糜子GRF转录因子全基因组鉴定及在茎分生组织中的表达特征

为了解糜子(Panicum miliaceum L.)GRF(growth-regulating factor)基因家族成员全基因组信息及其在营养生长阶段分生组织中的表达特征,本研究通过生物信息学和转录组测序相结合的方法,分析了糜子GRF基因家族成员的染色体分布、基因结构、系统进化关系、顺式作用元件及其在营养器官茎分生组织中的表达特征。结果表明:糜子GRF基因家族包含21个成员,家族成员含有1~4个内含子和2~5个外显子,编码蛋白长度为224~618个氨基酸,等电点为4.93~9.69;PmGRF基因不均等分布于12条染色体上,除PmGRF13定位于细胞核和叶绿体外,其余均定位于细胞核。系统进化分析显示,糜子21个GRF基因分为4个亚族(A、B、C和D)。顺式作用元件分析表明,在糜子GRF基因上游2000 bp序列中,普遍存在数目不等、种类不同的参与光响应、激素响应、干旱诱导、低温和其他环境胁迫响应的顺式作用元件。对糜子高秆品种陇糜12号和矮秆品种张778拔节期节间和节部分生组织分别取样进行转录组测序及qRT-PCR分析,结果发现:PmGRF3、PmGRF12在矮秆品种张778中表达量显著高于高秆品种陇糜12号,而PmGRF4、PmGRF16和PmGRF21的表达特征与之相反;PmGRF2和PmGRF5在张778节间分生组织中的表达量显著高于陇糜12号,其余GRF基因不表达或差异表达不显著,表明PmGRF2、PmGRF3、PmGRF4、PmGRF5、PmGRF12、PmGRF16和PmGRF21等7个基因与糜子株高的形成相关。

小麦及其祖先物种GRF转录因子家族鉴定与表达分析

生长调控因子(growth-regulating factor,GRF)在植物的生长发育、逆境响应和激素信号转导中起着重要的调控作用。系统分析小麦及其祖先物种GRF转录因子家族成员在基因组上的分布、结构、进化以及表达特性,对于深入研究GRF家族的生物学功能和小麦的进化具有重要的意义。本研究利用生物信息学方法,对乌拉尔图小麦、拟斯卑尔脱山羊草、粗山羊草、栽培二粒小麦和普通小麦5个物种的GRF成员进行全基因组鉴定,并对其理化性质、系统发育关系、基因结构、启动子顺式作用元件以及表达特性进行了分析。结果表明,乌拉尔图小麦、拟斯卑尔脱山羊草、粗山羊草、栽培二粒小麦和普通小麦中分别有15、12、19、29和53个GRF成员,通过种间共线性分析发现,TtGRFs分别有18个和29个成员与TuGRFs和AesGRFs具有共线性,TaGRFs分别有36个和37个成员与TtGRFs和AetGRFs具有共线性。启动子顺式作用元件预测发现GRF基因具有基本的转录元件以及一些与生长发育和逆境响应的结合元件。RT-qPCR分析表明,多数GRF基因在外源IAA、GA和干旱胁迫条件下呈上调表达趋势,而在高温胁迫条件下呈下调表达趋势,表明GRF家族成员在响应激素和逆境胁迫中有重要作用。系统进化分析表明,小麦与其祖先物种之间的GRF成员存在保守且复杂的进化关系。上述结果为GRF转录因子家族的进化及其功能研究提供了理论基础。

