狗枣猕猴桃胚胎发育晚期富集蛋白的生物信息学分析

胚胎发育晚期富集蛋白(LEA)是目前最受关注的逆境胁迫响应蛋白,在植物受到多种胁迫时LEA蛋白大量表达,从而减轻了植物受到的逆境伤害。利用生物信息学方法对狗枣猕猴桃胚胎发育晚期富集蛋白(AkLEA)进行结构及功能预测。结果表明:狗枣猕猴桃AkLEA的cDNA全长为1292 bp,CDS为657 bp,编码蛋白由221个氨基酸构成、具有AkLEA的保守序列,是LEA蛋白(PLN03160)超家族的一员,是一个亲水性、稳定的蛋白。与其他17种植物的LEA氨基酸序列进行对比,结果表明,狗枣猕猴桃AkLEA基因与中华猕猴桃变种亲缘关系较近,而与杨树、石榴等植物亲缘关系较远。本研究结果可为狗枣猕猴桃AkLEA基因功能的进一步研究提供参考。

狗枣猕猴桃AkHSP20基因的生物信息学分析

为探明狗枣猕猴桃AkHSP20的功能,利用生物信息学工具和方法,对其蛋白质的理化性质、亲水/疏水性、跨膜结构、结构功能域、二级结构、三级结构、蛋白质修饰位点及同源性等进行分析和预测。结果表明:AkHSP20的cDNA全长为922 bp,CDS为582 bp,编码蛋白是由194个氨基酸构成的亲水性非稳定蛋白,属于HSP20蛋白家族(ID 10157978),主要构件为α-螺旋和不规则卷曲,与其他15种植物的HSP氨基酸序列进行对比,表明其与中华猕猴桃变种亲缘关系较近。

白桦TGA基因家族全基因组鉴定及表达特性分析

TGA转录因子是bZIP转录因子(basic region-leucine zippers)家族成员,是植物中最早鉴定得到的一类转录因子,可以结合基因启动子的TGACG序列,调节靶基因的转录水平,在植物防御反应及花器官发育中发挥重要作用。本研究从白桦的基因组数据库中筛选出6条TGA基因,分别命名为BpTGA1~BpTGA6。生物信息分析结果表明:白桦TGA家族蛋白主要富含酸性氨基酸,亚细胞定位在细胞核,无信号肽结构,二级结构以α-螺旋为主,均属于亲水性蛋白,无跨膜结构。白桦TGA家族基因启动子区存在10~40个不等的增强启动元件(CAAT-box)和核心启动子元件(TATA-box),还具有非生物胁迫和逆境胁迫响应相关元件。系统进化分析结果表明:白桦TGA家族基因与拟南芥TGA家族基因亲缘关系较近。RT-qPCR结果表明,白桦TGA家族基因在根、茎、叶中的表达各有不同,BpTGA3在根中的表达量较高;BpTGA1、BpTGA2、BpTGA4和BpTGA6在茎中的表达量较高;BpTGA5在叶片中表达量较高。该家族成员中BpTGA2、BpTGA4、BpTGA5响应链格孢霉菌和立枯丝核菌侵染,BpTGA5对两种病原菌的响应最为强烈,在侵染24 h和48 h时表达量达到最高,分别为对照的17.45倍和328.76倍。本研究为进一步探究白桦TGA转录因子在白桦中的作用奠定了基础。

白桦TLP基因家族生物信息学及组织表达特异性分析

为全面了解白桦类甜蛋白(thaumatin-like protein, TLP)基因家族成员的结构、功能和表达特性,本研究采用同源序列比对法,从白桦基因组数据库中筛选并鉴定到41个类甜蛋白基因家族成员,分别命名为BpTLP1~BpTLP41,对其进行生物信息学分析,并通过半定量对白桦TLP家族成员的组织表达特异性进行了分析。结果表明,41个白桦类甜蛋白家族成员分别定位在11条染色体上,其中8号染色体分布最多,包括14个家族成员。该家族成员的氨基酸数量在336~975 aa之间,分子量在28 054.11~81 966.03 kD之间,理论等电点在5.01~5.21之间,偏酸性。基因半定量结果表明,41个白桦TLP家族成员在根、茎、叶中均有不同程度的表达,其中,BpTLP35、BpTLP39在叶片中表达量较高,Bp TLP14、BpTLP35、BpTLP36在茎中表达量较高,BpTLP41、BpTLP3在根中表达量较高。

白桦BpTLP35基因克隆与表达特性分析

白桦(Betula platyphylla)是一种分布广泛的落叶乔木,具有重要的生态态、药用、经济价值。白桦在幼苗期常受到各种病原菌侵害,因此其抗病育种成为一个重要课题。类甜蛋白(thaumatin-like protein,TLP)是一类与植物抗病性相关的蛋白,本研究克隆了白桦类甜蛋白BpTLP35基因,对BpTLP35进行生物信息学分析,结果表明,白桦BpTLP35共有225个氨基酸,理论等电点为8.30,是一种亲水、稳定的蛋白质,具有信号肽结构,亚细胞定位在液泡中;BpTLP35基因的启动子含有茉莉酸甲酯、脱落酸等激素响应元件,还含有光、低温和机械损伤响应等相关元件,说明BpTLP35与白桦逆境胁迫密切相关;组织表达特异性分析结果表明,BpTLP35基因主要在花、木栓层、木质部和叶片中表达;在NaCl、低温和病原菌胁迫下,BpTLP35基因均上调表达,说明BpTLP35与白桦抗生物和非生物胁迫均密切相关;通过Gateway技术将该基因克隆到pGWB2植物表达载体上,为白桦BpTLP35基因功能的进一步研究提供参考。