番茄CCCH类锌指蛋白家族的鉴定及其表达分析

CCCH(C3H)型锌指蛋白是进化上保守的RNA结合蛋白质,主要与DNA和RNA结合来调控基因表达,不仅参与植物的生长发育和激素调控过程,同时也响应生物和非生物胁迫。运用生物信息学方法,在番茄(Solanum Lycopersicum)中鉴定出47个SlC3H基因,不均匀地分布在12条染色体上,主要定位于细胞核中。根据系统进化树将其分为3个亚族(Ⅰ~Ⅲ)。共线性分析发现,SlC3H基因家族存在基因复制现象,表明在进化过程中SlC3H基因可能通过复制进行家族成员扩增。番茄SlC3H基因含有1~14个外显子,其启动子区域存在与激素和非生物胁迫响应的元件。Ka/Ks分析表明,SlC3H基因家族成员和C3H基因在进化过程中经历了强烈的进化选择。qRT-PCR分析发现,在盐胁迫下,SlC3H基因家族有一半以上的基因表达上调,其中SlC3H1在8 h时表达量最高,是0 h的30倍;用0.1 mol·L^(-1)2,4-表油菜素内酯(2,4-epibrassinolide,EBR)处理后所有SlC3H基因在绿熟期都表达上调,表达量是对照组的8~150倍,尤其是SlC3H28在其他时期表达量几乎为0,但在绿熟期其表达量是对照组的150倍,推测EBR对果实绿熟期的发育有促进作用。上述研究结果为进一步揭示番茄C3H基因家族在响应非生物胁迫以及果实发育中的功能提供了参考依据。

蓝莓转录因子VcICE全基因组鉴定及其在花果发育进程的表达分析

为探究ICE(inducer of CBF expression)转录因子在高丛蓝莓花果发育进程中可能的调控机制,通过对VcICE基因家族进行全基因组鉴定及生物信息学分析,采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析VcICE基因亚家族成员在蓝莓花芽膨大和果实发育进程中的相对表达水平.结果表明:在高丛蓝莓‘Draper’基因组中鉴定出8个VcICE成员,系统进化分析将其划分为2个亚家族,各亚家族成员均包含S-rich,bHLH和ACT等保守结构域;VcICE基因启动子区域富含光响应、植物激素、生长发育及非生物胁迫相关顺式作用元件;VcICE亚家族基因在高丛蓝莓‘O’Neal’和‘Bluerain’花芽膨大与果实发育进程中的相对表达差异显著.研究结果以期为深入了解VcICE转录因子在蓝莓花果发育进程中的功能提供理论参考.

鸡Sox10基因克隆、生物信息学及组织表达分析

为了探究Sox10(SRY-related HMG-box 10)氨基酸序列特征以及Sox10在淅川乌骨鸡不同组织的表达量变化,试验对淅川乌骨鸡Sox10基因CDS区进行PCR克隆并使用在线软件分析氨基酸序列,同时,通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分别检测Sox10在心、肝、胸肌、腿肌和背肤的表达水平。结果表明:Sox10基因CDS区测序长度为1386bp,编码了461个氨基酸。同源性比对和系统进化树显示,淅川乌骨鸡与原鸡的亲缘关系最近,与鱼类最远。Sox10蛋白分子质量为49.86 ku,等电点为6.20,具有不稳定性、酸性和亲水性,且不存在跨膜区和信号肽,存在HMG结构域及55个磷酸化位点,5'端2000 bp不含甲基化位点。Sox10主要包括无规则卷曲,大部分位于细胞核,与DCT、EDNRB、Pax3、Pax7等蛋白存在互作关系,参与细胞发育过程中的DNA、蛋白质结合以及转录调节功能。qRT-PCR结果表明,Sox10在背肤的表达量显著高于心、肝、胸肌和腿肌,在肝脏和胸肌的表达量显著低于心、腿肌和背肤。以上结果为进一步探究Sox10基因对黑色素沉积的调控机制提供了理论依据。

