普通烟草GRAS基因家族鉴定及表达模式分析

GRAS转录因子是植物中特有的转录因子,在植物的生长发育、信号转导、生物和非生物胁迫响应中均起着重要作用。本研究利用生物信息学手段从普通烟草基因组中鉴定得到了95个烟草GRAS基因,其中有50个GRAS家族成员不均匀地分布在20条染色体上。从系统进化、共线性和表达模式等方面对烟草GRAS基因家族成员进行了深入分析。结果表明,烟草GRAS基因可划分为8个亚家族,共有26个烟草GRAS成员源自全基因组复制事件,与拟南芥GRAS基因之间预测到16个共线性基因对。GRAS基因家族成员的表达具有一定的组织特异性,其启动子含有多个与生长发育、信号转导和胁迫相关的顺式作用元件,且部分成员响应盐和干旱胁迫,暗示其可能参与烟草胁迫响应等信号传导过程。本研究将为深入研究烟草GRAS家族基因的生物学功能奠定理论基础。

巴西橡胶树GRAS基因家族鉴定及表达分析

GRAS是植物特有的转录因子,在植物生长发育过程以及非生物胁迫应答中具有重要的调控作用,然而在巴西橡胶树(Hevea brasiliensis)中还未见关于该基因家族的报道。本研究利用生物信息学工具分析巴西橡胶树GRAS基因家族成员的蛋白质理化性质、系统进化关系、基因结构、染色体位置及启动子顺式作用元件,利用转录组数据及实时荧光定量PCR(qPCR)分析橡胶树GRAS基因的表达模式。结果表明:在巴西橡胶树基因组中共鉴定到91个GRAS家族成员,分别命名为HbGRAS1~HbGRAS91,其分子量在14.07~89.46 kDa之间。亚细胞定位预测结果显示,HbGRAS蛋白主要定位于细胞核和叶绿体。系统发育分析将其划分为14个亚家族,同一亚族成员的基因结构和基序组成较为保守。橡胶树GRAS基因分布在除11号染色体外的其他17条染色体和2条Scaffold上,其中17个HbGRAS基因组成10个串联重复事件。共线性分析显示,片段重复区域中有87个HbGRAS基因,说明片段重复可能是橡胶树GRAS基因扩张的主要驱动力。启动子顺式作用元件分析显示,橡胶树GRAS家族包含多个植物激素和胁迫应答顺式作用元件。HbGRAS基因表达具有组织特异性,并与橡胶树叶片发育有关。GRAS亚家族成员DELLA基因的表达与橡胶树木质部发育有关并受赤霉素(gibberellin,GA)抑制。本研究结果为橡胶树GRAS基因的功能研究提供参考。

玉米GRAS基因家族的全基因组鉴定及生物信息学分析

GRAS基因家族是植物中广泛存在的一类转录因子,在植物生长发育、生物和非生物逆境胁迫、光信号和激素信号应答等多个过程中发挥重要作用。对玉米GRAS基因家族成员的理化性质、染色体定位、系统发育、顺式作用元件等特征进行了分析。结果表明,在玉米全基因组中共鉴定出49个ZmGRAS基因,不均匀地分布于1~10号染色体上,编码蛋白质理化性质差异较大,可能在不同的微环境下发挥作用。系统进化分析将GRAS蛋白分为8个亚家族,可能在调节自身生长发育、逆境应答等过程中具有重要作用。玉米GRAS基因家族的启动子区含有激素应答、光响应、胁迫应答等多种顺式作用元件,推测其可能响应激素、胁迫等多种信号。共线性分析显示,具有共线性关系的基因可能是染色体片段复制的结果,且属于同一亚家族,具有相似的结构和功能。研究结果为进一步研究玉米GRAS基因的功能和逆境胁迫响应机制提供了依据。

