不同植物无色花青素还原酶及其基因的生物信息学分析

对9种不同植物的无色花青素还原酶及其基因进行生物信息学分析,探索该蛋白的结构并预测LAR的功能。通过生物信息学软件对Gen Bank中已经登录的不同植物LAR基因和氨基酸序列进行分析,对其组成成分、理化性质、翻译后修饰位点、功能域、二级结构、亚细胞定位、分子进化等进行预测和推断。结果表明,9种植物无色花青素还原酶基因全长在1.0¹.2 kb,编码3421.2 kb,编码342³91个氨基酸,不具有信号肽;9种植物LAR都具有蛋白激酶C磷酸化位点、酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点和N-端肉豆蔻酰化位点,个别植物LAR具有N-端糖基化位点、酪氨酸激酶磷酸化位点和c AMP和c GMP依赖蛋白激酶磷酸化位点;二级结构以α螺旋和无规则卷曲为主;进化分析表明禾本科的玉米与其他科植物亲缘关系较远。     

海南长花龙血树叶的主要蛋白鉴定及其功能分析

长花龙血树是海南黎族药用植物之一，为深入研究开发长花龙血树叶的价值和功能，针对其含有的植物蛋白种类，采用基于BPP+酚提取法的双向电泳技术，通过优化实验条件，对海南产长花龙血树叶进行蛋白质的提取分离，获得蛋白指纹图谱；利用Image Master 5.0软件分析凝胶图像筛选出高表达蛋白；再利用基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(Matrix-assisted laser desorption ionization time-of-flight mass spectrometry, MALDI-TOF-MS)技术对这些蛋白酶解产物进行质谱鉴定，最后通过生物信息学手段进行蛋白功能初步分析。研究结果表明，海南长花龙血树叶有60个高表达的蛋白，通过生物质谱鉴定出ATP合酶、核酮糖二磷酸羧化酶大链、叶绿体等45个蛋白，涉及长花龙血树叶生长、发育及植物抗逆等多种功能。本研究为进一步开发利用长花龙血树叶中的植物蛋白提供理论依据，对理解海南岛的生态系统服务和生态效益也具有一定的理论和实践意义。     

大豆GmMADS4基因克隆、亚细胞定位及功能分析

【目的】挖掘大豆Glycine max MADS转录因子家族成员GmMADS4基因信息，分析其结构及功能。【方法】通过生物信息学分析，对GmMADS4基因进行基因结构、编码蛋白信息、保守结构域、系统进化树以及互作蛋白预测等分析。利用烟草叶片瞬时转化法分析亚细胞定位，通过RT-qPCR进行组织部位及响应缺素的表达模式分析，利用下胚轴复合植株转化法分析超量表达GmMADS4对转基因毛根生长的影响。【结果】GmMADS4基因开放阅读框长732 bp，编码蛋白相对分子质量为28 000；保守结构域含有MADS-box和K-box，属于II型MADS家族成员，与拟南芥的AtAP3相似性较高；GmMADS4在大豆多个部位均有表达，且在花和种子中的表达量较高；缺氮和缺磷处理均显著增加GmMADS4在叶和根部的表达量；GmMADS4主要定位在细胞核，超量表达GmMADS4显著增加转基因毛根的可溶性磷含量。【结论】GmMADS4属于大豆II型MADS家族成员，具有核定位功能，可能在大豆种子和花的发育过程中发挥作用，并参与大豆根部缺磷响应及磷稳态调节。     

核桃FLOWERING LOCUS T(JrFT)基因的克隆及表达分析

为了了解核桃FLOWERING LOCUS T(JrFT)基因在核桃雌雄异熟开花机制中的作用,以核桃雌先型品种‘极早丰’与雄先型品种‘新早丰’在3个时期(2月6日、3月21日及4月7日)的雌、雄花芽为试验材料,结合荧光定量PCR(qRT-PCR)、RT-PCR扩增、生物信息技术,分析了核桃JrFT基因的结构与表达,预测了JrFT基因的功能。结果表明:核桃JrFT基因在‘极早丰’与‘新早丰’3个时期的雌、雄花芽中均有表达;在不同时期同一花芽JrFT基因的表达量有所差异;在同一时期,JrFT基因在雌花中的表达量明显高于雄花,在‘新早丰’雄花中的表达量高于在‘极早丰’雄花中的表达量。克隆获得了JrFT基因的CDS序列,其长度为525 bp,编码174个氨基酸,含有高度保守的PEBP蛋白结构域。在NCBI数据库进行Blast比对显示:核桃JrFT基因与其他木本植物FT同源基因的相似性较高,可达到80%以上;JrFT蛋白与其他植物FT蛋白的相似性也很高。系统进化分析也同样说明JrFT基因属于PEBP家族基因。因此推测JrFT基因可能在核桃开花进程中具有一定的促进作用。     

苦荞黄烷酮3-羟化酶基因FtF3H及其启动子的克隆与功能分析

【目的】克隆苦荞FtF3H基因及其启动子序列，探究该基因的生物学效应及启动子对环境因素与激素的响应。【方法】基于苦荞基因组和转录组数据克隆FtF3H基因及其启动子，对二者进行生物信息学分析，采用qRT-PCR技术检测FtF3H对MeJA、ABA和光处理的响应，进一步利用转基因拟南芥技术，分析FtF3H的过表达对黄酮合成的影响。【结果】苦荞FtF3H基因DNA序列长2 034 bp，包括2个内含子和3个外显子；其ORF序列为1 104 bp，推导的FtF3H蛋白含367个氨基酸残基，归类于2-酮戊二酸依赖性双加氧酶超家族且具有典型的植物F3H的分子特征。启动子PFtF3H在核心启动子基序外，还含有数目众多的光应答元件和激素响应元件，qRT-PCR检测结果显示，PFtF3H可强烈响应ABA、MeJA和光照的诱导。转基因拟南芥中，FtF3H的过表达可引起总黄酮含量显著增加（P<0.05），黄酮合成相关酶基因，AtANS、AtDFR和AtF′3H等的表达量显著上调（P<0.05），而拟南芥内源的AtF3H表达受到抑制（P<0.05）。【结论】苦荞FtF3H基因是一个典型的植物...     

