低温胁迫响应的甜杨miR475靶基因的预测及表达

MicroRNAs(miRNAs)通过使靶mRNA降解或翻译参与生物体的转录后调控,并在植物对生物与非生物胁迫的应答过程中发挥重要作用。本研究基于相关数据库,利用生物信息学方法,通过搜索预测及实验验证得到甜杨(Populus suaveolens)低温响应miR475的12条潜在靶基因,并对其降解位点进行分析;同时,以低温(0℃)处理不同时间甜杨幼苗为试材,利用荧光定量PCR对miR475及其靶基因的表达谱进行检测分析,结果发现,随着低温诱导时间的延长,miR475表达量呈下调趋势,而其靶mRNA的表达量则呈现相反趋势,表明甜杨miR475可能以降解靶mRNA的方式在抵御低温中发挥作用。本文研究结果可为甜杨抗冻机制的后续深入研究提供科学依据。

山杏CAT家族基因的生物信息学预测及表达分析

CAT (Cationic amino acid transporters)作为一类跨膜转运蛋白,广泛参与植物体内氨基酸的吸收与转运。为了深入研究CAT家族基因在蛋白质累积过程中的调控作用,本研究以山杏(Prunus sibirica L.)果实为试材,以前期所获得的不同发育期山杏果实转录组测序数据为依据,通过功能注释与分析获得了6个CAT家族成员基因,分别命名为PsCAT1、PsCAT2、PsCAT5、PsCAT7、PsCAT8和PsCAT9。生物信息学分析结果表明,山杏果实PsCAT家族基因均含有完整的开放阅读框,可编码以α-螺旋二级结构为主、不含信号肽的非分泌蛋白,且含有多个磷酸化位点;除Ps CAT2蛋白外,其余5个Ps CAT蛋白均为碱性蛋白,而除了Ps CAT5蛋白定位于线粒体外,其余均为内质网定位的强疏水性的跨膜转运蛋白。同时,采用qRT-PCR技术对PsCAT基因在不同发育山杏果实中的动态转录表达进行检测,结果发现,PsCAT2、PsCAT5和PsCAT7在30 DAF时表达量最高,而PsCAT1、PsCAT8和PsCAT9在60 DAF时表达量最高;另外,PsCAT2在不同发育山杏果实中的表达量均显著高于其它PsCAT基因,推测其可能在山杏果肉蛋白累积过程中起主导作用。研究结果可为后续研究山杏果肉蛋白的累积规律及调控机理提供科研依据,具有重要的学术价值。

山胡椒LgCMK基因克隆与生物信息学预测分析

CMK是MEP途径中的第四个关键酶,对于萜类合成代谢具有重要的影响。本研究基于实验室前期获得的山胡椒果实的转录组数据,经过注释筛选出CMK基因,首次从山胡椒中克隆得到萜类生物合成关键基因LgCMK并对其生物信息学预测分析。结果显示:LgCMK基因的开放阅读框为1 221 bp,编码406个氨基酸,分子量为44.78 k D,理论上等电点为6.26,属GHMP蛋白超家族。对Lg CMK蛋白的氨基酸序列理化性质进行分析,发现蛋白亲水性指数为-0.332,不稳定性指数为41.77,属于亲水性不稳定蛋白;亚细胞定位预测结果显示该蛋白定位于叶绿体中。同源性和系统进化分析结果表明,与香樟、博落回和罂粟同源蛋白相似度较高分别为96.8%、75.96%和73.0%,不同物种的CMK具有较近的亲缘关系,与香樟同属一支,亲缘关系最近。通过本研究生物信息学分析将有助于对LgCMK深层次功能探究提供借鉴作用,同时为山胡椒的种质改良提供基因资源。