谷子WAK基因家族全基因组鉴定及表达分析

细胞壁关联蛋白激酶（Wall-associated kinases,WAKs）是一类独特的类受体蛋白激酶（Receptor like ki?nases,RLKs），在寄主植物抗病反应中起着关键作用。为分析谷子WAK基因家族的特征及潜在功能，基于已研究发表的拟南芥、水稻WAK蛋白序列，通过同源序列比对的方法对xiaomi全基因组进行WAK基因家族鉴定，借助TBtools、MEGA等软件对谷子WAK基因理化性质、基因定位、系统进化、保守结构域、顺式作用元件进行分析。结果表明，共鉴定到谷子WAK家族成员41个，在谷子1～9号染色体上均有分布，编码590～1 131个氨基酸；蛋白质分子质量为65.62～123.36 ku，等电点为5.18～8.49;Si3g36660、Si7g23280、Si8g19780的蛋白表现为疏水性，其他蛋白均为亲水性；亚细胞定位预测结果显示，28个基因定位于质膜，6个基因定位于叶绿体，其他基因分别定位于高尔基体、液泡、内质网、细胞外基质。系统发育分析结果显示，谷子、拟南芥和水稻的WAK基因家族可分为5类，其中，Si1g24650与Os01g26174、Si1g123...     

基于干旱胁迫转录组信息的蚕豆ASPAT基因家族分析

蚕豆(Vicia faba L.)是一种重要的食用豆作物,干旱会导致蚕豆产量降低。鉴定蚕豆耐旱基因,有利于通过分子标记辅助育种和基因工程手段培育抗旱品种。在前期研究中,我们通过转录组测序鉴定出了一类天冬氨酸转氨酶基因(ASPAT)响应蚕豆干旱胁迫。ASPAT催化天冬氨酸(ASP)和α-酮戊二酸的可逆转氨反应,生成草酰乙酸和谷氨酸,是参与植物体代谢的关键酶。本文基于转录组测序数据,通过生物信息学方法全基因组鉴定了蚕豆ASPAT基因家族成员,并分析了各基因家族成员的理化性质、亚细胞定位、基因结构、蛋白结构域、保守基序、系统进化、蛋白质互作和基因表达模式。结果显示,蚕豆转录参考基因组中共有8个ASPAT基因家族成员,包括3个真核型ASPAT(AAT)基因和5个原核型ASPAT(PAT)基因,分别定位于线粒体和叶绿体。系统发育分析表明,蚕豆ASPAT蛋白主要可分为2个亚族Iα和Iβ。Iα为AAT蛋白,包括VfASPAT1～VfASPAT3。Iβ为PAT蛋白,包括VfASPAT4～VfASPAT8。蚕豆ASPAT家族成员均含有motif1、motif3、motif9,且具有相似的基因结构和共同的...     

毛果杨BBX基因家族鉴定与生物信息学分析

BBXs(B-box)转录因子家族在植物生长发育和胁迫反应中发挥重要作用。本研究利用生物信息学手段在毛果杨（Populus trichocarpa）基因组筛选并鉴定出28个PtBBXs基因家族成员，对该家族成员进行结构和表达分析表明，PtBBXs基因不均匀地分布于15条染色体上，其编码的氨基酸残基数介于184～514，全部为酸性蛋白质。依据基因结构和蛋白质保守基序，可将其分为5个组（A～E），全基因组加倍事件是PtBBXs家族基因数量扩增的主要方式。PtBBX家族基因的启动子区域包含大量激素（脱落酸、赤霉素，和水杨酸等）与非生物胁迫（干旱、低温）响应相关的元件，大多数PtBBXs基因在叶片中高表达，而少量PtBBXs基因（PtBBX5/11/12/28）在根或花序中高表达。转录组数据分析表明，PtBBXs在响应非生物胁迫过程中分工不同，组A和组D的多数成员响应了茉莉酸、水杨酸和低温处理，组B(PtBBX16/19)和组C(PtBBX1/2)基因同时响应盐和干旱胁迫。这些结果为今后进一步挖掘PtBBX基因家族成员功能，以及创制林木抗逆新种质，提供了重要的理论依据。     