文心兰生物钟基因OnELF3克隆与表达分析

ELF3是重要的生物钟基因,调节光信号的输入与昼夜节奏输出,参与调控植物的重要过程。为了了解其在文心兰花瓣衰老启动中的调控作用,本研究对OnELF3基因进行克隆和表达分析。结果表明:利用转录组文库中的ELF3基因序列,从文心兰花瓣中扩增得到OnELF3基因(GenBank登录号:OL613896);OnELF3基因全长2208 bp,编码735个氨基酸。亚细胞定位表明其在细胞核中表达。同源序列比对与系统发育树分析显示OnELF3与铁皮石斛兰和蝴蝶兰亲缘关系最近。原核表达分析表明,OnELF3基因能原核表达出功能蛋白。该基因在长光照、全光照及全黑暗条件下表达模式与其作为生物钟基因功能一致。实时荧光定量分析表明,OnELF3基因在绽口期和盛开期表达量最高,表明OnELF3基因可能在开花和花衰老启动中均发挥作用。本研究为进一步鉴定OnELF3基因在开花和花衰老启动中的功能奠定基础。

木毒蛾钙黏蛋白基因的克隆及其表达与结构特点分析

【目的】探究木毒蛾钙黏蛋白(LxCad)的分子特征、表达量及其与Cry1Ac毒素的分子互作机制,为深入研究Cry毒素受体蛋白提供参考。【方法】以木毒蛾4龄幼虫cDNA为模板,通过RT-PCR技术对LxCad基因进行克隆并进行生物信息学分析;利用qRT-PCR技术分析该基因在木毒蛾幼虫不同龄期及不同组织(头、中肠、表皮)中的表达模式;通过毒力测定获得Cry1Ac毒素对木毒蛾2龄幼虫的致死中浓度(LC_(50)),并利用qRT-PCR分析经LC_(50)的Cry1Ac胁迫后LxCad的表达量;对LxCad进行同源建模,并从PDB数据库中下载Cry1Ac 3D模型,利用计算机模拟蛋白-蛋白对接,预测蛋白-蛋白相互作用的氨基酸残基。【结果】克隆获得木毒蛾中肠LxCad基因(GenBank ID:MN380035.1)开放阅读框(ORF)全长序列,全长为5172 bp,编码1723个氨基酸,理论分子质量为194 ku,等电点为4.24;推断出的氨基酸序列包括1个信号肽(SIG)、1个前蛋白区(PRO)、12个Cad重复区(CR)、1个近膜区(MPR)、1个跨膜区(TM)以及1个胞质区(CYT);序列比对和进化树分析表明,LxCad与舞毒蛾的LdCad的一致性最高。qRT-PCR结果表明,LxCad主要分布于木毒蛾幼虫肠道,在5龄幼虫中的表达量最高,在6龄幼虫中次之,低龄幼虫表达量较低;使用Cry1Ac毒素对木毒蛾2龄幼虫进行胁迫后,发现LxCad的表达量相比于对照组显著上调。蛋白-蛋白分子对接分析结果表明,Cry1Ac毒素和LxCad受体中分别有多个氨基酸残基通过氢键相互作用,这些氨基酸残基分别位于PRO、CR8以及CR9中。【结论】木毒蛾LxCad可能是Cry1Ac的潜在受体蛋白。

水稻稻谷bHLH3基因的克隆及表达模式分析

bHLH转录因子是植物中第2大类转录因子家族,广泛参与植物的生长发育过程。此外,bHLH转录因子在植物应对逆境胁迫和参与次生代谢方面亦发挥着关键作用。为探究OsbHLH3基因在不同水稻品种中稻谷次生代谢产物的影响,以评估水稻稻谷品质。依据水稻全长转录组数据,本研究设计了特定的引物,并运用反转录聚合酶链反应(RT-PCR)技术,成功克隆得到了bHLH3基因。将基因命名为OsbHLH3,并对其在“滇禾优615”品种和“滇禾优918”品种中的表达模式进行了深入分析。研究结果表明,OsbHLH3的CDS序列长度为642bp,编码213个氨基酸。序列分析显示,OsbHLH3基因具有bHLH基因家族的典型特征,具有bHLH保守结构域,属于bHLH家族。实时荧光定量(qPCR)分析表明,OsbHLH3基因在“滇禾优615”品种中含量更高,由此推测“滇禾优615”品种类黄酮的合成更为活跃,能够更有效地积累类黄酮等抗氧化物质。本研究为进一步探索OsbHLH3基因影响水稻稻谷次生代谢物,进而影响水稻品质是否受种植品种的影响提供了理论依据。为后续通过遗传改良和分子育种,提高水稻稻谷中的类黄酮含量,改善稻米品质等提供一定参考。