昆虫紫外视觉研究进展

昆虫在长期进化过程中形成的颜色视觉能力，是其直接获取外界信息的最主要途径之一。其中，紫外视觉在昆虫颜色视觉系统中普遍存在，通过紫外光感受器可以感知并辨别周围环境中光源或物体反射的特定波长紫外光，提高颜色辨别能力。自19世纪80年代证实昆虫具有紫外敏感性以来，陆续发现蜜蜂、蝴蝶、果蝇和蛾类等许多昆虫具有良好的紫外视觉能力，利用颜色、对比度和偏振光等紫外光特性调控昆虫的定向导航、觅食、种内通讯和昼夜节律等行为活动，对于其生存、繁殖和生态适应具有重要意义。此外，紫外敏感视蛋白是昆虫紫外视觉形成过程中的一类重要分子，不仅可以独立介导趋光性等特定波长行为，还可纳入整个颜色视觉系统，与其他视蛋白协同调控昆虫的颜色视觉，从而将紫外光当作一种基本颜色进行辨别。该文系统综述了昆虫紫外视觉的发现、特性、功能和感知机制，鉴于当前国内在相关领域研究的薄弱和局限性，建议今后可在解析植物-害虫-天敌生态系统中的紫外光特性、探究紫外光-B紫外视觉的生态学意义、揭示紫外敏感视蛋白基因的分子进化机制以及阐明昆虫避免或修复紫外光所致视网膜损伤相关适应机制方面进行深入研究。     

基于转录组测序分析SPACA1在版纳微型猪近交系睾丸中的表达及转录调控特征

旨在分析版纳微型猪近交系（Banna mini-pig inbred line,BMI）SPACA1基因的序列特征、生物学功能及在睾丸中的表达调控模式。选取4头成年BMI公猪的睾丸进行全转录组测序，获得SPACA1基因在睾丸中的表达丰度。采用RT-PCR技术克隆SPACA1的完整编码序列，分析SPACA1的序列、染色体定位、分子特征及相应蛋白的结构和功能。对SPACA1的相互作用蛋白进行GO、KEGG功能富集，并将获得的蛋白与转录组测序所获得的基因表达量进行关联分析。利用转录组测序数据构建SPACA1 mRNA与miRNA和lncRNA的ceRNA调控网络。SPACA1基因CDS区全长为888 bp(Genbank登录号：OK042308)，具有2个跨膜螺旋结构，与SPACA3、SPACA4、HIPK4和CCDC62显著相关；SPACA1及其互作蛋白主要参与精子细胞发育、分化，精子活力、顶体反应和精子鞭毛形成等通路；SPACA1基因受6个miRNAs靶向调控。本研究报道了SPACA1的表达、分子结构、蛋白质功能、在睾丸中的和转录调控作用，为深入研究SPACA1基因在BMI受精以及顶体反...     

液泡氨肽酶Y编码基因 PoAPE3在稻瘟病菌中的生物学功能研究

氨肽酶是一类可以选择性剪切氨基酸残基的蛋白酶, 液泡氨肽酶Y能够调控碱性氨基酸残基的剪切以及液泡的活性。本研究通过同源性比对获得酵母液泡氨肽酶Y在稻瘟病菌中的同源基因PoAPE3, 利用基因敲除法获得 PoAPE3基因敲除突变体(ΔPoAPE3), 并构建回补体菌株进行生物学功能分析。表型测定结果表明, PoAPE3基因敲除突变体在产孢量、孢子萌发率、致病性、侵染过程等方面与野生型均无明显差异。突变体在完全培养基(CM)和稻秆培养基(SDC)上生长速率下降, 且在应对胁迫剂H2O2时表现为更耐受, 应对刚果红时表现为更敏感。以上结果表明PoAPE3参与调控稻瘟病菌的营养生长和对外界环境胁迫的应答过程。     

梭梭NAC转录因子HaNAC38功能及特性分析

从梭梭干旱转录组中获得与干旱相关的NAC转录因子基因HaNAC38，为了研究其功能，以过表达HaNAC38基因拟南芥纯合株系作为对象，比较转基因株系与野生型间的差异，并利用酵母单杂交技术对HaNAC38转录因子可能结合的DNA核心序列进行验证。结果表明，在自然干旱和模拟盐胁迫条件下，过表达HaNAC38基因拟南芥株系生长状况显著优于野生型拟南芥。过表达HaNAC38基因拟南芥株系的种子发芽率、幼苗叶片脯氨酸含量及过氧化氢酶活性均显著高于野生型拟南芥株系，丙二醛含量和过氧化氢含量显著低于野生型拟南芥。由此表明HaNAC38显著增强了拟南芥对于干旱和盐胁迫的耐受能力。酵母单杂交试验结果表明，HaNAC38转录因子可以在酵母体内特异性结合TTGCGT核心序列，并激活下游报告基因的表达。以上结果为明确梭梭HaNAC38转录因子的功能及其调控网络奠定了基础。