积雪草CabHLH基因家族的全基因组鉴定和表达分析

目的:鉴定积雪草中bHLH转录因子家族,利用生信分析其蛋白理化性质和在基因组中的相关特性,为CabHLH家族基因在积雪草三萜生物合成调控研究中提供理论基础。方法:根据bHLH基因家族特征筛选积雪草的CabHLH基因家族,进行生信学分析和表达分析。结果:基于基因组和转录组一共鉴定得到137个CabHLHs基因,命名为CabHLH001~CabHLH137。每个CabHLH蛋白均有bHLH结构域,多数为亲水性蛋白,定位于细胞核,系统进化树分析发现CabHLH家族蛋白成员可被分为16个组别29个亚组,与拟南芥AtbHLH蛋白系统分类结果类似。积雪草CabHLHs在基因组内存在大量的基因复制,而与拟南芥的共线性发现成对基因较少,这些成对的基因具有类似的生物学功能。137个CabHLHs在不同组织部位呈现差异表达,CabHLH017、CabHLH023、CabHLH096、CabHLH076表达受到茉莉酸甲酯(MeJA)诱导并在叶中高表达。结论:在积雪草基因组中共获得137个CabHLHs基因,具有亚家族分类的序列特征和不同的表达模式,叶中高表达并响应MeJA的CabHLHs可能具有调控积雪草三萜生物合成的作用。

火龙果HubHLH基因家族的全基因组分析及其对冬季补光诱导开花的表达响应

为了获得较完整的候选基因,探讨HubHLH基因在火龙果(Hylocereus undatus)冬季补光诱导开花过程的表达响应,对火龙果HubHLH基因家族进行全基因组分析。鉴定出153个HubHLH基因;这些基因的编码蛋白含有176~687个氨基酸,分子量大小为19.28~74.44 kDa,等电点(pI)为4.81~9.88,均为亲水蛋白,亚细胞定位预测大多定位到细胞核。为鉴定HubHLH基因家族的同源性,本研究将153个火龙果HubHLH和120个拟南芥AtbHLH蛋白进行系统发育比较分析。系统发育比较分析结果:火龙果HubHLH基因家族成员被分为12个组,25个亚族;对HubHLH基因家族的保守motif、基因结构及在染色体的位置分布的分析结果表明,同一亚族的基因具有相似的基序组成和基因结构。对HubHLH基因家族的内部复制事件的分析结果表明,有78条片段复制被鉴定为片段重复基因,说明片段复制是HubHLH基因家族的主要扩张力量。此外,基于已测定的关于火龙果冬季补光诱导开花的4个时期转录组数据,筛选到59个HubHLH基因在冬季补光诱导成花过程中有差异表达,随后对这59个HubHLH基因进行GO功能富集,发现它们在红光或远红光的反应、对光刺激的反应、有性生殖功能、对辐射的反应等功能上均有富集,说明HubHLH基因家族可能在冬季补光诱导火龙果成花过程中起到了调控作用。

滇山茶bHLH基因家族鉴定及花色形成相关基因筛选

【目的】通过生物信息学方法初步筛选与滇山茶花色相关的bHLH基因,为后续深入研究滇山茶花色提供支持。【方法】基于滇山茶全长转录组数据,通过生物信息学方法鉴定滇山茶bHLH基因家族成员,并对其理化性质、二级结构、系统发育关系和结构域等进行分析。利用二代转录组和代谢组数据挖掘与滇山茶花色相关的bHLH基因,通过实时定量聚合酶链式反应(real-time quantitative polymerase chain reaction,RT-qPCR)验证bHLH基因在滇山茶开花过程中和不同品种间的表达情况。【结果】在滇山茶全长转录组中鉴定到71个滇山茶CrbHLHs基因,蛋白分子量的范围在22994.58-102996.96 Da,等电位为4.98-9.51,均为亲水性蛋白。与拟南芥聚类分析发现,滇山茶bHLH基因家族成员可分布到14个亚族。多组学联合分析发现,CrbHLH8、CrbHLH61和CrbHLH63与矢车菊色素苷呈正相关,而CrbHLH59与其呈负相关;CrbHLH13和CrbHLH71与原花青素呈正相关,其中CrbHLH8和CrbHLH61为IIIf亚族成员。【结论】从滇山茶全长转录组中鉴定出71个CrbHLHs家族成员,其中6个CrbHLHs与滇山茶花色相关。

脑源性神经营养因子促进bHLH基因的表达和神经干细胞的定向分化

目的观察脑源性神经营养因子(BDNF)对bHLH基因表达和神经干细胞(NSCs)定向分化的影响,探索NSCs分化的机制。方法取孕14 d的胚胎大鼠脑组织,以无血清培养基培养获得NSCs,然后随机分为2组,实验组加入5％胎牛血清(FBS)和20 ng/mL BDNF诱导其定向分化,而对照组仅加5％FBS,用免疫荧光及流式细胞仪的方法来检测分化得到的神经元细胞及其比例,采用RT-PCR技术分析bHLH基因表达的动态变化。结果实验组MAP-2阳性神经元的比例在分化培养后第3 d达高峰,约为60％,而同期对照组仅为30％,差异有统计学意义(P<0．05)。分化后bHLH基因MASH-1、neumD和neurogenin2表达均高于分化前,相同时间段实验组bHLH基因的表达强于对照组(P<0．05)。结论BDNF促进了NSCs向神经元定向分化;bHLH基因参与了NSCs的定向分化过程,其高表达可能有利于NSCs向神经元方向分化。

