陆地棉膜结合脂肪酸去饱和酶基因家族的全基因组鉴定及表达分析

膜结合脂肪酸去饱和酶(fatty acid desaturase, FAD)是生物合成不饱和脂肪酸的关键酶。本研究以陆地棉基因组数据为基础,利用生物信息学方法对棉花FAD基因家族进行全基因组鉴定和进化分析。结果表明,陆地棉基因组中共含有37个FAD基因,进化分析发现这些基因分为4个亚家族,各亚家族成员数量不一,但相同亚家族成员含有相似的基因结构和保守基序。共线性分析发现28对复制基因全为片段复制基因,且都经历了严格的纯化选择作用。此外,在陆地棉FAD基因的启动子区域,发现了丰富的响应植物激素信号和逆境胁迫的顺式作用元件。转录组分析表明,陆地棉FAD基因家族响应干旱和盐胁迫,定量PCR分析表明施加外源褪黑素显著影响了FAD基因的表达。本研究结果为进一步解析FAD家族基因的功能奠定了基础。     

桑树Aux/IAA基因家族鉴定与IBA处理下表达模式分析

【目的】在全基因组范围内鉴定桑树Aux/IAA基因家族成员,并研究在IBA处理下对该家族基因表达模式的影响,为深入研究桑树Aux/IAA基因家族的功能提供依据。【方法】通过本地川桑全基因组数据对桑树Aux/IAA基因家族成员进行鉴定分析,包括蛋白质理化性质分析、系统进化树构建、基因结构分析、蛋白质三级结构及蛋白互作关联分析、启动子顺式作用元件分析。并以“强桑1号”扦插枝为试验材料,对其进行1 000 mg·L^-1 IBA处理和清水对照处理,分析处理后10、20、30、40 d的MnAux/IAA基因家族的表达模式。【结果】MnAux/IAA基因家族共有51个成员,分为8个亚家族,AtIAA基因家族分布在其中6个亚家族中;51个基因家族成员均有外显子和内含子,仅有1个成员无UTR;顺式作用元件表明,MnAux/IAA基因家族对光、激素、逆境胁迫等都有相应的调控作用;蛋白质同族进化序列的基因结构相似度较高,但族间差异较大;IBA处理后,47个基因表达量会有不同程度的提升,而基因MnAux/IAA34、MnAux/IAA33、MnAux/IAA32在表达量上有较大程度的...     

黄绿卷毛菇有机挥发物对白菜型油菜幼苗生长影响的机理研究

[目的]微生物VOCs可作为信号分子,在不同物种间的相互作用中起重要作用。它可以直接或间接地调节植物生长发育和耐逆性。本文旨在初步探明黄绿卷毛菇（Floccularia luteovirens）挥发性有机化合物（volatile organic compounds,VOCs）对白菜型油菜（Brassica rapa）生长影响的机理。[方法]本研究通过生理学与转录组学方法,研究了黄绿卷毛菇VOCs对白菜型油菜幼苗生长的影响。测量了黄绿卷毛菇VOCs处理12 d后白菜型油菜的生物量、可溶性糖含量及光合指标,提取了黄绿卷毛菇VOCs处理了2 d后油菜叶片的总RNA进行了转录组测序、RT-qPCR验证,并对转录组数据进行了GSEA、GO及KEGG分析。[结果]黄绿卷毛菇VOCs处理增加了油菜幼苗生物量,提高了叶绿素含量、光合指标和叶片可溶性糖含量。转录组学分析结果表明,黄绿卷毛菇VOCs处理后,叶片中有338个差异表达基因（DEGs）,其中220个DEGs表达上调,118个DEGs表达下调。GSEA分析结果表明,有丝分裂细胞周期、肌球蛋白结合、跨膜转运蛋白活性、激素介导的信号通路、光系统Ⅱ等途...     