菜豆R2R3-MYB基因家族鉴定及其在BCMV侵染后的表达分析

为了明确菜豆R2R3-MYB基因家族的成员及受到BCMV侵染后的表达情况，利用生物信息学方法对菜豆R2R3-MYB基因家族成员进行鉴定和系统分析，同时利用BCMV侵染菜豆后在显症期的转录组数据筛选可能与BCMV侵染调控相关的R2R3-MYB基因家族成员，并对这些基因在病毒侵染不同阶段的表达模式进行实时荧光定量PCR分析。结果表明，菜豆R2R3-MYB基因家族共有159个成员，不均匀分布于菜豆11条染色体上，多含有2个内含子，编码184～554个氨基酸，均为亲水性蛋白。系统进化关系将菜豆R2R3-MYB基因家族成员分为32个亚组（P1～P32），同一亚组成员具有高度保守的基因结构和基序。菜豆基因组内共线性分析表明，片段复制事件和串联复制事件均进行了纯化选择。转录组数据显示，BCMV侵染前后菜豆接种叶和系统叶分别有20、33个差异表达基因；qRT-PCR分析表明，这些基因在病毒侵染后表达均有变化，其中，PvMYB18、PvMYB33、PvMYB92、PvMYB93在侵染早期和显症期均呈现先升高后降低的趋势，而PvMYB29、PvMYB97、PvMYB124、PvMYB128、PvMYB13...     

黑龙江省和海南省PWL基因家族在稻瘟病菌中的分布及变异

【目的】了解不同稻瘟病菌（Magnaporthe oryzae）菌株群体中PWL基因家族的分布和变异特征，为研究不同稻瘟病菌群体的遗传多样性及特异性提供依据。【方法】通过参考NCBI中公布的无毒基因序列分别对PWL基因家族的启动子区和CDS区设计特异性引物共8对，对2020年采自黑龙江省和海南省不同地区的397个稻瘟病菌单孢分离菌株提取DNA，进行无毒基因的PCR扩增并通过琼脂糖凝胶电泳检测，从检测结果中分别选取囊括不同地区的代表菌株对扩增片段进行测序分析。测序结果与NCBI中相应无毒基因启动子区和CDS区的碱基与氨基酸序列进行比较分析。【结果】在PCR电泳检测结果中，PWL1在所有菌株中均未检测出；PWL2、PWL3和PWL4在黑龙江省和海南省中均扩增出特异性片段，说明这3种基因在两省中均有分布并分别存在不同的分布频率与变异类型。其中PWL2在黑龙江省和海南省中分布频率最高，分别为98.14%和100%;PWL3和PWL4在两省中的分布频率具有显著差异，这2种基因在黑龙江菌株中频率分别为89.30%和82.79%，而在海南菌株中均为5.49%。通过对无毒基因组合进行分析，结果显示，组...     

玉米ZmC2s基因家族鉴定及ZmC2-15耐热功能分析

鉴定玉米ZmC2s基因家族成员,分析其遗传变异与玉米耐热性的关联性,为明确其在玉米耐热方面的功能和分子机制奠定基础。使用C2蛋白结构域PF00168,利用hmmsearch从玉米全基因组中搜索ZmC2s基因家族成员,分析其编码蛋白质等电点和分子量、系统进化和基因家族复制。使用候选基因关联分析的方法,对ZmC2s基因自然变异位点与玉米苗期耐热性进行关联分析,发现玉米ZmC2s基因家族重要的耐热候选基因。使用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)的方法鉴定与玉米苗期耐热性最显著相关的ZmC2候选基因ZmC2-15在胁迫和激素处理下的基因相对表达水平,在玉米原生质体瞬时表达系统中鉴定ZmC2-15-GFP的亚细胞表达部位,以及获得过表达ZmC2-15的转基因拟南芥并分析其耐热性。从玉米参考基因组B73中共鉴定出95个玉米ZmC2s基因,根据其物理坐标的先后顺序,将95个玉米ZmC2s基因命名为ZmC2-1～ZmC2-95。其蛋白长度为130～2141,等电点为4.1～10.8,分子量为14.1～230.1。通过构建玉米、水稻和高粱基因组C2基因的进化树,发现C2基因可以分为3个大的聚类分支,每...     

谷子TGA转录因子家族全基因组鉴定与分析

TGA转录因子在植物器官发育和抗病反应中发挥着重要作用。为了探究C₄模式植物谷子TGA基因家族成员的结构和功能，为进一步探索TGA转录因子的生物学功能提供理论基础，以拟南芥TGA基因家族的氨基酸序列为参考序列，从xiaomi基因组中鉴定出16个TGA基因，命名为Si TGA1～Si TGA16，并利用生物信息学软件对其结构和表达模式进行分析。结果表明，Si TGAs在9条染色体上均有分布，其中在2号和5号染色体上均含有3个基因；在3、4号和6号染色体分别分布有2个基因；在1、7、8号和9号染色体上分别仅有1个基因。理化性质分析结果显示，Si TGAs的二级结构主要为α-螺旋，无规卷曲次之；Si TGAs亚细胞主要定位在细胞核。进化关系结果显示，16个Si TGAs分属6个亚类，这些亚家族分别含有4、4、1、5、1、1个基因，与高粱的亲缘关系最近，其中亲缘关系近的Si TGAs的基因结构、保守基序、保守结构域具有保守性。TGA基因家族成员的进化关系及Si TGAs在谷子中的表达模式结果显示，谷子TGA基因家族在谷子的抗逆反应、抗病反应、花器官发育以及茎尖、芽尖分生组...     

