石榴UGT基因家族的比较和进化分析

为了研究UGT基因家族在石榴中的作用和表达方式,对石榴UGT基因家族的理化性质、选择压和蛋白基序等进行分析,选择桃、葡萄、桉树、甜橙5个物种的UGT基因家族与石榴UGT基因家族进行比较基因组分析。结果表明,桃有最多的UGT基因(58个);桉树有52个,位列第2;葡萄最少,只有15个;石榴(32个)约是葡萄的2倍;甜橙(39个)和石榴数量相似。选用MEGA软件中的邻接距离矩阵法构建系统进化树,应用自展法进行可信度检测,重复1 000次。进化树表明,UGT基因家族被分成5个亚群。通过选择性压力分析估计UGT基因家族中非同义突变(d_N)与同义突变(d_S)的比值,结果表明d_N/d_S<1,即UGT基因家族在桃、葡萄、石榴、桉树、甜橙5个物种中以纯化选择为主。UGT基因家族的蛋白基序分析结果表明,UGT在低阀值(E=1.1e-2 355)时呈现"HPAVGGFLTHCGWNS"的主题。另外,相对分子质量的平均估计值(-0.095 183 7),表明UGT基因所编码蛋白有亲水性。

人参UGT基因家族功能研究进展

人参(Panax ginseng)作为一种具有良好药理活性的药用植物,一直受到广泛关注,而其能够发挥药理活性的部分主要是人参皂苷,主要包括齐墩果烷型和达玛烷型。据研究表明,人参皂苷下游生物合成途径最后一步离不开糖基转移酶的催化过程。因其主要以UDP-糖作为供体分子,所以称之为UDP-糖基转移酶,即UGT。本文结合前人的大量研究对糖基转移酶包括UGT及UGT的功能进行概述,同时介绍了人参UGT基因家族功能到目前为止的研究进展。可为后续对UGT基因家族的研究提供借鉴。

辣椒UGT基因家族的鉴定及表达分析

【目的】鉴定分析辣椒UGT基因家族成员的结构和功能,为解析辣椒多糖糖基化分子机制奠定基础。【方法】利用BioEdit、BLASTP和Pfam比对搜索辣椒UGT成员;利用CDD和HMMER数据库验证保守结构域;利用ExPASy、Cell PLOC、MAGA X、MG2C、GSDS、STRING等分析预测蛋白理化性质、系统发育、染色体定位、基因结构和蛋白互作;利用转录组数据和实时荧光定量PCR分析辣椒UGT基因在各器官发育过程中的表达模式。【结果】从辣椒基因家族中鉴定到的140个辣椒UGT家族成员,编码的氨基酸数量介于253-534之间,等电点在4.7-8.45之间;CaUGTs蛋白大多数定位于细胞外,少部分定位于质膜和叶绿体中;分布在17个组中,定位于12条染色体上,其中25个成员定位在第12条染色体(Chromosome 12,chr.12);所有成员均包含保守结构域motif 1、motif 3;响应与植物生长发育、胁迫有关的作用元件。辣椒UGT基因在不同组织、逆境胁迫及激素应答下的表达模式分析表明,UGT基因具有组织特异性表达差异,在花、果实发育阶段表达相对较高;在ABA、GA3、高温以及低温胁迫条件下,表达被显著诱导增加或者降低,在发育的特定阶段CaUGTs成员可能发挥不同的作用,很可能参与了调控辣椒逆境胁迫条件下的防御应答反应。【结论】140个辣椒UGT成员在分布及结构上存在多样性,而组内成员之间高度相似,CaUGTs基因可能在辣椒植株生长发育过程中响应非生物胁迫。

森林草莓糖基转移酶基因家族生物信息学及其表达分析

【目的】对森林草莓糖基转移酶基因(FvUGT)家族进行生物信息学分析及基因表达分析,为深入研究森林草莓UGT基因功能和探索UGT调控草莓果实发育及花色苷及品质形成提供理论依据。【方法】基于Phytozome数据库鉴定得出138个FvUGT基因家族基因,运用生物信息学方法分析其蛋白理化性质、基因结构、保守结构域和进化关系,并采用实时荧光定量PCR对UFGT候选基因在森林草莓(红果和白果2个类型)各组织(根、叶柄、叶和果实)中的表达量进行分析。【结果】FvUGT基因家族可分为12个类群(A、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L和N),每个类群分别包含16、2、23、32、8、1、5、5、7、3、21和4个成员;染色体定位发现FvUGT基因家族成员在除2号染色体之外的其他染色体上均有分布,且分布不均;FvUGT基因内含子长度、外显子位置和数目在不同成员间均存在差异,FvUGT基因家族在进化过程中产生较强的分化。实时荧光定量PCR检测结果表明,FvUFGT70基因在森林草莓白果和红果的叶和叶柄中有较高表达;FvUFGT94基因在各组织中均有表达;FvUFGT67和FvUFGT68基因在根中有较高表达;而FvUFGT95和FvUFGT96基因在果实中有表达,且显著高于其他组织(P<0.05,下同)。同时,在果实的小绿期、转色期和成熟期的表达表现为,成熟期FvUFGT33和FvUFGT95这2个基因在森林草莓红果类型的表达量显著高于白果类型。【结论】7个FvUFGT基因表现出明显的组织差异性,其中FvUFGT33和FvUFGT95基因在果实中有较高表达量,且在森林草莓红果类型表达量显著高于白果类型,故推测其在花色苷合成中发挥作用。