植物UGD基因家族系统发育分析及在棉纤维中的表达分析

尿苷二磷酸葡萄糖醛酸(UDP-glucose dehydrogenase,UGD)是植物细胞壁合成的主要前体物质。本研究利用生物信息学方法分析了15个植物基因组中UGD基因家族的基因结构,系统进化,以及其中7个双子叶植物的种内共线性,染色体定位。利用荧光定量PCR方法分析了UGD家族基因在陆地棉棉纤维不同发育时期的表达。结果表明:15个物种中共鉴定出56个UGD基因,可聚为2个进化群,藻类单独成一个群,其他植物构成一个群,各物种均有UGD家族基因的特异进化枝。藻类植物UGD家族均含有内含子。大片段复制是UGD家族基因扩增的主要动力。12个陆地棉UGD基因在棉纤维不同发育时期均有表达,多数基因在20DPA或25DPA基因表达量较高。     

拟南芥和水稻CesA基因家族的生物信息学分析

以拟南芥和水稻21个纤维素合成酶基因(CesA)为研究对象,对其基因结构、保守结构域、蛋白质跨膜结构、亚细胞定位、基因表达等进行综合分析。结果显示,Ces A基因长度在3.5~6.5 kb,有7~13个内含子(OsCesA10除外)。Ces A基因编码的蛋白质保守性较强,含有该基因家族的保守结构域Ring finger(OsCesA10、OsCesA11除外)和Cellulose synthase。水稻和拟南芥的CesA蛋白跨膜螺旋数量为6个或8个(OsCesA10除外)。蛋白质亚细胞定位结果表明,21条Ces A蛋白全部定位在质膜上。大部分At Ces A基因在植株的幼根、幼叶和愈伤组织中均有表达,而大部分OsCesA基因仅在幼根或幼叶中表达。     

柚子基因组比较分析以及祖先染色体重构

柚子(Citrus grandis Osbeck)全基因组测序完成为柑橘植物乃至整个芸香科植物提供了研究机会。本研究通过对柚子基因组结构分析,鉴定柚子基因组中存在的由多倍化产生的重复基因,构建了葡萄基因组和柚子基因组之间与多倍化、物种分化相关联的同源共线性基因列表,为柚子基因组进化和基因功能演化提供了重要的比较基因组学数据资源;通过与外类群葡萄保留的同源染色体区域进行比较,发现柚子基因组在多倍化之后发生了大量的片段化重组;利用葡萄基因组保留有较完整的染色体结构相对于真双子叶六倍体(ECH),结合葡萄和柚子基因组之间的同源关系,推断出柚子祖先基因组结构。本研究对理解柚子基因组乃至柑橘植物基因组以及其进化提供了重要的比较基因组学的基础。