结球甘蓝CBF家族特征分析及低温诱导基因BoCBF1、BoCBF2a和BoCBF3表达分析

转录因子CBF在植物对低温胁迫的响应和增强植物的抗寒性方面发挥着重要作用。为分析结球甘蓝CBF家族成员的氨基酸序列特征,探究其是否受低温诱导表达,本研究利用结球甘蓝923全基因组数据库对其进行蛋白质理化特征、系统发育关系、编码基因结构以及2℃低温胁迫下编码基因表达水平分析。结果表明,共鉴定到7个BoCBF基因,系统发育分析后分成2个亚组(Ⅰ和Ⅱ)。BoCBF蛋白的氨基酸长度为203~283 aa,全部是亲水性蛋白质。在结球甘蓝02-12中,BoCBF1、BoCBF2a和BoCBF3基因在叶、花、芽和角果中基本不表达,在愈伤组织、根和茎中表达量较低。转录组测序和实时荧光定量PCR分析发现,在耐寒结球甘蓝923和不耐寒结球甘蓝D9中,BoCBF2b、BoCBF2c基因不受低温诱导表达,BoCBF2a基因低温诱导表达最为迅速,其次是BoCBF1和BoCBF3基因。BoCBF1、BoCBF2a和BoCBF3基因的相对表达量在低温胁迫3~6 h达到最大值,相对表达量达到最大值后急剧下降,在24 h降至最低。本研究结果为后续开展BoCBF1、BoCBF2a和BoCBF3基因调控结球甘蓝响应低温胁迫机理研究奠定了基础。

油桐HSP70基因家族的全基因组鉴定与表达分析

为探究油桐HSP70基因的功能和进化关系,本研究对HSP70基因家族成员进行了生物信息学鉴定和分析,包括理化性质、进化关系、基因结构、保守基序及染色体定位。同时分析了HSP70基因家族成员在不同组织中的表达差异。结果表明,油桐HSP70基因家族包含24个家族成员,24个HSP70蛋白的理论等电点为4.57~8.70,且大部分属于稳定的、亲水性蛋白质,系统进化树分析结果表明HSP70家族成员分为5个聚类,油桐与毛果杨亲缘关系较近。24个VfHSP70蛋白氨基酸序列都包含HSP70保守结构域。22条HSP70基因分布在10条染色体上。分析不同时空的VfHSP70基因的表达量发现,VfHSP70-5在开花前30 d、开花前25 d、开花前10 d的花蕾中表达量均较高。VfHSP70-4在油桐根、茎、叶和种子中均有较高表达量。以上结果表明,VfHSP70基因可能在调控油桐生长发育中具有重要作用。

枸杞SWEET基因家族鉴定及其与可溶性糖含量关系

【目的】糖外排转运蛋白(sugars will eventually be exported transporters,SWEETs)在植物生长发育过程中发挥重要作用,解析SWEETs基因在枸杞果实发育过程中对糖积累作用,为进一步揭示SWEETs基因在枸杞果实发育过程中的作用提供参考。【方法】用生物信息学方法对枸杞SWEET基因(LbaSWEETs)进行全基因组鉴定,并用已发表的转录数据分析LbaSWEETs在果实发育时期的基因表达情况。【结果】枸杞SWEET基因家族共有37个成员,随机分布于10条染色体上,分别编码152~621个氨基酸,蛋白质分子质量为16.87~69.97 kD,等电点为4.96~9.86。亚细胞定位预测位于叶绿体或质膜,大多数含有7个跨膜螺旋。系统进化分析发现,37个LbaSWEETs蛋白可分为4个亚群,每个亚群的基因结构和保守基序组成相似。启动子元件分析表明:Lba-SWEETs基因启动子富含大量激素响应、逆境胁迫和生长发育响应元件。转录组数据和qRT-PCR分析表明:LbaSWEET9和LbaSWEET29基因表达量随果实成熟呈现显著增加。相关性分析结果表明,LbaSWEET9和LbaSWEET29基因表达量与果糖含量呈显著正相关。【结论】LbaSWEET9和LbaSWEET29基因是果糖积累的关键基因。