葡萄GRAS基因家族生物信息学分析

为研究葡萄中GRAS基因家族的特征,本文首先利用生物信息学方法对葡萄91条GRAS蛋白序列的系统发生和GRAS基因组定位进行分析,然后对其氨基酸组成成分、理化性质以及二级和三级结构进行预测和分析,同时还分析了葡萄与拟南芥的GRAS基因家族之间的联系。结果显示这91条蛋白序列与拟南芥35个GRAS基因蛋白序列一起分成了8个亚族,说明拟南芥与葡萄GRAS基因间具有较高的保守性。基因组定位结果发现91条GRAS基因分布在17条染色体上。研究还发现不同亚族间氨基酸数目、氨基酸序列间的疏水性存在一定的差异;而二级结构预测结果发现,91条氨基酸序列以α-螺旋和随机卷曲为主要组成部分,且91条氨基酸序列三维结构相似。

佛手GRAS基因的克隆及表达分析

利用抑制消减杂交法从芸香科柑橘属不耐寒植物佛手中分离得到了一个表达序列标签(EST)片段,结合RACE技术克隆获得该基因的1 669 bp序列,编码区长1 236 bp,编码413个氨基酸.通过Blastn同源序列比对分析,结果显示该基因与拟南芥已知的GRAS基因同源性较高;与GenBank数据库比对分析,表明该基因具有GRAS特有的保守结构域.因此,命名该基因为:CmsGRAS(GenBank登录号:JF440647).用荧光定量聚合酶链式反应(qPCR)的方法研究了该基因在低温胁迫处理下的表达特性,结果显示该基因在低温胁迫后的表达量有明显的变化.

拟南芥转录因子GRAS家族基因群响应渗透和干旱胁迫的初步探索

GRAS家族是一类植物特有的转录调控因子,已有报道表明该家族基因在植物生长发育和光信号转导过程中具有重要作用。目前在拟南芥(Arabidopsis thaliana)基因组中已鉴定了33个GRAS家族基因。利用功能基因组学和生物信息学手段,通过基因芯片数据挖掘和基因功能预测,对拟南芥GRAS家族基因在渗透和干旱胁迫过程中的应答模式进行了初步探索,提出了一类响应渗透胁迫和干旱胁迫的拟南芥GRAS家族基因。以SCL13为例,利用基因芯片相关性和GO分析,对其在渗透胁迫信号转导过程中可能的调控机制进行了预测和分析。这一研究将为阐明GRAS家族基因参与水分胁迫的分子机制提供新的思路,同时也为植物抗逆分子育种提供候选基因。

基于GRA-GEP的爆破峰值速度预测

针对在爆破施工中爆破振动危害严重、爆破振动峰值速度难以预测的问题,通过灰色关联度理论和My Eclipse开发工具,建立基于灰色关联度分析(GRA)和基因表达式编程算法(GEP)的GRA-GEP爆破峰值速度预测模型。以湖北铜录山现场露天台阶爆破实测数据进行模拟预测,通过灰色关联度分析,认为最大段药量、总装药量、水平距离、高程差、前排抵抗线长度、测点与最小抵抗线方向夹角等与爆破峰值速度存在相关性,进而为了实现爆破峰值速度进行预测,根据GEP计算思路,采用My Eclipse软件进行Java语言编程模拟运算。研究结果表明:GRA-GEP模型预测结果最大相对误差为14.4%,平均相对误差为7.8%,远低于萨道夫斯基经验公式(平均相对误差30.6%)与BP神经网络预测模型(平均相对误差13.3%)。

弓形虫GRA3基因真核表达质粒的构建与鉴定

以pGEX-GRA3为模板,经PCR扩增获得弓形虫GRA3基因,克隆于pMD-18T simple载体上。重组质粒经PCR鉴定、PstⅠ和XhoⅠ双酶切鉴定后测序分析,再将其定向插入真核表达载体pVAXⅠ,构建真核表达重组质粒pVAX-GRA3。经PCR和酶切鉴定后,将重组质粒pVAX-GRA3转染Hela细胞,然后进行RT-PCR检测。RT-PCR结果表明,检测到了目的基因的存在,说明pVAX-GRA3成功转入Hela细胞。

