科研产出
石榴蔗糖代谢相关酶SPS和INV基因家族鉴定与表达分析
《山东农业科学 》 2024 北大核心
摘要：蔗糖磷酸合成酶(SPS)和蔗糖转化酶(INV)是蔗糖代谢的关键调控酶,在植物生长发育过程中起重要作用.本研究利用生物信息学和荧光定量PCR等分子手段,鉴定石榴SPS和INV基因家族成员,分析其理化性质、保守结构域、保守基序、二级结构、亚细胞定位、系统进化关系和表达模式.结果表明,从石榴基因组中鉴定出 4 个SPS基因和 11 个INV基因,其编码蛋白均为不稳定蛋白,具有典型的保守结构域,家族成员间特征motif数量和种类大致相同,蛋白结构高度保守;这些蛋白不均匀地分布在染色体上,均定位于叶绿体中,二级结构主要由α-螺旋和无规则卷曲组成.石榴SPS和INV基因家族成员间存在不同程度的亲缘关系,与巨桉同源性较高;不同SPS和INV基因在石榴果实不同发育时期的表达模式存在差异,PgINV3 在 9 月 15日(果实增大期)表达水平最高,显著高于其他时期.本研究结果对解析石榴果实中蔗糖代谢的分子机理具有重要意义.
关键词： 石榴 SPS基因 INV基因 生物信息学分析 基因表达
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甜樱桃类钙调蛋白基因家族的生物信息学分析
《落叶果树 》 2024
摘要：类钙调蛋白(CML)是植物生长发育过程中应对刺激的一种重要蛋白,基于甜樱桃全基因组,利用生物信息学的方法对甜樱桃CML基因家族成员进行鉴定,并对理化性质、染色体定位、基因结构、启动子作用元件等进行分析.结果表明,PavCML家族有49个基因,不均匀的分布于1~8号染色体上,亚细胞定位在细胞质、叶绿体、细胞核等部位,启动子顺式作用元件分析发现PavCML家族基因响应多种元件.与转录组数据结合进行荧光定量PCR分析,结果显示CML在裂果部位的相对表达量高,表明该基因可能参与裂果过程,为CML家族基因的功能鉴定提供理论依据.
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紫花苜蓿耐盐性相关NAC转录因子的挖掘及表达分析
《草地学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：NAC（NAM,ATAF1/2,CUC2）是植物特有的一类转录因子家族，可调控植物响应盐胁迫。本研究基于盐胁迫下紫花苜蓿（Medicago sativa L.）耐盐品种GIB和盐敏感品种LS根和叶的转录组数据，通过生物信息学方法筛选出17个差异表达的MsNAC转录因子家族成员，并对其序列特征、系统进化、顺式作用元件及盐胁迫下的表达模式等进行分析。结果显示，17个MsNACs均具有NAC典型的NAM结构域，且蛋白结构相似。系统进化分析将17个MsNACs分成8个亚族，各亚组成员具有高度相似的保守基序。顺式作用元件分析发现，有15个MsNACs具有ABA响应顺式元件ABRE。转录组数据表达模式分析与RT-qPCR验证结果显示MsNAC1,MsNAC2,MsNAC35,MsJUB1和MsNAC40基因在盐处理下GIB叶中上调表达，在LS叶中下调或者未发生变化，推测这些基因参与调控紫花苜蓿的耐盐反应。本研究为进一步研究紫花苜蓿NAC转录因子响应盐胁迫功能提供参考依据。
关键词： 紫花苜蓿 NAC 盐胁迫 生物信息学分析 表达模式
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甘薯CLE多肽家族的全基因组鉴定和IbCLE12的克隆及抗旱性表达分析
《山东农业科学 》 2023
摘要：CLAVATA3/Embryo surrounding region-related（CLE）多肽作为植物体内小分子信号激素，在植物的生长发育和抗逆性中发挥重要的调控作用。本研究从甘薯近缘野生种Ipomoea trifida的基因组数据库中筛选出12个ItfCLE基因，并对其结构、蛋白理化性质、进化关系以及转录水平的表达进行了分析。结果表明，12个ItfCLE蛋白的长度和分子量分别为81～154 aa和9.0～17.5 kDa;均具有C末端保守基序（VSKRKVPSGPBPJHN）;除了ItfCLE2和ItfCLE6,均为不稳定蛋白；除了ItfCLE5,均为亲水性脂溶蛋白；亚细胞定位表明均为胞外分泌型小肽。进化分析表明这12个CLE多肽属于5个不同的亚组。