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。     

葡萄‘小白玫瑰’及其突变品种‘小红玫瑰’果皮颜色变异机理分析

‘小红玫瑰’葡萄是源自于‘小白玫瑰’的突变品种,二者都是优良的酿酒葡萄品种,但其果实颜色变异的分子机理尚不清楚。用12对SSR(Simple sequence repeats)荧光标记特征引物对两品种进行分析,结果表明这些位点在二者之间无差别。对色泽变异决定基因Vvmyb A1的基因型进行分析,‘小白玫瑰’仅检测到含有插入逆转座子Gret1(grapevine retrotransposon 1)的VvmybA1a,说明其为VvmybA1a/VvmybA1a纯合体;而‘小红玫瑰’检测到了Vvmyb A1a和残留Gret1 3′-LTR(long terminal repeat)的VvmybA1b,说明其为VvmybA1a/VvmybA1b的杂合体。花色苷合成相关基因的表达分析表明,VvmybA1、UFGT、F3′5′H、CHS、GST和OMT在‘小红玫瑰’及有色对照品种‘黑比诺’中大量表达,而在‘小白玫瑰’和无色对照品种‘白比诺’中几乎不表达。通过HPLC–ESI–MS/MS对花色苷主要成分进行测定,结果表明矢车菊素3–O–葡萄糖苷(CyG)、矢车菊素3,5–O–双葡萄糖苷(Cy2G)、飞燕草素3–O–葡萄糖苷(DpG)、锦葵色素3–O–葡萄糖苷(MvG)、芍药色素3–O–葡萄糖苷(PnG)和矮牵牛色素3–O–葡萄糖苷(PtG)等6种花色苷在有色品种‘小红玫瑰’和‘黑比诺’果皮中的含量均显著高于无色品种,花葵素3–O–葡萄糖苷(Pg G)、花葵素3,5–O–双葡萄糖苷(Pg2G)在有色/无色品种间无显著差异,且含量很低。说明‘小红玫瑰’的着色是由于转录因子基因Vvmyb A1及其调控结构基因的表达引起的,而无功能的VvmybA1a等位基因突变为有功能的VvmybA1b等位基因是其果皮颜色变异的遗传学原因。     

苹果赤霉素信号转导因子MdGAMYB的克隆和表达分析

以‘长富2号’苹果为试验材料,从其短枝顶芽中克隆得到1个赤霉素信号转导因子MdGAMYB,对其进行生物信息学和表达分析。结果表明,MdGAMYB的开放阅读框(ORF)长度为1 656bp,编码551个氨基酸,蛋白质分子量为59.741 kD。生物信息学分析表明MdGAMYB编码的蛋白存在多个糖基化位点和磷酸化位点;序列分析表明,Md GAYMB和其他物种的GAMYB蛋白有很高的相似性,均含有保守的R2R3 DNA结合域和GAMYB家族所特有的Box1,Box2和Box3保守区域;系统进化分析表明,Md GAYMB与梨、梅花、草莓、枣和葡萄等的GAMYB蛋白具有较高的同源性。实时荧光定量PCR分析表明,Md GAYMB具有组织表达特异性,在叶片、花和芽中的表达量较高。外源GA3处理抑制了花芽孕育和翌年成花,抑制MdGAMYB的表达。在易成花品种‘烟富6号’中的表达量高于难成花品种‘长富2号’。     

苹果‘长富2号’开花调控转录因子基因MdIDD7的克隆及表达分析

以‘长富2号’苹果为试验材料,采用RT-PCR的方法,从其芽中克隆得到INDETERMINATE DOMAIN(IDD)转录因子基因MdIDD7,其开放阅读框长度为1 626 bp,编码541个氨基酸。序列比对和结构域分析表明,该转录因子含有1个核定位信号和4个高度保守的锌指蛋白结构域。系统进化树分析表明,MdIDD7与白梨(Pyrus×bretschneideri,XP_009364602.1)、桃(Prunus persica,XP_007225628.1)和梅(Prunus mume,XP_008220893.1)聚在一起。实时荧光定量PCR表明,MdIDD7在‘长富2号’不同组织(茎、叶、花、果和芽)中均有表达,其中芽的表达量最高。花后40~60 d,MdIDD7在易成花品种‘烟富6号’芽中表达量显著高于难成花品种‘长富2号’。"小年"树顶芽组织中MdIDD7的表达量显著高于"大年"树。在花芽诱导前期,外源GA处理诱导MdIDD7下调表达,而蔗糖处理诱导其上调表达,说明MdIDD7响应激素和糖信号,促进苹果成花。     