杉木GRF和GIF基因家族鉴定、表达与互作分析

生长调节因子(GRF)和GRF相互作用因子(GIF)在植物的生长发育和逆境胁迫响应中发挥重要作用。为研究GRF和GIF基因在杉木生长发育和逆境胁迫响应中的功能,本研究基于杉木全长转录组数据,利用生物信息学手段共鉴定获得5个ClGRFs基因和2个ClGIFs基因。分析结果显示,ClGRFs氨基酸残基数目范围为386(ClGRF4)~723 aa(ClGRF3),等电点为7.07(ClGRF4)~9.26(ClGRF5);2个ClGIFs蛋白氨基酸数目分别为242和258 aa,等电点均在6左右,蛋白质分子质量分别为25.64和27.96 kDa。保守结构域和基序分析发现ClGRFs蛋白均含QLQ和WRC结构域,ClGIFs蛋白均含SSXT结构域,且高度保守。进一步分析结果显示,ClGRFs分别属于进化枝Ⅲ和进化枝Ⅵ,且均受miR396调控。表达分析结果表明,ClGRFs基因的表达具有一定的组织特异性,而ClGIFs在不同组织呈组成性表达,且ClGRFs和ClGIFs基因均能响应赤霉素(GA3)和水杨酸(SA)的处理。酵母双杂交结果表明5个ClGRFs蛋白和2个ClGIFs蛋白均存在互作关系。本研究结果为进一步研究杉木GRF和GIF基因的功能提供了理论基础。

巨桉GRF基因家族生物信息学分析及其在不同氮水平下的组织表达模式

【目的】从全基因组水平上鉴定巨桉生长调节因子(growth-regulating factor,GRF)基因家族成员,分析其在不同氮素水平下的组织表达模式,为巨桉GRF基因功能研究及氮高效利用桉树品种的培育奠定基础。【方法】在NCBI网站中选择巨桉基因组,用拟南芥和毛果杨的GRF蛋白序列与巨桉基因组数据库进行BLAST蛋白序列同源比对,并通过InterPro和SMART数据库进行保守结构域分析,获得巨桉GRF基因。利用在线网站Ex-pasy protparam、SignalP-5.0、WoLF PSORT和SOPMA,对巨桉GRF蛋白进行基本理化性质分析、信号肽预测、亚细胞定位及二级结构预测。利用MEGA7.0软件构建系统进化树,使用MEME在线平台分析EgrGRF蛋白的保守结构域和基序,用Plant CARE预测基因上游的顺式作用元件,并使用TBtools软件将结果可视化。以2年生巨桉苗为供试材料,浇灌氮素浓度分别为45(高氮)、15(常规氮)和1.5(低氮)mmol/L的营养液,4 d后取样,采用实时荧光定量PCR技术检测EgrGRF基因在3种氮素水平下的叶片、茎和根中的表达情况。【结果】鉴定得到6个巨桉GRF基因家族成员(EgrGRF1~EgrGRF6),分布于4条染色体上;6个EgrGRF蛋白的氨基酸数目为296~605个,分子质量为33415.86~64630.89 u,理论等电点为7.29~8.85,脂溶指数为39.93~64.79,均为亲水性蛋白;无规则卷曲和α-螺旋为主要二级结构元件,均定位于细胞核上,未检测到信号肽存在。系统进化树分析表明,巨桉、毛果杨和拟南芥的GRF家族成员可分为4组,各组中EgrGRF蛋白数量分别为0,3,1和2个,多数EgrGRF成员与毛果杨亲缘关系较近。基因结构及蛋白基序分析结果显示,巨桉GRF基因家族成员具有2~4个内含子;6个EgrGRF蛋白均具有CX_(9)CX_(10)CX_(2)H和QX_(3)LX_(2)Q保守基序。顺式作用元件分析表明,EgrGRF基因启动子区含有茉莉酸甲酯、脱落酸、分生组织表达及低温等响应元件。实时荧光定量PCR结果显示,EgrGRF2和EgrGRF6基因在低氮处理的巨桉叶片中优势表达,EgrGRF2、EgrGRF3、EgrGRF5和EgrGRF6基因在低氮处理根中的表达量较高氮和常规氮处理显著升高,EgrGRF4基因在常规氮处理茎中的表达量最高。【结论】鉴定获得6个巨桉GRF基因家族成员,其中EgrGRF4基因可能参与茎生长发育的调控,EgrGRF2、EgrGRF3、EgrGRF5和EgrGRF6基因可能参与了巨桉对低氮胁迫的响应。