辣椒SAD基因家族的鉴定与表达分析

^(Δ)9-硬脂酰-ACP脱氢酶(^(Δ)stearyl-ACP dehydrogenase,SAD)是不饱和脂肪酸合成代谢的重要限速酶。为明确辣椒SAD基因家族成员的特征及在不同组织、果实发育阶段和低温胁迫中的表达模式,本研究基于全基因组数据鉴定辣椒SAD家族成员,并对其理化性质、系统进化关系、保守基序、基因结构、蛋白质结构、顺式作用元件与表达情况进行分析。结果表明,在辣椒中鉴定出5个CaSADs基因,均包含FA_desaturase_2保守结构域;主要分布在4条染色体上,编码蛋白的氨基酸数量在316~396个之间,基因外显子数量为2~3个;进化树分析表明,辣椒SAD基因家族可以分为3类;顺式作用元件分析表明,CaSADs基因上游启动子广泛存在植物生长发育响应元件;转录组数据分析表明,CaSAD5在果实发育阶段中差异表达;基因表达量分析表明,CaSAD2~CaSAD5基因在果皮与种子中差异表达,并且在低温胁迫响应中发挥了作用。研究结果为CaSADs基因的功能开发与耐寒育种提供理论基础。

‘新露’核桃内果皮发育相关基因JrMYB44和JrMYB13的克隆及表达分析

木质素合成是核桃内果皮硬化的必要条件,但其调控机制尚不清楚。克隆核桃木质素合成相关基因JrMYB44和JrMYB13的CDS全长,检测这两个基因在核桃不同组织器官以及内果皮不同发育时期硬化与非硬化部位的表达水平,调查这两个蛋白的亚细胞定位。结果表明:JrMYB44和JrMYB13分别编码319和317个氨基酸,两者同源性为39.5%;系统发育树分析发现,JrMYB44与Juglans regia×Juglans major杂交核桃和山核桃同源蛋白的亲缘关系较近,而JrMYB13与Juglans regia×Juglans major杂交核桃同源蛋白的亲缘关系较近。亚细胞定位结果显示,JrMYB44和JrMYB13均在细胞核内表达。基因表达检测发现,JrMYB44基因主要在核桃内果皮的非硬化区富集表达,且在内果皮不同发育时期的表达水平与木质素含量呈负相关,推测JrMYB44基因对木质素合成起负调控作用;JrMYB13基因主要在核桃内果皮硬化区富集表达,且表达水平随木质素含量增加而上升,推测JrMYB13基因对木质素合成起正调控作用。

大麦HvGPAT5基因的克隆与表达分析

甘油-3-磷酸酰基转移酶(Glycerol-3-phosphateacyltransferase,GPAT)是一类脂质生物合成过程中的关键酶,在植物生长发育和抗逆性相关的基本细胞代谢中起重要作用。以大麦‘Morex’为材料,克隆得到HvGPAT5基因,并对其进行生物信息学以及非生物胁迫下表达水平的分析。结果表明:HvGPAT5编码区全长1203 bp,编码400个氨基酸,编码蛋白为碱性不稳定疏水蛋白,具有4个跨膜结构域,亚细胞定位预测位于细胞膜;保守结构域分析推测,HvGPAT5蛋白具有酰基转移酶结构域,是典型的GPAT家族基因;系统进化结果表明,HvGPAT5与小麦同源蛋白的亲缘关系最近,与拟南芥ATS1归于同一亚家族;蛋白互作分析显示,HvGPAT5作为核心基因与大麦GPAT蛋白家族其他成员存在密切的相互作用关系。时空表达分析表明,该基因在叶中表达量相对较高,但在其他各组织中均呈现较低表达量。同时该基因在逆境胁迫下(干旱、盐、低温)根和叶中相对表达量均显著上调,说明HvGPAT5基因积极参与大麦的非生物胁迫响应并可能发挥正调控作用。研究为后续深入探索HvGPAT5基因的生物学功能研究奠定基础,也为大麦的抗逆性研究提供候选基因。

