茉莉花TCP基因家族全基因组鉴定及其表达分析

为探讨茉莉花TCP基因家族在其生长发育过程中的作用,基于茉莉花的基因组数据,利用生物信息学方法对茉莉花TCP(JsTCP)基因进行了全基因组鉴定及分析,并分析了TCP基因家族在花发育不同时期和花粉-柱头互作中的表达水平。结果显示,茉莉花全基因组中共鉴定出27个TCP基因家族成员,命名为JsTCP1~JsTCP25,其蛋白包含208~539个氨基酸残基,分子量为22.95~56.96 ku,等电点为5.70~9.97,均为不稳定的亲水性蛋白。亚细胞定位预测结果显示,JsTCPs均位于细胞核内。染色体定位结果显示,JsTCPs不均匀分布在10条染色体上。基因结构分析结果显示,JsTCPs具有1~5个外显子以及0~4个内含子。蛋白保守基序和系统进化分析结果显示,JsTCPs均含保守的TCP结构域,可分为ClassⅠ和ClassⅡ2个亚类。启动子顺式作用元件的分析结果显示,JsTCPs启动子上含有多个植物激素响应、胁迫响应和生长发育相关等元件。表达模式分析结果显示,24个JsTCPs基因在茉莉花花发育不同时期表达,22个基因在花粉-柱头互作中表达。总之,本研究鉴定了27个茉莉花TCP基因家族成员,并发现家族成员在花发育不同时期和授粉后不同时期特异表达。

雷蒙德氏棉和亚洲棉TCP基因家族的生物信息学分析

TCP基因家族是植物中特有的一类转录因子家族,涉及了植物的多种生长途径以及各种生理生化反应的信号传导。为了更好地了解TCP基因家族在雷蒙德氏棉和亚洲棉基因组中的数量和分布情况等,通过生物信息学方法,在雷蒙德氏棉(D5)和亚洲棉(A2)全基因组中分别鉴定出37个TCP基因家族成员,并对TCP家族成员进行基因结构、染色体定位、保守域、进化关系等分析。结果表明,雷蒙德氏棉和亚洲棉全基因组分别编码37个TCP转录因子成员。雷蒙德氏棉30个成员基因分布在10条染色体上,亚洲棉37个成员基因分布在13条染色体上;内含子/外显子结构分析表明,TCP基因结构较为简单,大部分不含内含子;功能结构域分析,发现所有TCP转录因子具有高度保守的TCP结构域;根据结构域差异和系统发育分析的结果,将TCP基因家族分成2个亚族,进一步划分为PCF、CIN、CYC/TB1三个亚类。以上结果为进一步研究棉花TCP基因家族各成员的功能奠定一定的理论基础。

菊苣TCP基因家族鉴定与分析

TCP转录因子参与调控植物多种生理过程,包括植物叶片发育、花发育、分枝的形成等方面。菊苣(Cichorium intybus L.)是一种优良牧草,但目前还未有关于其TCP基因家族研究的报道。本研究基于菊苣全基因组数据,利用拟南芥(Arabidopsis thaliana)、生菜(Lactuca sativa L.)TCP基因家族的氨基酸序列,对菊苣TCP基因家族成员进行鉴定筛选,最终得到39个菊苣TCP基因家族成员。接着利用生物信息学方法对这些成员进行分析发现,39个成员不均匀分布在9条染色体上;氨基酸数目为113~498,分子量为12425.84~56266.57Da;所有成员分为3个亚家族;均含有保守的basic-helix-loop-helix(bHLH)结构域;顺式作用元件分析发现,菊苣TCP家族成员具有多种激素、非生物胁迫和生长发育响应元件;对CIN类TCP基因在菊苣各组织和高温胁迫下进行表达分析发现,这些成员可能参与菊苣的叶片发育调控且对高温胁迫响应。本研究可以为改良菊苣牧草品质提供理论依据。

工业大麻TCP基因家族的鉴定及表达分析

目的 TCP基因家族在植物叶片发育、侧枝形成、花器官形成、植物激素合成与信号转导等生理过程中发挥着关键的作用。对工业大麻Cannabis sativa TCP基因进行全基因组鉴定及表达分析为工业大麻TCP基因家族的功能分析提供科学参考。方法 基于已发布的工业大麻基因组,利用生物信息学方法对工业大麻TCP基因家族成员进行鉴定并对其理化性质、基因结构、以及表达模式进行分析。结果 共鉴定出17个工业大麻TCP基因(Cs TCP1~Cs TCP17)分为2类3个亚科(PCF、CIN和CYC/TB1),编码的氨基酸长度在163~585 aa,蛋白质相对分子质量为18 310~64 070,蛋白等电点介于4.99~9.36,亚细胞定位大部分为细胞核。共线性进化分析发现,工业大麻与拟南芥、番茄、水稻分别存在9、20和6对同源基因。顺式元件预测结果表示光响应元件和脱落酸元件在TCP基因启动子区域分布广泛。基因表达分析结果表明,工业大麻TCP基因的表达存在组织特异性,大部分在叶和花中高表达。结论 为深入研究工业大麻TCP基因家族的功能奠定了基础,进一步阐明了TCP基因可能参与工业大麻生长发育的各个阶段,并对工业大麻的药用资源发展提供理论基础。

