艾GRF基因家族的鉴定与表达分析

【目的】生长调节因子(growth-regulating factors,GRF)是植物的一种特有蛋白,探明艾(Artemisia argyi)GRF基因家族的生物学特性,为艾的生长发育和逆境胁迫调节提供依据。【方法】对艾GRF基因家族进行理化性质、进化、基因结构以及表达等生物信息学进行分析,进而通过转录组数据和实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析基因家族各成员在不同组织、逆境胁迫以及响应不同激素的表达模式。【结果】从艾基因组中共鉴定出17个GRF家族成员,理化鉴别显示其编码蛋白均为亲水蛋白;系统发育进化树分为4个亚家族;motif分析表明进化树中同一分支的基因具有相似或相同的保守基序;AaGRF基因家族成员随机分布在11条不同的染色体上;AaGRF基因家族启动子含有多种逆境和激素响应元件;Aa GRF基因家族在响应盐碱胁迫时表现出不同的表达趋势;该家族成员在艾的根、茎、叶中的表达模式具有组织特异性;经脱落酸、吲哚乙酸、水杨酸和茉莉酸甲酯处理后,AaGRF05、AaGRF06、AaGRF11和AaGRF14在处理后的12 h基因表达量最高,表明大部分基因在前期参与不同激素的调控。【结论】艾GRF基因家族参与艾生长发育、激素与逆境胁迫调节,为探究GRF家族功能提供的理论依据。

巨桉GRF基因家族生物信息学分析及其在不同氮水平下的组织表达模式

【目的】从全基因组水平上鉴定巨桉生长调节因子(growth-regulating factor,GRF)基因家族成员,分析其在不同氮素水平下的组织表达模式,为巨桉GRF基因功能研究及氮高效利用桉树品种的培育奠定基础。【方法】在NCBI网站中选择巨桉基因组,用拟南芥和毛果杨的GRF蛋白序列与巨桉基因组数据库进行BLAST蛋白序列同源比对,并通过InterPro和SMART数据库进行保守结构域分析,获得巨桉GRF基因。利用在线网站Ex-pasy protparam、SignalP-5.0、WoLF PSORT和SOPMA,对巨桉GRF蛋白进行基本理化性质分析、信号肽预测、亚细胞定位及二级结构预测。利用MEGA7.0软件构建系统进化树,使用MEME在线平台分析EgrGRF蛋白的保守结构域和基序,用Plant CARE预测基因上游的顺式作用元件,并使用TBtools软件将结果可视化。以2年生巨桉苗为供试材料,浇灌氮素浓度分别为45(高氮)、15(常规氮)和1.5(低氮)mmol/L的营养液,4 d后取样,采用实时荧光定量PCR技术检测EgrGRF基因在3种氮素水平下的叶片、茎和根中的表达情况。【结果】鉴定得到6个巨桉GRF基因家族成员(EgrGRF1~EgrGRF6),分布于4条染色体上;6个EgrGRF蛋白的氨基酸数目为296~605个,分子质量为33415.86~64630.89 u,理论等电点为7.29~8.85,脂溶指数为39.93~64.79,均为亲水性蛋白;无规则卷曲和α-螺旋为主要二级结构元件,均定位于细胞核上,未检测到信号肽存在。系统进化树分析表明,巨桉、毛果杨和拟南芥的GRF家族成员可分为4组,各组中EgrGRF蛋白数量分别为0,3,1和2个,多数EgrGRF成员与毛果杨亲缘关系较近。基因结构及蛋白基序分析结果显示,巨桉GRF基因家族成员具有2~4个内含子;6个EgrGRF蛋白均具有CX_(9)CX_(10)CX_(2)H和QX_(3)LX_(2)Q保守基序。顺式作用元件分析表明,EgrGRF基因启动子区含有茉莉酸甲酯、脱落酸、分生组织表达及低温等响应元件。实时荧光定量PCR结果显示,EgrGRF2和EgrGRF6基因在低氮处理的巨桉叶片中优势表达,EgrGRF2、EgrGRF3、EgrGRF5和EgrGRF6基因在低氮处理根中的表达量较高氮和常规氮处理显著升高,EgrGRF4基因在常规氮处理茎中的表达量最高。【结论】鉴定获得6个巨桉GRF基因家族成员,其中EgrGRF4基因可能参与茎生长发育的调控,EgrGRF2、EgrGRF3、EgrGRF5和EgrGRF6基因可能参与了巨桉对低氮胁迫的响应。