苹果GRF基因家族在非生物胁迫下的表达分析

GRF(Growth Regulating Factor)基因家族是一类植物特有的转录因子,它在调控植物的生长发育、渗透胁迫等方面发挥重要作用,主要通过调控细胞增殖过程促进植物组织器官的生长,提高植物对环境胁迫的适应性,因此,研究GRF基因家族在逆境条件下的表达调控具有重要意义。利用生物信息学分析和实时荧光定量PCR技术研究苹果中12个GRF基因在干旱、盐害和温度胁迫条件下的表达情况。结果表明:苹果MdGRFs基因参与响应非生物胁迫,干旱、盐害、高温和低温条件下MdGRFs表达量多数有明显变化。分别用干旱、盐害处理苹果幼苗后有相同的4个MdGRFs基因呈上调表达趋势;分别用干旱、低温处理后也有4个基因有相似的诱导表达;MdGRF05和MdGRF07受到干旱、盐害和低温的诱导表达;盐胁迫处理后,12个MdGRFs基因中有8个明显上调,4个明显下调;高温条件下,MdGRF04、MdGRF05、MdGRF07、MdGRF09和MdGRF11基因表达上调略明显,MdGRF02、MdGRF03和MdGRF10表达均下调,其中高温12 h后,几乎检测不到MdGRF10的表达。

GRF绿色装配式土钉墙支护在工程中的应用

近年来,GRF绿色装配式土钉墙支护发展迅速且具有环保优势,包括污染程度较小、施工效率高、工期短,以及可回收再利用等。本文基于绿色施工的背景,通过对GRF绿色装配式土钉墙支护在基坑工程中的应用进行了研究和探讨,给出一些使用之后的结论和建议,以供类似工程参考。

葡萄GRF基因家族鉴定及表达分析

【目的】生长调节因子(Growth regulatory factors,GRF)是植物特异性转录因子,在植物生长和各种非生物胁迫调控中起关键作用,因此有必要对GRF基因家族开展鉴定及表达分析,为GRF基因家族在植物响应病原菌侵染的机制研究提供基础。【方法】通过对葡萄GRF基因家族进行系统发育树构建、基因结构与保守基序分析、顺式作用元件预测以及基于转录组的炭疽病胁迫下表达模式分析。【结果】系统发育分析和基因结构分析表明,所有GRF成员均包含QLQ结构域和WRC结构域,且大部分成员含有Rmic结构域。GRF启动子中含有与生长发育、胁迫和激素响应相关的元件,暗示在各种胁迫中可能起作用。通过对GRF基因家族在炭疽病菌侵染后的表达模式分析,发现VvGRF4在葡萄炭疽病菌侵染的过程中响应,表明该基因可能参与葡萄响应炭疽病的免疫反应。【结论】该研究为GRF基因家族的进化和表达模式的研究提供了新的思路,对未来葡萄炭疽病胁迫生物学的功能研究具有重要意义。

