红花CDPK基因家族的鉴定及表达分析

钙依赖性蛋白激酶(CDPK)是植物细胞内Ca2+信号识别及转导的重要媒介,在植物的生长发育以及逆境响应过程中起着重要的作用。本研究通过多种生物信息学的方法和手段,对鉴定出来的30个CDPK基因进行分析鉴定,结果显示30个CtCDPK基因所编码的氨基酸分子量为47781.96~93251.66 ku,等电点为5.09~9.27;基因结构预测结果表明,所有CtCDPK基因均含有6~13个外显子;染色体定位结果表明,30个CtCDPK基因分别定位在10条染色体上,其中8号染色体上最多,有5个,2号、4号染色体上没有;系统发育树分析结果显示将其分为6个亚家族;表达分析结果表明CtCDPK基因在不同组织、不同发育阶段中表达模式有所差异。

对萼猕猴桃CDPK基因家族鉴定及非生物胁迫应答分析

【目的】鉴定对萼猕猴桃(Actinidia valvata)CDPK家族基因,并分析其在不同组织的表达模式以及对盐胁迫和淹水胁迫的响应。【方法】基于3代全长转录组测序数据,通过多种生物信息学手段,分析和鉴定对萼猕猴桃CDPK家族基因,利用实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,qRT-PCR)技术分析这些基因在不同组织中的表达,及在不同非生物胁迫条件下的表达情况。【结果】在对萼猕猴桃基因型KR5的全长转录组测序数据中共鉴定出63个CDPK基因,命名为AvCDPK1~AvCDPK63。系统发育分析将AvCDPK基因蛋白分为4个亚家族,同一亚家族具有相似的结构和基序(motif)。AvCDPK基因存在明显的组织表达特异性。AvCDPK49在盐胁迫和淹水胁迫条件下,均显著诱导表达,Av CDPK30和31在2种胁迫下均显著抑制表达。【结论】在对萼猕猴桃中共鉴定出63个CDPK基因,系统发育树显示Av CDPK基因家族与拟南芥CDPK基因家族在进化上高度保守。不同组织中AvCDPK的表达量存在明显差异,其中Av CDPK49受盐害、淹水诱导显著高表达,表明其可能在猕猴桃的耐盐和耐涝响应过程中发挥着重要作用。

梨CDPK基因家族全基因组序列鉴定分析

CDPK是植物特有的一类丝氨酸/苏氨酸型蛋白激酶，在介导植物生育信号和逆境信号转导中具有重要作用。为揭示CDPK基因在梨生长发育与抗逆防御机制中的作用，本研究通过生物信息学手段，结合梨基因组注释信息，鉴定梨基因组中CDPK家族基因成员，利用MEGA6.0程序进行多序列比对、分类并构建系统进化树；利用per1程序以及GSDS工具进行基因结构与保守性分析，为植物CDPK基因功能分析与利用提供依据。结果表明，本研究成功鉴定出26个CDPK家族成员，根据系统发育树分析，所有PbCDPK被分为4类；基因结构预测结果表明，大多数PbCDPK均含有6～7个内含子；且预测的PbCDPK氨基酸序列绝大多数含4个EF-hand功能域；为了深入分析梨与其他物种的同源进化关系，构建了梨与拟南芥、水稻的CDPK基因系统进化树，进化树聚类分析结果将所有的CDPK蛋白分为四类。综上所述，目前已初步获得26个梨CDPK基因，为在基因组范围内研究CDPK基因在梨生长发育与逆境响应中的功能奠定了基础。

辣椒CDPK基因家族的鉴定、进化与表达分析

钙依赖性蛋白激酶(CDPK)在植物细胞钙信号转导中起重要作用。为筛选鉴定辣椒CDPK基因家族,探讨其基因功能及进化模式,本研究利用生物信息学方法,在辣椒品种遵辣1号基因组中对其进行系统鉴定分析;同时,与辣椒品种CM334基因组进行比较分析。结果表明,遵辣1号基因组中共鉴定获得30个CDPK基因,分布在11条染色体上,命名为CaCDPK01~CaCDPK30。其中,有6对CaCDPK基因发生了片段复制。辣椒CDPK基因家族可分为4个亚族,亚族间基因数目及结构差异较大,Ⅳ亚族最保守。CaCDPKs在辣椒不同组织及成熟的不同阶段中具有表达特异性,部分基因对之间表达趋势相关性较高。在2个辣椒品种中,CDPK基因也发生了明显分化。本研究为深入解析CaCDPKs基因功能及进化模式奠定了重要的理论基础。

西瓜CDPK基因家族鉴定与特征分析

以CDPK基因家族成员基因信息为数据源,采用生物信息学技术,对其基因及氨基酸序列特征进行分析,以期为西瓜CDPK蛋白生物学功能的深入研究提供参考。结果表明:在西瓜中共鉴定出22个CDPK家族成员,所有的ClCDPK被分为4类,多数ClCDPK均含有6~7个内含子;氨基酸序列中含有4个EF-手型结构;在与模式植物拟南芥进行同源进化分析中,系统进化树聚类分析将所有的ClCDPK基因家族全部分为4类。

绒毛状烟草钙依赖蛋白激酶基因家族分析

钙依赖蛋白激酶(CDPK)是一个多基因家族,在植物的钙信号转导中具有重要作用。以拟南芥、普通烟草和烟草属其他种中已知的CDPK序列检索绒毛状烟草基因组框架图数据库,获得绒毛状烟草CDPK基因,并对其进行基因结构、GC含量、系统进化关系、主坐标和基因表达谱分析。结果表明:共分离获得25个绒毛状烟草CDPK基因,它们均具有完整的开放读码框;系统进化树和主坐标分析证实这25个CDPK分布于4个亚家族中;RT-PCR分析显示,绒毛状烟草CDPK基因家族的空间表达存在明显的差异性。此为进一步阐明CDPK基因家族在烟草的钙信号转导过程中的功能及分子机制奠定了重要基础。

苜蓿钙依赖蛋白激酶家族的生物信息学分析

钙元素在植物体内具有重要的生物学作用,调控细胞壁形成、花粉管发育、生物和非生物胁迫信号传导等。钙依赖蛋白激酶(calcium dependent protein kinases,CDPKs)基因可以感知细胞内Ca2+浓度的变化并将它们转化为特异性磷酸化事件,启动下游信号传导过程。我们利用生物信息学数据和分析技术,鉴定出蒺藜苜蓿和天蓝苜蓿两个苜蓿品种中的CDPKs基因家族成员,并进行基因结构、进化和表达分析,初步预测了相关基因的功能。蒺藜苜蓿基因组中存在25个CDPKs基因,这些基因分成4个进化类群。蒺藜苜蓿CDPKs基因进化关系与拟南芥对应基因较近,与水稻较远。蒺藜苜蓿1号染色体上聚集的3个CDPKs基因Medtr1g041150、Medtr1g054865、Medtr1g055255序列高度相似,可能是1个基因扩增而来。利用已有的蒺藜苜蓿基因芯片表达数据,我们分析了蒺藜苜蓿CDPKs基因在不同器官以及不同处理下的表达情况,发现了多个与蒺藜苜蓿耐盐、抗根腐病菌侵染和根瘤生长过程相关的基因。