杨扇舟蛾颗粒体病毒gra基因的分析

本研究利用已知的颗粒体蛋白基因(granulin,gra)设计引物,通过PCR扩增得到ClanGV的gra基因。对 PCR结果序列分析表明,ClanGV的gra基因开放阅读框(ORF)全长747bp,共编码248个aa,预计编码的蛋白质 大小为29．3kDe。在启始密码子ATG上游-24bp处,有一个杆状病毒晚期启动子序列,ATAAG。有两个TATA 框,分别位于ATG上游的-26bp和-65bp位置。基于gra的同源分析和进化树分析表明,ClanGV和茶小卷叶蛾颗 粒体病毒(Adoxophyes orana granulovirus,AoGV)、苹果蠹蛾颗粒体病毒(Cydia pomonella granulovirus,CpGV)、 云杉卷叶蛾颗粒体病毒(Choristoneura fumiferana granulovirus,CfGV)、马铃薯块茎蛾颗粒体病毒(Phthorimaea operculella granulovirus,PoGV)的亲缘关系较近。利用提取的颗粒体蛋白免疫家兔,制备了抗体进行免疫杂交分 析,结果显示ClanGV除了与分月扇舟蛾颗粒体病毒(Clostera anastomosis L．granulovirus,CaLGV)的颗粒体蛋 白有较强的杂交信号外,与棉铃虫核多角体病毒(Helicoverpa armigera nucleopolyhedrovirus,HaNPV)多角体蛋 白也有明显的杂交带出现,与甜菜夜蛾核多角体病毒(Spodoptera exigua nucleopolyhedrovirus,SeNPV)只有非常 微弱的杂交信号。

桃GRAS家族全基因组鉴定与响应UV-B的表达模式分析

【目的】GRAS基因家族成员在调节植物生长发育中发挥着关键作用。通过生物信息学分析GRAS在桃基因组中的分布、结构及进化,研究家族成员在不同组织中的表达特异性及其对UV-B的响应,解析GRAS基因家族的生物学功能。【方法】对设施油桃‘中油5号’(Prunus persica var.nectarina cv.Zhongyou5)补充适量UV-B(Ultraviolet-B)剂量,利用Plant TFDB数据库鉴定桃GRAS基因家族成员。采用Clustal W、MEGA6.0、ProtParam tool、MCScanX、Circos、SMART、NCBI-CDD、ExPASy、GSDS和MEME等软件构建系统进化树,绘制染色体定位图,预测蛋白的相对分子质量与等电点等理化性质等,分析GRAS基因家族成员在不同组织中的表达模式,利用qRT-PCR技术检测桃GRAS在UV-B处理下的表达情况。【结果】从桃全基因组中鉴定出48个GRAS转录因子家族基因,构建系统进化树将这48个成员分为9个亚家族,PpGRAS在桃的8条染色体上呈不均匀分布。对GRAS基因家族进行理化性质分析发现,其蛋白平均长度为590.52 aa,等电点在4.36—7.56。GRAS家族基因结构分析表明,有40个基因不含内含子,8个基因含有1个内含子。保守元件分析显示,GRAS家族包含20个保守元件,其中Motif 2和4在GRAS的家族中高度保守,同一个亚家族成员含有相同的保守元件,其可能具备相似的功能。然而,有些亚家族成员的表达模式不同,这可能与其保守基序之外的序列有关。PpGRAS在不同组织中具有不同的表达模式。叶片中PpGRAS5经UV-B处理后上调表达最显著,而有多达15个基因表达量呈现下调。果实中PpGRAS13经UV-B处理后上调表达,但有9个基因表达下调。韧皮部中,UV-B处理后有14个基因上调表达,而PpGRAS16经处理后在韧皮部中表达下调最明显。【结论】从桃基因组中共鉴定出48个GRAS基因家族成员,分布于8条染色体上;多数PpGRAS能响应UV-B处理,但在不同组织中的表达不尽相同。

