10种植物PSY基因密码子使用偏好性分析

选取10种植物PSY基因的CDS编码区序列,通过计算序列的碱基组成、有效密码子数(ENC)、同义密码子相对使用度(RSCU)等相关参数,并对这些序列进行ENC绘图与奇偶性分析,揭示10种植物对PSY基因密码子的使用偏好性。结果表明10种植物对于PSY基因密码子使用优先选择含有A和U末端密码子。ENC图显示除突变影响PSY基因密码子使用偏好性以外,还存在其他因素的影响。通过对RSCU值聚类分析发现,10种植物中含有UUG、AGA、AGG、GGA、GAU、ACA、GUU、CCU、GCU、UCU、UCA的密码子为最优密码子(RSCU值>1.6)。DANMAN结果显示GAAGATGC是10种植物所含有的最长的保守区域。以辣椒PSY基因为例,预测得到大肠杆菌和酿酒酵母是最合适的辣椒PSY基因的宿主。

色素辣椒果实品质对盐、碱胁迫的差异响应

研究以红龙23色素板椒为试材,在盆栽条件下设置中性盐(NaCl,pH=6.99)、碱性盐(NaHCO3∶Na2 CO3=9∶1,pH=9.30)、中性盐+碱性盐混合胁迫(NaCl∶NaHCO3∶Na2 CO3=9∶9∶1,pH=8.88)等处理。利用分光光度计、液相色谱等方法对青果期、转色期、红熟期的辣椒果实进行品质分析,结果表明:3种胁迫下青果期、转色期及红熟期辣椒果实的Vc和有机酸含量均较对照显著下降,盐处理后3个时期果实糖酸均较对照显著提高;3种胁迫下绿熟期果实可溶性糖、可溶性蛋白含量较对照显著下降,而转色期和红熟期二者的含量却较对照显著升高;3种胁迫均能提高各阶段果实中的辣椒碱和二氢辣椒碱含量,其中碱性盐胁迫对辣椒素的促进作用更显著;3种胁迫可在一定程度上提高绿熟期、转色期果实的辣椒红素含量,但却使红熟期果实的红色素含量下降,其中碱性盐对辣椒红素的影响显著。表明碱性盐对辣椒品质的影响最大,其次为混合胁迫,中性盐的影响较小。

辣椒超氧化物歧化酶基因家族的生物信息学分析

超氧化物歧化酶(SOD)在植物生长和发育过程中具有关键作用,为明确SOD基因在辣椒生长发育等中的作用,本文借助生物信息学手段,通过HMMER3.0、NCBI-CDD、ProtParam tool、GSDS、MEME、MEGA5.0、TBtools、SOPMA、SWISS-MODEL等软件对辣椒SOD基因家族的结构域、蛋白理化性质、基因结构、保守基序、系统进化、热图表达、蛋白高级结构等进行分析,共鉴定出15条SOD家族成员,其氨基酸数目在55~326之间,分子量介于5753.35~34557.55,理论等电点在4.80~9.84之间,大多数为酸性稳定的亲水性蛋白;内含子数目在1~9之间;同一亚族的SOD基因具有相似的保守基序。系统进化树分析显示,SOD基因家族可分为GroupⅠ、GroupⅡ两个亚族,同一亚族含有相同的保守基序以及相似的基因结构。辣椒SOD基因在不同组织和发育阶段的表达水平差异显著。α-螺旋和无规则卷曲是该基因家族主要的二级结构,三级结构中都含有螺旋-转角-螺旋结构。

产ACC脱氨酶细菌介导的辣椒抗旱和耐盐

研究将分离后的菌类接种于辣椒,分析了干旱和盐胁迫对接种菌类辣椒的形态和生理参数的影响。结果表明干旱和盐胁迫下接种洋葱伯克霍尔德菌(B. cepacia)对植物的生长促进作用最大,而接种柠檬酸铁弗氏柠檬酸杆菌(C. feurendii)促进生长的作用最小。纯培养的B. cepacia,C. feurendii和S. marcescens菌的ACC脱氨酶活性分别为12.8±0.44,12.3±0.56和11.7±0.53μMαKB/mg/min。干旱胁迫下,B. cepacia菌产生4.893±0.06 mg/mg的胞外多糖蛋白(EPS),因此抗旱性最好;其次是C. feurendii和S. marcescens,分别产生4.23±0.03 mg/mg和3.46±0.05 mg/mg胞外多糖蛋白。非胁迫条件下接种B. cepacia菌的辣椒叶片叶绿素a含量为5.7 g/mL,即使在极端干旱胁迫期间(干旱7 d)接种菌后辣椒叶片叶绿素a仍可达2.9g/mL。高浓度NaCl胁迫下,接种B. cepacia菌的辣椒叶片叶绿素a含量为3.2 g/mL。由此可知,接种上述菌可减轻盐分对根系生长的影响,提高生物量,从而说明接种细菌可作为缓解非生物胁迫的潜在方法。