滇水金凤F3′H基因的克隆及表达分析

以滇水金凤(Impatiens uliginosa)为试材,采用RT-PCR技术,成功克隆出3个F3′H基因,并分别命名为IuF3′H1、IuF3′H2和IuF3′H3,利用DNAMAN和MEGA软件对F3′H基因所编码的蛋白序列进行同源性分析和系统进化分析,并利用qRT-PCR分析IuF3′H基因的表达模式,研究了滇水金凤F3′H基因对花色的调控机理,以期为后续的基因功能验证及对植物的花色育种提供参考依据。结果表明:IuF3′H1、IuF3′H2和IuF3′H3的cDNA全长分别为1560、1545 bp和1521 bp,编码519、514、506个氨基酸;IuF3′H1、IuF3′H2和IuF3′H3基因均不具有内含子,其蛋白均属于CYP450家族。系统进化分析表明,IuF3′H1、IuF3′H2和IuF3′H3基因均与喜马拉雅凤仙花聚为一支,亲缘关系最近,但处于2个不同分支。qRT-PCR分析表明,3个拷贝在滇水金凤2种不同花色(白色、红色)和花苞期、始花期、盛花期、谢花期中均有表达,其中IuF3′H1基因的表达在红色花的谢花期达到最强;IuF3′H2基因2个花色的表达量随着花不断发育总体呈现升高趋势;IuF3′H3基因在红色花的盛花期表达显著高于其他时期。因此,推测IuF3′H基因均在滇水金凤花色苷合成中发挥着重要的作用且在花发育的中后期作用更为显著。

红阳猕猴桃SnRK1的克隆及其在果实中的表达分析

红阳猕猴桃属于我国自主培育的优良品种,具有独特的红色性状和高糖低酸特性,因其香气浓郁,味道独特而备受欢迎。其果实的生长发育受到多种因素的影响,其中植物的蔗糖非发酵-1-相关蛋白激酶1(SnRK1)在调控碳水化合物代谢以及应对生物和非生物胁迫方面起重要的开关作用。因此,本研究以红阳猕猴桃为材料,克隆得到红阳猕猴桃SnRK1家族2个基因的全长cDNA,分别命名为AcSnRK1.1和AcSnRK1.2,利用生物信息学方法分析AcSnRK1.1和AcSnRK1.2的理化性质、基因结构、保守基序、蛋白保守结构域及顺式作用元件等,并采用实时荧光定量检测AcSnRK1.1和AcSnRK1.2基因在不同组织和果实不同处理下的表达特性。结果表明:AcSnRK1.1和AcSnRK1.2基因分别含有1548、1545bp的开放阅读框,编码515、514个氨基酸。生物信息学分析发现AcSnRK1.1和AcSnRK1.2的氨基酸序列与其他植物SnRK1蛋白具有较高同源性;氨基酸序列显示,AcSnRK1.1和AcSnRK1.2包含了SnRK1家族特有的结构STKc_AMPK_alpha、AMPK_C、UBA_SnRK1_plant;进化树分析表明AcSnRK1.1和AcSnRK1.2基因属于SnRK1家族;组织特异性分析显示,AcSnRK1.1和AcSnRK1.2在红阳猕猴桃各个组织中均有表达,在果实中表达丰度最高;在果实发育过程中,AcSnRK1.1和AcSnRK1.2的表达量均呈先下降后上升的趋势;qRT-PCR分析表明AcSnRK1.1和AcSnRK1.2的表达受ABA、GA3、ET、CPPU的调控。随着贮藏时间的增加,AcSnRK1.1和AcSnRK1.2的表达量呈先下降后上升的趋势,推测AcSnRK1基因可能调控蔗糖合酶的表达。本研究结果表明AcSnRK1.1和AcSnRK1.2基因在红阳猕猴桃果实发育和贮藏过程中发挥重要作用,为进一步阐述AcSnRK1.1和AcSnRK1.2基因的功能奠定基础。

