金钗石斛AP2/ERF基因家族的鉴定和表达分析

对金钗石斛AP2/ERF转录因子基因家族在全基因组上进行鉴定及生物信息学分析,为进一步阐明金钗石斛AP2/ERF转录因子的功能研究奠定理论基础。利用BLASTP比对金钗石斛蛋白,并通过在线网站NCBI CDD、InterPro和SMART进一步鉴定,共获得97个金钗石斛AP2/ERF基因,然后通过ProtParam分析金钗石斛AP2/ERF家族蛋白的理化性质、亲疏水性,使用MEGA11.0软件构建进化树,利用Map Gene Chrome、GSDS、MEME、PlantCARE在线工具分析AP2/ERF转录因子的基因定位、基因结构和保守基序,并预测基因上游的顺式作用元件,利用TBTools分析并可视化AP2/ERF基因在各部位的表达情况。结果表明,金钗石斛AP2/ERF转录因子家族的成员,大部分定位在细胞核中,相对分子质量介于2726.88~71682.81 u之间,氨基酸数量介于94~659个之间,等电点介于4.45~10.44之间。进化树分析显示,AP2/ERF家族成员分为AP2、RAV、ERF及DREB 4个亚家族。97条基因不均匀地分布在19条染色体上,各个亚族都有独特基序,AP2/ERF基因启动子上游区域光响应作用元件种类最多,数量也最多。大多数DnAP2s基因在根中的表达量最大,不同的居群DnAP2s基因表达有较大不同。鉴定得到97个金钗石斛AP2/ERF蛋白,DnAP2s基因在根茎叶花中表达具有差异性,地理分布导致不同居群的遗传多样性水平不同。

割手密SnRK2基因家族全基因组鉴定及干旱胁迫表达分析

【目的】探究割手密SnRK2基因家族成员在干旱胁迫中的调控机制,为抗旱性甘蔗品种的选育提供侯选基因。【方法】以全基因组数据为基础从割手密中鉴定SnRK2基因,并对其进行生物信息学分析和干旱胁迫下的表达分析。【结果】在割手密基因组中共鉴定出11个SnRK2基因家族成员,命名为SsSnRK2.1-SsSnRK2.11,且这些基因不均匀地分布于8条染色体上。SnRK2蛋白的氨基酸残基数为227~580,分子质量为25683.53~64695.8 kD,等电点为4.62~8.94,且均为亲水性蛋白。系统发育树可将其分为3个亚组,且同亚组中的保守基序基本相似,外显子数量以7~9个为主。SsSnRK2基因家族成员的启动子中含有多种激素类和逆境胁迫响应类的作用元件。割手密SsSnRK2基因家族成员的表达具有组织特异性。所有的SsSnRK2基因均能不同程度地响应干旱胁迫。【结论】割手密SnRK2基因家族在响应干旱胁迫过程中发挥重要作用,可为割手密的抗逆性研究提供一定的理论依据。

大豆C_(2)H_(2)型锌指蛋白转录因子家族全基因组鉴定及表达分析

为进一步寻找与大豆产量相关的潜在候选基因,利用生物信息学与转录组学技术,通过拟南芥(Arabidopsis thaliana L.)C_(2)H_(2)型锌指蛋白(C_(2)H_(2)zinc finger protein)序列BLAST映射,将从大豆(Glycine max)的基因组数据库中筛选出的44个C_(2)H_(2)锌指蛋白家族成员分成11个亚家族,并对其进行系统进化、保守结构域、顺式作用元件、测序数据和转录组数据等相关分析。结果表明:C_(2)H_(2)锌指蛋白家族成员分布于17条大豆染色体中,且每个亚家族的基因结构域较为相近,呈高度保守性。成员启动子部分含有抗逆境胁迫以及激素相关的调控元件。RNA-seq结果显示,有8个基因在不同植物组织内表达差异显著。荧光定量PCR分析表明,3个基因的分析结果为SUPERMAN的转录调节因子,GmC1-1iZFP42为Ln位点的相应基因,参与大豆叶形和籽粒的调控,GmC1-1iZFP12、GmC1-1iZFP30为SUPERMAN基因的转录调节因子,GmC1-1iZFP21可能参与大豆籽粒形成和发育的过程,为调控相关过程的候选基因。本研究为进一步寻找和挖掘大豆高产基因提供方向,也为C_(2)H_(2)型锌指蛋白和生物信息学在植物中的利用提供参考和启示。

