低温胁迫下小兰屿蝴蝶兰叶片转录组分析

本文以小兰屿蝴蝶兰为试验材料,设置了低温胁迫组(4℃)和对照组(24℃)进行转录组测序,通过采用GO数据库、KEGG数据库比对,分析了差异基因的功能以及调控通路。结果显示:低温胁迫下共获得2865个差异基因,其中有471个为上调基因,有2394个为下调基因。GO富集分析可以将差异基因分为生物过程、细胞组分、分子功能三大类;KEGG通路分析结果得知,差异基因注释到125个不同代谢通路中,其中较多的差异基因富集于代谢过程、次级代谢物的生物合成、核糖体的代谢通路中。

小兰屿蝴蝶兰R2R3-MYB转录因子分析

[目的]本研究为了探讨在植物发育和抗逆过程扮演着重要角色的MYB转录因子的潜在功能。[方法]利用拟南芥MYB转录因子家族蛋白序列(At MYBs)和已报道的蝴蝶兰R2R3-MYB转录因子家族蛋白序列(Pe MYBs),采用本地化软件BLASTP对小兰屿蝴蝶兰全基因组数据库进行搜索,并利用Pfam数据库验证MYB结构域,获得小兰屿蝴蝶兰MYB转录因子家族编码序列(Pe MYBs)125条,包含1R-MYB结构域的Pe MYBs蛋白序列27条,R2R3-MYB结构域96条,R1R2R3-MYB结构域2条。重点对96条R2R3-MYB结构Pe MYBs蛋白序列特点进行生物信息学分析。[结果]依据拟南芥的分类标准将小兰屿蝴蝶兰R2R3-MYB类转录因子划分为20个亚群,预测获得同源性较高的直系和旁系同源基因;各基因在四种器官(花、叶、根、茎)中的表达情况各异,39个Pe MYBs基因在4种器官中均表达,48个基因在不同器官中有特异性不表达现象,一些基因呈现器官特异性表达特点,推测其可能参与相应组织特定发育时期的调控。[结论]预测获得125条Pe MYBs蛋白序列,并对部分Pe MYB转录因子可能的调控功能进行了预测,将为细致研究蝴蝶兰MYB转录因子调控植物生长发育和逆境胁迫响应的分子机理提供一定的数据基础。

小兰屿蝴蝶兰(Phalaenopsis equestris)NAC转录因子家族的全基因组序列鉴定及其进化分析

兰科植物具有多样的生物学特性和重要的商品特性。其中,小兰屿蝴蝶兰是第一个全基因测序的兰科植物,对其中重要基因家族的发掘是进行兰科植物基因组水平研究的重要环节。文章采用BLAST方法从小兰屿蝴蝶兰全基因组序列中筛选出NAC转录因子,并对这些转录因子进行进化分析、保守结构域和基因结构的分析。经过结构域确认,总共鉴定出86个含有典型的NAM结构域的NAC转录因子;其中,PEQU_23244和PEQU_40419两个基因的C-端各预测出1个跨膜区,属于MTFs(membrane-bound transcription factors)。多序列比对分析结果显示,其中16个基因的NAM结构域并不完整。将其余70个基因与拟南芥的NAC转录因子一起构建进化树,结果表明,这些基因可以分为group A和group B两大类,分别包含3个和12个亚家族。小兰屿蝴蝶兰group A的基因间蛋白序列和基因结构差异较大,而group B中的基因间则相对保守。对NAM亚家族基因的分析表明,该亚家族基因的NAM结构域高度保守,且与拟南芥CUC1、CUC2、CUC3高度同源。

小兰屿蝴蝶兰WRKY基因家族鉴定与生物信息学分析

WRKY转录因子家族参与高等植物生理过程,并在保护植物免受非生物胁迫方面起到至关重要的作用。本研究基于小兰屿蝴蝶兰(Phalaenopsis equestris)基因组数据库对小兰屿蝴蝶兰进行WRKY基因家族成员鉴定、进化关系、保守motif分析、基因结构、功能启动子元件和基因表达分析。结果表明,共鉴定出57个WRKY家族基因,分为GroupⅠ、GroupⅡ和GroupⅢ,分别有12、37和8个成员,GroupⅡ可进一步分为Ⅱa、Ⅱb、Ⅱc、Ⅱd、Ⅱe亚组。小兰屿蝴蝶兰WRKY基因家族成员氨基酸数量长度为76~565 aa,平均长度为270 aa,等电点为4.12~10.75。保守motif分析表明,各组成员的保守基序基本一致,但有6个PeWRKY的WRKYGQK结构域发生了变异,占小兰屿蝴蝶兰WRKY家族基因的10.5%。基因结构分析表明,PeWRKY家族基因包含1~6个内含子和2~7个外显子。功能启动子元件分析表明,在PeWRKY家族基因的启动子区域发现了大量与胁迫响应或植物激素相关的顺式作用元件。基因表达分析表明,55个PeWRKY至少在一个组织中表达。本研究利用生物信息学分析手段,发现与小兰屿蝴蝶兰生长发育和胁迫响应相关的WRKY基因,为进一步研究小兰屿蝴蝶兰的抗逆性和分子育种提供有价值的信息。