白菜型油菜IPT基因家族鉴定及表达分析

异戊烯基转移酶(isopentenyltransferase,IPT)是细胞分裂素生物合成的第一限速酶,为分析IPT基因家族在白菜型油菜生长中的功能,利用生物信息学方法从其基因组中鉴定出13个BrIPT基因,它们不均匀地分布在7条染色体上。BrIPTs可分为4个亚族,各家族成员均含有8~10个保守基序和1~2个UTR区。BrIPT基因的启动子区域包含众多响应元件。BrIPT基因家族成员受环境因子、生物激素及防御与应激调控。qRTPCR结果显示,tRNA-IPT基因BrIPT4、BrIPT6、BrIPT9在白菜型油菜体内各个部位均有表达。相比于苗期,成熟期白菜型油菜IPT基因的表达量更高,为后续深入研究IPT基因家族成员的生理生化功能提供了理论依据。

荔枝VQ基因家族鉴定及其对非生物胁迫的响应

【目的】VQ蛋白是一类含有保守VQ基序(FxxhVQxhTG)的植物特异性蛋白,在植物生长发育和非生物胁迫应答中发挥重要作用。研究鉴定了荔枝VQ基因家族,并分析其在不同组织的表达模式及在低温、高温、干旱和盐胁迫下的应答,为后续研究其抗逆机制奠定了基础。【方法】用生物信息学方法在荔枝全基因组中鉴定LcVQ基因,并对其理化性质、亚细胞定位、基因结构和保守基序等进行分析;用MEGA 6.0软件构建系统发育树,分析荔枝、拟南芥和水稻VQ蛋白的系统发育关系;用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术验证LcVQs对多种非生物胁迫的响应情况。【结果】荔枝中共鉴定获得可聚类为9个亚族的18个VQ基因(LcVQ1-18),依次分布在荔枝的11条染色体上,其编码蛋白的氨基酸数介于111~427之间,分子质量为12.48~45.49 kD;除LcVQ15和LcVQ17定位于细胞质之外,其余LcVQ蛋白均定位于细胞核。LcVQs启动子区域包含大量植物生长发育响应元件、激素响应元件及逆境响应元件。LcVQs的表达量在不同组织中具有明显差异,总体上分为普遍性表达和特异性表达。LcVQs可快速响应非生物胁迫,在低温、高温、干旱和盐胁迫处理3 h内分别有4,3,3,4个LcVQs明显上调表达。【结论】荔枝全基因组中有18个VQ家族成员,具有典型VQ保守结构域,能差异化响应多种非生物胁迫。

辣椒EIL基因家族的鉴定及其在盐碱胁迫下的表达分析

EIL(Ethylene-insensitive 3-like)基因在参与植物乙烯信号通路的转导和生长发育过程中发挥着重要作用。为了解辣椒EIL基因家族成员信息,利用生物信息学手段对辣椒EIL基因家族成员的理化性质、蛋白质结构、系统进化、基因结构、保守域、启动子顺式作用元件及CaEILs基因在不同组织部位和不同非生物胁迫条件下的表达模式进行分析。同时使用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)对辣椒叶片中CaEILs在盐碱胁迫下的表达模式进行研究。结果表明,辣椒9个CaEILs分布在6条染色体上,氨基酸数目、蛋白质理论分子质量和脂肪系数分别介于209~677、23.77~76.07 ku和63.10~87.75,且主要为酸性、亲水的不稳定性核蛋白。系统进化分析显示,CaEILs被分成了4个亚家组,9个CaEILs在根、茎、叶、花蕾、花中具有不同程度的表达,而低温、高温、高盐、干旱胁迫下均能诱导CaEILs的表达,其对以上非生物胁迫均具有不同程度的响应。此外,利用qRT-PCR对盐碱胁迫下辣椒叶片中CaEILs进行了检测,结果发现,随着处理时间的延长,CaEIL1、CaEIL2、CaEIL4、CaEIL5、CaEIL8的表达量整体呈上升趋势,而CaEIL3、CaEIL6、CaEIL7、CaEIL9的表达量整体呈下降趋势。

