‘红肉蜜柚’CmMYB330基因的分离与表达分析

【目的】分析‘红肉蜜柚’果实汁胞粒化相关的MYB转录因子基因特征与表达模式,探讨MYB转录因子在蜜柚汁胞木质素代谢过程中的作用机制,为研究蜜柚汁胞粒化发生机制提供借鉴。【方法】以‘红肉蜜柚’果实汁胞为试材,参考甜橙MYB全基因组分析,利用生物信息学分析和PCR技术克隆Cm MYB330的编码区序列及其5’端调控序列,并对序列进行生物信息学分析。利用实时荧光定量PCR技术对Cm MYB330在‘红肉蜜柚’果实汁胞不同发育时期和不同部位的表达情况进行分析。利用农杆菌介导法将Cm MYB330与GFP的融合表达载体注射转化到烟草叶片中进行亚细胞定位分析。利用酵母双杂交系统对Cm MYB330进行转录激活活性分析。【结果】Cm MYB330的编码区序列长度为942 bp,编码313个氨基酸,预测为核定位蛋白,为典型的R2R3 MYB转录因子。Cm MYB330与甜橙Cs1g19400.1、Am MYB330等亲缘关系近,都属于R2R3 MYB第4亚组。Cm MYB330的5’端调控序列为起始密码子上游-1 748 bp序列,预测该序列含有TATA-box、CAAT-box 2个启动子核心元件,3个MBS,1个AC-I,1个5UTR Py-rich stretch,还有大量激素(如赤霉素、乙烯、水杨酸等)响应元件。Cm MYB330表达量在‘红肉蜜柚’果实汁胞发育过程中有起伏,但总体呈现上升趋势,表达量在花后208 d达到最大,之后开始下降。在转化p-super1300-Cm MYB330-GFP的烟草叶片细胞核中检测到绿色荧光信号,与预测结果一致,说明Cm MYB330定位在细胞核中。在Y2H Gold酵母中,Cm MYB330表现为没有转录激活活性。【结论】克隆了‘红肉蜜柚’MYB转录因子Cm MYB330编码区序列及其5’端调控序列,Cm MYB330属于R2R3 MYB第4亚组,与汁胞粒化相关,为核定位蛋白,同时分析了其在‘红肉蜜柚’果实汁胞发育过程中的表达水平,总体呈上升趋势。为进一步研究Cm MYB330与蜜柚汁胞粒化的关系奠定了基础。     

苹果Hsf家族成员的序列特征、表达与进化分析

为全面了解苹果基因组中热激转录因子(Hsf)的序列特征及进化,采用生物信息学手段,在苹果全基因组水平上鉴定出50个MdHsf基因,并对其系统发育关系、序列特征、表达情况以及选择压力进行详细分析。系统发育与序列分析显示:与拟南芥和水稻相似,50个MdHsf基因可分为A、B、C 3个亚族;2个或多个MdHsf基因位于同一个末端进化支,说明该基因家族在苹果中发生了物种特异性扩增;尽管MdHsf基因的内含子数目和长度变异较大,但其蛋白的保守基序和功能结构域具有较高的保守性,这可能与功能约束有关。基于EST数目,可推知:除了MdHsfA2a和MdHsfA3a/b/c等14个基因没有相应的EST外,其余72%的基因都有转录活性。选择压力检测和结构建模分析显示:在36个MdHsf蛋白的选择压力检测中,位点模型未鉴定到正选择位点的存在;而在显著水平下(P0.05),分支-位点模型在d和e进化分支上,共检测到5个正选择位点,它们是28R、30L、35D、51M、67V,其中28R和30L位于Hsf结构域中,35D、51M和67V位于Hsf结构域之外,这说明除了MdHsfA4d/e和MdHsf C1a/b发生快速进化外,其他成员受控于纯净选择,具有高度保守性。综合以上研究结果,苹果基因组中存在多种热激转录因子,其蛋白的保守基序和功能结构域具有较高保守性,大多具有转录活性,在进化上该家族受纯净选择主导。     