两种兰科植物CaM及CML基因家族全基因组分析

[目的]探讨Ca M和CML基因家族在兰科植物不同组织和与菌根真菌建立共生关系过程中的潜在功能。[方法]依据已发表的拟南芥Ca M和CML基因家族蛋白序列,利用生物信息学方法对小兰屿蝴蝶兰和铁皮石斛全基因组进行搜索,通过多种生物软件或在线工具对Ca M和CML基因家族蛋白序列进行筛选及确定、蛋白结构分析、系统进化分析及结构域预测;利用转录组数据绘制heatmap图,对小兰屿蝴蝶兰不同组织(花、叶、茎、根)及石斛种子与美胞胶膜菌共生条件下Ca M和CML基因家族的表达情况进行分析。[结果]在小兰屿蝴蝶兰和铁皮石斛全基因组中均预测到4个Ca M蛋白和54个CML蛋白;小兰屿蝴蝶兰Ca M及CML家族基因中39个基因没有内含子,19个基因具有内含子;铁皮石斛Ca M及CML基因家族中有41个基因没有内含子,17个基因具有内含子;系统进化分析将小兰屿蝴蝶兰和铁皮石斛Ca M和CML蛋白家族各分为10个亚家族;小兰屿蝴蝶兰中9个基因在叶中的表达相对于花、茎、根为上调表达,2个基因在叶中的表达相对于花、茎、根却为下调表达; 3个基因在花中的表达相对于叶、茎、根为上调表达; 3个基因在花和叶中的表达相对于茎和根为上调表达;铁皮石斛中4个基因在与美胞胶膜菌共生萌发文库中的表达相对于非共生文库为上调表达; 4个基因在共生萌发文库中的表达相对于非共生文库为下调表达。[结论]Ca M及CML家族基因在兰科植物不同组织具有重要作用,且参与铁皮石斛种子与美孢胶膜菌共生萌发的生物学调控过程。

OrchidBase 3.0:一个兰花基因功能和基因组进化研究的数据库

兰科为被子植物的最大科,兰科植物是经济价值非常高的世界性观赏植物,其基因组学和转录组学数据可为进一步推动兰花育种和研究提供帮助.本研究团队在建立的OrchidBase1.0、2.0数据库的基础上,利用小兰屿蝴蝶兰的全基因组数据建立了基于网页版的OrchidBase3.0数据库.OrchidBase3.0数据库包含了小兰屿蝴蝶兰基因组拼接支架序列的信息以及基因注释、基因定位、基因结构、KEGG途径和BLAST搜索等内容;此外,该数据库也提供了小兰屿蝴蝶兰的基因序列和每千碱基读数每百万映射读数(RPKM).OrchidBase3.0数据库的在线资源可以通过网页浏览、文本和BLAST搜索获取,搜索结果会显示在网站上并可供下载,用户可通过该数据库下载小兰屿蝴蝶兰的基因组拼接支架序列及预测的基因和蛋白质序列.http://orchidbase.itps.ncku.edu.tw为OrchidBase3.0数据库的免费网站链接.

中国科学家领衔完成世界首个兰花全基因组测序

记者从国家兰科植物种质资源保护中心获悉,由中国科学家领衔的研究团队完成了小兰屿蝴蝶兰基因组测序和分析,研究成果在《自然遗传学》作为本期封面文章发表。这是世界上第一个完成测序和分析的兰科植物基因组图谱。

国外期刊亮点

兰科植物全基因组序列公布兰科植物千百年来激发了人们的丰富想象,世界首个兰科植物全基因组序列及分析＂兰花基因组计划＂取得重大研究成果。研究成果发表于Nature Genetics第1期上。该研究由清华大学深圳研究生院黄来强和国家兰科植物种质资源保护中心暨深圳市兰科植物保护研究中心刘仲健共同发起和领衔。研究人员介绍了兰科植物（兰花）在科学和文化历史上的特殊重要地位;兰花多姿多彩创新性的花朵、传粉、生活和生理特性,