玉米CBS基因家族的鉴定和特征分析

为研究玉米CBS(ZmCBS)基因家族的特征,探讨其功能,对ZmCBS基因家族进行鉴定,分析其染色体定位、基因结构、保守结构域及进化关系,并对ZmCBS家族基因在玉米组织中的表达情况及其在非生物胁迫下的表达变化进行分析。基于玉米基因组数据库,鉴定到37个CBS基因家族成员,它们不均匀地分布在玉米的8条染色体上。该家族蛋白除保守的CBS结构域外,多数成员还包含其他结构域,包括电压门控的氯化物通道蛋白(voltage gated ClC)、Phox/Bemp1(PB1)结构域、五肽重复序列(penatricopeptider repeat, PPR)和E_SET结构域等。按照基因结构和进化关系可分为6个亚类,且同一进化分支上的基因具有相似的外显子结构和CDS长度,但内含子长度差异很大。启动子分析结果表明,ZmCBS基因启动子上含有响应激素和非生物胁迫的顺式作用元件。转录组数据的基因表达谱分析显示,ZmCBS基因家族部分成员在叶、花粉或胚中优势表达。ZmCBS3和ZmCBS14受冷胁迫诱导表达,ZmCBS14和ZmCBS22受干旱胁迫诱导表达,暗示这些基因在玉米响应外界胁迫中起重要作用。分析结果将为进一步研究ZmCBS家族基因奠定基础。

王族海棠Alfin-like家族基因的鉴定及盐胁迫下的表达分析

Alfin-like(AL)转录因子家族对非生物胁迫反应具有重要的调控作用。本研究采用同源比对的方法检索鉴定王族海棠AL转录因子家族基因,系统分析其生物信息学特性,并采用qRT-PCR方法分析其在盐胁迫下的表达模式,以期为揭示AL家族在王族海棠响应盐胁迫中的生理功能提供理论依据。结果表明,从王族海棠基因组中共鉴定出11个MdALs基因,分布在6条染色体上,分别命名为MdAL1—MdAL11。MdALs转录因子具有高度保守的Alfin结构域和PHD锌指结构域,含4~10个内含子;上游启动子区域有大量与植物激素和非生物胁迫响应相关的顺式作用元件,且基因片段复制事件在MdAL基因家族的扩展中起着至关重要的作用。转录组分析显示MdALs基因主要在王族海棠生育后期高表达。qRT-PCR分析进一步表明,MdALs基因在王族海棠遭受盐胁迫下的表达模式不同,盐胁迫下,MdAL3、MdAL4、MdAL6基因的表达量整体上调,尤其MdAL4基因,其表达水平随着盐胁迫处理时间的延长呈显著增加趋势。综上,王族海棠AL转录因子家族与植物响应激素变化和非生物胁迫密切相关,尤其是MdAL4基因,强烈响应盐胁迫,这可为利用基因工程技术改良王族海棠种质奠定基础。

紫花苜蓿CNGC基因家族成员鉴定及分析

环核苷酸门控通道(CNGC)基因家族作为非选择性阳离子通道基因家族之一,在植物信号转导、生长发育和环境胁迫等生理过程中发挥着重要作用。本研究利用生物信息学手段和转录组数据对紫花苜蓿CNGC家族成员的进化关系、基因结构、保守基序、顺式作用元件、染色体定位、共线性关系以及基因表达进行分析。结果表明,紫花苜蓿MsCNGC基因家族成员有16个,在染色体上不均匀分布,存在片段重复,大多数蛋白定位于细胞质膜。系统发育树将MsCNGCs为4个亚家族。基因结构和保守基序分析表明,都含有cNMP/CNBD和ITP功能域。顺式作用元件分析表明,MsCNGCs基因含有许多与非生物或生物胁迫和激素响应元件。MsCNGC4和MsCNGC7.2蛋白之间存在互作。MsCNGC基因具有组织表达特异性。MsCNGC基因对干旱、盐和激素等非生物胁迫均有显著的响应,为进一步研究MsCNGC基因在调控非生物胁迫过程中的潜在功能提供了理论依据。

油桐ARF基因家族的鉴定及表达分析

植物生长发育由多种激素共同调控,其中生长素是重要的调控激素之一。生长素响应因子(Auxin response factor, ARF)是生长素信号传导过程中的关键因子,它能够特异性地与生长素应答元件结合,进而影响植物体内生长素响应基因的表达。本研究通过生物信息学方法鉴定到17个油桐ARF基因家族成员,分布在9条染色体上,并且各基因间无片段重复现象。理化性质分析结果表明,ARF蛋白长度为587~1 119 aa,均为酸性蛋白质,不稳定系数>40,为不稳定蛋白质,亲水性指数<0,为亲水性蛋白质。根据系统进化分析结果将油桐ARF蛋白家族分为4个亚族,与拟南芥的亚族划分一致。每个成员都具有典型的B3型结构域和Auxin_resp中间结构域。分析ARF基因表达特征发现,ARF基因的表达在油桐不同组织中具有明显的组织特异性。本研究结果为揭示油桐生长发育调控机制提供了理论依据。