小麦GRAS基因家族的全基因组鉴定与分析

GRAS基因是一类转录因子基因,在植物的生长和发育中起关键作用。本研究利用最新的小麦基因组数据,对小麦GRAS基因进行了全基因组鉴定和分析。结果从小麦中鉴定出153个GRAS基因,这些基因不均匀分布在小麦21条染色体上。系统发育分析将这些基因分为12个亚家族,片段复制和串联重复是导致该基因家族扩张的主要原因。蛋白质序列分析发现不同亚家族间氨基酸数目、分子量存在一定差异;二级结构预测表明,小麦GRAS基因的氨基酸序列均以α-螺旋、随机卷曲为主要组成部分。通过对小麦GRAS基因在不同组织和不同逆境胁迫下的表达分析发现,GRAS基因在不同组织和逆境胁迫下存在明显的差异表达,表明GRAS基因具有组织或器官表达特异性,且可能在对逆境胁迫的响应中起重要作用。这些结果为进一步研究小麦GRAS基因的功能奠定了基础。

中华猕猴桃GRAS基因家族鉴定及低温胁迫表达分析

GRAS基因家族广泛参与植物生长和逆境响应,而低温是制约猕猴桃生产和分布的重要因素之一,鉴定猕猴桃GRAS基因家族,分析其在低温胁迫中的表达情况,为猕猴桃的抗寒研究和品种选育提供理论依据。以中华猕猴桃‘红阳’基因组为参考进行GRAS家族保守结构域比对,通过对鉴定到的家族成员进行系统进化树、蛋白理化性质、基因结构、蛋白三级结构、蛋白质motif、顺式作用元件、共线性、密码子偏好性和基因表达模式等进行分析。结果表明,猕猴桃基因组共存在79个GRAS家族成员,分属于8个亚家族,且各亚家族基因、蛋白结构有所差异。顺式作用原件分析显示该家族基因参与多种植物激素、生长发育以及胁迫响应。密码子偏好性分析发现,该家族密码子第3位碱基更偏好使用嘧啶类碱基(G/T)。鉴定到6个基因可能参与猕猴桃低温胁迫过程,并进行荧光定量PCR验证了该猜测。该研究补充了猕猴桃GRAS基因家族鉴定分析的空白,为猕猴桃抗寒研究奠定分子基础。

番茄GRAS转录因子家族的生物信息学分析

笔者旨在进一步了解番茄GRAS基因家族的结构特征和进化信息,为GRAS转录因子的后续研究提供理论基础。利用HMMER 3.0软件,通过从Pfam蛋白数据库中下载的GRAS保守域(PF03514),来鉴定番茄GRAS基因。采用MEGA5.2、Web Logo 3、DNAMAN 5.0、Map Inspect和MEME等软件对其蛋白序列进行生物信息学分析。采用RT-PCR技术检测番茄GRAS基因在番茄根、茎、叶、花和果实中的表达情况。番茄基因组共挖掘出53条GRAS转录子基因,划分为I、II、III、IV、V、VI、VII、VIII 8个亚族。系统进化树结果显示V和VI组中GRAS家族成员最多,且拟南芥的GRAS基因家族中基因功能类似的基因聚类的在一起,则可能同组内番茄GRAS基因家族成员也具有类似功能;染色体定位分析显示GRAS基因在12条染色体中呈不均匀分布;根据Web Logo 3.0对GRAS基因家族的结构域蛋白分析,结果显示GRAS基因家族的蛋白序列并不都是高度保守的;保守元件分析表明番茄GRAS基因家族成员是部分高度保守的。番茄GRAS基因家族大部分成员结构是高度保守,可能参与调控番茄生长和发育等过程。