葡萄TCP基因家族全基因组鉴定和分析

TCP基因家族是植物特有的转录因子家族之一,在植物的生长、发育等多个过程发挥重要的调控作用。本研究利用生物信息学方法对葡萄TCP基因家族成员、染色体定位、基因分类、进化分析、保守域结构和基因结构进行了详细分析。结果表明,葡萄TCP基因家族含有15个成员;进化分析表明,TCP基因家族可分为2组:ClassⅠ和ClassⅡ,其中ClassⅡ可继续分为CIN和CYC/TB1两个小组。保守结构域分析表明,葡萄TCP基因家族TCP结构域高度保守;基因结构分析表明,葡萄TCP基因家族成员是由1~8个外显子构成。以上结果将为今后揭示葡萄TCP基因的功能提供重要的理论基础。

砀山酥梨TCP基因家族全基因组鉴定与分析

TCP蛋白是植物特有的转录因子家族之一,在植物生长和发育等多个过程起到重要作用。本研究利用生物信息学方法对砀山酥梨TCP基因家族成员、染色体定位、进化分析、亚组分类、保守域结构和保守元件进行了相关分析。结果显示,梨TCP基因家族含有34个成员;进化分析表明,根据进化树拓扑结构将其分为两类:ClassⅠ和ClassⅡ,其中ClassⅡ可被分为CYC/TB1和CIN两个小组。结构域分析表明,梨TCP基因家族TCP结构域高度保守;保守元件分析表明,梨TCP基因家族包含5个保守元件:元件1是TCP保守域;元件2为R结构域,元件3、4和5为功能尚未鉴定的结构域,所有梨TCP蛋白都含有元件1,ClassⅡ组中CYC/TB1小组包含特异元件2。以上结果将为今后揭示梨TCP基因的功能提供重要的理论基础。

番茄TCP基因家族全基因组鉴定和分析

TCP基因家族是与植物有关的转录因子家族,它对植物的生长和发育有重要作用。为了揭示番茄TCP基因家族的功能,本研究利用全基因组信息鉴定番茄TCP转录因子家族。结果表明,番茄TCP基因家族共有36个成员;进化分析表明,TCP基因家族可分为2组:ClassⅠ和ClassⅡ,ClassⅡ又可以分成CIN和CYC/TB1两个小组;基因结构分析表明,家族成员有1~3个外显子构成;序列分析表明这些家族成员都含有高度保守的b HLH结构域,有的还含有R结构域。这些结果有助于今后揭示番茄TCP基因家族成员的功能。

芸薹属物种(B.napus,B.rapa,B.oleracea)TCP基因家族全基因组鉴定和分析

TCP蛋白是植物特有的一类转录因子,广泛参与植物叶发育、花对称性、侧枝发育等过程,具有重要的调控作用。为了揭示芸薹属TCP基因家族的功能和进化关系,本研究利用生物信息学方法对白菜、甘蓝和甘蓝型油菜的TCP转录因子家族成员、基因分类、基因结构、系统进化关系和结构域序列保守性进行分析。研究表明,白菜和甘蓝的TCP基因成员各有37条、甘蓝型油菜TCP基因成员有78条,且全部为亲水蛋白,大部分的TCP基因结构简单,不含内含子;序列分析表明,这些TCP基因均具有高度保守的TCP结构域;根据结构域差异和系统发育分析的结果,将白菜、甘蓝、甘蓝型油菜TCP基因分为两类:ClassⅠ和ClassⅡ,ClassⅡ可继续分为CIN和CYC/TB1两个小组;聚类分析发现,芸薹属中白菜、甘蓝、甘蓝型油菜TCP基因与拟南芥垂直同源的At TCP11、At TCP16、At TCP23的TCP基因缺失,可能与芸薹属发生三倍化事件或驯化过程中的人工选择有关。以上研究将为揭示芸薹属TCP基因的功能提供重要的理论基础。

