珍珠粟WD40基因家族鉴定及表达特征分析

珍珠粟是世界范围重要的谷物,拥有极强的光合能力和高生产潜力,较其他作物相比,珍珠粟具有对贫瘠土壤的耐受性,能够适应多种非生物胁迫和多样化的环境条件。PgWD40基因家族在植物抵御生物和非生物胁迫以及调控植物生长发育中扮演着重要角色。本研究利用生物信息学方法全面鉴定和分析了珍珠粟中的PgWD40基因家族及其表达模式。研究结果显示,共鉴定出209个PgWD40基因家族成员,通过对珍珠粟和水稻的系统进化分析将其归为5个亚家族,在同一亚族内的成员中,它们的保守序列和基因结构表现出一定的相似性。此外,通过对启动子顺式作用元件的分析显示, 176个PgWD40基因与植物的生长和发育相关, 208个PgWD40基因成员含有不同激素胁迫响应的顺式作用元件,进一步通过转录组数据分析和qRT-PCR分析显示,PMA3G03393.1、PMA4G00558.1、PMA5G02217.1等基因受到盐、热和干旱胁迫的诱导,表明这些基因可能通过依赖不同激素的信号通路来调控和响应非生物胁迫,可作为进一步研究PgWD40基因家族耐受性功能的候选基因。并且PgWD40基因家族成员在珍珠粟抽穗期的不同时期存在表达差异。通过基因表达热图以及GO和KEGG等分析,发现许多PgWD40基因家族成员参与了植物生长发育和籽粒形成的各个阶段。研究结果为全面解析PgWD40基因结构与生物学功能、耐逆性分子机制以及分子育种提供了理论基础,为今后培育高效抗逆作物新品种提供基因资源。

亚洲牛带绦虫WD40基因表达及免疫学分析

目的对亚洲牛带绦虫WD40基因进行克隆、表达和免疫学研究。方法将亚洲牛带绦虫成虫WD40基因克隆到原核表达质粒pET-28a(+)中,在大肠埃希菌BL-21/DE3中用异丙硫代-β-D半乳糖苷(IPTG)诱导表达,表达产物通过十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)进行鉴定,用镍离子金属螯合剂亲和层析柱进行纯化,纯化的重组蛋白用免疫印迹试验(Western Blotting)进行免疫学分析。结果PCR、双酶切及DNA测序结果均表明,pET-28a(+)-WD40重组质粒构建成功。SDS-PAGE结果表明,目的基因在大肠埃希菌BL-21/DE3中获得高效表达。重组蛋白能识别感染了亚洲牛带绦虫的猪血清和患者血清,表明其具有免疫反应性。结论亚洲牛带绦虫WD40基因可在原核表达系统中获得具有免疫学活性的表达,为进一步研究该蛋白的功能提供了基础依据。

华东葡萄VpWDR基因的克隆、表达及亚细胞定位分析

【目的】探索中国葡萄野生种抗白粉病候选基因VpWDR与白粉病抗性的相关性。【方法】以中国野生华东葡萄(Vitis pseudoreticulata)叶片为植物材料,采用RACE技术对华东葡萄抗白粉病株系‘白河-35-1’叶片cDNA文库测序获得的WDR基因EST序列片段进行全长克隆,利用实时荧光定量PCR技术分析VpWDR在华东葡萄抗白粉病株系‘白河-35-1’叶片中受白粉菌侵染后的表达变化,采用基因枪介导的瞬时转化技术检测VpWDR表达产物在洋葱表皮细胞内的定位。【结果】获得了华东葡萄VpWDR mRNA全长1 577 bp,开放阅读框1 377 bp,3'UTR 138 bp,5'UTR 62 bp,编码458个氨基酸,理论等电点为5.07,预测分子量为51.7 kDa;核酸和编码的氨基酸序列同源性分析结果表明,VpWDR属于WD40蛋白基因家族,并命名为VpWDR;在人工接种葡萄白粉菌后的葡萄叶片进行基因表达分析,表明该基因在葡萄叶片中受白粉菌诱导先上调表达,再回到原始水平,最大值出现在接种后12 h,表达量约为内参基因β-Actin的2.8倍;此外,亚细胞定位结果表明该基因编码的蛋白定位于细胞核、细胞质和细胞膜,无亚细胞特异性分布。【结论】VpWDR蛋白定位于细胞核、细胞质和细胞膜位。并且VpWDR基因对白粉菌产生响应,从而推测该基因可能参与葡萄白粉菌侵染过程中的抗病反应。

红花CtWD40转录因子家族基因的生物信息学分析

WD40转录因子家族是真核生物中广泛存在的基因超家族,与植物生长及发育调控密切相关。并且在以往的研究中发现WD40转录因子参与花色苷的合成,而花色苷是红花类黄酮化合物的重要组成之一。该研究通过生物信息学手段及基因表达分析方法鉴定了红花基因组中40个CtWD40家族成员。研究根据拟南芥等植物WD40蛋白序列及系统发育特点将红花CtWD40家族归为7个亚家族,结合保守基序分析揭示每个亚家族成员特定的保守基序与基因结构,发现进化关系邻近的家族成员在保守基序与基因结构上具有一定的相似性。其次,基因启动子顺式作用元件搜索发现CtWD40特定启动子元件,揭示其可能参与的代谢途径。接下来,使用功能富集分析,分析CtWD40蛋白的功能类别和细胞定位,并通过CtWD40蛋白间相互作用,预测其潜在的调控功能。最后,根据qRT-PCR揭示了红花CtWD40亚家族19个成员在红花不同组织及花期中的差异表达。该研究为红花CtWD40基因功能验证及表达分析提供了理论依据。