汉族人群LRRK2基因突变携带者与非携带者患家族性帕金森病的风险预测

目的 探索汉族人群LRRK2基因突变携带者与非携带者患家族性帕金森病(PD)风险差异。方法 收集58例家族性PD患者为试验组,58例非PD患者为对照组,磁共振成像(MRI)确认分组结果;抽取外周血,提取基因组DNA作为模板进行聚合酶链反应(PCR)扩增,并以产物进行Sanger测序,分析结果。结果 p.G2385R基因突变型在汉族人群中所占的比例最高,且试验组LRRK2基因p.G2385R位点突变型频率分布显著高于对照组(P<0.05),试验组p.G2385R突变型频率高出对照组2.21倍,而其他3组无显著性差异(P>0.05)。结论 4类突变位点中,p.R1441C、p.G2019S和p.K616R 3突变位点对家族性PD风险预测是无意义突变;而p.G2385R突变型与家族性PD具有相关性,且该位点具备预测家族性PD患病的潜在价值。

三浅裂野牵牛SnRK2基因家族的鉴定和表达分析

蔗糖非酵解型蛋白激酶SnRK可分为SnRK1、SnRK2和SnRK3共3个亚族,其中,SnRK2是一类仅存在于植物中的蛋白激酶,已在多种植物中得到了鉴定,其在植物生长发育、胁迫响应和信号转导中发挥了重要作用。为探究三浅裂野牵牛中SnRK2基因家族的成员并推测其功能,利用拟南芥SnRK2蛋白序列,通过生物信息学方法筛选并鉴定ItfSnRK2基因家族成员,对各成员的特征进行分析,采用转录组数据分析ItfSnRK2各成员在不同组织和非生物胁迫下的表达谱。结果发现,三浅裂野牵牛中共有7个ItfSnRK2基因,分别位于6条不同的染色体上,依据染色体排列顺序依次命名为ItfSnRK2.1~ItfSnRK2.7,它们均含有保守的激酶结构域和调节结构域。进化树分析结果显示,ItfSnRK2分为3个亚家族。基因结构分析显示,同一亚家族的成员具有相似的基因结构和保守基序组成。表达谱分析则揭示了ItfSnRK2基因具有组织表达的特异性,ItfSnRK2.2、ItfSnRK2.3、ItfSnRK2.4和ItfSnRK2.5的表达受非生物胁迫诱导,可能与抗性调节有关,以上结果为进一步了解SnRK2基因在甘薯逆境胁迫响应和信号转导中的具体功能提供了重要线索,也为甘薯的抗逆性改良提供了潜在的基因资源。

大叶桉根、茎、叶转录组比较和AP 2/ERF基因家族分析

2021年对广西六峰山林场的大叶桉(Eucalyptus robusta)进行采样,采用Hiseq 2000对大叶桉根、茎、叶组织分别进行转录组测序。结果获得40786个Unigene;通过数据库比对,共注释了31662个Unigene。GO注释结果最多的条目为膜组成部分;KEGG注释结果表明,5654条序列参与129条代谢通路,参与基因最多的通路为核糖体。对比分析大叶桉根部和茎,以及根部和叶之间的转录差异,发现多条富集的通路,包括α-亚麻酸代谢和萜类骨架生物合成等。鉴定出AP 2/ERF家族基因84个,其中AP 2家族含有9个基因,RAV家族含有2个基因,ERF家族包含73个基因,各基因家族在根茎叶中的表达模式有所差异。

四倍体硬粒小麦及其他小麦族AP2/ERF基因家族比较分析及表达鉴定

为探究硬粒小麦及其他小麦族中AP2/ERF家族基因响应非生物胁迫的机理,本研究采用生物信息学的方法在全基因组范围内对硬粒小麦、野生二粒小麦及粗山羊草的已有公开数据进行分析,分别鉴定了215、232、139个AP2/ERF基因家族成员,AP2/ERF家族基因在不同物种中的基因组位置、基因结构、启动子顺式作用元件相似及差异部分。利用硬粒小麦在不同发育时期及非生物胁迫下的转录组数据,对这些AP2/ERF基因进行表达模式分析,发现有6个AP2/ERF基因在硬粒小麦胚乳发育过程中起着一定程度的调节作用;有23个AP2/ERF基因在硬粒小麦花后热胁迫反应中上调表达,其中13个基因可以同时响应硬粒小麦花前缺水及花后热胁迫反应。