VvmiR396及其靶基因VvGRF1在葡萄种子发育过程中的表达分析

[目的]本文旨在鉴定葡萄miR396家族成员(VvmiR396)及其靶基因VvGRF1,探究VvmiR396-VvGRF1在种子败育/发育中的作用模式。[方法]通过miR-RACE、RLM-RACE、PPM-RACE、烟草共转化活体验证等方法鉴定VvmiR396及其靶基因,利用生物信息学分析其潜在功能与进化保守性,利用RT-qPCR方法检测VvmiR396在有核和无核品种中的时空表达差异及VvmiR396-VvGRF1相关性差异。[结果]与葡萄品种‘魏可’相比,‘京可晶’花后28 d时种子发育被严重抑制,出现败育且种子萎缩,而‘魏可’种子正常发育。对VvmiR396a、VvmiR396b、VvmiR396c、VvmiR396d的前体及其成熟体序列进行鉴定,其前体均可形成典型的茎环结构,成熟体序列均位于茎环的5′臂上。VvmiR396与烟草、番茄等物种的同源序列亲缘关系较近,而与小麦的亲缘关系较远。预测到VvmiR396的8条潜在靶基因,利用RLM-RACE、PPM-RACE技术体外鉴定到VvGRF1和VvGRF10是VvmiR396的真实靶基因,且VvmiR396对VvGRF1的裂解位点及频度为10^(th)(19/22、5/25)/11 th(2/22、2/25),对VvGRF10的裂解位点及频度为9^(th)(17/21、3/20)/11 th(2/21、1/20);进一步利用烟草共转化体系对它们的裂解作用进行活体验证,发现VvmiR396对VvGRF1的裂解作用强于VvGRF10。同源保守性分析发现:VvGRF1与胡杨、毛白杨、荷花、烟草等物种的亲缘关系较近,且不同物种的GRF1蛋白均含有QLQ、WRC两个结构域;VvMIR396(VvmiR396的前体基因)和VvGRF1的启动子上都有多种激素(生长素、赤霉素、脱落酸等)响应元件。定量结果表明:在‘京可晶’种子败育过程中,VvmiR396的表达量逐渐升高,且在败育关键期(花后42 d)表达量最高,而VvGRF1呈现相反表达模式;在有核品种‘魏可’种子发育中,VvmiR396表达量呈下降趋势,在花后42 d表达量最低,靶基因的表达模式相反,表明VvmiR396可能介导VvGRF1正调控葡萄种子败育,而负调控种子的发育。进一步相关性分析发现,‘京可晶’种子败育中VvmiR396b与VvGRF1的负相关性最高。[结论]在假单性结实葡萄‘京可晶’中,鉴定到VvmiR396a、VvmiR396b、VvmiR396c、VvmiR396d共4个成员;VvmiR396b-VvGRF1可能是参与调控葡萄种胚败育的重要模块。

生长激素释放因子(GRF)在动物肌肉组织的表达

向大鼠后肢小腿前部注射生长激素释放因子 ( GRF)的表达质粒 pc DNA3 -GRF4 0 μg,于注射后 2 d开始 ,每隔 5d杀 2只取样 ,提取 RNA和 DNA,用 PCR和 RT-PCR检测质粒及其表达。结果表明 ,在 3 0 d时仍为阳性结果。注射部位肌肉组织免疫组化检测结果表明 ,在部分大鼠 ( 1 4/ 2 4 )的肌肉组织中检测到了 GRF分子。给家兔注射 pc DNA3 -GRF质粒 1 0 0μg(第 组注射质粒 ,第 组注射含 1 0 %甘油的质粒 ) ,于注射后 1 d开始采血分离血清 ,用 RIA法测定血清生长激素 ( GH)的水平。结果表明 ,第 组在 5d时 ,GH水平上升2 7.1 %( P <0 .0 5)。本研究结果表明 ,外源 GRF在肌肉组织可获得表达 ,并能提高动物体内的

桃GRF基因家族的序列及其组织特异性表达分析

转录因子家族基因GRF(growth-regulating factor)是植物中特有的一类生长调控因子基因,在水稻和拟南芥中,GRF家族基因编码的蛋白质具有正向调控茎和叶生长发育的功能。为了探究在桃中GRF基因是否参与了狭叶桃"金蜜狭叶"的叶片发育,本试验首先分析桃基因组中鉴定出的GRF基因的序列信息;然后,以正常叶片的"上海水蜜"桃为对照,通过荧光定量PCR检测了这些GRF基因在"金蜜狭叶"桃的组织特异性表达情况;最后,利用126对简单序列重复标记对1个F2杂交群体进行连锁分析,定位狭叶性状,辅助筛选狭叶性状的候选基因。结果表明:桃基因组GRF基因包括10个成员,分布在除4和8外的其他染色体上,编码蛋白的氨基酸长度在191~612之间。蛋白序列分析表明,除ppa011917m的QLQ结构域中的Leu残基被Phe代替外,这10个GRF的N端均含保守的QLQ和WRC结构域。系统进化树将桃上的10个GRF基因分为3组。从10个GRF基因的表达结果可以看出,6个基因在茎尖的表达量高于幼叶,也高于其他成熟组织和器官;其中2个基因在狭叶桃中的表达显著高于正常叶对照。通过连锁分析将"金蜜狭叶"桃的狭叶性状定位在第6染色体的15.7~21.1 Mb之间,该区间仅含有1个GRF基因ppa003017m,是狭叶性状的候选基因。本研究将为"金蜜狭叶"桃狭叶性状基因的鉴定和高光效种质筛选奠定研究基础。