豌豆TCP基因家族的鉴定与分析

TCP (TEOSINTE BRANCHED 1,CYCLOIDEA,PROLIFERATING CELL FACTORS 1和2)作为植物特有的转录调控因子,在高等植物的生命过程中发挥着十分重要的功能。豌豆(Pisum sativum)作为重要的豆科作物和模式植物,目前还没有豌豆TCP基因家族系统性进化分析的研究报道。本研究对豌豆的TCP基因家族进行了初步的进化和表达分析。结果表明:豌豆TCP基因家族共有22个成员,不同TCP成员之间的氨基酸数、分子量和等电点差异较大;所有TCP家族成员都定位于细胞核。系统进化分析显示豌豆TCP家族成员分为2个亚家族:Class I (PCF)和Class II,基因结构分析显示:豌豆TCP基因结构较为简单,内含子数目较少。该家族成员共包含10种保守基序(Motif1~Motif10),顺式元件分析发现,豌豆TCP基因家族的启动子序列中包含了多个非生物胁迫响应元件。对该家族成员的表达模式分析表明,豌豆大部分TCP成员的表达具有组织特异性,且多集中于叶和花等部位。

茄子TCP基因家族全基因组的鉴定与分析

TCP(teosinte branched1/cincinnata/proliferating cell factor)转录因子是植物特有转录因子家族,在植物整个生长发育过程中都有着很重要作用。目前,在茄子(Solanum melongena L.)中还没有关于TCP转录因子的相关报道。本研究利用生物信息学方法在茄子基因组数据库中鉴定出分布于11条染色体上的29个茄子TCP家族基因(eggplant TCP,SmTCP)。研究结果显示,该家族所有成员均含有编码TCP保守结构域的序列。这些成员氨基酸长度范围为201–538 aa,外显子数为1或2。亚细胞定位显示,有3个SmTCP(SmTCP02/03/21)蛋白位于细胞质中,其他SmTCP蛋白都位于细胞核中。系统发育树和序列特征分析均将29个SmTCP基因分成ClassⅠ(PCF)和ClassⅡ(CIN和CYC/TB1)两大类。共线性分析发现,17对(21个)SmTCP基因存在共线性关系,且这些存在共线性关系的基因都属于片段复制。基因表达模式分析显示,29个SmTCP基因家族成员在15个组织或器官中都有表达,但是不同成员的表达模式存在差异,其中CIN亚家族的4个基因(SmTCP18/19/20/25)在3个不同生长期的叶片中均较高表达。SmTCP启动子区域的顺式作用元件分析共发现4类顺式作用元件。本研究从多个角度分析了SmTCP基因分子基础,研究了TCP转录因子对茄子生长发育的影响,为茄子分子育种提供理论参考。

毛竹TCP基因家族全基因组鉴定与分析

TCP蛋白是植物特有的一类转录因子,在植物生长、发育、信号转导以及生理生化刺激响应等方面具有重要功能。毛竹(Phyllostachys edulis)是世界上生长速度最快的植物之一,在中国具有重要的经济、生态和社会价值。为了解TCP基因家族在毛竹基因组中的数量和表达,本研究利用生物信息学方法对毛竹TCP基因家族进行全面概述,包括基因结构、进化关系、保守结构域和表达模式等。结果显示,毛竹基因组中含有19个基因编码TCP转录因子,依次命名为PheTCP1-PheTCP19,蛋白质大小为100~406aa,等电点为4.85~10.70,均是疏水性蛋白;PheTCPs基因结构较为简单,大部分不含内含子;发现所有PheTCPs转录因子具有高度保守的TCP结构域;19个PheTCPs隶属于2个组:ClassⅠ和ClassⅡ,ClassⅡ进一步划分为CIN、CYC/TB1两个亚类。表达模式分析表明,19个PheTCPs在毛竹不同笋和花发育时期中的表达差异明显。本研究为进一步探索毛竹TCP基因家族各成员的功能提供一定的理论基础。

鹰嘴豆(Cicer arietinum)TCP基因家族的生物信息学分析

TCP蛋白是植物特有转录因子家族之一,参与植物的生长发育调节过程。本研究利用生物信息学方法,通过PlantTFDB database、NCBI、CLUSTALX 2.0、GSDS 2.0、MEME和psRNATarget数据库以及MEGA 5.0等软件,对鹰嘴豆TCP基因家族成员进行分子量、等电点、染色体定位、基因保守域、保守基序、microRNA的靶位点和系统发育进化树的分析。研究表明:TCP基因可被分为ClassⅠ(PCF)和ClassⅡ(CYC/TB1和CIN)两大类,在染色体上的分布较为均匀,具有较保守的螺旋-环-螺旋结构域(Helix loop helix domain,bHLH),含有3个Motif序列,其中每个家族成员共有的是Motif2。microRNA靶位点预测发现,TCP基因的Ⅱ类CIN亚家族中的CarTCP2和CarTCP23受miR319调控。以上结果简要概述了鹰嘴豆TCP基因家族的进化、基因结构及蛋白的生化特性,旨在为今后更好地揭示该基因在鹰嘴豆的生长发育和生理特性中的功能提供理论基础。