苹果GRF基因家族在非生物胁迫下的表达分析

GRF(Growth Regulating Factor)基因家族是一类植物特有的转录因子,它在调控植物的生长发育、渗透胁迫等方面发挥重要作用,主要通过调控细胞增殖过程促进植物组织器官的生长,提高植物对环境胁迫的适应性,因此,研究GRF基因家族在逆境条件下的表达调控具有重要意义。利用生物信息学分析和实时荧光定量PCR技术研究苹果中12个GRF基因在干旱、盐害和温度胁迫条件下的表达情况。结果表明:苹果MdGRFs基因参与响应非生物胁迫,干旱、盐害、高温和低温条件下MdGRFs表达量多数有明显变化。分别用干旱、盐害处理苹果幼苗后有相同的4个MdGRFs基因呈上调表达趋势;分别用干旱、低温处理后也有4个基因有相似的诱导表达;MdGRF05和MdGRF07受到干旱、盐害和低温的诱导表达;盐胁迫处理后,12个MdGRFs基因中有8个明显上调,4个明显下调;高温条件下,MdGRF04、MdGRF05、MdGRF07、MdGRF09和MdGRF11基因表达上调略明显,MdGRF02、MdGRF03和MdGRF10表达均下调,其中高温12 h后,几乎检测不到MdGRF10的表达。

桃GRF基因家族的序列及其组织特异性表达分析

转录因子家族基因GRF(growth-regulating factor)是植物中特有的一类生长调控因子基因,在水稻和拟南芥中,GRF家族基因编码的蛋白质具有正向调控茎和叶生长发育的功能。为了探究在桃中GRF基因是否参与了狭叶桃"金蜜狭叶"的叶片发育,本试验首先分析桃基因组中鉴定出的GRF基因的序列信息;然后,以正常叶片的"上海水蜜"桃为对照,通过荧光定量PCR检测了这些GRF基因在"金蜜狭叶"桃的组织特异性表达情况;最后,利用126对简单序列重复标记对1个F2杂交群体进行连锁分析,定位狭叶性状,辅助筛选狭叶性状的候选基因。结果表明:桃基因组GRF基因包括10个成员,分布在除4和8外的其他染色体上,编码蛋白的氨基酸长度在191~612之间。蛋白序列分析表明,除ppa011917m的QLQ结构域中的Leu残基被Phe代替外,这10个GRF的N端均含保守的QLQ和WRC结构域。系统进化树将桃上的10个GRF基因分为3组。从10个GRF基因的表达结果可以看出,6个基因在茎尖的表达量高于幼叶,也高于其他成熟组织和器官;其中2个基因在狭叶桃中的表达显著高于正常叶对照。通过连锁分析将"金蜜狭叶"桃的狭叶性状定位在第6染色体的15.7~21.1 Mb之间,该区间仅含有1个GRF基因ppa003017m,是狭叶性状的候选基因。本研究将为"金蜜狭叶"桃狭叶性状基因的鉴定和高光效种质筛选奠定研究基础。