月季bHLH基因的克隆、表达及其与MYB和WD40的互作分析

以月季‘月月红’(Rosa chinensis‘Slater’s Crimson China’)花瓣为材料,利用同源克隆法鉴定到1个Rcb HLH基因的c DNA全长序列,并研究了其生物信息学特征、组织特异性表达及其与MYB和WD40的互作关系。序列分析表明,Rcb HLH的开放阅读框长2 112 bp,编码703个氨基酸,基因登录号为KY783912。结构域序列分析显示,Rcb HLH为一个保守的N端含有碱性氨基酸的DNA结合区、C端含有α螺旋–环–α螺旋的b HLH蛋白。对Rcb HLH进行系统进化分析发现,Rcb HLH与草莓及其他蔷薇科植物的b HLH蛋白具有较高的同源性。组织特异性实时定量RT-PCR分析揭示Rcb HLH基因主要在花瓣中表达。酵母双杂交结果显示,Rcb HLH能与Pav MYB和Pav WD40相互作用形成MYB-b HLH-WD40复合物。以上结果为进一步研究Rcb HLH的功能鉴定奠定了基础。     

欧洲葡萄中CIPK基因的克隆及表达分析

以欧洲葡萄‘佳丽酿’(Carinena)为材料,利用RT-PCR方法获得两个CIPK基因的全长cDNA序列,分别为VvCIPK13和VvCIPK14。VvCIPK13全长为1 501 bp,包括一个1 395 bp的ORF,编码465个氨基酸;VvCIPK14全长为1 616 bp,包括一个1 404 bp的ORF,编码468个氨基酸。生物信息学分析表明两个蛋白均含有两个保守结构域:丝氨酸/苏氨酸激酶结构域和NAF结构域,两个结构域之间有连接域,但VvCIPK13和VvCIPK14的同源性较低,仅有40.33%。利用荧光定量PCR技术研究VvCIPK13和VvCIPK14在葡萄不同组织、植物生长调节剂诱导和逆境胁迫下的表达模式,结果表明:VvCIPK13和VvCIPK14表达具有组织特异性,均在卷须中高表达;VvCIPK13对6-BA诱导有响应,而VvCIPK14对6-BA、ABA、IAA、SA、MeJA和GA_3等诱导均有不同程度的响应;VvCIPK13和VvCIPK14均响应高盐和干旱,但不响应低温,其中VvCIPK14的响应最为强烈。推测VvCIPK13和VvCIPK14在葡萄的非生物胁迫过程中发挥重要的作用。     

柑橘黄化脉明病毒的TGB基因生物信息学分析及亚细胞定位

柑橘黄化脉明病毒(Citrus yellow vein clearing virus,CYVCV)是一种正义单链RNA病毒。其基因组含有6个开放阅读框(ORF),其中ORF2、ORF3和ORF4组成了三基因连锁结构(triple gene block,TGB)。以感染CYVCV的尤力克柠檬[Citrus limon(L.)Burm.f.]植株的总RNA为模板,扩增和克隆了CYVCV的TGB基因,并开展了其编码蛋白的理化性质和分子特性等生物信息学分析;进而通过In-Fusion~?技术构建了TGB各基因的亚细胞定位载体,经农杆菌介导转化洋葱表皮细胞并在荧光显微镜下进行亚细胞定位观察。生物信息学分析结果表明,CYVCV-TGB具有与Potexvirus属病毒TGB相似的理化性质和分子特性,可能参与病毒在寄主中的运动且需要外壳蛋白的参与。亚细胞定位结果显示,TGBp1定位于细胞壁(膜)上,TGBp2和TGBp3主要定位于细胞壁(膜),少量呈星点状定位于细胞内。研究结果为揭示CYVCV在寄主中的运动机理奠定了基础。     