转录组学技术在水产动物研究中的运用

近年来,转录组学技术及其在水产动物中的研究备受研究者的广泛关注.转录组学技术主要有基于杂交技术和测序技术为基础的两大类技术;两类技术在水产动物的转录组学研究中均得到了广泛运用.尤其是二代测序技术的出现使得水产动物的转录组学研究达到了前所未有的热度.本实验综述了近年来水产动物在免疫应答、生长发育、生物进化和毒理学方面的转录组学研究进展.在综述已有成果的基础上,分析了转录组学技术自身存在的局限性和现阶段转录组学在水产动物研究中面临的问题与挑战,并对未来水产动物转录组学研究趋势进行了展望.     

重金属铜、镉对鲫肝脏基因表达的影响

采用半定量RT-PCR分析重金属Cu、Cd在不同剂量以及不同处理时问下对鲫(Carassius auratus)肝脏组织基因表达的影响.共检测了过氧化氢酶、热激蛋白、金属硫蛋白等17个逆境胁迫相关基因.9个Cu处理中,GSTα、GSTπ、CAT在鲫肝脏中诱导表达,其余基因的表达特性属于中间型,即在一些处理中表达上调,另一些处理中表达下调.Cd处理中,只有GS7 α属于完伞的诱导表达型基因.HSP30、GR以及GPx 4a在Cd胁迫的鲫肝脏中表达受抑制,其余基因的表达属于中间型.虽然Cu、Cd胁迫对各基因转录水平的的影响不尽相同,多数处理中Cu诱导基因表达的程度略高于Cd.实验结果还显示,本研究设置的Cu、Cd处理剂量以及处理时间与鲫肝脏基因的表达变化之间没有明显的相关性.逆境胁迫相关基因在Cu、Cd处理鲫的肝脏中表达水平变化多样.本研究旨为深入研究鱼类基因表达与重金属解毒分子机制间的关系以及重金属毒理奠定了基础.     

青杄转录因子基因PwNF-YB8的克隆与功能分析

【目的】NUCLEAR FACTOR Y(NF-Y)转录因子在真核生物中广泛存在,通常由NF-YA、NF-YB和NFYC 3个亚基形成异源三聚体,来结合下游靶基因启动子中的CCAAT顺式作用元件,进而调控植物的生长发育进程,并参与植物非生物逆境胁迫过程。本研究对青杄中PwNF-YB8基因的表达特性及功能进行分析,揭示其参与的生理过程及对非生物逆境胁迫的响应。【方法】根据实验室前期EST测序及RNA-seq转录组数据分析结果获得青杄NF-Ys家族基因序列,克隆得到PwNF-YB8的cDNA序列,并对其编码蛋白进行序列特征和进化树分析。采用qRT-PCR分析PwNF-YB8在不同组织和花粉萌发过程中的表达特性,以及高温、盐胁迫、甘露醇、ABA处理后的表达变化。亚细胞定位揭示PwNF-YB8在细胞中发挥功能的场所。通过酵母双杂交试验、双分子荧光互补试验分别检测PwNF-YB8的转录激活活性以及与PwHAP5的互作情况。农杆菌介导花序侵染法转化野生型拟南芥(WT),获得纯合的PwNF-YB8过表达株系。利用CRISPR/Cas 9技术获得其同源基因AtNF-YB8的突变体。甘露醇和盐处理后测定野生型(WT)、空载体(VC)、突变体株系(nfyb8-cas9#1/12)和过表达株系(L4、L5)的萌发率、幼苗根长,分析比较不同株系对于渗透胁迫和盐胁迫的耐受能力。【结果】PwNF-YB8基因的开放阅读框为489 bp,编码162个氨基酸,具有典型的NF-YB保守结构域,并且与白云杉同源基因具有较近的亲缘关系。SqRT-PCR和qRT-PCR结果表明在青杄的根、茎、针叶和花粉中均能检测到PwNF-YB8的表达,其在花粉中的表达量最高。亚细胞定位试验结果显示,PwNF-YB8定位于细胞核、细胞质中。酵母自激活试验显示PwNF-YB8自身无转录激活活性。进一步对青杄幼苗进行高温(42℃)、盐胁迫、甘露醇和脱落酸处理后发现,PwNF-YB8对干旱和盐2种非生物逆境处理明显响应。PwNF-YB8参与了花粉萌发过程,在花粉萌发36 h时表达量最高。酵母双杂交和双分子荧光互补试验证明PwNF-YB8能够与NF-YC亚基中的PwHAP5互作,可能共同参与花粉管发育调控。甘露醇或盐处理下,异源过表达PwNF-YB8基因的拟南芥种子萌发率与野生型差异不显著,但其根长表现出一定的生长优势。【结论】青杄PwNF-YB8能够与PwHAP5互作,参与花粉萌发和花粉管生长过程,并在干旱、盐胁迫响应中发挥作用。     