巴西橡胶树HbGRF基因的克隆、物理定位及表达分析

生长调控因子(growth-regulating factors,GRF)是植物特有的一类转录因子,该转录因子家族成员数目较多,在植物生长发育过程中发挥着重要作用。以巴西橡胶树优良品种‘热研7-33-97’为材料,通过RT-PCR方法进行HbGRF基因的克隆;利用生物信息学的方法对其蛋白序列、理化性质、基因结构、进化关系进行分析;利用IS-PCR技术和FISH技术对其进行物理定位分析;采用qRT-PCR对橡胶树中HbGRF基因的表达模式进行研究。结果表明:在橡胶树雌花中克隆到3个GRF基因,分别命名为HbGRF1、HbGRF2和HbGRF3,分子量分别为65.663、41.188、52.858 kDa,其编码的蛋白长度分别为609、384、494 aa,均为不稳定蛋白;3个基因均具有GRF完整的特征结构域WRC和QLQ,分别属于3个不同亚族。基因物理定位结果表明,HbGRF1、HbGRF2和HbGRF3基因分别位于橡胶树染色体的第11号长臂、第5号短臂和第9号长臂上,基因到着丝粒的平均百分距离是77.65、42.66和65.27。表达结果显示,橡胶树3个HbGRF基因在茎尖、雌花等生长旺盛的组织中表达量较高,用外源赤霉素和脱落酸处理后,发现表达量呈上升趋势,经过48 h后表达量和初始值基本持平,3个基因在茎尖、雌花中有明显的表达特异性,可能在橡胶树花芽分化及雌花的发育过程中起到了重要作用。该结果为研究橡胶树HbGRF基因的功能及作用机制奠定了理论基础,为橡胶树精准育种提供了分子细胞学依据。

毛竹GRF基因家族全基因组鉴定与表达分析

【目的】探究毛竹Phyllostachys edulis GRF基因家族的性质、结构特点以及在不同组织中的表达水平,为进一步研究GRF在毛竹生长发育中的分子作用机制奠定基础。【方法】采用生物信息学方法,对毛竹全基因组和转录组信息进行分析,筛选出13个毛竹GRF基因家族成员,并对GRF基因家族的理化性质、进化、基因结构、保守结构域、启动子、基因家族表达模式及三级结构进行分析。【结果】毛竹GRF基因家族成员按照其在scaffold上分布的位置,分别被命名为PeGRF01~PeGRF13;将含有3个内含子的PeGRF04和PeGRF12归为非ε组,其余为ε组。毛竹各GRF基因家族成员理化性质存在一定的差异,但是其结构域相对保守,均含有14/3/3结构域。毛竹GRF家族启动子区含有大量与光响应、低温响应、激素调控等相关的顺式作用元件。毛竹GRF存在基因复制扩增的现象,与水稻Oryza sativa的共线性关系明显高于拟南芥Arabidopsis thaliana。毛竹GRF在不同组织器官中均有表达,各家族成员的表达量存在差异;在毛竹花和根组织中的表达量略高于叶和鞭,同时家族成员间的表达量也存在一定差异。GRF蛋白质由2个单体构成,每个单体由9个α-螺旋构成,整体结构呈"W"型。【结论】毛竹GRF基因家族具有典型的14/3/3结构域,可能参与根、鞭、叶、花序及笋芽的生长发育过程。图6表1参39。

潘那利番茄GRF基因家族全基因组鉴定分析

【目的】分析研究潘那利番茄GRF基因家族全基因组鉴定分析。【方法】研究基于生物信息学方法对潘那利GRF基因家族成员进行全基因组鉴定和分析,并对其起源及进化进行了追溯。【结果】潘那利番茄中共鉴定了10个SpGRF成员,不均匀分布在7条染色体上,预测了SpGRFs蛋白的分子量、等电点、亲水性总均值等理化性质。SpGRFs基因可分为6个亚家族。所有SpGRF基因N端都含有1个QLQ和1个WRC结构域,C端则为多种保守基序。共线性结果显示基因组内有3对6个旁系同源基因,全部为片段复制,SpGRFs受自然选择压力下,有共同起源祖先,与拟南芥亲缘关系更近。【结论】鉴定了潘那利番茄中GRF基因家族的基本信息。