辣椒全基因组TCP转录因子家族生物信息学分析

利用生物信息学方法对辣椒TCP转录因子家族成员、基因分类、基因结构、染色体定位、系统进化关系和结构域序列保守性进行了预测和分析。结果表明,辣椒TCP基因家族包含30个成员,Ca TCP蛋白含有95~550个氨基酸,等电点为6.30~10.91。进化树分析将其分为11个不同的亚族。辣椒TCP家族进化树以及基因结构的进一步分析,显示辣椒TCP家族可分为两大类,即Class I类和Class II类,而Class II类可分为两个不同的亚类,即CIN和CYC/TB1亚类。位于同一亚家族的大多数TCP基因具有相似的内含子和外显子结构。此外,染色体定位分析表明,辣椒TCP基因不均衡的分布于辣椒的10条染色体上,其中3号染色体上最多,有7个。     

石榴转录组密码子使用偏向性

对石榴(Punica granatum)转录组数据进行从头组装,预测完整CDS序列的密码子使用偏向性;将石榴转录谱与其他8种蔷薇分支物种基因组编码序列进行同义密码子相对使用度(RSCU)比较,并对石榴WRKY和MYB家族基因进行亚家族进化分析和RSCU比较。结果表明:(1)石榴转录组主要受自然选择压影响。密码子偏向性极强的基因多为细胞相关功能基因;没有密码子使用偏向性的基因多与维持生命活动本质相关。(2)基因差异高表达影响RSCU,CpG二核苷酸富集影响密码子适应性。(3)物种间亲缘关系越近,RSCU值越相似。对蔷薇分支物种密码子进行RSCU比较,石榴与巨桉(Eucalyptus grandis)偏向性基本一致。(4)亚家族功能分化影响密码子偏向性。石榴WRKY亚家族1、4和13在翻译精氨酸、亮氨酸时分别偏向使用AGG、CUC,这与其不断进化的抗逆功能相关。石榴MYB亚家族8在翻译苏氨酸时偏向选择ACA,这与其扩张中的木质化功能相关。     

簇毛麦6VS特异转录序列P21461及P33259的获得及其分子标记在鉴定小麦-簇毛麦抗白粉病育种材料中的应用

簇毛麦6V#2S和6V#4S染色体臂分别携带抗白粉病基因Pm21和Pm V,在与小麦的杂种后代中,抗病基因与外源染色体臂共分离。开发鉴定2条外源染色体臂间多态性的序列,尤其是遗传信息相对缺乏的6V#4S染色体臂的序列,对于其在遗传与育种上的应用具有重要意义。本研究以携带6V#4S·6DL染色体的小麦易位系Pm97033及感病小麦亲本宛7107接种白粉菌的叶片转录组数据为资源,通过差异基因筛选、共线性分析、簇毛麦基因组扩增及测序验证的方法,鉴定出来自6V#4S的表达序列P21461和P33259,其中基于P21461序列设计的引物P461-5在簇毛麦6V#2S和6V#4S染色体臂的扩增产物具有30 bp的In Del和4 nt的多态性。用该引物转化的标记P461-5a可以鉴定抗白粉病小麦品种和高代品系所含的外源染色体,显示其在簇毛麦抗源鉴别和小麦抗病育种辅助选择中潜在的应用价值。根据P33259开发的标记P259-1可以对含有6V#4S染色体臂的材料进行特异扩增,但对6V#2S·6AL易位染色体没有扩增产物,因此P259-1可作为6V#4S·6DL易位染色体的特异分子标记。q RT-PCR分析结果显示,P21461的表达不受白粉菌诱导,而P33259在接菌后12 h和24 h的转录水平比接菌前提高约2倍,推测其可能参与Pm97033与白粉菌的早期互作。     

野生Paxillus ammoniavirescens菌的分子鉴定及生物学特性研究

[目的]对野生食用菌进行分子鉴定及生物学特性研究,为其进一步液体深层发酵培养和开发利用奠定基础。[方法]采用rDNA ITS序列分析方法对一野生菌进行分子鉴定,通过单因素和正交试验确定了该菌株的生物学特性。[结果]由新鲜子实体分离得到的纯菌株为Paxillus ammoniavirescens,其菌丝体生长的最适碳源和氮源分别为可溶性淀粉和蛋白胨,最适培养温度为25℃,最适pH为4.5。[结论]卷边网褶菌菌丝体液体培养的最佳配方为:可溶性淀粉20 g,蛋白胨2 g,KH_2PO_4 3.0 g,MgSO_4 4.5 g,水1 L。按此配方培养,可获得平均干质量为80 mg的菌丝体,明显高于其他配方。     

