谷子组蛋白H3基因家族的鉴定与分析

组蛋白（Histone）是构成染色质的基本结构蛋白，其中组蛋白H3的氨基酸序列十分保守，并且其在维持染色质结构稳定性、调控植物生长发育以及应对环境变化方面具有重要作用。为探究谷子组蛋白H3基因家族成员的结构和功能，为谷子组蛋白H3的生物学功能研究奠定理论基础，研究从xiaomi和豫谷1号(YG1)基因组中分别鉴定出15个组蛋白H3基因，并依次命名为SiH3.1～SiH3.15；进而利用生物信息学技术比较并分析SiH3在染色体上的分布情况、系统进化关系、基因结构、保守基序、保守结构域、启动子顺式作用元件、亚细胞定位及组织表达情况。结果表明，除xiaomi中的SiH3.2和SiH3.13、YG1中的SiH3.10.1和SiH3.11.1外，其他基因在染色体的位置均一一对应。进化关系结果显示，SiH3分属4类，其中，xiaomi的4个类别中依次有6、1、6、2个基因，YG1依次有4、2、7、2个基因；2个品种亚组内基因间结构、保守基序、结构域相似，亚细胞定位均在细胞核；启动子顺式作用元件主要与植物生长发育调控、逆境响应相关。表达模式结果显示，同属于H3.3亚组的SiH3.7和SiH3.15在...     

番茄脱落酸受体PYL基因家族全基因组鉴定及表达分析

脱落酸受体家族包含许多功能基因，其中PYR/PYL/RCARs(PYL)在植物生长发育和防御反应等方面发挥重要生物学功能。PYL基因表达可参与ABA通路调节，对非生物胁迫作出响应。PYL基因家族成员在其他植物中已被鉴定和研究，但在番茄中研究较少。研究首次在番茄中鉴定出20个PYL基因家族成员，分别命名为SlPYL1～SlPYL20。利用生物信息学方法，分析其理化性质、基因结构、系统发育关系、染色体定位、共线性关系和顺式作用元件等，通过顺式作用元件分析发现其含有胁迫响应元件、光响应相关元件和植物生长发育相关元件，预示PYL基因家族功能多样性。转录组数据分析表明，干旱和高温处理前后SlPYL基因表达模式不同，q RTPCR分析发现6个SlPYLs基因全部响应干旱和外源ABA处理，部分响应冷胁迫和盐胁迫。研究为提高番茄逆境抵抗能力研究提供新的候选基因。     

欧李Dof基因家族鉴定及非生物胁迫表达分析

【目的】探究欧李Dof(DNA-binding with one zinc finger)锌指蛋白在非生物胁迫条件下的功能，为ChDof基因的研究与利用奠定基础。【方法】基于欧李全基因组和转录组数据对Dof基因家族进行鉴定，并利用实时定量PCR分析Dof基因在非生物胁迫下的表达情况。【结果】欧李共有23个Dof基因家族成员，其编码区CDS序列长度为226～515 bp，相对分子质量为24 227.52～55 368.21，理论等电点为4.78～9.36，且其在欧李的8条染色体上都有分布。在构建欧李和拟南芥的系统进化树中发现，欧李共分为9个亚组，同一亚族成员中的基因结构和蛋白保守基序均具有较高的相似性，且欧李Dof基因家族成员主要分布在D1亚组中。在对其亚细胞定位时发现，绝大多数ChDof基因主要分布于细胞核中。对欧李Dof家族成员启动子区域顺式调控元件的预测结果表明，其启动子区存在着至少1个激素调节及逆境胁迫反应元件。qRT-PCR分析结果表明，绝大多数的ChDof基因在盐、高温和低温胁迫下的表达量均上调，而ChDof11、ChDof12、ChDof17基因在盐、渗透（PEG）、高温和...     

玉米bZIP基因应答逆境胁迫的表达模式分析

【目的】碱性亮氨酸拉链蛋白（b ZIP）是植物中普遍存在而又关键的一类转录因子，在植物生长进程中发挥重要的作用。探测玉米核心种质自交系郑58不同组织以及在不同胁迫条件下bZIP基因的表达模式，对解析ZmbZIP基因的功能及抗性育种具有重要意义。【方法】通过设置200 mmol/L的NaCl溶液、20%PEG6000、4℃低温和不同形态氮缺乏胁迫试验，试验材料为玉米骨干自交系郑58，采用q RT-PCR技术，共检测了11个ZmbZIP基因的表达模式。【结果】进化树结果表明11个ZmbZIP可以进一步划分3个亚家族，显示这11个基因的进化亲缘关系。qPCR分析数据表明，11个ZmbZIP基因在不同组织器官中表达模式各异，表明其在玉米生长进程中的不同作用。利用200 mmol/L NaCl、20%PEG6000、4℃低温和氮缺乏等模拟试验，研究了11个ZmbZIP基因的表达谱，结果表明4种非生物胁迫都显著的影响11个bZIP基因表达，推测这些基因参与维持玉米正常生长发育及逆境胁迫应答信号途径。【结论】在玉米不同组织器官和响应非生物胁迫时，11个ZmbZIP基因表达谱差异比较大，预示着生物学功...     