糜子GRF转录因子全基因组鉴定及在茎分生组织中的表达特征

为了解糜子(Panicum miliaceum L.)GRF(growth-regulating factor)基因家族成员全基因组信息及其在营养生长阶段分生组织中的表达特征,本研究通过生物信息学和转录组测序相结合的方法,分析了糜子GRF基因家族成员的染色体分布、基因结构、系统进化关系、顺式作用元件及其在营养器官茎分生组织中的表达特征。结果表明:糜子GRF基因家族包含21个成员,家族成员含有1~4个内含子和2~5个外显子,编码蛋白长度为224~618个氨基酸,等电点为4.93~9.69;PmGRF基因不均等分布于12条染色体上,除PmGRF13定位于细胞核和叶绿体外,其余均定位于细胞核。系统进化分析显示,糜子21个GRF基因分为4个亚族(A、B、C和D)。顺式作用元件分析表明,在糜子GRF基因上游2000 bp序列中,普遍存在数目不等、种类不同的参与光响应、激素响应、干旱诱导、低温和其他环境胁迫响应的顺式作用元件。对糜子高秆品种陇糜12号和矮秆品种张778拔节期节间和节部分生组织分别取样进行转录组测序及qRT-PCR分析,结果发现:PmGRF3、PmGRF12在矮秆品种张778中表达量显著高于高秆品种陇糜12号,而PmGRF4、PmGRF16和PmGRF21的表达特征与之相反;PmGRF2和PmGRF5在张778节间分生组织中的表达量显著高于陇糜12号,其余GRF基因不表达或差异表达不显著,表明PmGRF2、PmGRF3、PmGRF4、PmGRF5、PmGRF12、PmGRF16和PmGRF21等7个基因与糜子株高的形成相关。

杉木GRF和GIF基因家族鉴定、表达与互作分析

生长调节因子(GRF)和GRF相互作用因子(GIF)在植物的生长发育和逆境胁迫响应中发挥重要作用。为研究GRF和GIF基因在杉木生长发育和逆境胁迫响应中的功能,本研究基于杉木全长转录组数据,利用生物信息学手段共鉴定获得5个ClGRFs基因和2个ClGIFs基因。分析结果显示,ClGRFs氨基酸残基数目范围为386(ClGRF4)~723 aa(ClGRF3),等电点为7.07(ClGRF4)~9.26(ClGRF5);2个ClGIFs蛋白氨基酸数目分别为242和258 aa,等电点均在6左右,蛋白质分子质量分别为25.64和27.96 kDa。保守结构域和基序分析发现ClGRFs蛋白均含QLQ和WRC结构域,ClGIFs蛋白均含SSXT结构域,且高度保守。进一步分析结果显示,ClGRFs分别属于进化枝Ⅲ和进化枝Ⅵ,且均受miR396调控。表达分析结果表明,ClGRFs基因的表达具有一定的组织特异性,而ClGIFs在不同组织呈组成性表达,且ClGRFs和ClGIFs基因均能响应赤霉素(GA3)和水杨酸(SA)的处理。酵母双杂交结果表明5个ClGRFs蛋白和2个ClGIFs蛋白均存在互作关系。本研究结果为进一步研究杉木GRF和GIF基因的功能提供了理论基础。

黑麦全基因组GRF基因家族的鉴定和表达分析

生长调节因子(growth-regulating factor,GRF)已被证实在植物生长发育和响应非生物胁迫中具有重要的调控功能。本研究从黑麦全基因组中鉴定出14个黑麦GRF基因家族成员,并进行了理化参数、基因结构、进化以及表达等分析。结果表明黑麦GRF基因分布在第2、4、5和6条染色体上;氨基酸序列范围为214~609 aa,等电点范围为4.72~9.77;系统发育分析将黑麦、拟南芥、小麦、大麦和水稻的GRF基因分为6个亚家族;进化分析表明黑麦GRF基因种内有一对串联重复基因对,黑麦与小麦进化关系较水稻更近;磷酸化分析表明,黑麦GRF蛋白中存在大量潜在的磷酸化位点;表达分析表明,ScGRF10和ScGRF14可能在低温以及干旱胁迫的响应中发挥重要作用。该研究为进一步探索黑麦GRF基因在黑麦生长发育、低温和干旱响应中的潜在功能提供依据。