基于全基因组牛樟芝中萜烯合成酶的鉴定与表达分析

萜烯合成酶(terpene synthases, TPS)是一类异戊二烯环化酶,是真菌萜类化合物生物合成的关键酶之一。为深入了解牛樟芝的萜烯合成酶基因功能,本研究利用BLAST比对获得14个牛樟芝萜烯合成酶(AcTPS)基因,并通过生物信息学方法对其产物蛋白进行功能预测,利用半定量PCR分析不同碳氮源培养基对牛樟芝萜烯合成酶基因表达的影响。结果表明,14个AcTPS蛋白的氨基酸数量为317～2 693个;理论等电点平均pI值为5.96,有6个蛋白(AcTPS6, Ac TPS9, AcTPS10, AcTPS11, AcTPS13, AcTPS14)不稳定系数>40,均为不稳定蛋白;AcTPS12脂肪系数>100,为疏水性蛋白。基因表达谱数据显示,10个牛樟芝萜烯合成酶有6个基因在不同培养基上表达量差异显著,其中AcTPS7只在葡萄糖和土豆蛋白胨培养基中表达,AcTPS10在葡萄糖培养基的表达量高,AcTPS3、AcTPS8及AcTPS6在番茄浸粉培养基中表达量显著,AcTPS2在麦芽浸粉培养基中表达量较高,推测不同培养基能够调控牛樟芝萜烯合成酶的表达。本研究结果为深入研究...     

斑节对虾GRP94基因的克隆及其在不同应激条件下的表达与分析

以斑节对虾(Penaeus monodon)为研究对象, 利用RACE 技术克隆得到了斑节对虾PmGRP94基因cDNA全长, 并对其结构进行生物信息学分析。PmGRP94全长2 990 bp, 包括75 bp的5UTR、527 bp的3UTR和2 388 bp的ORF。利用实时定量PCR技术, 对PmGRP94组织特异性及其在不同pH、盐度和3种重金属应激下转录水平变化情况及特点进行了研究。结果显示, PmGRP94基因存在组织特异性, 并在肝胰腺中的表达量最高; 不同的应激条件下其表达具有明显差异, 其中在pH、铜(Cu)和锌(Zn)的应激下PmGRP94的表达显著升高。因此预测该基因可以作为斑节对虾受pH、Cu和Zn胁迫的指示基因。     

稀有■鲫Foxo3a、Foxo3b基因克隆和表达分析

利用RACE技术自稀有■鲫的卵巢中克隆叉头蛋白O3a(Foxo3a）、叉头蛋白O3b(Foxo3b）基因的全长cDNA序列,采用RT-PCR、qRT-PCR和原位杂交法检测其组织分布、时序表达、细胞定位和雷帕霉素处理后的表达。结果显示,Foxo3a基因全长cDNA序列为2562bp,包括242bp的5′端非编码区、367bp的3′端非编码区、1953bp的开放阅读框,编码650个氨基酸;Foxo3b基因全长cDNA序列为2804bp,包括470bp的5′端非编码区、375bp的3′端非编码区、1959bp的开放阅读框,编码652个氨基酸。Foxo3a基因只在脑和卵巢中表达,在其他组织中不表达;Foxo3b基因在所检测的组织中均有表达,在脑和卵巢中的表达量较高。随着卵巢的发育,Foxo3a基因表达量呈逐渐升高的趋势,Foxo3b基因表达量未出现显著变化。原位杂交结果显示,Foxo3a、Foxo3b基因定位于卵巢Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ时相的生殖细胞和滤泡细胞中。雷帕霉素处理影响了卵巢中Foxo3a基因的表达,对Foxo3b基因的表达无显著影响。试验结果表明,Foxo3a和Foxo3b基因可能在稀有■鲫...