茶树GRF基因家族的全基因组鉴定及表达分析

生长调控因子(growth regulating factor,GRF)是植物特有的转录因子家族,在植物生长发育过程中起重要调控作用。该研究利用生物信息学的方法,从茶树基因组中鉴定获得11个CsGRF转录因子家族成员,且均具有完整的特征结构域QLQ和WRC。CsGRF家族成员含有3~6个外显子,基于系统进化关系将CsGRF家族分为6组,且与葡萄及猕猴桃GRF家族的亲缘关系更为接近。不同组织转录组数据分析结果表明,该家族在生长活跃的茶树嫩梢部位高表达。上游启动子区域分析发现大量与植物发育、激素及胁迫响应密切相关的顺式作用元件。荧光定量检测发现,分别有10个和2个CsGRF成员在低温和干旱胁迫处理后呈现显著上调表达,其中CsGRF8和CsGRF11对2种非生物胁迫均有响应;并发现受ABA、MeJA和GA激素处理诱导分别有9个、3个和6个CsGRF基因的表达水平差异显著。研究表明,CsGRF基因家族在茶树生长发育过程及应激反应中起作用,推测CsGRF基因可能通过各种激素信号转导途径参与胁迫响应过程。

GRF转录因子对植物生长发育及胁迫响应调控的分子机制

生长调控因子(GRFs)是一类植物特有的转录因子家族。GRFs信号通路介导植物种子发育、根系生长、花的发育等很多重要的生命过程。尽管GRFs的上游基因已被发现,但是其下游靶基因的研究仍鲜见报道。本文对近年来有关GRFs的结构特征、生物学功能及调控机制等方面进行了综述,并结合当前研究现状展望了GRFs未来的研究方向,以期为该领域的相关研究提供参考。

信号分子GRF的PH结构域基因片段的克隆与表达

目的：从大鼠脾脏克隆信号分子ｇｕａｎｉｎｅ－ｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ－ｒｅｌｅａｓｉｎｇｆａｃｔｏｒ（ＧＲＦ）的ｐｌｅｃｋｓｔｒｉｎｈｏｍｏｌｏｇｙ（ＰＨ）结构域基因并进行谷胱甘肽转移酶（ＧＳＴ）融合表达，为进一步寻找其新配基、研究其功能打下基础．方法：采用一步法从大鼠新鲜脾组织中提取总ＲＮＡ，反转录合成ｃＤＮＡ，ＰＣＲ方法扩增目的基因片段，并克隆到载体ｐＵＣ１９中．引物末端标记后，以双脱氧终止法测序．然后再克隆到表达载体ｐＧＥＸ－４Ｔ－１中作ＧＳＴ融合表达．结果：信号分子ＧＲＦ的ＰＨ结构域基因完全正确，内部不含终止码．并在表达载体ｐＧＥＸ－４Ｔ－１中获得融合表达．结论：从组织细胞中克隆ＰＨ结构域基因是可行的方法，可在大肠杆菌中以ＧＳＴ融合蛋白的形式表达．

柳枝稷GRF转录因子家族全基因组鉴定与分析

生长调节因子(Growth-regulating factor,GRF)家族在植物生命进程中发挥关键作用。本研究共鉴定了19个柳枝稷(Panicum virgatum L.)PvGRF基因,它们不均匀的分布在11条染色体上,可分为4个亚家族,同一亚家族成员具有相似的模体特征和基因结构。柳枝稷PvGRF基因的扩张来自于节段性复制事件;其中15个柳枝稷基因和11个水稻基因被鉴定为直系同源基因。PvGRF基因在花和种子等生殖器官中强烈表达,这也是该家族成员调控植物生长发育的证据。PvGRF基因主要包含7种胁迫和10种激素相关的顺式作用元件;同时qRT-PCR分析表明柳枝稷GRF基因在NaCl、聚乙二醇、脱落酸、茉莉酸甲酯和水杨酸处理下差异表达,暗示着PvGRF基因在响应胁迫和激素反应中发挥作用。综上所述,本研究系统分析了柳枝稷PvGRF家族的特征及其在胁迫和激素下的表达模式,为柳枝稷GRF基因的功能研究提供基础。