沙冬青AmCSDP基因特性及转基因烟草的抗寒性分析

冷休克结构域蛋白(CSPs)是含有不同数量冷休克结构域(cold shock domain,CSD)的低温响应蛋白,在低温胁迫中发挥重要作用。以沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)为材料,克隆得到了冷休克结构域蛋白基因AmCSDP。生物信息学分析显示AmCSDP(Gen Bank登录号:KX756575)全长540bp,编码180个氨基酸,二级结构由8.9%的α–螺旋、47.8%的β–折叠和43.3%的无规则卷曲组成,其N端含有冷休克结构域。进化分析表明沙冬青与花生同源性最高。构建了AmCSDP真核表达载体Pcambia2300-35S-AmCSDP-OCS,经农杆菌介导转入本氏烟中。对转基因T1代和野生型烟草进行4℃低温胁迫处理,结果证实转基因本氏烟比野生型的耐冷能力强。     

Effect of xeroderma pigmentosum group D gene on proliferation of human umbilical arterial smooth muscle cells induced by Ox-LDL

AIM: To investigate the effects of xeroderma pigmentosum group D (XPD) gene on the proliferation of human umbilical arterial smooth muscle cells (HUASMCs) induced by oxidized low-density lipoprotein (Ox-LDL). METHODS: The recombinant plasmid pEGFP-N2/XPD was transfected into HUASMCs by liposome. The cells were divided into blank control group, pEGFP-N2 group, pEGFP-N2/XPD group, Ox-LDL group, Ox-LDL+pEGFP-N2 group and Ox-LDL+pEGFP-N2/XPD group. The proliferation rate of the cells was detected by MTT and EdU assays. The apoptotic rate and cell cycle distribution were analyzed by flow cytometry. The protein levels of XPD, caspase-3, Bcl-2 and Bax were determined by Western blot. RESULTS: Compared with blank control group, the expression of XPD was increased in pEGFP-N2/XPD group (P<0.05). According to the results of MTT and EdU assays, the cell proliferation in pEGFP-N2/XPD group was reduced compared with blank control group (P<0.05). Compared with Ox-LDL group, the cell proliferation in Ox-LDL+pEGFP-N2/XPD group was significantly inhibited (P<0.05). According to the results of flow cytometry, the cell proportion of S phase decreased and the G₀/G₁-phase cell proportion increased significantly in pEGFP-N2/XPD group and Ox-LDL+pEGFP-N2/XPD group compared with blank control group and Ox-LDL group, repectively (P<0.05). Compared with blank control group and Ox-LDL group, the protein level of Bcl-2 decreased and the protein levels of Bax and cleaved caspase-3 increased in pEGFP-N2/XPD group and Ox-LDL+pEGFP-N2/XPD group, respectively (P<0.05). CONCLUSION: XPD inhibits the proliferation of HUASMCs and promotes their apoptosis, and reduces the promoting effect of Ox-LDL on the proliferation of HUVSMCs. XPD may be the target for treatment of atherosclerosis.     

辣椒GRAS家族全基因组鉴定与表达分析

基于辣椒全基因组数据信息,利用生物信息学方法对CaGRAS基因家族进行了系统鉴定和进化分析,并通过Real-time PCR方法检测了CaGRAS家族组织表达模式和对PEG6000、盐胁迫的应答。结果表明:在辣椒中存在54个CaGRAS基因,除11号染色体外其余染色体均有分布,外显子数1~3,等电点4.97~9.13;系统进化分析显示CaGRAS基因可分为8个进化群;CaGRAS基因具有不同的表达模式,在根、茎、叶片和茎尖中优势表达的基因分别有34、8、3和8个;多数CaGRAS基因能响应PEG6000和盐胁迫,其中CaGRAS11、CaGRAS30、CaGRAS40、CaGRAS44和CaGRAS50受到PEG6000和盐胁迫的强烈诱导。本研究为深入解析CaGRAS家族基因的功能奠定了一定基础。