马铃薯ARM基因家族的全基因组鉴定及表达分析

ARM蛋白重复序列(Armadillo repeats)广泛存在于高等植物中,它们参与多种细胞过程,如信号转导、核转运以及对多种生物/非生物胁迫的响应。本研究在马铃薯(Solanum tuberosum L.)全基因组水平下鉴定出了54个马铃薯ARM基因家族成员(StARMs),它们不均匀的分布在12条染色体上。根据其蛋白结构和系统发育特征,将54个StARMs分为3个亚家族。片段重复事件在马铃薯ARM基因家族的扩展中起主要作用。共线性分析发现,StARMs与番茄(Solanum lycopersicum)、拟南芥(Arabidopsis)、甘蓝(Brassica oleracea)、水稻(Oryza sativa)、玉米(Zea mays)分别有51对、17对、25对、6对和10对直系同源基因,这些基因均在纯化选择下进化。RNA-seq数据分析发现,4个StARM基因在匍匐茎中特异表达,2个StARM基因在根和心皮中特异表达,1个StARM基因在块茎中特异表,还有一些StARM基因参与了马铃薯对生物/非生物胁迫的响应。此外,本研究对3个不同颜色马铃薯块茎组织(薯皮和薯肉)进行了RNA-seq测序,分析了54个StARMs在不同颜色马铃薯块茎组织中的表达模式,并利用qPCR分析了StARMs在3个不同颜色块茎杂交子代薯肉中的相对表达量,筛选出了4个可能参与马铃薯块茎花色素苷生物合成的候选基因。本研究为进一步了解StARM基因家族的特征,深入分析StARM基因在马铃薯抵御生物/非生物胁迫和调控块茎花色素苷生物合成中的功能提供了理论依据。

婆罗双树样基因4、嗅素结构域家族蛋白4及激活素A表达水平与类风湿性关节炎患者临床特征的相关性及其对合并关节畸形的预测价值

目的探讨血清婆罗双树样基因4(SALL4)mRNA、嗅素结构域家族蛋白4(OLFM4)mRNA和激活素A(Activin-A)表达水平与类风湿性关节炎(RA)患者临床特征的相关性及其对合并关节畸形的预测价值。方法选择2021年1月至2023年4月河南中医药大学第三附属医院收治的130例RA患者为RA组,另选择同期于门诊体检的102例健康志愿者为对照组。RA组患者于入院第2天、对照组受试者于体检当日,采用酶联免疫吸附试验检测血清Activin-A水平,反转录-聚合酶链反应检测2组受试者血清SALL4、OLFM4 mRNA相对表达量。比较RA组与对照组受试者及不同临床特征RA患者血清SALL4 mRNA、OLFM4 mRNA、Activin-A水平,采用单因素和多因素logistic回归分析RA合并关节畸形的影响因素,采用受试者操作特征曲线分析SALL4 mRNA、OLFM4 mRNA、Activin-A预测RA合并关节畸形的价值。结果RA组患者血清SALL4 mRNA、OLFM4 mRNA相对表达量及Activin-A水平显著高于对照组(P<0.05)。疾病活动度重度患者血清SALL4 mRNA、OLFM4 mRNA相对表达量及Activin-A水平显著高于中度和轻度患者,疾病活动度中度患者血清SALL4 mRNA、OLFM4 mRNA相对表达量及Activin-A水平显著高于轻度患者(P<0.05)。受累关节数目≥10个、滑膜炎持续时间≥6周、关节畸形患者血清SALL4 mRNA、OLFM4 mRNA相对表达量及Activin-A水平分别高于受累关节数目<10个、滑膜炎持续时间<6周、无关节畸形患者(P<0.05)。不同年龄、性别患者血清SALL4 mRNA、OLFM4 mRNA相对表达量及Activin-A水平比较差异无统计学意义(P>0.05)。多因素logistic回归分析结果显示,疾病活动重度及SALL4 mRNA、OLFM4 mRNA、Activin-A水平升高是RA合并关节畸形的危险因素(P<0.05)。Activin-A、SALL4 mRNA、OLFM4 mRNA预测RA合并关节畸形的截断值分别为15.06 pg·L^(-1)、3.412、3.802,曲线下面积分别为0.699、0.693、0.756,SALL4 mRNA、OLFM4 mRNA、Activin-A联合预测RA合并关节畸形的曲线下面积为0.892,联合预测的曲线下面积显著高于单独预测(Z=4.171、2.785、3.626,P<0.05)。结论RA患者血清SALL4 mRNA、OLFM4 mRNA及Activin-A水平增高与RA疾病活动度、受累关节数目、滑膜炎持续时间、关节畸形有关。血清SALL4 mRNA、OLFM4 mRNA、Activin-A联合预测RA合并关节畸形的效能高于三者单独预测。