胡杨AHL基因家族生物信息学分析及逆境胁迫下的表达特征

AT-hook核定位(AT-hook motif nuclear localized, AHL)蛋白作为一种小型DNA结合蛋白，广泛存在于植物中，在植物生长发育、逆境胁迫和激素信号应答等方面发挥着重要的作用。为全面了解胡杨(Populus euphratica)AHL基因家族的结构及功能，利用生物信息学方法及qRT-PCR对胡杨AHL家族成员的理化性质、基因结构、亚细胞定位以及逆境胁迫下的表达特征进行分析。理化性质分析表明，胡杨AHL家族共有19个成员，除PeAHL16外，其余PeAHL蛋白均为碱性的不稳定亲水蛋白。基因结构分析表明，PeAHL成员全部为内含子缺失型基因。系统进化结果显示，胡杨AHL家族成员可根据基因类型分为8个亚群。保守基序分析显示，聚类在同一分支中的PeAHL基因其motif组成及排列顺序基本相同。在顺式作用元件分析中，响应干旱胁迫的元件其种类和数量最多。实时荧光定量分析表明，PeAHLs的表达受低温、高温、NaCl以及PEG的显著诱导，与对照相比，PeAHLs在PEG处理下表达量最高。本研究结果为胡杨AHL基因家族的深入研究提供理论依据，为进一步解析胡杨AHL基因...     

板栗Hsp90基因家族的鉴定及在胚珠发育过程中的表达分析

  目的  热激蛋白（Hsp90）是一种在细菌、植物、动物中均广泛存在的高度保守的蛋白质分子，在植物应激反应和生长发育等过程中发挥着重要的作用。板栗作为我国重要的坚果树种，雌雄花比例不同、授粉受精困难及胚败育等现象致使板栗单产低，严重制约板栗的产量。近期有研究发现Hsp90基因家族参与植物的胚形成，本研究首次对板栗中Hsp90基因家族进行鉴定及表达分析，旨在揭示Hsp90基因家族的功能及其在授粉受精和胚珠发育过程中的作用，进而为提高板栗产量提供理论依据。  方法  利用生物信息学方法对板栗Hsp90基因家族成员进行了鉴定，分析家族成员的理化性质、基因结构、进化关系、启动子元件。基于转录组数据分析CmHsp90基因在板栗胚珠不同发育时期的表达情况。  结果  本研究在板栗中共鉴定到10个CmHsp90基因，该基因家族成员的编码区（CDS）长度范围是2 112 ~ 2 481 bp，含有4 ~ 22个外显子，编码703 ~ 826个氨基酸，相对分子量范围为80.67 ~ 94.21 kDa，等电点pI范围介于4.81 ~ 5.26；不稳定系数介于36.15 ~ 46.75之间，除CmHsp90-6、CmHsp90-4、CmHsp90-9外，其他基因编码的蛋白质相对比较稳定。对CmHsp90基因家族蛋白进行亚细胞定位预测发现:5个成员（CmHsp90-1、CmHsp90-4、CmHsp90-5、CmHsp90-9、CmHsp90-10）定位到了细胞质上，2个成员（CmHsp90-7、CmHsp90-8）定位到了内质网上，其余3个成员分别定位到细胞核（CmHsp90-3）、线粒体（CmHsp90-2）和叶绿体上（CmHsp90-6）上。对CmHsp90基因家族蛋白信号肽预测发现，仅CmHsp90-7和CmHsp90-8存在潜在的信号肽位点。CmHsp90基因家族蛋白的motif、保守结构域基本一致，均包含Hsp90结构域（PF00183）和HATPase_C结构域（PF02518）。基于系统进化树分析，10个CmHsp90家族蛋白被分为5个组。对CmHsp90基因家族启动子区域进行顺式作用元件预测，发现光响应元件是CmHsp90基因家族启动子上的主要调控元件，其次为ABA响应元件，此外，有4个基因（CmHsp90-1、CmHsp90-5、CmHsp90-7、CmHsp90-8）存在温度响应元件。通过对板栗胚珠不同发育阶段的RNA-seq数据进行分析发现:除CmHsp90-3基因外，其他基因在受精前胚珠中的表达量均高于受精后胚珠；CmHsp90-2、CmHsp90-4、CmHsp90-5、CmHsp90-7、CmHsp90-8、CmHsp90-9、CmHsp90-10基因在发育胚珠中的表达量高于败育胚珠。  结论  CmHsp90基因在胚珠不同发育过程中的表达存在差异，在同一子房内发育胚珠和败育胚珠中的表达情况也不尽相同，研究结果为下一步研究CmHsp90基因在板栗授粉受精以及胚发育过程中的具体作用奠定理论基础。      