芝麻GRF基因家族全基因组鉴定分析

GRF (Growth regulating factor)是植物特有的转录因子家族,前期研究表明它们参与植物生长发育及抗逆胁迫过程的调控,与作物农艺性状密切相关。但有关基因组水平上的芝麻GRF基因家族研究未曾有报道。本研究利用生物信息学方法,在芝麻基因组中共鉴定出11条GRF基因家族成员,并更正了其中对SIN1007585和SIN1005885两条基因注释的错误。预测了其蛋白的分子量、等电点、亲水性总平均值等基本特征信息。发现每一条GRF家族基因只含有2或3个内含子,其转录产物m RNA都含有MicroRNA396a反向互补序列,表明小RNA是控制GRF功能的重要上游成分。进一步分析发现11条基因不均匀地分布于9条染色体上,无串联重复,基因组内有3对6个基因具有共线关系,共线基因数超过家族基因组数的50%,表现出全基因组复制的特征。还发现预期蛋白结构比较保守,与拟南芥GRF家族蛋白相似,其N端都含有1个QLQ和1个WRC结构域,C端具有多个保守基序,表明它们具有同样的功能和调控机制。再者,系统发育树分析显示GRF基因家族可以分为G1、G2、G3、G4和G5等5组,且芝麻和拟南芥的亲缘关系比水稻更近。种子发育期间所有基因表达,多数基因表达水平较高,成熟组织表达水平低或不表达,说明该家族基因在植物生长发育中扮演重要角色。在干旱和水涝等逆境胁迫下,部分基因转录本含量有明显变化,说明该家族基因在应对逆境胁迫中具有一定功能。本研究表明GRF基因是芝麻分子育种优良的基因资源,并为进一步理论研究和育种实践提供了依据。

辣椒属GRF基因家族全基因组鉴定和表达分析

生长调节因子(Growth-regulating factor,GRF)是一类植物特异的转录因子,其作用涉及植物的生长发育、胁迫和激素信号响应等各个方面。目前还没有关于辣椒GRF的相关报道。利用BLASTP和隐马科夫模型(HMM)在辣椒属(Capsicum)5个参考基因组数据库鉴定了52个GRF家族成员。通过分析发现辣椒GRF转录因子长度为200~745 aa,分子量23~81 kD,理论等电点5.9~9.5。保守结构域和基序分析发现,大多数辣椒GRFN端具有QLQ和WRC保守结构域,C端至少具有FFD、TQL和GGPL结构域之一;少数GRFN端仅具有WRC结构域,C端缺乏保守序列。系统进化分析发现,辣椒GRF转录因子分为5个群,位于同一群的GRF保守结构域位置、基序组成、基因结构相似,辣椒GRF与番茄GRF具有一一对应的进化关系。转录组数据分析表明,CaGRF8在辣椒果实发育早中期表达量高,CaGRF4在果实发育后期表达量较高;低温、干旱、盐和赤霉素处理后辣椒幼苗CaGRF表达量发生明显变化,CaGRF8受到赤霉素诱导表达量升高,而CaGRF4的表达被赤霉素抑制。