西瓜全基因组ClTCP转录因子的鉴定与表达分析

目的与意义:TCP蛋白是植物特有的一类转录因子,对植物的生长发育及形态建成起着重要的调控作用,比如:种子萌发、植株分枝、叶和花的发育等过程.西瓜是世界性的重要经济作物,栽培面积广阔,经济效益显著.但是关于西瓜TCP基因家族的研究至今还没有报道.本研究利用生物信息学分析,功能预测与验证等方法,揭示西瓜TCP家族的结构与表达特征,为西瓜TCP家族的功能分析奠定基础.

百脉根LjCYC1基因克隆及其蛋白核定位(英文)

通过筛选百脉根(Lotus japonicus)基因组文库,克隆了UjCYC1(Lotus japonicus Cycloidea-like1)基因。LjCYC1是金鱼草(Antirrhium)CYC(Cycloidea)基因的同源基因,CYC属于TCP[TB1(teosinte branched 1),CYC,PCFs(PCF1 and PCF2)]基因家族,编码转录调控子控制金鱼草花的对称性。基因组序列分析表明,LjCYC1的开放阅读框(ORF)由两个外显子和一个内含子组成,其cDNA编码的LjCYC1蛋白包含了370个氨基酸。蛋白序列分析显示,LjCYC1包含一个TCP结构域和一个R结构域,属于TCP结构域蛋白家族的CYC/TB1亚家族;LjCYC1氨基酸序列与CYC相比,一致性和相似性分别为39.0％和42.6％。不同长度的LjCYC1-cDNA与报告基因GUS融合后,通过粒子轰击(particle bombardment)方法在洋葱表皮细胞瞬时表达融合蛋白,观察到包含了TCP结构域的融合蛋白能够进行细胞核定位,提示LjCYC1可能作为转录因子行使功能;TCP结构域自身不能完成核定位过程,还需要结构域两侧旁邻氨基酸序列的协助。

CYC类基因在被子植物花发育中的研究进展

CYCLOIDEA(CYC)类基因属于TCP基因家族成员,在花发育过程中具有重要作用。CYC类基因在被子植物进化过程中发生基因复制事件,形成CYC1、CYC2和CYC3三大分支,其中CYC2分支成员在花对称性形成方面具有主要调控作用。CYC1和CYC3分支成员开展研究较少。综述了国内外CYC类基因的研究现状及其存在问题,并对CYC类基因的研究前景做了展望。

茄子TCP转录因子的鉴定及胁迫处理下的表达分析

【目的】鉴定茄子TCP基因并对茄子TCP转录因子家族成员分析。确定其在胁迫、激素处理下的表达情况,为深入研究茄子TCP基因的功能奠定基础。【方法】从茄子基因组鉴定SmTCP基因家族成员,利用生物信息学方法对茄子TCP转录因子家族成员的理化性质、分布情况进行分析。以高温(42℃)、低温(4℃)、盐胁迫(200μmol/L NaCl溶液)、重金属(100μmol/L CdCl_(2)溶液)、青枯菌、水杨酸及脱落酸处理茄子幼苗,利用qRT-PCR技术分析茄子TCP基因在7种处理及不同器官的表达情况。【结果】共鉴定到32个茄子TCP成员,并进行生物信息学分析。qRT-PCR分析结果显示,茄子SmTCP基因受生物及环境胁迫响应上调,激素处理中,ABA处理后茄子TCP整体出现上调,SA处理后茄子SmTCP整体出现下调,茄子TCP在叶跟果中的的含量较高。【结论】茄子TCP基因受胁迫响应表达,SmTCP成员响应胁迫表达情况及各器官中的表达量不同,ClassⅠ类TCP大多成员在热胁迫下存在明显上调响应。推测茄子TCP基因可能参与抵御逆境胁迫。