VEGF调节成年大鼠脑室管膜下区和海马齿状回bHLH基因表达的实验研究

目的:探讨外源性VEGF调控成年大鼠脑室管膜下区(SVZ)和海马齿状回(DG)内bHLH基因家族成员Hes5和Mash1表达促进神经发生的机制。方法:建立成年大鼠脑室内VEGF(10μg/ml)或生理盐水持续注药3天模型,于注药开始后3至14天间不同时间点,RT-PCR检测大鼠SVZ和DG内Hes5和Mash1基因表达的动态改变。结果:VEGF组与生理盐水组比较,SVZ内Hes5表达于3d短暂上调,5d和7d下降低于正常;Mash1表达于5d和7d明显上调;两者均在14d恢复正常;DG内Hes5表达于注药开始后3d和5d下降低于正常,7d恢复正常;Mash1表达于3d、5d和7d上调,14d恢复正常。结论:VEGF可通过抑制Hes5基因表达,上调Mash1表达,促进成年大鼠脑内神经发生。

bHLH和Hox基因对GABA能神经元诱导分化研究进展

γ-氨基丁酸（gamma-aminobutyric acid,GABA）是神经系统主要的抑制性神经递质,在中枢神经系统中发挥重要的作用,幼年时期兴奋性神经递质占主导地位,随着年龄的增长,兴奋性和抑制性神经递质逐渐达到平衡,

干旱胁迫下大苞萱草bHLH转录因子家族鉴定与分析

【目的】为探究大苞萱草bHLH基因家族成员特性,基于对干旱胁迫下大苞萱草叶和根转录组测序结果,鉴定并分析大苞萱草bHLH基因家族成员。【方法】利用生物信息学方法对大苞萱草bHLH转录因子家族基因进行系统发育、理化性质、二级结构、保守结构域及基因表达等分析。【结果】共鉴定出55个大苞萱草bHLH家族基因并分为11个亚族;bHLH蛋白理化性质差异较大,总平均亲水性为负值,均为亲水性蛋白;亚细胞定位预测大苞萱草bHLH蛋白主要分布在细胞核中;基因表达分析表明,叶中有26个上调基因,26个下调基因,根中有32个上调基因,22个下调基因,差异基因HmbHLH50的表达量变化显著,可能与大苞萱草的抗旱能力相关。【结论】本研究为挖掘bHLH转录因子家族基因的功能奠定基础,也为深入解析大苞萱草的抗旱机制提供理论依据。

神经干细胞增殖分化基因调控的进展

文章从Notch基因、bHLH基因和同源盒基因等方面介绍了神经干细胞增殖分化基因调控的最新研究进展。

毛竹bHLH转录因子的鉴定及其在干旱和盐胁迫条件下的表达分析

以毛竹( Phyllostachys edulis (Carr.) Lehaie)为材料,利用生物信息学方法,在基因组水平上对其bHLH基因家族成员进行鉴定和分析,并对不同组织中该基因的表达模式以及部分基因在干旱和高盐胁迫条件下的表达情况进行研究。结果显示:在毛竹中共鉴定出153个具有完整保守结构域的bHLH基因家族成员( PebHLH001 ~ PebHLH153 ),这些基因内含子数量为0 ~ 14,其中137个基因的启动子均含有与干旱、盐胁迫相关的顺式作用元件;PebHLHs 编码的蛋白长度为134 ~ 1401 aa;bHLH家族成员的系统进化分析结果表明,153个PebHLHs可被分为17个亚类,其中C亚类的成员数量最多,为42个;基于转录组数据的表达谱分析结果发现,有151个 PebHLHs 在毛竹不同组织和不同生长发育时期有不同程度的表达量;实时荧光定量PCR实验结果显示,在干旱和盐胁迫处理后,分别有14和13个 PebHLHs 基因的表达量上调,分别有2和3个表达量下调,但表达模式存在一定差异,说明他们在应答干旱和盐胁迫过程中可能发挥不同的作用。