蓖麻bZIP基因家族的全基因组鉴定、生物信息学及表达分析

为了解蓖麻bZIP基因家族成员的组成和家族进化关系及特征,本研究利用生物信息学鉴定家族成员,进行基因结构、蛋白质保守基序分析及系统发育分析,同时分析其蛋白的理化性质、磷酸化位点和互作关系,以及该基因在组织中的表达模式和表达量。结果表明,共鉴定出46个蓖麻bZIP基因家族成员,位于10个染色体上;基因结构与蛋白质保守基序较为复杂,可分为11个亚族,包含25个基序;与拟南芥进化相似,较为保守;bZIP蛋白为亲水性蛋白,位于细胞核、细胞膜和叶绿体,主要通过丝氨酸的磷酸化来发挥生物学作用,蛋白RcbZIP18、RcbZIP27、RcbZIP2、RcbZIP17和RcbZIP46之间的联系较多,通过蛋白间的相互作用参与蓖麻各个生长时期;该基因家族均参与叶、茎、根和胚等生长时期的发育调控,其中RcbZIP10、RcbZIP25和RcbZIP44在叶片和种子中表现出明显的组织差异性。上述结果为蓖麻bZIP基因家族成员的功能研究提供参考。

普通烟草PYL基因家族成员鉴定及干旱胁迫下基因表达分析

PYR/PYL/RCAR(PYL)蛋白作为脱落酸(ABA)的直接受体,在ABA信号转导途径中发挥着关键调控作用。为探究PYL基因在烟草中的系统发育和表达模式,本研究利用生物信息学手段在普通烟草品种K326全基因组范围内进行了鉴定分析,并利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测了各基因在遭受干旱胁迫0、1、3、6、12、24、36和48 h的基因表达量。结果共鉴定到26个烟草PYL基因,依据系统发育和结构特点可划分为3个亚家族(Ⅰ~Ⅲ),成员数目分别为9、11和6。蛋白理化性质分析结果表明,所有烟草PYL蛋白都呈亲水性,氨基酸长度在173~586 aa之间,相对分子量在16 763.26~65 709.39 Da之间,等电点(pI)在4.73~9.05之间。顺式作用元件分析结果发现,烟草PYL基因启动子区含有MYB、NAC、WARKY、TCP、ZF-HD等逆境胁迫响应相关元件。基因表达结果显示,烟草PYL基因在遭受干旱胁迫后,除NtPYL8、NtPYL9、NtPYL17和NtPYL21基因外、其余基因表达量整体表现为上调趋势,但各亚家族成员间基因表达具有明显差异。其中亚家族Ⅱ中NtPYL1、NtPYL2、NtPYL4基因和亚家族Ⅲ中NtPYL25基因在遭受干旱胁迫6~12 h后基因表达量达到最高,且相对表达量较0 h上升显著,可作为烟草应答干旱胁迫的重要候选基因。本研究为进一步开展烟草候选抗旱PYL基因功能研究及育种利用奠定了基础。

油茶KAS基因家族的鉴定及表达分析

酮脂酰ACP合成酶(beta-ketoacyl-acyl carrier protein synthase,KAS)是植物脂肪酸生物合成过程中的关键酶系。为探究KAS在油茶种子成熟和油脂积累中的作用,本研究通过生物信息学方法对CoKAS基因家族成员进行鉴定,分析其理化性质、染色体定位、亚细胞定位、二级结构、进化关系、保守基序、启动子顺式作用元件,并采用RT-qPCR技术分析油茶果实油脂快速积累期的表达模式。结果表明:鉴定出的14个CoKAS家族成员分布在7条染色体上,相对分子质量在1.13~5.15 kDa之间,且大部分为酸性稳定蛋白。除CoKAS II-2定位于线粒体和叶绿体外,其余均定位于叶绿体。系统发育分析显示CoKAS基因被分为3个亚类,同一亚族成员的基因结构和保守基序具有相似性。CoKAS基因家族成员的启动子区域富含与生长发育、光响应、激素诱导和胁迫应答相关的顺式作用元件。通过表达分析发现,大部分CoKAS基因在油茶种子油脂快速积累期的表达量较高。此外,在油茶果实成熟过程中,CoKAS与CoMYB基因家族间存在有较强相关性的成员。本研究结果为深入解析CoKAS基因在油茶油脂生物合成中的调控机制提供理论基础。