桃花花期调控FT基因家族分析研究

本研究针对观赏桃(Prunus persica)中的花期调控基因家族(PpFTs)展开了全面的分析。利用TBtools软件和多个数据库资源,成功鉴定出与拟南芥FT基因相关的4个序列,分别命名为PpFT1、PpFT2、PpFT3和PpFT4,并确认其均含有PEBP保守域,暗示着与开花调控相关的潜在功能。共线性分析揭示了PpFT2和PpFT3与拟南芥中FT相关基因具有共线性,进一步加强了其在开花调控中的潜在作用。研究还对观赏桃FT基因的结构差异进行了探讨,发现其编码序列结构存在显著差异,包括内含子和未翻译区域(UTR)的存在与缺失。这些差异可能导致不同PpFT基因在表达水平和功能上的差异,尤其在开花调控方面。启动子元件分析显示,不同PpFT基因具有不同的启动子元件组成和数量,可能影响其在不同条件下的表达调控。因此,本研究对观赏桃中FT基因家族进行了全面的基因组分析,深入探究了这些基因的结构、功能和调控机制。研究结果为深入理解植物开花调控机制提供了重要线索,同时为观赏桃的分子生物学研究和农业应用提供了有价值的信息。

藜麦SOD家族基因的鉴定及其对混合盐碱胁迫的响应

超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)是植物抗氧化系统的关键酶,在保护植物免受生物和非生物胁迫方面发挥重要作用。以拟南芥SOD为基础,通过序列比对在藜麦基因组中鉴定出12个SOD基因,分别定位于细胞核、微体及线粒体,在11条染色体上不均匀分布,其编码蛋白质三级结构显示Cu/Zn-SODs与Fe-SODs为同源二聚体,Mn-SODs为同源四聚体。CqSOD基因内含子/外显子分布模式不尽相同,内含子数介于4~7个,保守基序差异明显。系统发育关系显示,SOD蛋白可分为Cu/Zn-SODs、Fe-SODs及Mn-SODs 3个亚族。此外,所有的CqFe-SODs及CqMn-SODs启动子区都含有脱落酸激素反应顺式元件,CqSOD12与11个CqSOD蛋白及4个CqCAT蛋白存在相互作用。表达谱分析表明,12个CqSOD基因对混合盐碱及硝普钠均有较强响应。研究结果为SOD基因在植物发育和胁迫响应中的作用及分子机制研究奠定基础。

花斑裸鲤SIRT基因家族分析及低温适应性表达

花斑裸鲤是裂腹鱼亚科的代表物种之一,能够很好地适应青藏高原寒冷的环境。为探究sirtuins(SIRT)基因家族在花斑裸鲤低温适应中的作用,笔者对SIRT基因家族的7个基因进行了生物信息学分析和基因表达研究。结果显示,花斑裸鲤SIRT基因家族的长度差异较大,序列最长的是SIRT1基因(22885 bp),最短的是SIRT4基因(3660 bp),包含蛋白质编码区,编码304至691个氨基酸不等。通过保守结构域和基序分析发现,花斑裸鲤SIRT基因均具有Sir2保守结构域和基序,包括GAGxSx、xxPxxR、PxxxH和QNxDxLx。氨基酸理化性质预测结果表明,花斑裸鲤SIRT蛋白均为亲水性蛋白,除SIRT4之外,均是不稳定蛋白。亚细胞定位预测结果显示,SIRT蛋白主要分布于细胞质和细胞核中。通过预测蛋白质相互作用发现,SIRTs与SOD2、CAT、PPARGC1α、p53、FOXO1a和FOXO1b具有相互作用。进一步对SIRT基因在低温适应的花斑裸鲤的肝脏、脑和肌肉组织中表达进行分析,结果显示,低温下,SIRT2、SIRT4和SIRT7基因在肝脏和脑中表达显著上调,SIRT2~4、SIRT6和SIRT7基因在肌肉中表达显著上调,推测SIRT基因家族尤其是SIRT2、SIRT4和SIRT7基因在花斑裸鲤低温适应中可能具有重要作用。本试验分析了花斑裸鲤SIRT基因家族的特征,其结果可为后续SIRT基因在花斑裸鲤低温适应中功能研究提供基础。