中性盐胁迫和碱性盐胁迫对制干辣椒(Capsicum annuum)种子萌发的影响

新疆由于南北部地理气候差异导致土壤盐分种类、组成存在显著差异。北疆土壤盐分以氯化钠等中性盐为主,南疆土壤含有碳酸钠、碳酸氢钠等碱性盐,具有较高的pH。为了明确南北疆土壤盐分组成对辣椒生长发育的影响,本研究以制干辣椒‘红龙23号’为材料,研究了不同浓度中性盐(NaCl)、碱性盐(Na2CO3:NaHCO3=1:9)对其种子萌发的影响,探究中性盐与碱性盐对辣椒生长的影响。结果表明:40 mmol/L的中性盐处理可提高辣椒种子发芽率,中高浓度的中性盐和所有碱性盐处理对辣椒种子发芽率均有抑制作用,且盐浓度越高对发芽率的抑制作用越强;相同浓度下,碱性盐对发芽率的抑制作用更强。低浓度的中性盐、碱性盐对辣椒种子发芽势均有促进作用,且随着盐浓度的升高,发芽势逐渐受到抑制;相同浓度下,碱性盐胁迫的发芽势比中性盐低。中性盐、碱性盐对芽苗生长影响不同:相同浓度下,碱性盐胁迫的辣椒芽苗的胚轴、胚根都较短;芽苗超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)、氧化氢酶(catalase, CAT)活性随盐浓度升高呈下降趋势;过氧化物酶(peroxidase, POD)活性呈现不规律变化。隶属函数分析表明,POD、SOD、CAT三种酶活性与辣椒抗盐性关系最紧密,尤其对于碱性盐的影响更大。试验结果表明,当中性盐浓度≥40 mmol/L,碱性盐浓度≥20 mmol/L时,辣椒种子发芽即受到抑制;盐离子浓度相同时,碱性盐的抑制效应大于中性盐。

辣椒TALE转录因子的生物信息学分析

TALE转录因子家族广泛存在于植物中,在植物生长发育的各个阶段发挥重要作用,但是目前关于辣椒TALE转录因子家族的研究鲜见报道。本研究借助于生物信息学手段,通过HMMER、SMART、MEGA5.05、GSDS、MEME、DNAMAN、SOPMA、SWISS-MODEL等软件和网站对辣椒TALE转录因子类型、结构域、系谱进化、蛋白理化性质及高级结构、信号肽进行分析。分析显示20个辣椒TALE转录因子家族成员均含有HOX主结构域;系统进化树分析显示,20个TALE转录因子家族成员可分为KNOX和BEL两个亚族,同一亚族含有相同的保守基序以及相似的基因结构和蛋白跨膜结构;辣椒TALE转录因子家族的内含子在3~6之间;α-螺旋和无规则卷曲是该家族基因主要的二级结构,三级结构中都含有螺旋-转角-螺旋结构。本研究分析了辣椒TALE转录因子的生物信息学的特征,结果表明该基因家族在辣椒中具有稳定、保守的特点,这为今后研究该基因参与的生长发育过程及其作用奠定了一定的理论基础。

辣椒C3H转录因子家族的生物信息学分析

香豆酸-3-羟化酶(p-coumarate 3-hydroxylase, C3H)与木质素生物合成途径密切相关,是细胞色素P450中的一员。本研究利用生物信息学方法,对29条辣椒C3H蛋白序列进行分析,预测其一级结构理化特性、基序、二级结构和三级结构,并用MEGA 5.0在线软件把拟南芥与辣椒的C3H蛋白序列进行比对分析,构建系统进化树。结果表明:辣椒的C3H蛋白长度介于152~983 aa,分子量和等电点分别介于16 926.8~111 899和4.600 8~9.370 6之间。基序预测发现辣椒C3H家族的10个保守基序中最长的含50个氨基酸;α-螺旋和无规则卷曲是主要的二级结构,三级结构中都含有螺旋-转角-螺旋结构。进化树分析表明CA00g62090与AT5G26749.1同源性高,CA09g17320与AT3G51120.1同源性高,推测辣椒的CA00-g62090与CA09g17320可能较高程度地参与了木质素合成代谢调控。这为下一步研究C3H基因功能提供科学数据。