玉米CDC48基因家族鉴定及表达分析

为了揭示玉米CDC48基因功能和机制,采用生物信息学方法在玉米基因组水平鉴定CDC48基因家族成员,并运用实时荧光定量聚合酶链式反应方法分析家族基因逆境和组织表达模式。结果表明:在全基因组水平筛选鉴定出14个ZmCDC48基因;染色体定位分析显示ZmCDC48基因家族成员不均匀地分布在9条染色体上;系统进化分析将14个ZmCDC 48基因分为3组进化分支,各组内基因结构和蛋白序列保守,但各组间差异较大,可能存在功能差异;种内和种间共线性分析结果显示ZmCDC 48基因共有7个重复事件,与水稻Oryza sativa的OsCDC 48有12个同源基因对,与拟南芥Arabidopsis thaliana的AtCDC 48无同源基因对;顺式作用元件、组织和逆境表达模式分析显示ZmCDC 48基因可能参与玉米生长发育和逆境响应过程;互作蛋白预测的结果显示ZmCDC48蛋白可能通过与核蛋白定位蛋白4(NPL4)家族、泛素融合降解(UFD1)家族、含泛素调节X(UBX)结构域蛋白、卵巢肿瘤(OTU)样蛋白等互作,参与玉米生长发育、蛋白质降解和免疫过程。

丹参LBD26基因的克隆和表达分析

为了解丹参LBD26转录因子在药效成分积累中的生物学作用,克隆了SmLBD26基因的编码序列,利用生物信息学方法进行序列特征、同源进化及启动子元件分析,通过荧光定量PCR技术检测其组织表达特性及激素和胁迫处理下的表达量。序列特征结果表明,SmLBD26的CDS序列全长为702 bp,编码233个氨基酸。SmLBD26蛋白为不稳定、亲水的核蛋白;其二级结构以无规则卷曲为主,其次是α螺旋、延伸链和β转角。同源与进化分析发现,与LBD蛋白同源性较高,具有LOB结构域,是Ⅱ类LBD转录因子。启动子元件分析结果表明,SmLBD26启动子中含有激素及非生物胁迫应答相关的元件。表达量分析结果显示,SmLBD26基因在根、茎、叶和花中均有表达,且在根中表达量高;经脱落酸、生长素、茉莉酸、4℃和镉处理丹参小苗后SmLBD26的表达均下调,表明SmLBD26基因参与了丹参对激素及不同胁迫的应答。

西瓜蔗糖转运蛋白SUT家族的鉴定及其在果实发育和逆境响应中的表达分析

蔗糖转运蛋白(SUTs)作为蔗糖主动转运的主要载体,在分配同化物从源到库组织的转运中起着关键作用。尽管SUTs的特性及其生物学功能已在高等植物中得到了深入研究,但该基因家族尚未在西瓜中进行鉴定。本研究在西瓜基因组中共鉴定了4个ClSUT基因,并对其基因和蛋白结构、保守基序、亚细胞定位、染色体分布、进化关系、启动子元件等进行了全面分析。基因结构分析表明,亚族Ⅰ的ClSUT3和ClSUT4基因均只含有一个内含子。所有ClSUT均被预测定位在质膜中,它们均含有一个保守的MFS-2结构域,并且含有与之对应的5个保守基序。系统发育分析发现拟南芥、水稻和西瓜中的SUT分为5个亚族,西瓜ClSUT与拟南芥SUT的亲缘关系更近,被聚类在亚族Ⅰ、亚族Ⅱ和亚族Ⅴ。还在西瓜ClSUT基因的启动子中鉴定到一些与激素和逆境响应相关的作用元件。此外,转录组数据表明,西瓜ClSUT基因的表达对渗透和盐胁迫呈现多样性,很可能参与西瓜对这些逆境的响应。