超量表达GRF9基因促进番茄生长并增强其对磷的吸收利用能力

研究了编码拟南芥14-3-3蛋白的基因grf9导入番茄并超量表达后,转grf9基因番茄在土壤不同供磷条件下的生长和对磷的利用特征。结果发现,在2个供磷水平下,转grf9基因番茄的地上部含磷量均显著高于野生型,且分别提高58.70%和56.68%,磷素累积量较野生型增加88%～90%;同时转grf9基因番茄的地上部干重较野生型增加幅度约20%。高供磷条件下种植转grf9基因番茄的土壤速效磷耗竭程度显著高于种植野生型番茄的土壤,亏缺度增加15.7%;相应地,高供磷条件下转基因番茄对土壤磷的农学利用率和生理利用率均有显著提高,分别增强达200%和165%。该结果为培育磷高效新品种提供了新思路和科学依据。

GRF-CO_2清洁泡沫压裂液流变特性实验研究

基于管式流变仪原理,使用大型高温高压泡沫压裂液实验系统,对GRF体系的CO2清洁泡沫压裂液流变特性进行了详细的实验研究,研究了其流变特性受温度、泡沫质量、剪切速率和压力影响的规律,得出了压裂液流变参数的计算关联式,GRF-CO2清洁泡沫压裂液流变指数、流变系数的计算关联式平均误差均小于10%,能够满足实际工程需要。

应用分层MRF/GRF模型的立体图像视差估计及分割

视差估计与分割是立体图像编码及立体视觉匹配的核心问题 ,本文提出一种基于分层MRF/GRF模型和交叠块匹配 (HMOM)视差估计算法以及结合主动轮廓模型的视差分割提取算法 .该混合视差估计方法 ,可得到光滑准确 ,且具有清晰边缘的视差场 ;并便于用主动轮廓模型提取感兴趣对象 (OOI)的视差轮廓 .与通常的变尺寸块匹配(VSBM)相比 ,本算法得到的视差补偿图像的峰值信噪比可提高 2 .5dB左右 .

GRF基础承载机制试验研究

GRF基础是一种新型桩基础,首先开发应用于日本,与普通直桩相比,该基础不仅可以节约材料、降低成本,而且可以大幅度地提高承载力,具有广阔的应用前景。通过模型试验,分析了锚杆间距、锚杆长度以及锚杆数量对GRF基础承载力的影响,初步探讨了GRF基础的承载机制。得到以下结论:GRF基础的承载性状和直桩不同;锚杆不仅可以提高GRF基础的侧阻力,在一定程度上对端阻力也有增强作用;在相同的桩顶荷载作用下,GRF基础的位移远小于直桩的位移;与同体积的大直径桩相比,GRF基础可以大幅度地提高基础承载力、减少沉降;在一定的锚杆间距范围内,锚杆间距对极限承载力的影响较小,但对极限侧阻力影响较大;存在一个锚杆临界长度,当锚杆长度为临界值时,锚杆利用效果最佳;GRF基础的极限承载力随锚杆数量而变化,适当地增加锚杆数量,可以获得满意的承载力增量。

高粱GRF基因家族鉴定及在非生物胁迫下的表达分析

生长调控因子(growth regulation factor, GRF)是植物中特有的一类转录因子,在植物激素调控、生长发育以及胁迫应答等多个领域扮演重要角色。对高粱GRF基因家族成员进行筛选鉴定,得到8个家族基因,分析了这些基因的理化性质、保守蛋白序列、基因功能及其共线性,分析了这些基因在非生物胁迫下转录组表达差异。结果表明,GRF基因家族结构较为保守,启动子元件含有干旱、低温、茉莉酸等响应元件,推测该家族基因参与生物及非生物胁迫应答响应。通过盐胁迫和烯效唑处理下的转录组数据分析,得到一个与耐盐相关的基因(SORBI_3002G297800)和一个与激素相关的基因(SORBI_3006G203400),为进一步探究这些基因在高粱应对非生物胁迫中的作用提供了重要参考。