转录组及代谢组联合解析茄子果色上位遗传效应

【目的】茄子果色与商品果外观品质和价值密切相关,花青素是决定茄子果色的重要天然色素之一。通过基因表达和代谢物差异比较,解析上位基因互作调控茄子果皮花青素合成的作用机制,为不同果色茄子选育提供理论基础。【方法】以花青素合成结构基因ANS突变的白果色母本19141、花青素合成关键调控基因MYB1突变的白果色父本19147及其紫红果色F1代E3316茄子为试验材料,对商品果期果皮进行转录组测序和广靶代谢组分析。【结果】转录组测序分析表明,19141＿vs＿19147的差异表达基因（DEGs）最多,其次是E3316＿vs＿19141,两个比较组DEGs均在类黄酮途径富集程度最高;E3316＿vs＿19147筛选到的DEGs最少,未在类黄酮途径富集。广靶代谢组共检测分析到218个代谢物。E3316＿vs＿19141共检测到差异代谢物（DAMs）113个,E3316＿vs＿19147共检测到差异代谢物98个。转录组和代谢组联合分析发现花青素生物合成关键结构基因CHS、CHI、F3H、DFR和ANS,关键调节基因MYB1、AN1和AN11,修饰基因3GT、5GT、AT和OMT,还有转运基因AN9(G...     

甘蓝型油菜发育进程中赤霉素动态变化及其与产量的关系

【目的】中国甘蓝型油菜品系与欧洲甘蓝型油菜品系存在较大的遗传差异,二者组配的杂种F1产量优势明显。测定不同来源的甘蓝型油菜发育进程中GA的动态变化,研究GA含量与亲本及杂种F1产量的关系,分析亲本及杂种后代GA合成途径关键酶基因的转录水平,为探明GA对甘蓝型油菜生长发育的影响及其在产量形成过程中的作用奠定基础。【方法】2020年11月至2021年5月,利用高效液相色谱法测定15个不同来源的中国甘蓝型油菜品系及15个欧洲甘蓝型油菜品系GA含量的动态变化;2021年11月至2022年5月,以杂种F1产量优势较强的YG2009×YC4、ZS11×YC4及其亲本YG2009、ZS11、YC4为材料,考察3个不同时期（D1:2022年1月15日;D2:2022年2月15日;D3:2022年3月15日）亲本及杂种F1的GA含量变化、生长指标（株高、根长和鲜重等）、产量及构成因子（单株角果数、角粒数和千粒重）和光合指标（光合速率、气孔导度、蒸腾速率和胞间CO2浓度）,分析GA含量随温度变化的趋势,GA含量与亲本及杂种F1的农艺性状、光合特性和产量的关系,并利用实时荧光定量PCR技术,分析亲本及杂种F...     

大豆GmNAC131基因的生物信息学及表达分析

NAC基因在多种作物中具有抵御生物与非生物胁迫的作用,为了分析大豆NAC131基因的功能,本研究从Williams 82大豆中克隆GmNAC131基因,对该基因及其编码蛋白质的特征、结构、功能及不同组织的表达量进行生物信息学分析;采用qRT-PCR方法分析非生物胁迫后不同时间段基因的诱导表达.结果表明:GmNAC131...     

磷酸甘油转移酶基因在水稻白叶枯病菌致病力中的作用研究

稻黄单胞菌稻致病变种(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo)引起的水稻白叶枯病,是水稻上的重要致灾病害之一。前期基因组学分析发现,Xoo菌株PXO99^A的PXO＿04062基因可能编码一个磷酸甘油转移酶,推测与病原菌的致病力有关。本研究采用自杀质粒pK18mobsacB介导的方法,构建了该基因的缺失突变体,并对突变体进行了反式互补。水稻上致病性测定发现,与野生型菌株相比,PXO＿04062基因的缺失突变体DM04062在寄主水稻日本晴上的致病力显著下降,并且其胞外多糖产量、运动性、生物膜形成等均明显降低。进一步采用RNA-seq方法比较突变体转录组的变化,发现突变体中的差异表达基因共有533个,其中包括多个致病相关基因,如胞外多糖合成和细胞运动性等相关基因。与野生型相比,这些基因在突变体中的表达均显著下调。这些结果说明,白叶枯病菌的磷酸甘油转移酶基因是通过影响多种致病力相关因子的合成,来影响病菌在水稻上的致病力。