秋茄WRKY基因家族的生物信息学分析

WRKY蛋白在植物胁迫响应和应答过程中发挥着重要作用。秋茄生长环境恶劣，生存压力使其进化出极强的胁迫响应能力，对各种胁迫的响应是决定秋茄逆境生存的重要因素。目前，关于秋茄WRKY基因家族的研究报道较少。对秋茄WRKY基因家族进行全面的研究，共鉴定出71个KcWRKY基因。结构域分析和进化分析结果表明，KcWRKY基因高度保守且分为3组。保守基序分析结果表明，同组的KcWRKY基因基序分布一致而组间差异显著，说明同组的KcWRKY基因可能具有相似的功能。染色体定位和复制关系表明，71个KcWRKY基因不均匀分布在秋茄基因组18条染色体上，存在4对串联重复基因和大量片段复制基因，这些基因可能在秋茄胁迫响应进化历程中发挥了重要作用。根据KcWRKY基因在不同器官的表达模式推测KcWRKY71参与调节编码线粒体和叶绿体蛋白的胁迫响应，KcWRKY66参与秋茄叶和果衰老的调节。本研究揭示了秋茄WRKY转录因子的基本结构与性质，研究结果能为后续深入研究秋茄WRKY转录因子的功能奠定基础。     

玉竹蔗糖合成酶（SUS）基因家族的鉴定、表达分析及PoSUS1基因的克隆

多糖是玉竹的质量标志物，在免疫调节、抗肿瘤等方面具有显著的药理作用。作为多糖合成的关键酶之一，蔗糖合成酶（sucrose synthase, SUS）一直是揭示植物多糖合成的重要研究内容。基于转录组序列信息，本研究利用生物信息学手段对玉竹SUS基因家族及其成员进行鉴定，并利用荧光定量PCR(qPCR)对其成员表达模式进行分析。结果表明：玉竹转录组共获得8个具有ORF序列的PoSUS基因家族成员，其编码蛋白质含有111～310个氨基酸，分子量为12.81～35.43 kDa，其理论等电点为5.83～9.18。系统进化树分析表明，8个PoSUS基因家族成员可分为3个亚家族，其中第Ⅲ亚家族基因成员数目最多。亚细胞定位预测显示大多数PoSUS蛋白定位在叶绿体。基因表达模式分析表明，PoSUS1和PoSUS6基因在多糖积累的根茎组织中表达量最高，且高多糖种质HN1中PoSUS1和PoSUS2表达量显著高于低多糖种质AH2。此外，本研究还从种质HN1和AH2克隆得到PoSUS1基因CDS序列，其编码蛋白在2份种质间存在3处氨基酸差异，且这些差异位于PoSUS1蔗糖合成酶结构域。本研究结果为深入研究...     

芜菁WRKY group Ⅲ家族鉴定及其对根肿病菌和激素的响应

WRKY转录因子是植物中特有的一类转录因子，已有研究表明WRKY groupⅢ家族众多基因在抵御生物胁迫的过程中发挥着重要的作用。为了解WRKY groupⅢ家族成员在芜菁根肿病抗性中的潜在功能，利用生物信息学分析方法，鉴定到21个候选WRKY groupⅢ家族基因，其不均匀分布于芜菁的9条染色体，编码蛋白包含258～916个不等的氨基酸残基，含0～8个不等的motif结构，大部分成员包含按顺序排列的motif 4-5-7/(8-2)-1-3。WRKY groupⅢ家族各成员启动子区域含有大量光、激素和逆境胁迫响应元件，在激素响应元件中以Me-JA最多。qRT-PCR结果显示WRKY groupⅢ家族基因可响应根肿病菌诱导，其中BrWRKY46-2、BrWRKY70-2在抗病材料根部表达量显著上调，感病材料中降低；经外源SA诱导后表达量上调，Me-JA诱导后下调，表现出相反的表达模式。亚细胞定位结果显示，BrWRKY46-2和BrWRKY70-2均定位于细胞核中。推测芜菁WRKY groupⅢ家族基因广泛参与了根肿菌响应过程，且BrWRKY46-2和BrWRKY70-2与芜菁品种抗病和...