辣椒E2基因家族的鉴定及分析

【目的】泛素结合酶E2(UBC)作为泛素蛋白酶体途径中将泛素转移至靶蛋白的重要中转酶,与植物的生长发育和许多胁迫有关。从辣椒全基因组中鉴定E2基因家族成员,分析相关基因表达模式,为后续研究提供理论基础。【方法】基于辣椒全基因组信息,利用生物信息学方法对E2基因家族进行鉴定,系统分析该家族成员的基本理化性质、亚细胞定位、染色体定位、基因结构、系统进化关系、顺式作用元件、蛋白质互作网络、非生物胁迫响应与组织器官表达模式。【结果】辣椒E2家族有48个成员,在11条染色体上呈不均匀地分布,其编码蛋白主要定位于细胞外和细胞核中;通过对辣椒、番茄和拟南芥的比较进化分析将其分为GroupⅠ-GroupⅧ亚族,同一亚族具有相似的蛋白保守基序和基因结构;发现共有26个蛋白之间存在互作;顺式作用元件分析表明,CaUBC基因启动子区含有大量光响应、激素响应元件,上游2000 bp区域中存在多种与生长发育和抗逆性相关的顺式作用元件;CaUBC参与胁迫响应,在不同非生物胁迫和激素处理下,将其分为3类,其中高温环境下第3类基因为高表达;在组织器官中表现出不同的表达,其中CaUBC38在果实中的表达量变化较为明显,进行RT-qPCR分析发现,50 d相对表达量最高,10 d表达量最低。【结论】获得48个辣椒E2(CaUBC)基因,揭示了E2家族不同成员在辣椒生长发育和非生物胁迫过程中的表达特征。

利用CRISPR/Cas9构建敲除小鼠模型研究PPP2R3A基因对心脏功能的影响

目的 应用CRISPR/Cas9技术构建蛋白磷酸2调节亚基B″家族α亚型(PPP2R3A)基因敲除小鼠,从分子水平及组织水平上研究PPP2R3A缺失对心脏的影响。方法 将Cas9 mRNA和两个靶向PPP2R3A第3外显子翻译起始密码子附近区域的单导向RNA微注射到C57BL/6小鼠受精卵中。小鼠出生后取其基因组DNA进行聚合酶链反应(PCR)和测序以鉴定基因型,鉴定后,基因PPP2R3A缺失型小鼠为KO组,野生型C57BL/6小鼠为WT组(雄性3只,雌性2只)。小鼠心脏组织经甲醛固定并制成切片后分别进行苏木素-伊红(HE)染色和免疫组织化学染色。提取小鼠心脏组织总RNA和蛋白,应用荧光定量PCR和Western印迹验证基因敲除小鼠的有效性和检测互作蛋白表达。结果 获得F1代PPP2R3A杂合小鼠,PCR和测序结果表明突变小鼠的基因型存在113 bp的缺失突变。与WT组相比,KO组心脏组织中PPP2R3A mRNA和蛋白表达量明显下降(均P<0.05),参与心脏发育的G蛋白信号转导调控因子(RGS)19表达量明显升高(P<0.05)。PPP2R3A蛋白表达受损引起了心脏组织病理学变化。结论 PPP2R3A在体内可能通过与RGS19蛋白互作来参与心脏的发育并对心脏功能产生影响。

甜橙AP2亚家族转录因子的鉴定与分析

【目的】AP2亚家族转录因子具有调控植物种子、叶、花、根、茎等器官发育和响应非生物及生物胁迫的功能。对甜橙AP2亚家族进行基因鉴定、生物信息学分析和表达分析,为深入研究甜橙AP2亚家族基因的生物学功能提供理论基础。【方法】利用生物信息学分析方法,对甜橙AP2亚家族基因进行筛选与鉴定,通过qRT-PCR分析基因在不同组织部位以及不同非生物胁迫下的表达模式。【结果】鉴定出14个甜橙AP2亚家族基因,不均等分布在6条染色体上,其编码蛋白均为不稳定的亲水性蛋白。甜橙AP2亚家族基因在根、茎、叶中的表达存在差异,且多数基因可以被干旱和高盐胁迫诱导表达。【结论】鉴定出14个甜橙AP2亚家族基因,它们可能在甜橙响应非生物胁迫过程中起重要作用。