大麻GRAS转录因子家族的全基因组鉴定及镉胁迫下表达分析

GRAS转录因子在植物生长发育及抗逆境胁迫中具有重要作用。本文对大麻GRAS转录因子家族进行了全基因组鉴定,对其理化性质、系统进化发育、基因结构、基因间的共线性关系进行了分析,并利用云麻1号及内蒙古小粒大麻的转录组数据分析其在镉胁迫下的表达量变化。结果表明,大麻基因组中鉴定出54个GRAS基因,96.30%的基因编码酸性蛋白,长度为415~757 aa,分子质量为46,405.05~85,748.52 kD,等电点为4.77~8.54,划分为9个亚家族,其中PAT1、LS、SHR、HAM保守性较高,PAT1、LISCL、CsGRASA出现大量基因串联重复,CSGRAS12基因在5种植物的共线性分析中均存在。将2个大麻品种进行镉胁迫处理发现,云麻1号株高下降10.48%,鲜重下降6.33%;内蒙古小粒大麻株高下降66.07%,鲜重下降42.67%,表明云麻1号较内蒙古小粒大麻更耐镉胁迫。云麻1号的54个GRAS基因中,42个(77.78%)基因表达上调1.05~18.10,11个(20.37%)基因表达下调0.13~0.91;内蒙古小粒大麻的54个GRAS基因中,27个(50.00%)基因表达上调1.01~6.46,27个(50.00%)基因表达下调0.30~0.96。将两者GRAS基因进行同源基因鉴定并分析其表达情况发现,耐镉品种云麻1号中40个同源GRAS基因较内蒙古小粒大麻在镉胁迫下的上调或下调幅度更明显,表明这些GRAS基因与镉胁迫有明显相关性。本文可为挖掘和验证大麻GRAS基因提供参考。

柱型苹果GRAS基因家族MdSCR的克隆与生物信息学分析

以"富士×特拉蒙"杂交后代柱型株系新梢为试材,用同源克隆方法,得到了柱型苹果GRAS基因家族的MdSCR基因,开放阅读框(ORF)长度为1458bp,编码486个氨基酸,推测其蛋白质分子质量为54.894kD,等电点(pI)为5.96,具有GRAS基因家族典型结构域。MdSCR基因与毛果杨(Populus trichocarpa)GRAS转录因子的氨基酸序列具有67.8%的相似性,与江南卷柏(Selaginella moellendorffii)、葡萄(Vitis vinifera)、大豆(Glycine max)的SCARECROW-like氨基酸序列均有58.5%以上的相似性。氨基酸聚类分析表明,苹果和毛果杨、江南卷柏聚类关系最近,其次是葡萄,关系最远的是欧洲赤松;生物信息学分析表明,MdSCR的蛋白质二级结构有208个α-螺旋,54个延伸链和224个无规则折叠区。

弓形虫SAG1-GRA1复合基因真核表达重组质粒的构建与表达

目的:构建弓形虫SAG1-GRA1复合基因真核表达重组质粒,并观察其在小鼠胚胎成纤维细胞系NIH3T3细胞中的表达。方法:采用聚合酶链反应(PCR)法分别扩增弓形虫SAG1和GRA1基因片段,导入质粒载体pc DNA3.1(+),构建真核表达重组质粒pc DNA3.1(+)-SAG1和pc DNA3.1(+)-GRA1,继而构建重组质粒pc DNA3.1(+)-SAG1-GRA1;设pc DNA3.1(+)-SAG1-GRA1为实验组、pc DNA3.1(+)为对照组分别转染NIH3T3细胞,采用免疫荧光染色法鉴定其在NIH3T3细胞中的表达。结果:限制性内切酶双酶切及DNA测序分析结果显示,插入pc DNA3.1(+)的片段分别为1008 bp、570 bp和1578 bp,与预期的SAG1、GRA1和SAG1-GRA1复合基因分子大小相当、序列一致;免疫荧光染色法结果显示,转染重组质粒pc DNA3.1(+)-SAG1-GRA1的NIH3T3细胞内观察到较强的绿色荧光,而转染pc DNA3.1(+)的NIH3T3细胞内未见绿色荧光。结论:成功构建了弓形虫SAG1-GRA1复合基因真核表达重组质粒pc DNA3.1(+)-SAG1-GRA1,且该重组质粒携带的SAG1-GRA1复合基因在NIH3T3细胞中获得表达。