表达模式分析表明，各ItfCLE基因在不同组织中的表达不同，ItfCLE9和ItfCLE10在花中表达较高，ItfCLE4和ItfCLE12在根中表达较高，ItfCLE2、ItfCLE6和ItfCLE8在茎中表达较高；ItfCLE12基因受干旱诱导表达最高，ItfCLE8受干旱和盐胁迫诱导上调表达。进一步从甘薯栽培种济薯25中克隆ItfCLE12的同源基因IbCLE12,实时荧光定量结果表明IbCLE12受PEG6000干旱和ABA处理诱导显著上调表达，推测IbCLE12在甘薯抗旱性中发挥重要的调控作用。本研究结果可为进一步解析甘薯CLE多肽家族功能及IbCLE12基因在甘薯抗旱性中的分子机制奠定基础。
关键词： 甘薯 CLE多肽 生物信息学分析 IbCLE12 基因表达 抗旱性
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玉米ZmWRKY36基因的生物信息学及功能分析
《山东农业科学 》 2023 北大核心
摘要：作为植物转录因子家族最大的成员之一,WRKY蛋白在植物的生长发育、防御反应以及胁迫响应中都发挥着极为关键的作用.本研究以玉米自交系 B73 为材料,克隆了一个玉米 WRKY 转录因子 Zm-WRKY36,并对其进行生物信息学与功能分析.结果表明,ZmWRKY36 基因的开放阅读框为1 002 bp,编码333个氨基酸.ZmWRKY36 蛋白分子量为35.8 kDa,理论等电点为5.66,属于酸性蛋白;不稳定系数为67.16,为极不稳定蛋白;亲水指数为-0.526,为亲水性蛋白;具有 1 个WRKY结构域和 1 个C2 HC锌指结构基序,属于WRKY转录因子Ⅲ类亚家族成员;与高粱SbWRKY64、稷PmWRKY4 和狗尾草SvWRKY4 有着较近的亲缘关系.进一步分析发现,ZmWRKY36 蛋白定位于细胞核内,并且有着较强的转录激活活性.qRT-PCR结果显示,ZmWRKY36 基因在玉米根和叶中表达量较高,具有组织特异性;并且受到干旱胁迫和盐胁迫的显著诱导,表明转录因子ZmWRKY36 可能在玉米抵御外界干旱胁迫和盐胁迫的过程中发挥着重要作用.
关键词： 玉米 ZmWRKY36 生物信息学分析 功能分析 干旱胁迫 盐胁迫
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陆地棉膜结合脂肪酸去饱和酶基因家族的全基因组鉴定及表达分析
《山东农业科学 》 2023 北大核心
摘要：膜结合脂肪酸去饱和酶（fatty acid desaturase, FAD）是生物合成不饱和脂肪酸的关键酶。本研究以陆地棉基因组数据为基础，利用生物信息学方法对棉花FAD基因家族进行全基因组鉴定和进化分析。结果表明，陆地棉基因组中共含有37个FAD基因，进化分析发现这些基因分为4个亚家族，各亚家族成员数量不一，但相同亚家族成员含有相似的基因结构和保守基序。共线性分析发现28对复制基因全为片段复制基因，且都经历了严格的纯化选择作用。此外，在陆地棉FAD基因的启动子区域，发现了丰富的响应植物激素信号和逆境胁迫的顺式作用元件。转录组分析表明，陆地棉FAD基因家族响应干旱和盐胁迫，定量PCR分析表明施加外源褪黑素显著影响了FAD基因的表达。本研究结果为进一步解析FAD家族基因的功能奠定了基础。
关键词： 陆地棉 膜结合脂肪酸去饱和酶 全基因组鉴定 生物信息学分析 基因表达 干旱和盐胁迫 褪黑素
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洋葱黄酮醇合成酶基因的克隆与表达分析
《山东农业科学 》 2022 北大核心
摘要：黄酮醇合成酶(flavonol synthase,FLS)是植物黄酮醇生物合成途径中的关键酶.本研究克隆了洋葱黄酮醇合成酶基因AcFLS,其编码序列长度为927 bp,编码309个氨基酸.AcFLS蛋白为亲水性胞质不稳定蛋白,二级结构以无规则卷曲和α-螺旋为主,属于α-同戊二酸和二价铁离子依赖型加氧酶家族.AcFLS的氨基酸序列与洋葱、虎眼万年青、石刁柏FLs蛋白的同源性分别为91.34%、76.42%、74.63%.实时定量PCR结果显示,AcFLS基因在洋葱中的表达具有组织特异性,表现为叶鞘中表达量最高,叶片次之,根中极少表达;在鳞茎膨大过程中AcFLS基因的表达量呈先升高后降低的趋势,在膨大盛期达到最高值;但AcFLS基因在紫皮、黄皮洋葱中的表达水平并无显著差异.该研究为进一步探明洋葱鳞茎颜色产生的机理奠定了基础.
