植物发育相关miR319基因家族进化及靶基因预测分析

【目的】研究miR319靶基因的功能和相关生理作用机制。【方法】利用生物信息学的方法对miR319基因家族成员成熟序列进行分析及靶基因预测。【结果】miR319在不同植物中拷贝数差异较大,大部分miR319基因分散在不同染色体上,少部分分散在同一条染色体上;miR319序列在不同物种间具有高度的保守性,保守区位置分布差异较大。进化分析表明miR319基因家族的成员呈现4大分支,水稻osa-miR319a-3p和苹果mdm-miR319c有特殊的进化机制。靶基因预测表明miR319靶基因功能包括转录因子、翻译活化剂、还原酶、蛋白酶等。【结论】miR319靶基因在植物体内可能形成复杂的调控网络对植物生长发育和植物抗逆过程起着重要的调控作用,这为今后进一步研究miR319靶基因的功能和相关生理作用机制提供了重要的理论依据。

硅对复合碱式盐胁迫下黑麦草生长及光合作用的影响

以多年生黑麦草品种‘Ascend’为试材,采用基质培的方法,研究了硅对复合碱式盐NaHCO3∶Na2CO3(1∶1)胁迫下黑麦草生长和光合作用的影响。结果表明:浓度为0.6%的NaHCO3∶Na2CO3(1∶1)复合碱式盐胁迫下,硅处理有效促进了黑麦草的生长,减缓了叶绿素a的降低幅度,提高了叶绿素b和总叶绿素的含量,缓解了碱式盐胁迫对黑麦草叶片净光合速率的抑制,减缓了气孔导度、蒸腾速率、气孔限制值和水分利用率的降低,缓解了碱式盐胁迫对叶片光合作用的影响,但是硅缓解复合碱式盐NaHCO3与Na2CO3对黑麦草的胁迫存在一定的浓度范围。

与植物抗逆相关的miR-398-3p基因家族进化分析及靶基因预测

通过生物信息学方法对miR-398-3p基因家族进行序列分析和靶基因预测。结果表明,大部分miR-398-3p基因分布在不同的染色体上,miR-398-3p序列在不同物种间具有高度的保守性。进化分析结果表明,miR-398-3p基因家族的成员呈现为7个分支,个别物种miR-398-3p的不同成员具有较远的亲缘关系;miR-398-3p的靶基因具有超氧化物歧化酶[Cu-Zn]、花粉特异性蛋白质SF3、锌指蛋白WIP2、C2H2型锌指家族蛋白等功能,参与植物的生物和非生物胁迫及生长发育调控过程。

水稻DBB基因家族的生物信息学分析

【目的】系统地鉴定和分析水稻DBB基因家族,为水稻DBB基因家族的功能研究奠定基础。【方法】基于水稻的全基因组数据,利用生物信息学方法综合分析水稻DBB基因家族的染色体位置、蛋白质的理化性质、进化关系、保守基序、顺式调控元件和表达模式。【结果】从水稻中共鉴定出13个DBB基因,命名为OsDBB1~OsDBB13,这些OsDBB基因在12条水稻染色体中的7条上分布不均。系统发育分析发现,水稻DBB基因家族可分为4个亚族:Group 1~Group 4,并且同一亚族中DBB基因的内含子和外显子具有相似的数量和排列。水稻的13个OsDBB基因包含10个保守基序,其中Motif 1是这些基因共有的保守基序,推测其与保守结构域相关。OsDBB基因的启动子序列含有与生长发育、激素、应激反应以及光响应有关的调控元件。不同的OsDBB基因在不同组织中表达各不相同,具有一定的特异性。【结论】水稻OsDBB基因在植物生长发育和响应非生物胁迫具有重要作用。

31种药用植物HMGR蛋白的生物信息学分析

利用生物信息学方法对大戟(Euphorbia pekinensis)、曼地亚红豆杉(Taxus media)、球药隔重楼(Paris fargesii)等31种药用植物HMGR蛋白质的理化性质、亲/疏水性、跨膜结构、蛋白质二级结构、信号肽等进行预测和分析。结果表明,31种药用植物HMGR蛋白氨基酸残基数量大部分在500~600 aa之间;大多数定位于质膜上;分子质量在58~65 ku之间;主要富含Gly、Ala、Leu、Ser和Val等氨基酸。HMGR蛋白具有一定的亲水性,含有两个跨膜结构域,均不具有信号肽,二级结构的主要构件为α-螺旋和不规则卷曲。曼地亚红豆杉、罗汉果、假马齿苋、苍术、秦艽、土沉香、丹参、银杏、黄花蒿HMGR蛋白为稳定蛋白,而其余均为较不稳定蛋白。同源性分析表明,除了灵芝以外,其他植物均聚集在同一枝上,药用植物HMGR蛋白有较高的保守性。

