工业大麻HD-Zip基因家族鉴定与干旱胁迫下的表达分析

HD-Zip在植物抗逆过程中起着重要的调节作用,为了解大麻基因组中HD-Zip基因家族的特征和潜在功能,并为进一步研究CsHDZ基因对干旱胁迫下的调控提供重要线索,根据大麻全基因组数据库中的参考序列,利用生物信息学的方法对大麻HD-Zip基因家族进行全基因组鉴定,并系统分析其理化特性、进化发育、基因结构、启动子顺式结合元件并测定干旱胁迫下的表达模式。结果表明,大麻HD-Zip基因家族共筛选出20个CsHDZs基因,分别定位在7条染色体上,属于4个亚家族,编码氨基酸204~837个,理论等电点4.54~9.04,属不稳定蛋白,亚细胞定位预测全部定位于细胞核;蛋白保守基序分析显示,CsHDZs共有10个保守基序,其中motif 1和motif 9为各成员共有;启动子调控元件分析发现,CsHDZs富含多种逆境胁迫应答相关元件。实时荧光定量分析结果显示,CsHDZ1/8/10基因转录水平在干旱前期无显著差异,而后期显著上调。研究表明CsHDZs基因参与了胁迫应答过程并能够积极响应干旱。

非生物胁迫对结球甘蓝生理指标的影响

为探究非生物胁迫对结球甘蓝生长的影响,以甘蓝“京丰一号”为材料,利用脱落酸(ABA)、聚乙二醇(PEG)、氯化钠(NaCl)对结球甘蓝幼苗进行处理,分析不同处理对幼苗叶绿素的质量分数,过氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性,丙二醛(MDA)浓度的影响.结果表明,在各胁迫初期,甘蓝幼苗叶片叶绿素的质量分数均增加,并在ABA,PEG胁迫的第6 h或NaCl胁迫的第12h达到峰值,而后下降.在PEG和NaCl胁迫处理6h时,ABA处理的第12 h,SOD,POD活性均达到最高值,处理时间继续延长,酶活性开始下降.而MDA浓度随着各种处理时间的增加逐渐升高,说明胁迫时间越长植物受损越严重.研究显示,甘蓝可以通过激活抗氧化系统以抵抗胁迫初期活性氧的积累,当植物无法抵抗胁迫时,活性氧动态失去平衡导致生物膜受损.

结球甘蓝PRX基因家族全基因组鉴定与逆境条件下的表达分析

Ⅲ类过氧化物酶(class Ⅲ peroxidases, PRX)在植物生长发育和胁迫响应中发挥重要的作用,本研究利用生物信息学方法对结球甘蓝PRX基因家族进行鉴定,预测其结构和功能,并分析PRX基因在逆境条件下的表达模式,旨在明确甘蓝PRX基因家族的进化关系和功能。结果表明,结球甘蓝基因组中共鉴定出125个BoPRX基因家族成员,不均匀的分布在9条染色体上;编码氨基酸173-488 aa,大部分为亲水蛋白;亚细胞定位预测BoPRX基因大部分定位在叶绿体上。系统进化分析将甘蓝PRX蛋白分为5个亚族,每个亚族的成员都含有相似的外显子/内含子结构和蛋白质保守基序;启动子区域分析发现,BoPRX启动子序列中含有多种与激素和逆境等胁迫响应相关的顺式调控元件;基于转录组数据的热图分析显示,BoPRXs表达在叶绿体中最多。荧光定量PCR分析显示,6个BoPRX基因均受NaCl和PEG诱导上调;在ABA处理下,除BoPRX100外其余基因的表达在大部分时间被抑制,这些基因均受到ABA的差异调控,说明这些BoPRX基因都参与了ABA信号通路。综上所述,本研究揭示了PRX的复杂调控依赖于PRX的类型和信号分子,为进一步分析甘蓝PRX家族关键成员的功能提供了有价值的信息。

基于极端混合池(BSA)全基因组重测序的羽衣甘蓝白色叶基因定位

筛选羽衣甘蓝白色叶形成相关的关键基因和位点以及心叶颜色性状的遗传规律,以羽衣甘蓝红叶亲本WR、白叶亲本WB及其构建的F2分离群体为试验材料,从F2群体中挑选红叶和白叶植株各20株,分别构建2个DNA混合池,对子代混合池和亲本分别开展50×和20×覆盖深度的全基因组重测序,定位白叶性状关联区间,并根据基因注释信息预测候选基因。结果表明,重测序获得3 987 718个单核酸多态性(SNP)标记,获得位于第2、3和9染色体的8个显著关联区间,根据基因注释和功能分析,筛选到8个候选基因(Bol030253、Bol029431、Bol012077、Bol007709、Bol030318、Bol030235、Bol030286和Bol005195)。将8个基因确定为羽衣甘蓝白叶的候选基因,可能在羽衣甘蓝叶片颜色形成过程中起着重要作用。

结球甘蓝IQD基因家族全基因组鉴定与分析

IQ67-DOMAIN(IQD)蛋白家族是一类钙调素靶点互作蛋白,其特征是有67个保守氨基酸残基组成的特异性中心结构域,简称IQ67结构域,在各种生物和非生物胁迫中发挥重要作用,通过鉴定分析该家族的结构特征来预测其功能.利用生物信息学方法从甘蓝基因组中鉴定结球甘蓝IQD基因,分析其保守结构域、基因结构、分子进化和转录组数据等信息.共鉴定出28个IQD基因,命名为Bo IQD1~BoIQD28,其不均匀地分布在9条染色体上.预测23个IQD蛋白亚细胞定位于细胞核中.系统发育树分析将结球甘蓝IQD蛋白分为4个类群(Ⅰ~Ⅳ),每个类群又可分为2个亚组.共线性分析表明,甘蓝和拟南芥之间有较高的同源性,大部分BoIQD基因在进化中受到纯化选择.转录组数据表明,Bo IQD基因具有组织表达特异性,大部分在叶片中的表达量最高;所有的Bo IQD蛋白都有一个共同的IQ域基序;21个BoIQD基因与拟南芥呈共线性关系.