大豆DELLA基因家族的泛基因组比较和功能分析

DELLA基因与绿色革命密切相关,在提高作物单产上发挥了重要作用.我国大豆单产偏低,对大豆DELLA基因深入研究,创制耐密植的大豆品种,有望大幅提高大豆单产.本研究利用29个大豆种质资源的基因组数据,通过泛基因组分析鉴定了232个大豆DELLA基因,其中19个基因发生移码突变,不能编码有DELLA蛋白特征的产物.分析结果显示,每个种质资源有8个DELLA基因,分别位于不同的染色体上,GmGAI1s和GmGAI2s编码的蛋白具有典型的DELLA结构域;GmRGL2s和10号染色体上GmRGL1编码的蛋白在DELLA,LExLE和TVHYNP保守序列上与GmGAI1s和GmGAI2s蛋白不一致;而来源于20号染色体的GmRGL1蛋白缺失DELLA结构域.表达模式分析显示,GmGAI1s在植物不同组织器官中表达水平较高,可能发挥主要作用;GmGAI2s,GmRGL1 s和GmRGL2s分别在花、果荚、籽粒等的发育过程中优势表达,可能参与了这些组织器官的发育调控.此外,对大豆DELLA蛋白进行互作分析,提出DELLA蛋白调控下游基因表达可能的作用机制.这些结果为进一步明确大豆DELLA基因的生物学功能、创制耐密植大豆种质提供参考.

甘蓝DELLA基因家族鉴定及其mRNA在嫁接体中的运输分析

DELLA基因家族参与植物激素信号转导通路的调控,其中GAI(GA insensitive)mRNA还是植物体内长距离运输的信号分子。在全基因组范围内鉴定甘蓝(Brassica oleracea var. capitata) DELLA基因家族成员并分析mRNA运输特性,可为甘蓝DELLA基因家族的开发应用提供基础数据。本研究利用甘蓝基因组数据和转录组数据,在甘蓝中鉴定了5个DELLA基因家族成员(BoRGA1、BoRGA2、BoRGL1、BoRGL2和BoRGL3),但甘蓝基因组缺失了GAI基因。采用劈接法将甘蓝(自交系G27)接穗和菜心(Brassica campestris L. ssp. chinensis var.utilis Tsen et Lee)(四九菜心)砧木嫁接在一起,构建异源嫁接体。对砧木菜心花序轴和对应位置的实生苗菜心花序轴(对照)取样进行转录组测序。在甘蓝/菜心异源嫁接体的砧木菜心花序轴的转录组测序文库中分别鉴定到8、9、3、5、1个来自甘蓝BoRGA1、BoRGA2、BoRGL1、BoRGL2和BoRGL3的外源read。甘蓝DELLA家族基因mRNA运输并没有提高砧木菜心中DELLA家族基因的转录表达水平。相关性分析显示,甘蓝DELLA家族基因mRNA运输效率与其自身的序列和接穗甘蓝中的DELLA家族基因的转录表达水平相关。本研究为深入探究甘蓝DELLA家族基因mRNA运输的分子机制奠定了基础。

甘蓝型油菜全基因组DELLA蛋白基因家族的鉴定和表达分析

DELLA蛋白是参与赤霉素调控途径的关键因子,对调节植物的生长发育具有重要的作用。为了揭示甘蓝型油菜中DELLA蛋白家族的分布和特征,利用生物信息学分析了家族成员、序列特征、进化关系和组织表达。结果表明,甘蓝型油菜中有13个DELLA蛋白基因,被定位到8条染色体和2条随机序列(chr C09_random和chr Cnn_random)上;系统进化树分析发现,该家族被聚为4个亚家族,第一亚家族含有7个基因,第二、三和四亚家族各包括2个基因;DELLA基因呈组织特异性表达,其中Bna A10g17240D、Bna C09g40420D、Bna Cnng68300D和Bna C05g47760D在各组织中表达都相对较高,在茎中Bna A06g34810D、Bna A09g18700D和Bna C09g52270D表达最高。本研究为后续基因的功能研究提供参考。

铁皮石斛DELLA家族基因克隆与生物信息学分析

目的:克隆铁皮石斛DELLA家族基因,获得其编码区全长序列,并对其蛋白序列进行生物信息学分析,以期检测其在不同组织部位的转录表达水平。方法:通过PCR克隆获得其基因组中DELLA家族基因序列片段;通过在线分析工具(Prot Param、SOPM、SWISS-MODEL等)及TBtools工具,对DELLA基因及其编码蛋白的理化性质、二级结构、功能域分布等进行分析;通过荧光定量检测DELLA基因家族成员在不同组织部位的表达模式。结果:克隆获得铁皮石斛4个DELLA基因。其编码区全长在1704~1944 bp之间,编码蛋白质的氨基酸数量在567~647之间,定位于细胞核,其二级结构中含有大量的α螺旋。四个蛋白中均含有DELLA、TVHYNP等典型的DELLA蛋白家族保守结构域特征。四个基因在铁皮石斛根、茎、叶、种子和原球茎中均有一定的表达,但在种子和原球茎中表达量最高。结论:克隆得到铁皮石斛4个DELLA基因。其编码蛋白具有典型DELLA蛋白的特征,四个基因在种子和原球茎中表达量较高,可能其在铁皮石斛种子的发育过程中扮演重要角色。