关键词： 洋葱 黄酮醇合成酶 基因克隆 生物信息学分析 表达分析
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大白菜LACS家族基因鉴定与表达分析
《山东农业科学 》 2022 北大核心
摘要：长链脂酰辅酶A合成酶(LACS)能催化游离的脂肪酸形成酰基辅酶A,是脂肪酸激活、转运、氧化及储存脂合成等生化途径的关键酶,在许多生物过程中发挥重要作用.本研究利用生物信息学方法鉴定大白菜LACS家族基因成员,分析其亲缘关系、蛋白质理化性质、染色体定位、共线性关系、基因结构、蛋白保守结构域和基因表达模式.结果表明,从大白菜全基因组共鉴定到13个BrLACS基因成员,分成4组,不均匀地分布在7条染色体和1个Scaffold上.BrLACSs的蛋白长度和分子量分别为199~1072 aa和23.10~121.10 kDa.与拟南芥AtLACS1、AtLACS5和AtLACS6共线性的BrLACS基因发生了扩张,出现了双拷贝(BrLACS5a、BrLACS5b和BrLACS6a、BrLACS6b)及三拷贝(BrLACS1a、BrLACS1b和BrLACS1c).表达模式分析表明,BrLACS4和BrLACS8基因在大白菜不同器官/组织中表达量最高,尤其在控制花器官蜡质性状中起着重要作用,在有蜡粉大白菜中的表达量显著高于无蜡粉大白菜.本研究结果为解析大白菜LACS基因在控制大白菜蜡质性状中的分子机制和指导大白菜亮绿种质资源创新具有重要意义.
关键词： 大白菜 LACS家族 蜡质 生物信息学分析 基因表达
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谷子NCED3基因克隆及生物信息学和表达模式分析
《山东农业科学 》 2022 北大核心
摘要：脱落酸(ABA)在植物生长发育中起着重要作用,9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCED)是ABA合成过程中的关键限速酶,关于谷子(Setaria italica)NCED基因研究的报道较少.本研究以济谷22为材料,通过RT-PCR克隆得到SiNCED3,生物信息学分析结果表明,其cDNA全长1836 bp,编码611个氨基酸;SiNCED3蛋白相对分子质量为66.36 kD,等电点为6.15,为稳定蛋白,无信号肽,亚细胞定位预测定位于叶绿体中,含一个NCED基因家族典型结构域RPE65,二级结构主要由无规则卷曲和延伸链构成;启动子顺式作用元件分析表明其受光、ABA、生长素等调控.通过qRT-PCR发现,SiNCED3在谷子根、茎、叶、叶鞘、穗等组织中均有表达,根中的表达量最高;干旱、低温以及盐胁迫都可以不同程度地诱导SiNCED3在谷子幼苗中的表达,表明该基因可能参与调控谷子对不同逆境的响应.
关键词： 谷子 SiNCED3 基因克隆 生物信息学分析 表达分析
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花生AOC基因家族的鉴定和表达分析
《分子植物育种 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：茉莉酸（jasmonic acid, JA）已被认定为新型植物激素,广泛参与植物的生长发育和胁迫响应等过程,丙二烯氧化物环化酶（AOC）是茉莉酸合成途径中的关键酶。为探明花生基因组中AOC基因信息及表达特征,本研究利用生物信息学方法鉴定了花生AOC基因家族,并分析其理化性质、系统进化树、染色体分布、结构特征以及在22个不同组织中和胁迫下的表达模式。结果表明,花生栽培种含有9个AOC基因,野生种各含有4个AOC基因。这些基因不均匀分布在不同染色体的两端,进化树分析显示17个基因聚为4组,且同组基因具有相似的基因结构、外显子数量、基序数量、类型和顺序,但与拟南芥和水稻经历了不同的进化过程。表达分析表明,AOC基因在22个组织中均有表达,在根、雌蕊、果壳中显著高于其他组织,AdAOC3和AiAOC1可被盐处理和干旱处理高度诱导表达,AhAOC在根中表达量高于茎和叶片且被干旱处理高度诱导表达。本研究为进一步探讨花生AOC基因的功能奠定了基础。
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