瞿麦毛状根的高效诱导及培养

为大量生产瞿麦毛状根及后续研究提供依据,通过发根农杆菌A4菌株和R1601菌株侵染瞿麦(Dianthus superbus L.)叶片诱导毛状根,探讨菌株类型、侵染时间和培养基类型对瞿麦毛状根诱导率的影响。结果表明:A4菌株和R1601菌株均可诱导瞿麦叶片产生毛状根,A4和R1601菌株分别侵染瞿麦叶片5 min和10 min的毛状根诱导率最高,分别达81.2%和78.60%。毛状根在1/2MS液体培养基中扩繁效果最好。经分子鉴定,瞿麦毛状根由发根农杆菌侵染产生。

基于网络药理学的天南星抗癌机制研究

基于网络药理学的方法探讨天南星(Arisaema consanguineum)的抗癌机制。利用TCMSP数据库、GeneCards数据库、Uniprot数据库查找天南星的活性成分和筛选抗癌靶点。通过Cytoscape3.7.1软件、STRING数据库、DAVID数据库、ImageGP软件建立化合物—抗癌靶点可视化网络图和抗癌靶点互作图,对靶点生物过程和通路进行分析。结果表明,共收集天南星主要抗癌活性成分松油醇、亚油酸等42个,作用于ADH1B、ADH1C等65个抗癌靶点,参与活性氧合成过程、腺体形态发生、急性炎症反应调控、细胞增殖等主要生物过程,调控神经活性配体—受体相互作用通路、癌症通路、P53信号通路、TNF信号通路、结直肠癌通路、小细胞肺癌通路、非小细胞肺癌通路、甲状腺癌通路、前列腺癌通路、细胞凋亡等通路,为今后天南星抗癌机制的深入研究提供了理论依据。

发酵工程实验室开放改革的探索

本文介绍了牡丹江师范学院酒类发酵工程实验室开放运行的基本模式,在实验室开放过程中注重培养大学生创新思维、提高大学生动手实践能力、提高实验室利用率以及在开放过程中的一些探索和思考。

大数据时代提高生物专业研究生科研创新实践能力教学改革探索——以《生物信息学》课程为例

该文针对地方本科院校研究生生物信息学课程设置存在的一些问题,从教学内容、教学方式和考核方式等几方面提出对于该课程进行改革和建议,为培养具备创新实践能力的研究生人才提供参考。

一个顺式作用元件的载体构建及与一个MYB转录因子的互作分析

转录因子通过与下游基因启动子上的顺式作用元件的互作调控目标基因的表达,引起一系列的应答反应,从而增强植物的抗逆能力。在我们前期的研究中,通过酵母单杂交技术发现白桦的BplMYB46转录因子能够与一个核心序列为"TGTCGC"的顺式作用元件结合。在本研究中,"TGTCGC"顺式作用元件的每个碱基分别被突变后构建到表达载体pHIS2中,然后利用酵母单杂交技术与BplMYB46转录因子进行互作分析,结果显示,当"TGTCGC"的核心序列的第二个碱基为G/A、第六个碱基为C/G时,酵母单菌落能在三缺培养基TDO/3AT上生长,表明与BplMYB46转录因子结合的顺式作用元件的特异性序列为T (G/A) TCG(C/G)。本研究为后续通过BplMYB46转录因子与这个顺式作用元件的结合,来分析BplMYB46转录因子与下游基因的调控以及为筛选优良下游基因改良白桦的遗传性状提供数据基础。

北玄参毛状根诱导及其植株再生

利用发根农杆菌A4和R1601感染北玄参(Scrophularia buergeriana)叶片外植体,诱导产生毛状根,产生的毛状根可在无激素的液体和固体MS培养基上快速生长。rol B基因的PCR检测表明,Ri质粒中的T-DNA片段整合到了北玄参毛状根的基因组中。毛状根在附加0.5 mg·L–1 6-BA及0.1 mg·L–1 NAA的MS固体培养基上形成绿色愈伤组织,之后形成不定芽,并获得再生植株;毛状根在附加0.5 mg·L–1 6-BA及0.02 mg·L–1 NAA的MS固体培养基上培养约15–20天可直接形成不定芽,且不定芽的诱导率达85%。

药用植物北玄参高频再生体系建立

以北玄参的无菌苗叶片为外植体,直接诱导不定芽并得到再生植株,建立了北玄参叶片直接再生体系。结果表明,北玄参种子直接用0.1%Hg Cl2灭菌6 min就能达到良好的消毒效果,污染率为4.95%,种子萌发率为81.49%;诱导北玄参叶片再生不定芽最佳培养基为MS+6-BA 0.5 mg·L-1+NAA 0.2 mg·L-1,诱导率可达100%;芽增殖培养基为MS+6-BA 0.2 mg·L-1+NAA 0.2 mg·L-1,增殖倍数为9.13;诱导生根的培养基为1/4MS+IBA 0.2 mg·L-1,生根率100%,平均生根数为11.33;再生植株移栽的成活率为86.96%。