KCNQ2基因相关癫痫谱系疾病临床特征与遗传学分析

目的 分析KCNQ2基因突变所致癫痫患儿基因变异位置及类型与不同严重程度临床表型的关系,为相关患儿的精准治疗、用药疗程及预后评估提供帮助。方法 收集2021年10月至2024年3月在山西省儿童医院门诊及住院收治的已明确为KCNQ2基因突变患儿的临床资料及基因信息,回顾性分析其基因型及临床特征。结果 14例KCNQ2基因突变所致癫痫患儿中,包括12例单核苷酸变异和2例拷贝数变异;7例为新生变异,7例为遗传性变异;12例单核苷酸变异患儿中,5例为新报道的变异;14例患儿中,首次发作年龄为1 d至6月,最常见的发作形式是局灶性发作,8例患儿存在脑电图异常,5例患儿头颅磁共振结果存在异常;12例患儿使用钠通道阻滞剂癫痫发作得到有效控制。结论 本研究发现5例单核苷酸新变异,扩大了KCNQ2基因相关癫痫的基因谱。钠通道阻滞剂可有效控制KCNQ2基因变异所致癫痫发作,通过分析KCNQ2基因变异与临床表型的关系,可为患儿早期治疗选择及预后评估提供帮助。

油棕C2H2基因家族鉴定及低温胁迫下的表达分析

C2H2型锌指蛋白是最常见的锌指蛋白之一,广泛存在于真核生物中,在植物的生长发育、盐、低温、干旱胁迫等非生物胁迫响应中扮演重要作用。本研究以拟南芥C2H2氨基酸序列作为探针,在油棕基因组数据库中进行本地BLASTP比对和保守结构域预测分析,筛选出油棕C2H2型锌指蛋白家族成员,利用生物信息学手段对基因家族成员的理化性质、进化关系、染色体位置、基因结构、保守基序和启动子顺式元件进行分析,并利用转录组数据和荧光定量PCR方法分析EgC2H2基因家族成员在低温胁迫下的表达情况。结果显示:从油棕基因组中共鉴定出73个C2H2型锌指蛋白家族成员,EgC2H2家族成员氨基酸的数目为128~556个,分子量为14176.73~58983.30 Da,等电点为4.99~9.62,不稳定系数为38.84~86.01,亲水性为–1.154~-0.226,亚细胞定位显示C2H2基因家族所有成员均定位于细胞核;系统进化树分析显示EgC2H2家族成员可以分为4个亚家族,EgC2H2家族成员多数归类于第Ⅰ亚家族和第Ⅱ亚家族,且同一亚家族成员的结构域具有较高的一致性;染色体定位结果显示,EgC2H2家族成员不均匀地分布于油棕的16条染色体上;启动子顺式元件分析显示,EgC2H2家族包含许多光响应元件、植物激素响应元件和逆境胁迫响应元件;转录组数据分析显示,大部分EgC2H2基因响应低温胁迫,且大多数EgC2H2基因在耐寒材料中高表达,在冷敏感材料中低表达;荧光定量PCR分析显示,EgC2H2-23、EgC2H2-11、EgC2H2-19、EgC2H2-17和EgC2H2-21显著上调表达,且在耐寒材料中的表达量显著高于冷敏感材料,推测这些基因可能在油棕低温响应中发挥关键作用,可以作为候选基因进一步深入研究。本研究为深入研究油棕C2H2基因家族功能提供理论参考。