绵羊MYL基因家族的鉴定与组织表达分析

为了解肌球蛋白轻链(myosin light chain,MYL)基因家族在绵羊中的分子进化关系及表达变化,本研究利用生物信息学方法对绵羊MYL基因家族进行鉴定和系统分析。各选取了3只军垦白肉羊、新疆细毛羊和湖羊成年公羊各组织样品,采用qRT-PCR方法验证家族成员MYL1、MYL6B和MYLPF基因的表达情况。结果显示,12个MYL基因分布在9条染色体上,编码由147~211氨基酸组成的亲水性蛋白质,无信号肽和跨膜结构域,二级结构以α-螺旋为主。根据基因结构、保守结构域和基序分布等特征,可以将这些基因家族成员分为3个组。共线性分析结果表明,MYL2和MYL10、MYL2和MYLPF存在片段复制,且这些片段受到较强的选择压力。蛋白互作网络显示MYH10与绵羊MYL家族成员均存在互作关系。MYLs的组织表达模式差异较大,其中MYL1、MYL2、MYL6B和MYLPF在骨骼肌组织中高水平表达。基因克隆测序结果显示,扩增得到目的基因的CDS全长,qRT-PCR结果表明,MYL1、MYL6B和MYLPF在军垦白肉羊肌肉组织中的表达水平显著高于其他组织(P<0.0001),并且在军垦白肉羊骨骼肌中的表达水平显著高于湖羊和细毛羊(P<0.0001)。以上结果为深入研究绵羊MYL基因家族的功能以及优化绵羊肉用性能提供了线索。

小麦TaPOD家族的全基因组鉴定及表达分析

过氧化物酶(Peroxidase,POD)家族成员在调节植物生长发育和响应逆境胁迫中起重要作用。为系统探究小麦(Triticum aestivum L.)TaPOD基因家族的功能及其表达模式,本研究利用生物信息学的方法鉴定了小麦TaPOD基因家族成员,对其理化性质、启动子顺式作用元件、进化特征做了预测分析,并通过小麦转录组和实时荧光定量PCR(Real Time Quantitative,RT-qPCR)分析了其在不同组织、外源激素及逆境胁迫下的表达模式。结果表明,目前基因组测序小麦中包含659个TaPOD基因家族成员,蛋白质序列长度在206~518个氨基酸之间;系统发育分析表明,小麦TaPOD家族成员分为I~VII组且每组成员数量不等;序列比对显示小麦TaPOD家族成员具有5个保守基序,且基因结构等方面存在很大差异,预示着功能存在多样性;染色体定位发现其数量在小麦的21条染色体上分布不均匀,其中2B染色体上数量最多;通过种内共线性分析发现,小麦TaPOD基因共有396个重复事件,同源性较高且进化过程非常保守,主要通过片段复制和串联复制进行扩增,且Ka/Ks比率显示仅有4对家族成员受到了正向的自然选择压力;顺式作用元件分析表明,上游2 kb区域中存在23种与生长发育和抗逆性相关的结合元件;基因表达模式分析显示,86.5%TaPOD基因在小麦根系中表达量较高;通过RT-qPCR检测发现TaPOD基因表达量与激素诱导和非生物胁迫密切相关。上述结果为深入研究TaPOD基因在调控小麦生长发育与逆境胁迫中的功能提供初步的理论基础。