高粱GRF基因家族鉴定及SbGRF4原核表达分析

为研究高粱生长调控因子(growth-regulating factor,GRF)在高粱生长过程中的功能,采用生物信息学分析方法对高粱GRF基因家族进行鉴定,并以高粱BTx623品种为材料,利用PCR技术扩增获得SbGRF4基因cDNA全长序列,构建pET-28a-SbGRF4重组质粒,采用原核表达技术分别对表达菌株、诱导温度以及异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(isopropyl-β-D-thiogalactopyranoside,IPTG)诱导浓度进行优化,最后用Western blot技术对原核表达的SbGRF4蛋白进行验证。结果表明,在高粱中共鉴定到10个GRF基因SbGRF1~SbGRF10;亚细胞定位预测结果显示均定位于细胞核中;分布于高粱的6条染色体上,所有家族成员均含有QLQ和WRC保守结构域;系统进化结果显示,高粱GRF蛋白分为Class 2、Class 3、Class 4a、Class 4b四个亚家族;相同亚家族各个成员间外显子和内含子的数量差异较小;同一亚家族的高粱GRF蛋白保守基序具有相似性;克隆到的SbGRF4基因c DNA序列全长为1 221 bp,并成功构建pET-28a-SbGRF4融合表达载体;SbGRF4蛋白的最佳表达菌株为大肠杆菌Escherichia coli JM109(DE3)菌株,最佳诱导温度为25℃,最佳IPTG诱导浓度为0.6mmol/L;Western blot验证结果显示原核表达的蛋白为SbGRF4。表明SbGRF4蛋白可在大肠杆菌原核表达系统中表达。

滇水金凤花距发育相关基因GRF的克隆及表达分析

采用RT-PCR技术对滇水金凤(Impatiens uliginosa Franch.)GRF基因进行克隆,对其编码蛋白序列进行同源性分析和系统进化分析,并利用qRT-PCR方法分析GRF基因的时空表达模式。结果显示,从滇水金凤中成功获得两个GRF基因,其cDNA全长分别为1137和903 bp,分别编码378和300 aa,分别命名为IuGRF1和IuGRF2,二者均具有QLQ和WRC结构域。除了保守区域外,滇水金凤GRF基因编码产物序列与其他物种的同源性较低。系统进化分析结果表明,IuGRF1和IuGRF2分别位于两个不同的进化分支。基因表达分析发现,IuGRF1在花苞期和盛花期距部表达量最高,而在檐部的表达随花距的发育逐渐降低。IuGRF2在花苞期檐部表达量最高,随着花距的发育逐渐降低。此外,IuGRF1和IuGRF2基因均在始花期花距弯部表达量最高,且随着花距的发育,在尖部和弯部的表达量逐渐降低,而在基部的表达量逐渐升高。推测滇水金凤的两个基因为同源基因,IuGRF1主要参与花距距部的生长和发育,而IuGRF2主要参与檐部的生长和发育。

葡萄GRF基因家族的生物信息学分析

GRF(Growth-regulating factor)基因家族是一种广泛分布于种子植物的转录因子,在调节植物的生长、发育中发挥重要的作用。本研究从葡萄基因组鉴定出8个VvGRF基因,命名为VvGRF1~VvGRF8。采用生物信息学的方法,系统地对葡萄Vv GRF家族的蛋白理化性质、进化关系、保守基序及在不同发育时期的差异性表达进行预测和分析。结果表明,VvGRF基因内含子与外显子数量差异较小,在所有预测蛋白的N端含有两个典型的保守结构域QLQ与WRC;系统进化分析将GRF家族成员分为6组,其中葡萄与甜瓜的亲缘关系较拟南芥、番茄两种双子叶植物近;顺式作用元件表明,调控分生组织、胚、种子发育及生长素、赤霉素等信号传导和逆境胁迫响应元件,在VvGRFs启动子序列中大量存在;基因特异性表达分析显示,多数GRF基因在葡萄发育的花后2周、10周时期的表达丰富度高,在接近成熟时期的表达丰富度较低,表明GRF在葡萄生长、转色早期起着重要的作用,参与组织、器官的生长调节。本研究为进一步探究葡萄GRF基因家族的结构及生长发育时期的功能调节提供了参考依据。

油菜GRF基因家族的鉴定和基本特征分析

GRF(growth regulating factor)因子是存在于植物中的转录因子,它在调控植物的生长发育、渗透胁迫等方面具有重要的作用。为了揭示油菜GRF基因家族的功能,本研究利用全基因组生物信息鉴定油菜GRF基因家族,并从蛋白质的理化性质、基因结构和系统进化等方面进行了分析研究。分析表明,油菜GRF基因家族共有34个成员,分成五个组,基因上有3~10个不等的蛋白质编码区,这些基因分布在13个染色体上,都含有QLQ和WRC保守结构域,各基因上游含有较多的热胁迫、低温胁迫和干旱胁迫元件。这些研究为进一步研究油菜GRF基因家族成员的功能提供了理论指导。