喜旱莲子草AP2/ERF基因家族的鉴定及其在除草剂胁迫下的表达模式

【背景】喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)是一种极难防除的恶性入侵杂草,给我国生态环境造成了严重危害。AP2/ERF(APETALA2/ethylene responsive factor)家族是植物中最大的转录因子家族之一,不仅参与植物体内多种信号网络的调控,还在植物响应除草剂胁迫中发挥重要作用。【目的】系统分析喜旱莲子草ApAP2/ERF家族成员的基本特征,揭示其在除草剂胁迫下的表达模式,明确ApAP2/ERF潜在的生物功能,挖掘抗除草剂的潜在靶标基因,为精准、合理地选择除草剂提供依据。【方法】利用本地BLASTp从喜旱莲子草基因组数据库中对AP2/ERF家族成员进行鉴定,运用MEME、ExPASyServer10、Plant-mPLoc、SWISS-MODEL、NCBI SRA数据库和psRNA Target在线网站获取保守基序(Motif)、蛋白理化性质、亚细胞定位、三级结构、转录组、靶向miRNA信息。通过GFF3基因组注释文件获取基因结构信息。利用MEGA 11、TBtools和R语言绘制系统发育树、表达模式热图和miRNA靶向关系图等。采用RT-qPCR法分析ApAP2/ERF家族成员在5种除草剂和不同时间点(0—7 d)处理下的表达模式。【结果】从喜旱莲子草中共鉴定出96个ApERF、9个ApAP2和4个ApRAV,并根据其在基因组中的位置分别命名为ApERF1—ApERF96、ApAP2-1—ApAP2-9和ApRAV1—ApRAV4。鉴定到的ApAP2/ERF均为亲水蛋白,位于细胞核和细胞质中;ApAP2/ERF表达模式受地理条件、水分条件和低钾胁迫的调控。41%草甘膦处理中,ApERF7/74/94在3—7 d内被高度诱导;50%异丙隆处理中,6个ApERF均在特定的时间被高度诱导;10%乙羧氟草醚处理中,ApERF7/13/49/94表达量呈现先升高后下降再上升的趋势;20%氯氟吡氧乙酸处理中,ApERF7/13/49/54/94在0.5 d时被高度诱导;13%噁草酮处理中,ApERF13/49/54/74在短时间内显著下调表达。【结论】鉴定出109个喜旱莲子草AP2/ERF家族成员,位于同一亚组的成员具有相似的motif。ApAP2/ERF的表达受到地理条件、水分条件和低钾胁迫的调控,同时也受除草剂的诱导,推测其通过影响乙烯信号通路以响应除草剂胁迫。

高分辨CT三维重建联合肺泡灌洗液中SHOX2、RASSF1A基因甲基化检测诊断早期肺结节的价值

目的:探究高分辨CT三维重建联合肺泡灌洗液(BALF)中矮小同源盒基因2(SHOX2)、Ras相关区域家族A1(RASSF1A)基因甲基化检测诊断早期肺结节的价值。方法:选取2021年5月—2022年5月某院就诊并经纤维支气管镜(FB)检查的肺结节患者100例,FB下收集患者的BALF,通过实时荧光定量PCR法测定BALF中SHOX2和RASSF1A基因甲基化状态,同时收集高分辨CT三维重建检查、BALF检测结果。依据病检结果将患者分为恶性结节组(n=40)和良性结节组(n=60),分析高分辨CT三维重建检查、BALF中SHOX2、RASSF1A基因甲基化检测对早期肺结节的诊断价值,并绘制ROC曲线评价各检测方法在早期肺结节诊断中的效能。结果:SHOX2甲基化诊断恶性结节的敏感度为50.00%,AUC为0.708,RASSF1A甲基化诊断恶性结节的敏感度为52.50%,AUC为0.713,2基因甲基化联合诊断恶性结节的敏感度为75.00%,AUC为0.767。高分辨CT三维重建诊断恶性结节的敏感度为72.50%,特异度为73.33%,AUC为0.729,BALF对恶性结节的诊断敏感度为25.00%,特异度为100.00%,AUC为0.625。2基因甲基化联合+高分辨CT三维重建诊断恶性肺结节的AUC为0.890,敏感度与特异度分别为90.00%和73.33%,其诊断效能高于2基因甲基化联合+BALF细胞学分析和高分辨CT三维重建+BALF细胞学分析(Z=2.453、2.736,P均<0.05)。结论:高分辨CT三维重建联合BALF中SHOX2、RASSF1A基因甲基化检测在肺结节良恶性诊断中的鉴别效能较高,值得在临床中应用。