腰果CBF基因家族的鉴定及响应冷胁迫的表达模式

腰果(Anacardium occidentalie Linn)属于典型的热带果树,主要在我国的云南省、海南省等地种植。腰果具有重要的经济价值、社会价值、生态价值,为农民增产创收,实现共同富裕和乡村振兴战略具有重要价值。腰果对于低温十分敏感,在8℃时就会受到严重伤害,生长停止。所以低温胁迫是制约腰果生长的重要非生物胁迫。CBF转录因子是植物在应对低温、干旱、盐等非生物胁迫下中发挥重要作用的转录因子。然而CBF基因家族在腰果中的作用尚未阐明,该家族在低温胁迫下的表达模式尚不清楚。本研究对腰果AoCBF基因家族的基本特性进行探究,通过生物信息学方法,在腰果转录组中鉴定并获得6个AoCBF基因家族成员,分别对其系统发育、理化性质、蛋白结构、低温诱导下表达模式和启动子作用元件进行分析。理化性质分析结果表明:6个AoCBF蛋白长度为189~334 aa,蛋白分子量为21.31~37.89 kDa,等电点均小于7,表明该蛋白呈酸性,且均包含AP2/ERF结构域。基序分析表明:AoCBF基因存在5个基序,不同AoCBF基因Motif的缺失暗示着相关功能的缺失性。系统发育树分析表明:6个AoCBFs可分为A、B两个亚组,其中A组包含1个基因,B组仅包含5个基因。启动子顺势作用元件分析得出,AoCBF可能参与激素响应及非生物胁迫响应过程。荧光定量表达分析显示,AoCBFs对低温冷胁迫均有不同程度的响应,表明AoCBF在响应低温胁迫生物学过程中发挥着一定的作用。本研究分析了AoCBF基因家族的基本特性,为后续AoCBF的深入研究和应用积累基础数据。

蓝莓B-box型锌指蛋白基因家族的鉴定及其在果实发育期的表达模式

B-box(BBX)基因家族成员在植物生长发育中起重要作用.为探究BBX在蓝莓果实成熟发育过程中的作用,通过生物信息学的方法鉴定BBX基因家族成员,并对其进行染色体定位、系统进化关系、基因结构、启动子顺式作用元件及表达模式分析.结果表明:在蓝莓基因组中鉴定出38个BBX基因成员,基因结构保守,外显子平均个数为3.13,这些基因可分成Ⅰ~Ⅲ3个亚族,不均匀分布于23条染色体;BBX基因的启动子序列中存在光响应、植物激素响应、胁迫响应和植物生长发育等4类顺式作用元件;VcBBX基因成员在‘Star’和‘O’Neal’蓝莓果实发育过程中存在显著性差异表达,VcBBX9,VcBBX16,VcBBX25和VcBBX20在S8表达量最高,VcBBX26在S6表达量最高,VcBBX30在S3表达量最高.研究结果将为进一步探究BBX型锌指蛋白在蓝莓果实发育过程中的功能奠定基础.

陆地棉TRM基因家族的鉴定及纤维品质相关优异单倍型分析

【目的】鉴定陆地棉TRM基因家族序列及理化性质,分析与棉纤维品质相关的优异单倍型基因差异。【方法】利用生物信息学分析陆地棉TRM基因家族进化关系、理化性质和聚类表达;利用基因单倍型效应分析筛选调控纤维品质性状(纤维长度、比强度、马克隆值)的候选基因。【结果】陆地棉TRM基因家族编码的氨基酸为376~1093,等电点为4.64~9.56。亚细胞定位预测发现多达60个陆地棉TRM基因家族定位于细胞核中。TRM基因家族含有较多的光响应、激素响应、胁迫响应和生长发育相关的元件。60个TRM基因家族在纤维发育时期优势表达,调控棉花纤维发育。每个基因的单倍型个数为1~8,并筛选到纤维长度、强度以及马克隆值相关的优异单倍型TRM基因分别有14、18和15个,其中有11个基因同时具有长度、强度、马克隆值3种改良纤维品质的优异单倍型。GH_D09G0775的Hap_4单倍型和GH_D03G1434的Hap_3单倍型在增加纤维长度、强度的同时降低了马克隆值。【结论】在陆地棉(Gossypium hirsutum L.)中鉴定出75个TRM基因家族成员分布在24条染色体上,系统进化将其分为ClusterⅠ~Ⅲ3个亚族。