大白菜KCS基因家族鉴定及在蜡粉近等基因系中表达分析

β-酮脂酰辅酶A合成酶(β-ketoacyl-CoA synthase,KCS)是超长链脂肪酸合成中的限速酶,通过对大白菜KCS基因家族鉴定分析,为揭示KCS在控制大白菜蜡质性状中的具体功能研究奠定了基础。利用生物信息学的分析方法鉴定大白菜KCS基因家族成员,分析其亲缘关系、蛋白质理化性质、染色体定位、共线性关系、基因结构、蛋白保守域结构和基因表达模式。从大白菜全基因组共鉴定到32个BrKCS基因成员分成4个亚组,不均匀地分布在10条染色体上。BrKCS氨基酸长度和分子量的范围分别为181-755 aa和20.54-84.83 kD。共线性分析表明BrKCS5、BrKCS8和BrKCS13等7个家族成员与拟南芥共线性的BrKCS基因发生两倍化,1个家族成员(BrKCS9)发生了三倍化。基因结构分析显示,不同成员编码的氨基酸序列外显子数目及位置存在差异。转录组分析表明,BrKCS5、BrKCS6b与BrKCS10b基因在大白菜不同器官/组织尤其在花器官中可能参与蜡粉的合成。qRT-PCR分析结果验证了转录组数据的可靠性。综上所述,从大白菜全基因组共鉴定到32个BrKCS,其中3个基因在蜡粉近等基因系中表达量高且差异显著,为解析BrKCS基因在控制大白菜蜡质性状中的分子机制奠定了基础。

元宝枫KCS基因家族的鉴定及时空表达分析

【目的】为深入研究元宝枫KCS基因与神经酸生物合成中功能的关联性及高神经酸元宝枫分子育种提供参考。【方法】采用改良的CTAB法提取元宝枫根、茎、叶、花及发育各时期种子的总RNA,利用转录组测序数据及Hmmer-3.0软件、Tbtools1_0692软件、Pfam数据库鉴定元宝枫KCS基因家族成员。利用元宝枫、蒜头果、文冠果、拟南芥、甘蓝型油菜的KCS基因家族成员数据,使用MEGA_X软件构建物种系统发育树。使用Expasy、plantCARE、GAIL、SWISS-MODEL等在线工具对元宝枫KCS家族基因成员进行蛋白质理化特性分析、染色体定位分析、基因结构分析、顺式作用元件分析及亚细胞定位预测。根据转录组数据进行基因表达特异性分析。【结果】从元宝枫基因组中共鉴定了35个AceKCS基因家族成员,分别命名为AceKCS1~AceKCS35,其编码蛋白质长度为156~571个氨基酸,保守结构域及Motif分析结果显示几乎所有AcerKCS均含有FAE1_CUT1_RppA和ACP_syn_Ⅲ_C蛋白保守结构域,启动区含多种与植物生长发育、激素响应、胁迫响应相关的顺式作用元件。亚细胞定位预测结果显示,AceKCS大多位于质膜、叶绿体和细胞质中。将21个蒜头果MoKCS基因、17个文冠果XsKCS基因、21个拟南芥AtKCS基因和58个甘蓝型油菜BnKCS基因共同构建了5个物种152个KCS基因的物种系统发育树,并将其分成了8个亚组,分别为α、β、γ、δ、ε、ζ、η、θ,元宝枫AceKCS仅分布于7个亚组,且大多分布于ε、η和θ亚组。基因表达谱分析结果表明,AceKCS15和AceKCS17在种仁中表达量较高,而在根、茎、叶和花中不表达,在4个发育时期的种仁中表达量变化趋势基本一致,在授粉后100 d时表达量最高,之后逐渐降低。【结论】AceKCS基因在不同组织及不同发育阶段种仁中以不同的水平表达,表现出较高的时空特异性。

辣椒β–酮脂酰辅酶A合酶基因家族的鉴定与表达分析

为深入了解β–酮脂酰辅酶A合酶(β-ketoacyl-CoAsynthase,KCS)基因家族在辣椒基因组中的特征,利用生物信息学方法鉴定所有KCS基因家族成员,对基因染色体定位、系统发育关系、基因结构、蛋白保守基序和组织表达模式等进行分析,并通过qRT-PCR方法检测基因在高温、低温和NaCl胁迫下的响应。从辣椒基因组中共鉴定出22个KCS家族基因,其不均匀地分布在辣椒的9条染色体上;系统发育分析表明辣椒KCS基因家族可分为4组,每组含有不同数量的基因;该家族成员含有0~3个内含子,保守基序有6~14个;KCS家族基因具有不同的表达模式;高温、低温和NaCl处理可以抑制或激活该家族成员的表达。