二穗短柄草GRFs基因家族的鉴定及表达模式分析

GRFs基因家族在植物生长发育及逆境响应中起着重要的调控作用。为了探明二穗短柄草GRFs基因家族的基本特征及其进化关系,本研究利用生物信息学方法在全基因组水平上对二穗短柄草GRFs基因家族成员进行鉴定与分析。结果表明,二穗短柄草GRFs基因家族包括12个家族成员,蛋白质序列长度在238~577个氨基酸之间;序列比对发现二穗短柄草GRFs家族基因包括2个保守的QLQ和WRC结构域及广泛的保守基序;染色体定位发现,12个家族成员在二穗短柄草的5条染色体上呈不均匀分布,bd03号染色体分布最多;系统发育关系比较分析表明,这些GRFs基因家族成员存在4对直系同源基因。RT-qPCR分析表明,全部GRFs基因家族成员在二穗短柄草幼嫩组织中表达量较高,而在根系和衰老组织中表达量较低,外源激素特别是GA3诱导了二穗短柄草大部分GRFs基因家族成员的上调表达,表明GRFs基因家族广泛地参与了二穗短柄草分生组织功能和器官形成的生命进程。本研究结果为二穗短柄草GRFs家族蛋白功能的研究奠定了理论基础。

BrGRF5基因参与植物生长以及盐和渗透胁迫抗性的调控

大白菜(Brassica rapa L.ssp.pekinensis)年播种面积约2×10^(6)hm^(2),在保障国民蔬菜正常供应中发挥了重要作用。叶是大白菜的主要食用器官,因此挖掘调控大白菜叶大小发育的关键基因将会对下一步通过基因工程等手段改良大白菜提供帮助。本研究从大白菜自交系‘福山包头’中克隆了一个GRF基因,命名为BrGRF5。通过生物信息学的分析发现,BrGRF5基因含有1个内含子,CDS序列长1044 bp,在进化上BrGRF5与拟南芥AtGRF7处于同一个分支并且二者的氨基酸一致性高达70.7%,暗示二者在功能上可能具有一定的相似性。进一步的研究也证实了上述猜测,在拟南芥中过量表达BrGRF5基因明显促进了转基因植株不同组织器官的增大,但也同时降低了转基因植株对盐和渗透胁迫的抗性,该结果与对AtGRF7的研究结果一致。研究结果将为下一步BrGRF5基因应用于大白菜遗传改良提供一定的基础。

黑果枸杞GRF转录因子家族鉴定与生物信息学分析

为探究黑果枸杞(Lycium ruthenicum)GRF基因家族成员在盐胁迫下的耐盐分子机制,采用生物信息学方法,对黑果枸杞转录组数据库进行分析,并对GRF家族成员的理化性质、保守结构域、进化树、基因家族表达谱进行分析。结果表明,通过转录组数据共筛选出14个GRF家族成员,这些蛋白编码氨基酸的个数为136~585 aa,等电点为5.58~9.33,分子量为14.56697~62.98665 kDa。保守基序表明,多数黑果枸杞GRF的N端具有QLQ和WRC保守结构域。系统进化分析发现,14个LrGRFs被分为7个亚族,位于同一亚族的GRF基序组成相似,部分黑果枸杞GRF与番茄GRF具有相对应的进化关系。表达谱表明,不同组织的LrGRFs在不同盐胁迫下均有响应,其中LrGRF6,LrGRF10和LrGRF12在根中高表达,而LrGRF2,LrGRF6和LrGRF10在叶中表现为高表达,这表明其可能在黑果枸杞中发挥着更加重要的调控作用。结果为进一步深入揭示LrGRFs在盐胁迫环境下的分子机制奠定了理论基础。