共获得124 002个Contig片段,进一步组装获得54 207个Unigene片段,平均长度为838 bp,阈值小于10-5的序列中共有42 515(78.43%)个unigenes被注释到公共蛋白数据库。其中,35 198个被注释到生物学过程、分子功能和细胞组分GO类别的44个功能组,14 619个Unigene匹配到25类COG功能组,23 741个Unigene被富集到128个KEGG代谢通路,包括代谢途径、次生代谢的生物合成、植物-病原物互作、植物激素信号转导、苯丙氨酸生物合成、淀粉和蔗糖代谢、类黄酮类化合物合成等。本研究将为进一步的芒果功能基因克隆、基因表达分析、分子标记开发等研究奠定基础。     

芒果采后炭疽菌Colletotrichum asianum鉴定及生物学特性研究

采用组织块分离法从采后发病芒果果肉中分离病原菌,通过形态学观察、r DNA-ITS序列和系统发育树分析对其进行鉴定,并初步研究其生物学特性。结果表明:从发病芒果中分离到的病菌T0408鉴定为Colletotrichum asianum Prihastuti,L.CaiK.D.Hyde。该菌菌丝生长的适宜温度为20~30℃、适宜pH值为5~8;环境湿度在75%~98%范围内,湿度越大,菌丝生长速度越快,在3 000 lx日光灯的光照强度下连续光照有利于菌丝的生长和产孢;孢子萌发的适宜温度为25~30℃、适宜pH值为6~8,环境湿度为75%~98%,湿度越大、在3 000 lx日光灯的光照强度下连续光照有利于孢子的萌发。     

芒果中性/碱性转化酶MiNI基因的克隆与表达分析

采用RT-PCR技术克隆了1个编码NI基因的cDNA序列,命名为MiNI基因,并对不同来源的中性/碱性转化酶的分子特征及系统进化进行比较分析。结果表明：MiNI基因开放阅读框为2034 bp,编码677个氨基酸,相对分子量为76.6 kDa,理论等电点为6.24;生物信息学分析结果显示,NI二级结构α螺旋占38.85%,无规则卷曲占35.45%,伸展链占18.91%,β折叠占6.79%;MiNI具有glycoside hydrolase family 100结构保守域,与克里曼丁桔、龙眼、巴西橡胶树和番木瓜都具有一致的motif位点;MiNI基因编码的氨基酸序列与克里曼丁桔、龙眼氨基酸序列同源性最高;构建NI系统进化树分析表明,与芒果遗传距离最近的是克里曼丁桔,最远的是玉米和枸杞。qRT-PCR分析显示,果皮MiNI基因表达量远高于果肉;花后10~40 d,果皮MiNI基因表达量显著下降;花后40~100 d,果皮MiNI基因表达量维持在一个相对稳定水平;花后100~130 d,随着果实成熟,果皮MiNI基因表达量又显著上升;而花后10~40 d,果肉MiNI基因表达量显著下降,至果实发育后期果肉MiNI基因表达量始终处于极低水平。该研究为进一步了解MiNI基因在芒果果实蔗糖代谢过程中的作用以及从分子角度阐明芒果糖代谢机理奠定理论和技术基础。     

采前BTH处理对芒果果实抗病性的诱导

以‘台农1号’芒果为试材,研究采前分别用1、50和100 mg/L苯并噻重氮（BTH）喷施处理对芒果果实抗病性诱导效果的影响。结果表明,与对照果实相比,100 mg/L BTH处理果实采收时的病果率、采后未接种果实的病情指数和接种果实的病斑直径显著降低,降低幅度分别为52.60％、54.30％和7.06％;并且在贮藏过程中,BTH处理果实中的苯丙氨酸解氨酶（PAL）、过氧化物酶（POD）和β-1,3-葡聚糖酶（GLU）的活性明显高于对照;另外,在贮藏前期（0~6 d）,BTH处理能够抑制芒果过氧化氢酶（CAT）的活性,提高芒果过氧化氢（H2O2）的含量。     

部分杧果品种果实若干品质特征的比较研究

研究57个杧果品种果实的7项品质特征,结果表明:不同杧果品种果实的可溶性糖、可溶性固形物、可滴定酸含量分别为9.00%～19.88%、11.30%～20.88%、0.02%～0.89%,糖酸比、固酸比分别为16.47～878.86、19.25～882.78,类胡萝卜素含量为6.38～48.60μg/g FW,贮藏期为6～17 d,相对应各项指标的平均值分别为13.51%、14.44%、0.26%、127.36、127.05、23.01μg/g FW、10.17 d,不同品种果实的品质存在显著差异.灰色关联度分析表明,57个杧果品种的综合品质以留香杧最佳.完熟时绿色果皮品种的果实可溶性糖含量显著高于红色果皮品种,且糖酸比值和同酸比值显著高于红色与黄色果皮品种.多胚品种的可溶性糖含量显著高于单胚品种.相关分析表明,芒果可溶性糖含量与可溶性固形物含量及类胡萝卜素含量呈极显著或显著正相关,可滴定酸含量与糖酸比、固酸比呈极显著负相关.     

茶树两个MYB转录因子基因的克隆及功能验证

第4亚组R2R3-MYB可能参与木质素合成的调控,从而影响植物的生长发育。本文利用RACE技术,克隆了两个茶树第4亚组MYB转录因子（CsMYB4-5和CsMYB4-6）。生物信息学分析发现CsMYB4-5氨基酸序列与金鱼草中的AmMYB330一致性为48.45%,与拟南芥中的AtMYB3一致性为44.79%;CsMYB4-6氨基酸序列与金鱼草中的AmMYB308一致性为69.80%,与拟南芥中的AtMYB4一致性为62.41%。实时荧光定量PCR分析表明两个基因均在根中高表达而在茎中低表达。原核表达分析表明,CsMYB4-5和CsMYB4-6的分子量分别为32 kD和27 kD左右。烟草转化实验表明,与野生型烟草相比较,转CsMYB4-6基因的烟草叶片的叶脉紧缩而脉间凹凸不平,老叶有白色斑点,而转CsMYB4-5基因的烟草老叶发黄。