花生赤霉素3-β-双加氧酶(AhGA3ox)基因家族的全基因组鉴定及表达分析

赤霉素3-β-双加氧酶(gibberellin 3-beta-dioxygenase,GA3ox)是参与赤霉素生物合成的关键酶之一,可通过影响赤霉素的形成调控植物的生长发育,目前在花生中尚无系统研究。本研究利用生物信息学方法在花生栽培种基因组数据库中筛选花生GA3ox家族基因,对鉴定出的7个AhGA3ox在栽培种花生基因组中的分布、结构及进化特征、理化性质、启动子顺式作用元件进行分析,并利用qRT-PCR技术对其进行花生组织结构表达模式分析,同时对AhGA3ox家族基因在不同荚果大小的2个花生品系中的表达量进行分析。结果表明,7个AhGA3ox基因分布在7条染色体上,均由1个内含子和2个外显子组成。花生AhGA3ox蛋白中均包含1个DIOX_N结构域和1个2OG-FeII_Oxy结构域,系统进化分析表明与大豆的亲缘关系较近,在根、茎、叶、花、果针5个组织中呈现出不同表达模式,不仅在花生果壳不同发育时期的表达量不同,在2个荚果大小不同的花生品系果壳相同发育时期的表达量也不相同,但多数发育时期在大果品系中的表达量均显著高于小果品系,推测该家族基因的表达可能对荚果的形成具有促进作用。

小麦倒春寒响应基因TaJAZ6的克隆、表达模式及亚细胞定位分析

JAZ蛋白在植物生长发育和胁迫信号通路中具有关键作用。为探究JAZ蛋白在小麦倒春寒中的调控机制,从小麦幼穗中克隆了TaJAZ6基因,并对其分子特征、表达特性与亚细胞定位进行分析。结果表明,该基因CDS序列全长为549 bp,编码178个氨基酸,预测编码蛋白质的分子质量为18.376 ku,理论等电点为9.37,不稳定系数为62.44,属于不稳定蛋白。该基因编码蛋白质具有1个TIFY结构域和1个CCT_2结构域。系统进化树分析发现,该蛋白质与野生二粒小麦和乌拉尔图小麦TIFY 11b蛋白亲缘关系最近。TaJAZ6基因启动子区除含有CAAT-box、TATA-box等基础作用元件外,还含有激素类响应元件、光响应元件、低温响应元件、防御和应激反应元件等。实时荧光定量PCR分析发现,TaJAZ6基因在根、茎、叶和幼穗中均有表达,根系中表达量最高。TaJAZ6基因还受低温和茉莉酸甲酯(MeJA)的诱导表达,低温胁迫下,TaJAZ6在矮抗58(耐倒春寒)和郑麦366(倒春寒敏感)根、茎和叶中表达趋势相同,均显著升高;喷施300,350μmol/L的MeJA之后再低温处理TaJAZ6在2个小麦品种中表达量均显著下降。TaJAZ6在低温胁迫后的幼穗中表达量出现相反的趋势,在矮抗58幼穗中表达量显著下降,在郑麦366幼穗中则显著上升,推测该基因可能负调控了小麦倒春寒胁迫防御反应。通过喷施MeJA显著降低了低温胁迫下2个小麦品种幼穗中TaJAZ6基因的相对表达量,同时提高了小麦的结实粒数。亚细胞定位试验显示,TaJAZ6蛋白定位于细胞核中。以上研究结果表明,TaJAZ6可能在小麦响应倒春寒胁迫过程中发挥重要作用。

油桐ARF基因家族的鉴定及表达分析

植物生长发育由多种激素共同调控,其中生长素是重要的调控激素之一。生长素响应因子(Auxin response factor, ARF)是生长素信号传导过程中的关键因子,它能够特异性地与生长素应答元件结合,进而影响植物体内生长素响应基因的表达。本研究通过生物信息学方法鉴定到17个油桐ARF基因家族成员,分布在9条染色体上,并且各基因间无片段重复现象。理化性质分析结果表明,ARF蛋白长度为587~1 119 aa,均为酸性蛋白质,不稳定系数>40,为不稳定蛋白质,亲水性指数<0,为亲水性蛋白质。根据系统进化分析结果将油桐ARF蛋白家族分为4个亚族,与拟南芥的亚族划分一致。每个成员都具有典型的B3型结构域和Auxin_resp中间结构域。分析ARF基因表达特征发现,ARF基因的表达在油桐不同组织中具有明显的组织特异性。本研究结果为揭示油桐生长发育调控机制提供了理论依据。