红花bHLH转录因子基因的克隆、表达分析及植物表达载体构建

克隆红花花瓣中bHLH(basic helix-loop-helix)基因,研究其在红花不同开花时期花瓣中的表达量并构建其植物表达载体。利用红花基因组测序结果中富集到的bHLH家族中的基因CtbHLH1的开放阅读框,设计特异性引物进行PCR扩增。利用RT-PCR法分析在红花不同开花时期花瓣中bHLH1基因的表达量,同时构建植物表达载体p BASTA-bHLH1。获得bHLH1基因全长897 bp,编码298个氨基酸。红花bHLH1与其他物种氨基酸具有一定的同源性,其与烟草的氨基酸序列相似性最高。实时荧光定量PCR分析表明,CtbHLH1基因在红花不同组织及不同开花时期的花瓣中表达水平具有显著差异,其在花瓣中表达量高,开花第3天表达量最高,末花期表达量低。另外其在根中有表达,在茎、叶中表达量极低。该研究成功地对bHLH1基因进行克隆及表达分析,并构建植物表达载体p BASTA-bHLH1。

视网膜神经节细胞分化发育影响因素的研究

视网膜细胞的产生有特定的高度保守的顺序,视网膜神经节细胞是最早产生的神经元,在视网膜内部和外部因素的共同作用下精确的发育分化,其调控因素主要有胞外因素(视网膜微环境中的可溶性因子)和胞内因素(视网膜细胞内在的各种调控基因)。本文主要对视网膜神经节细胞(Retinal ganglion cells,RGCs)发育分化影响因素的研究进展加以综述。

蒺藜苜蓿bHLH家族基因进化及干旱胁迫应答分析

bHLH (basic helix-loop-helix)基因家族是植物中最大的基因家族之一,广泛参与植物的各种生理活动。本研究利用生物信息学方法从蒺藜苜蓿(A17)中鉴定出168个bHLH基因,依据进化分析结果将这些基因分为19个亚支。基因定位和基因复制事件分析结果表明,近50%的蒺藜苜蓿bHLH基因是由基因复制事件产生的。基因结构分析结果表明,多数bHLH (151个)基因外显子数量少于8个;保守结构域分析表明,不同亚支上的bHLH蛋白既有共同性也有特异性。最后结合进化分析、转录组测序及基因芯片数据,筛选出了参与蒺藜苜蓿干旱应答的bHLH基因。这些结果将有助于开展蒺藜苜蓿bHLH家族基因的生物学功能研究。

NaCl胁迫下黑果枸杞bHLH转录因子家族鉴定与生物信息学分析

目的基于不同浓度NaCl胁迫下黑果枸Lycium ruthenicum杞转录组测序结果,利用生物信息学方法对黑果枸杞bHLH转录因子家族成员进行鉴定。方法通过对NaCl胁迫下黑果枸杞根和叶的样品进行转录组测序,筛选出bHLH家族基因,利用生物信息学方法对筛选到的基因进行理化性质、保守结构域、基因结构、细胞定位及系统进化分析。结果黑果枸杞在NaCl胁迫下的转录组数据库中共筛选出89个bHLH转录因子家族基因;bHLH家族蛋白理化性质差异较大,71.90%的蛋白质呈弱酸性,蛋白属于亲水蛋白。黑果枸杞bHLH家族蛋白含有2个保守结构域,分别位于N端的碱性氨基酸区和C端的螺旋-环-螺旋区。亚细胞定位预测bHLH家族蛋白主要分布在细胞核内和细胞质中。进化分析显示,黑果枸杞中89个bHLH转录因子家族蛋白可分为20个亚族,其中第3亚族中包含的bHLH成员最多,为11个;第7、11、13、22亚族中的成员数量均为1个,其他亚族为2~9个。结论NaCl胁迫下黑果枸杞bHLH转录因子家族有89个成员,bHLH家族蛋白大多数呈弱酸性,属亲水蛋白,可分为20个亚族。

西洋参bHLH转录因子家族生物信息学分析

bHLH是真核生物中一类编码转录调控因子的基因家族,在植物生长发育中具有重要的调控作用。通过对西洋参根、叶、花蕾样品进行转录组测序,筛选其中的bHLH家族基因,利用生物信息学方法对筛选到的基因进行表达模式、蛋白结构、细胞定位及系统进化分析。结果显示:从西洋参转录组中共鉴定得到62个西洋参bHLH家族基因,这些bHLH在根、叶、花蕾中具有4种表达模式。西洋参bHLH亚细胞定位预测主要在细胞核内,所有表达产物均包含HLH结构域。进化分析显示,西洋参中62个bHLH基因可分为18个亚类,其中第Ⅺ亚族中包含最多的bHLH成员,共包含11个bHLH蛋白;第Ⅲf、Ⅳa、Ⅲ(a+c)、Ⅰb(2)、Orphans、Ⅳb亚族中的成员数量均为1个,其他亚族为2~9个。

Math5对视网膜神经节细胞的分化调控

视网膜神经节细胞是视网膜发育中第一个产生的神经元,它的分化由视网膜前体细胞的内部信号和视网膜微环境的外部信号共同决定。Math5是Ath5在小鼠的表达形式,后者是视网膜神经节细胞分化的必要基因,但视网膜神经节细胞的分化还需要其他基因共同参与。本文就Math5 对视网膜神经节细胞的分化调控及其与其他基因的相互作用作一综述。