假俭草R2R3-MYB基因家族的鉴定及其在干旱胁迫下的表达模式分析

R2R3-MYB家族是植物中最大的转录因子家族之一,广泛参与各种生理响应和分子调控。本研究利用假俭草(Eremochloa ophiuroides(Munro.))基因组数据和生物信息学手段鉴定了R2R3-MYB转录因子,并对系统进化、结构、顺式作用元件等进行分析;同时对R2R3-MYB转录因子响应干旱胁迫的表达模式进行分析。结果显示,假俭草中有113个R2R3-MYB成员;蛋白二级结构和三级结构都表明R2R3-MYBs蛋白都含有螺旋-转角-螺旋结构;顺式作用元件分析发现启动子区含有大量植物激素响应和胁迫响应元件,为R2R3-MYB基因进化分析提供了依据。基因表达模式分析表明,与野生型相比,抗旱突变体叶中有39个基因、根中有58个基因在一个或多个干旱时期表达量提高,推测这些R2R3-MYB基因在响应干旱胁迫过程中发挥着重要作用。本研究结果为进一步深入研究假俭草R2R3-MYB基因家族的功能奠定了基础。

植物SnRK2基因家族的研究进展

蔗糖非酵解型蛋白激酶2(SnRK2)是一类在植物中普遍存在的蛋白激酶,属于Ser/Thr类蛋白激酶,在多种信号转导中均能发挥作用。为了研究SnRK2蛋白激酶在植物抗逆中的作用,分析了SnRK2基因家族的特点及研究历程,归纳了SnRK2基因在调控植物叶片气孔孔径,响应干旱胁迫、盐胁迫以及响应种子萌发和发育等方面的功能,指出SnRK2基因在多种信号转导中均能发挥作用,可以有效提高植物的抗逆能力。SnRK2基因在种子萌发和发育过程中具有重要意义,本研究为今后SnRK2分子机理研究和植物品种培育提供了参考依据。

基于生物信息学分析IGF2BP基因家族在肝癌中的预后价值及中药靶向治疗的研究

目的 研究胰岛素样生长因子2 mRNA结合蛋白(IGF2BP)家族在人类肝癌中的表达和预后价值。方法 通过ULCAN数据库分析IGF2BP基因家族在肝癌中的表达水平。采用Kaplan-Meier plotter数据库评估IGF2BP基因家族的表达与肝癌患者预后的相关性,使用LinkedOmics数据库探索IGF2BP家族在TCGA肝癌患者组织中共表达基因情况,通过DAVID数据库对差异基因进行KEGG通路富集分析,通过cBioPortal数据库分析IGF2BP家族的表达与甲基化相关性,并基于TIMER数据库分析IGF2BP基因家族与各种肿瘤浸润免疫细胞的相关性。结果 IGF2BP基因家族在肝癌组织中呈高表达。IGF2BP1、IGF2BP2和IGF2BP3的高表达与肝癌患者总生存率显著相关。与IGF2BP1和IGF2BP2表达存在互作的差异性基因有ARID3A、SALL2、C2orf29、SALL2、SALL4,与IGF2BP3表达关联紧密的基因有MYBL2、KIF2C、DEPDC1B、TTK、KIAA1524、BLM等。它们主要富集在代谢途径、视黄醇新陈代谢、咖啡因代谢、药物代谢-细胞色素P450、细胞周期、化学致癌作用、DNA复制等通路。在肝癌中IGF2BP家族的高表达与甲基化相关,IGF2BP基因家族的表达与6种肿瘤免疫细胞变化相关。结论 IGF2BP家族的表达与预后、甲基化密切相关,其可能通过影响免疫细胞的浸润相关通路调控肝癌的发生与发展,有望作为肝癌的潜在治疗靶标。

茶树OSCA基因家族的鉴定及表达分析

钙通透性阳离子通道蛋白(OSCA)在植物调节高渗胁迫中发挥着重要作用。为了解OSCA基因家族在茶树响应干旱胁迫中的作用,本研究基于茶树全基因组数据对OSCA基因家族进行鉴定,分析CsOSCAs基因和蛋白结构以及启动子顺式作用元件,并对CsOSCAs在茶树不同组织、不同抗旱性品种间和干旱胁迫下的表达模式进行分析。结果表明:茶树基因组包含12个OSCA基因家族成员,分别命名为CsOSCA1~CsOSCA12;CsOSCAs基因编码的氨基酸序列长度为667~831 bp,蛋白分子量在76630.55~93563.99 kDa之间,等电点在6.15~9.33之间,含有9~12个跨膜结构域,均含有特征保守结构域DUF221,根据系统进化关系可以分为4个亚族;10个CsOSCAs基因定位于茶树7条染色体上,2个CsOSCAs基因定位于未锚定染色体的contig上;CsOSCAs基因编码的蛋白二级结构含有32%~38%的跨膜结构和60%~68%的α-螺旋;CsOSCAs基因具有组织表达特异性,CsOSCA2、CsOSCA3、CsOSCA11、CsOSCA12基因在干旱敏感的品种CN98中的表达量显著高于其他2个耐旱品种,9个基因响应PEG胁迫,其中CsOSCA2、CsOSCA3、CSOSCA5、CsOSCA8、CsOSCA10和CsOSCA12受干旱胁迫强烈诱导;进一步分析启动子顺式作用元件显示,6个基因含有干旱诱导响应元件,11个基因含有脱落酸响应元件。由此推测茶树OSCA基因家族在茶树响应干旱胁迫中发挥着重要的作用,此研究为茶树OSCA基因功能分析与茶树抗逆性研究提供参考。