大豆GmGRAS69基因过表达增强拟南芥的耐旱性

为探究大豆转录因子GRAS家族GmGRAS69基因在植物干旱胁迫中的功能和可能的分子机制。通过氨基酸序列比对和构建系统进化树分析大豆GmGRAS69与其他物种GRAS成员的序列保守性和进化关系。利用荧光定量PCR方法检测GmPP2C69基因在PEG处理的大豆根和叶中的表达模式。接着构建GmPP2C69基因过表达载体,进而利用农杆菌介导的浸花法转化野生型拟南芥;在正常培养和干旱处理条件下观察野生型和转基因拟南芥的生长表型,测定单株鲜质量、叶片相对含水量和地上部可溶性糖含量、抗氧化酶(SOD、POD和CAT)活性及对应的抗氧化酶基因表达水平。结果显示,GmGRAS69基因在PEG处理的大豆植株根和叶中都显著上调,并且在根中响应更显著。此外,成功获得GmGRAS69基因过表达的转基因拟南芥株系,且过表达株系的耐旱性相比野生型拟南芥WT明显增强。干旱处理后,过表达植株鲜质量、叶片相对含水量和可溶性糖含量均显著高于WT;抗氧化酶SOD、POD和CAT活性以及对应基因SOD、POD和CAT的表达水平也显著高于WT。结果表明,大豆GmGRAS69基因在干旱胁迫下表达上调,进而通过激活SOD、POD和CAT抗氧化酶编码基因、增强抗氧化酶活性和增加可溶性糖的积累,赋予转基因植株更强的耐旱性。

水稻白化转绿基因对农艺性状和外观米质的影响

在籼粳交后代中发现一个表现白化转绿(green-revertible albino)的变异材料,通过连续多代选留杂合株,最终育成一对白化转绿近等基因系Gra和gra。用120个InDel标记进行的多态性分析表明Gra和gra的近等性良好。通过比较近等基因系间叶绿素含量、农艺性状、外观米质发现,白化转绿基因gra(t)直接降低4叶1心期叶绿素含量近半,使苗期叶色失绿,间接影响移栽期白根数、出叶速度、分蘖能力,最终使有效穗降低,单株产量降低过半;近等基因系间,叶片长宽差异有的显著有的不显著,株高、穗实粒数、结实率、千粒重未受明显影响;白化转绿基因对米粒长、宽和垩白率无显著影响。

水稻苗期叶片白化转绿性状研究进展

白化转绿突变体在基础理论研究和实际应用研究方面均具有重要意义。介绍了国内外在水稻白化转绿突变体材料的发掘、生理生化特性、性状遗传、基因定位及克隆、分子作用机理和作为标记性状基因应用等方面的研究进展。

转染弓形虫致密颗粒蛋白-1编码基因的小鼠巨噬细胞生物学特性

目的 探讨转染弓形虫致密颗粒蛋白 1编码基因 (P2 4)前后巨噬细胞生物学性状的改变。 方法 将构建的重组质粒用脂质体介导 ,转染到小鼠巨噬细胞RAW 2 64 .7,抗生素G418筛选出阳性克隆 ,逆转录 聚合酶链反应方法鉴定并比较不同细胞株P2 4的表达。光学显微镜观察形态学改变并绘制生长曲线。 结果 Cyto P2 4 RAW 2 64 .7、Nuc P2 4 RAW 2 64 .7及Mito P2 4 RAW 2 64 .7三株细胞的P2 4mRNA表达水平无显著差异 ,ER P2 4 RAW 2 64 .7明显高于前三者。而转染空载体的 4株细胞未见P2 4 mRNA的表达。ER P2 4 RAW2 64 .7较未转染的细胞贴壁速度快、生长能力强。 结论 P2