葡萄YUCCA家族基因的鉴定及在穗梗褪绿过程中的表达分析

【目的】探究YUCCA家族基因在葡萄穗梗褪绿过程中表达模式。【方法】通过生物信息学的方法,分析了葡萄YUCCA家族基因聚类、内含子/外显子结构、蛋白保守基序和启动子顺式元件,通过液相色谱质谱联用的方法测定阳光玫瑰葡萄穗梗褪绿过程中IAA含量的变化,利用Real-time PCR检测YUCCA家族基因在穗梗褐变过程中的表达趋势。【结果】从葡萄基因中鉴定得到10个YUCCA家族基因,命名为VvYUCCA 1~VvYUCCA10。葡萄YUCCA家族基因可以分为4个亚家族;同一个亚家族的基因含有相似的内含子/外显子结构和蛋白保守基序;在YUCCA家族基因的启动子中,存在大量脱落酸、茉莉酸和水杨酸等信号响应元件;IAA含量在穗梗褪绿过程中明显升高。【结论】YUCCA 1和YUCCA8的表达与IAA含量呈正相关关系,可能参与葡萄采后贮藏过程中穗梗的褪绿。

百香果YUCCA基因家族鉴定与表达分析

【目的】黄素单加氧酶(YUCCA)基因是吲哚-3-乙酸(Indole-3-acetic acid,IAA)生物合成的主要限速酶基因之一,在植物生长发育中起着重要调控作用。本研究利用生物信息学方法对百香果(Passiflora edulis Sims.)YUCCA基因家族成员进行鉴定,以期揭示百香果YUCCA家族基因在激素响应中的功能,同时为YUCCA家族基因在其他物种中的生物信息学研究提供参考。【方法】利用生物信息学方法分析百香果YUCCA基因编码蛋白质的理化性质和保守结构域,基因的染色体定位、基因结构、系统进化树、顺式作用元件等;利用qRT-PCR探究部分成员在植物生长调节剂IAA处理下的表达情况。【结果】百香果基因组中共鉴定出29个YUCCA家族成员,不均匀分布于8条染色体,基因长度(552~9210 bp)存在明显差异,含有1~8个内含子,同时具有8个保守基序。通过系统进化树分析,发现百香果YUCCA基因家族可划分为3类,聚在同一分类中的百香果YUCCA基因具有高度的保守性,同时发现百香果的YUCCA基因与苜蓿(Medicago sativa L.)、拟南芥(Arabidopsis thaliana)亲缘关系更近,而与水稻(Oryza sativa L.)的亲缘关系较远。顺式作用元件分析显示,百香果YUCCA基因家族启动子受多种激素所诱导,可响应多种逆境胁迫。转录组数据分析结果表明:PeYUCCA6、PeYUCCA11和PeYUCCA16在台农百香果和黄金百香果叶片中呈现较低表达或者不表达,其中PeYUCCA23在台农百香果和黄金百香果的表达量最高,推测该基因对百香果叶片的发育有较大影响。qRT-PCR分析结果表明,在100μmol·L-1 IAA处理后,PeYUCCA7、PeYUCCA13、PeYUCCA17、PeYUCCA24和PeYUCCA26基因表达量显著升高。【结论】YUCCA基因家族成员在IAA处理下的表达差异较大,YUCCA基因可能在植物生长调节剂IAA处理下的百香果生长发育和抵御逆境环境过程中发挥重要作用。

普通烟草YUCCA基因家族的生物信息学分析

YUC基因家族催化吲哚-3-丙酮酸(IPA)生成生长素(IAA)的过程,进而调控植物生长素的合成。目前,研究者已经在多种植物上鉴定分析了YUCCA基因家族,但是关于烟草中该基因的报道较少。为了探讨普通烟草YUCCA基因结构及功能,通过检索普通烟草全基因组蛋白序列,筛选出21个烟草YUCCA基因家族序列,利用生物信息学工具对其蛋白质结构域、亚细胞定位、同源性进行分析。系统发育树分析结果显示,烟草YUCCA蛋白可以聚类到4个分支,与同为单子叶植物的拟南芥的亲缘关系较近。结构域分析结果显示,烟草YUCCA基因内含子数量在0~6个之间;协同进化树分析结果显示,亲缘关系近的基因内含子数量较为相近;亚细胞定位结果显示,19个序列定位到细胞质,2个序列定位到细胞质膜,该基因可能参与细胞质基因的转录调控。

胡萝卜YUCCA基因家族鉴定及生物信息学分析

胡萝卜是重要的根菜类蔬菜之一,根部性状影响最终的产量和品质。YUCCA基因通过介导生长素调控植物根部发育,是生长素合成途径中的关键基因。利用生物信息学方法对胡萝卜YUCCA基因家族成员进行鉴定,对其理化性质、染色体定位、系统进化树、蛋白质的二级和三级结构以及保守基序进行分析。结果表明,在胡萝卜的5条染色体上共鉴定到了14个YUCCA基因家族成员,其大部分基因含有3~4个外显子;该家族编码的蛋白质为富含碱性氨基酸的亲水性蛋白质,氨基酸数量为290~424个,其蛋白质结构主要以α-螺旋和无规则卷曲构成,通过构建系统进化树可将其分为3个亚族,且亚细胞定位结果显示,YUCCA基因家族蛋白质大部分被定位在细胞质中。这为YUCCA基因家族在调控胡萝卜根发育和膨大机制研究奠定了理论基础。