CYP2D6基因分型影响因素研究进展

细胞色素P450家族2亚科D成员6(CYP2D6)是细胞色素P450酶家族中的重要药物代谢酶,是抗抑郁药物、抗精神病药物和阿片类镇痛药物等主要的代谢酶。CYP2D6基因位点的复杂性和诸多等位基因突变体造成了CYP2D6表型的多态性,目前已报道170余种等位基因突变体。CYP2D6酶活性变化很大,从无活性到超快代谢均存在,根据酶活性可将不同表型携带者分为超快代谢者、正常代谢者、中间代谢者和弱代谢者。随着个体化医疗的发展,CYP2D6基因分型试验可以辅助药物遗传学和基因分型技术的研究和临床应用。然而,由于CYP2D6基因存在复杂的突变,包括单核苷酸突变、插入、缺失、基因拷贝数变异和基因重组。CYP2D6基因不仅存在个体化差异,且在不同种族之间等位基因的频率也明显不同。另外,人体内同时存在与CYP2D6同源性很高的非功能性基因CYP2D7,通过基因检测分析CYP2D6表型是一项非常具有挑战性的工作。文章总结了CYP2D6基因的多态性和基因分型的复杂性,并分析了部分不同的基因型突变对CYP2D6基因分型的影响,以帮助临床通过基因分型方法对CYP2D6酶活性进行预测。

玉米ZmC2s基因家族鉴定及ZmC2-15耐热功能分析

鉴定玉米ZmC2s基因家族成员,分析其遗传变异与玉米耐热性的关联性,为明确其在玉米耐热方面的功能和分子机制奠定基础。使用C2蛋白结构域PF00168,利用hmmsearch从玉米全基因组中搜索ZmC2s基因家族成员,分析其编码蛋白质等电点和分子量、系统进化和基因家族复制。使用候选基因关联分析的方法,对ZmC2s基因自然变异位点与玉米苗期耐热性进行关联分析,发现玉米ZmC2s基因家族重要的耐热候选基因。使用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)的方法鉴定与玉米苗期耐热性最显著相关的ZmC2候选基因ZmC2-15在胁迫和激素处理下的基因相对表达水平,在玉米原生质体瞬时表达系统中鉴定ZmC2-15-GFP的亚细胞表达部位,以及获得过表达ZmC2-15的转基因拟南芥并分析其耐热性。从玉米参考基因组B73中共鉴定出95个玉米ZmC2s基因,根据其物理坐标的先后顺序,将95个玉米ZmC2s基因命名为ZmC2-1~ZmC2-95。其蛋白长度为130~2141,等电点为4.1~10.8,分子量为14.1~230.1。通过构建玉米、水稻和高粱基因组C2基因的进化树,发现C2基因可以分为3个大的聚类分支,每个聚类分支又可以细分为2个小的聚类分支。分析玉米、水稻和玉米、高粱的全基因组共线性数据,发现了59个ZmC2s基因在水稻和高粱基因组均有一一对应的复制基因。ZmC2s基因家族关联分析表明ZmC2-15/60/91是重要的玉米耐热候选基因(P≤0.001,MLM),其中ZmC2-15与玉米苗期耐热性最显著相关(P≤0.000,01,MLM),且该基因的表达量在多种逆境胁迫处理下上调表达。亚细胞定位分析表明ZmC2-15表达定位于细胞质、核膜和内质网。过表达ZmC2-15的转基因拟南芥提高了植物耐热性。ZmC2-15可作为调控玉米耐热性的重要候选基因。