白桦BpTCPs基因家族生物信息学及时空表达分析

【目的】通过研究白桦TCP转录因子的序列特征及其在不同时期组织中的表达规律,为揭示BpTCPs在白桦生长发育中的作用提供证据。【方法】依据白桦45个转录组测序结果,共获得15条TCPs基因。利用生物信息学方法对TCPs基因进行了全面分析,采用实时荧光定量PCR技术分析基因在不同组织中的表达模式。【结果】生物信息学分析发现,15条BpTCPs均含有1个高度保守的b HLH结构域,系统进化分析发现15条白桦TCP分属于TCP蛋白的两大类;qRT-PCR分析结果显示,自5月到9月的生长阶段中,顶芽中BpTCPs的表达水平呈现不同程度升高的变化趋势;茎中BpTCP3在整个生长季上调表达;BpTCP4、BpTCP10及BpTCP7、BpTCP8分别在越冬后的雌花及雄花中上调表达。【结论】明确了BpTCPs基因的功能及揭示其参与调控植物生长的分子机制奠定基础。

芥蓝TCP家族全基因组鉴定及表达分析

为明确芥蓝TCP家族相关基因在叶片发育中的功能,基于甘蓝基因组数据,分析鉴定出芥蓝TCP基因家族有40个成员,参考拟南芥同源TCP基因注释及拟南芥数据库基因的相对表达量,初步选取BoTCP21和BoTCP25基因,采用qRT-PCR分析。结果表明:BoTCP21和BoTCP25均在叶片中大量表达,但二者在真叶不同部位的表达模式存在差异。为了进一明确TCP基因家族中参与叶片发育的基因,采用生物信息学方法并结合qRT-PCR对BoTCP家族进行了全面分析。结果显示:40个BoTCP都属于非分泌亲水性蛋白,分别定位在8条染色体上;系统进化树构建和亲缘关系分析将芥蓝中的BoTCP成员归为3类,其中PCF亚家族有19个成员,CYC亚家族8个成员,CIN亚家族13个成员。qRT-PCR结果表明:BoTCP21和BoTCP25在真叶和薹叶中具有较高的表达量,BoTCP14在开花结荚的植株根部表达量较高,而BoTCP16则在抽薹植株的根部表达量最高,说明BoTCP家族成员在组织部位表达存在时空特异性且广泛参与了植株的形态建成和器官发育。

香蕉TCP家族的全基因组鉴定及对低氮胁迫的响应

TCP(Teeosinte branchedⅠ,Cycloidea,Proliferating cell fatcors 1和2)是含有一个高度保守非典型的bHLH(basic-Helix-Loop-Helix)保守结构域的植物特有转录因子基因家族之一,参与调控植物生长发育和非生物胁迫响应等生理过程。为了探究香蕉(Musa acuminata)TCP基因家族对低氮胁迫的响应,本研究从全基因组的分布、蛋白质理化性质、保守结构域等生物信息学方面阐述了香蕉MaTCPs基因家族成员的基本特征,并且对香蕉叶片和根在低氮胁迫下的MaTCPs基因家族成员的表达模式进行了分析。结果表明,香蕉TCP转录因子家族共包含48个成员,可分为ClassⅠ(PCF)和ClassⅡ(CYC/TB1和CIN)两个亚家族,所有成员均定位于除Chr.09和chrUn_random以外的染色体上,且存在多个串联重复基因对。在低氮胁迫下,香蕉MaTCPs基因家族大部分基因表达量上调,且在不同的组织中表达模式不同。同一亚家族基因在根和叶中表现出一致的表达模式。这些结果表明Ma TCPs家族成员可能参与了香蕉对于低氮胁迫的响应。本研究将为香蕉低氮胁迫的机制研究和香蕉TCP转录因子家族的功能分析提供理论基础,为香蕉抗逆育种提供参考。

蒺藜苜蓿TCP转录因子家族的全基因组鉴定和分析

作为植物特有的转录因子家族,TCP基因处于植物多种信号传导途径的中心节点位置。对蒺藜苜蓿全基因组进行检索,共获得21个TCP基因序列。蒺藜苜蓿TCP成员间在蛋白质大小、等电点等方面具有明显的差异。对蒺藜苜蓿TCP基因进行基因结构、染色体定位和系统进化分析,发现蒺藜苜蓿TCP基因结构较为简单,一般不含有内含子,仅一个外显子。21个基因中仅有5个基因有内含子。系统进化关系上其中4个基因亲缘关系非常近。这4个基因位于1号、4号、7号染色体上TCP基因聚集存在的位置。蒺藜苜蓿TCP基因在各个器官间特异性的表达。TCP基因参与蒺藜苜蓿根瘤发育的过程,也响应外界盐胁迫和病菌侵染刺激。本研究发现的蒺藜苜蓿TCP基因家族信息,可为蒺藜苜蓿乃至豆科植物育种提供有价值的信息。