辣椒MADS–box基因家族的鉴定及表达分析

利用辣椒的全基因组数据鉴定到104个MADS–box基因，对它们的理化性质、染色体定位、系统进化关系、蛋白保守基序和组织表达水平进行分析。结果表明：辣椒MADS–box基因家族各成员在染色体上的分布不均，理化性质差异较大，104个家族成员编码的氨基酸长度为100~567 aa，蛋白相对分子质量为11 203.9~ 63 559.7，蛋白理论等电点(PI)为4.63~10.46，系统进化树分析结果表明，辣椒MADS–box基因家族可分为2大类，与拟南芥和番茄的进化关系类似；组织表达水平分析结果表明，CaMADSs主要在花、果实和种子中表达，在叶片中表达量相对较低，推测MADS–box基因可能参与调控果实的发育和成熟。     

小麦TaHKT家族基因的生物信息学分析

高亲和性钾离子转运蛋白（high-affinity K⁺ transporter，HKT）是植物体内一种非常重要的离子转运蛋白，具有运输Na⁺/K⁺的能力，在植物响应盐胁迫过程中发挥重要作用。为系统了解小麦TaHKT家族基因，挖掘有效的小麦耐盐基因，本研究采用生物信息学的方法，对小麦TaHKT家族基因进行了全基因组分析，鉴定了家族成员，构建了系统进化树,并对其跨膜结构域、染色体定位、基因结构、Motif、上游顺式作用元件、共线性以及表达谱等进行了分析。结果鉴定出23个TaHKT基因，其编码蛋白质长度为443~590 aa，等电点范围8.2~10.4，跨膜结构域为6~8个。23个基因分布于小麦的2、4、6、7号染色体上，根据亲缘关系可将其分为3个亚族，同一亚族的成员具有较为相似的Motif组成和基因结构。23个基因中，发现了4对串联重复基因，10对大片段复制基因，具有良好的共线性。顺式作用元件分析发现，大部分TaHKT成员含有盐胁迫响应元件MYB、G-box、ABRE和DRE。表达谱分析发现，TaHKT基因在小麦的16种组织中均有表达，在根、茎中的表达量较高，其中TraesCS4D02G361300（ID,下同）在根中的表达量最高。在盐胁迫处理后，不同成员对盐胁迫响应程度不同，TraesCS7B02G318400在盐胁迫处理后表达量逐渐降低；TraesCS2B02G451400和TraesCS2D02G428200在盐胁迫处理后的表达量也明显降低；TraesCS2B02G451800在根部几乎不表达，但在受到盐胁迫处理后表达量逐渐提高，推测它们在小麦抵御盐胁迫过程中发挥不同作用。     

辣椒TIFY基因家族的鉴定与分析

TIFY基因家族是植物特有的转录因子家族，利用生物信息学共鉴定了15个辣椒TIFY基因，其氨基酸数量在153～411个之间，分布于8条染色体上，所有CaTIFYs定位于细胞核中，进化关系分析表明CaTIFY可聚类为8个组，辣椒TIFYs与番茄TIFYs的亲缘关系最近。叶片和花发育中CaTIFY2、CaTIFY3、CaTIFY4、CaTIFY11基因的表达量较高，果皮和胎座发育中CaTIFY2、CaTIFY3、CaTIFY4、CaTIFY7、CaTIFY11、CaTIFY12基因的相对表达量较高，种子发育过程中CaTIFY2、CaTIFY4、CaTIFY11、CaTIFY12有较高的表达量。CaTIFYs基因启动子含有多种激素和非生物胁迫响应元件，转录组数据分析显示，在非生物胁迫和激素处理后根系中CaTIFY4、CaTIFY9、CaTIFY11、CaTIFY14基因的表达量明显上调，而叶片中CaTIFY9的表达量明显下调。