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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高粱深根基因SbDRO1的克隆及功能验证
《山东农业科学 》 2024
摘要：干旱严重影响作物的生长和产量，根系的结构及分布情况是植物响应干旱胁迫的关键因素。高粱作为一种耐旱性较强的作物，挖掘其抗旱相关基因对于作物抗旱改良具有重要的作用。本研究在高粱中克隆得到深根基因SbDRO1,对其进行生物信息学分析，并在拟南芥中进行功能验证。结果表明，SbDRO1基因CDS全长759 bp,编码252个氨基酸；在拟南芥中过表达SbDRO1能够显著提高拟南芥在干旱条件下的存活率，且转基因拟南芥的根系相对野生型明显发达。进一步研究发现，涉及生长素合成、极性运输以及抗逆相关基因的表达量在转基因拟南芥中显著提高，这或许是SbDRO1基因提高转基因拟南芥抗旱性的主要分子机理。本研究结果可为农作物抗旱改良提供潜在的基因资源。
关键词： 高粱 SbDRO1 基因克隆 生物信息学 抗旱 拟南芥
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小麦TaHKT家族基因的生物信息学分析
《麦类作物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：高亲和性钾离子转运蛋白（high-affinity K+ transporter, HKT）是植物体内一种非常重要的离子转运蛋白，具有运输Na+/K+的能力，在植物响应盐胁迫过程中发挥重要作用。为系统了解小麦TaHKT家族基因，挖掘有效的小麦耐盐基因，本研究采用生物信息学的方法，对小麦TaHKT家族基因进行了全基因组分析，鉴定了家族成员，构建了系统进化树，并对其跨膜结构域、染色体定位、基因结构、Motif、上游顺式作用元件、共线性以及表达谱等进行了分析。结果鉴定出23个TaHKT基因，其编码蛋白质长度为443～590 aa,等电点范围8.2～10.4,跨膜结构域为6～8个。23个基因分布于小麦的2、4、6、7号染色体上，根据亲缘关系可将其分为3个亚族，同一亚族的成员具有较为相似的Motif组成和基因结构。23个基因中，发现了4对串联重复基因，10对大片段复制基因，具有良好的共线性。顺式作用元件分析发现，大部分TaHKT成员含有盐胁迫响应元件MYB、G-box、ABRE和DRE。表达谱分析发现，TaHKT基因在小麦的16种组织中均有表达，在根、茎中的表达量较高，其中TraesCS4D02G361300（ID,下同）在根中的表达量最高。在盐胁迫处理后，不同成员对盐胁迫响应程度不同，TraesCS7B02G318400在盐胁迫处理后表达量逐渐降低；TraesCS2B02G451400和TraesCS2D02G428200在盐胁迫处理后的表达量也明显降低；TraesCS2B02G451800在根部几乎不表达，但在受到盐胁迫处理后表达量逐渐提高，推测它们在小麦抵御盐胁迫过程中发挥不同作用。
关键词： 小麦 TaHKT 生物信息学 基因家族分析 盐胁迫
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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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基于全基因组水平的花生FAR1转录因子家族分析
《花生学报 》 2024 北大核心
摘要：FAR1是一类起源于转座子酶的转录因子，在光敏色素A(phyA)信号通路的启动中起到非常重要的作用。基于全基因组水平对其家族分析，可为深入研究FAR1基因在花生生长发育、逆境胁迫响应中的分子调控机理提供依据。本研究在花生基因组中共鉴定出60个FAR1基因，该转录因子家族成员分成3个亚组，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ亚组中分别包含了21、20和19个花生FAR1蛋白。65%直系同源基因的Ka/Ks值小于0.5,这些基因结构稳定、较为保守，经历了较强的负选择作用。转录组数据分析发现，大部分FAR1基因在花生叶片中表达。本研究结果有助于了解花生FAR1基因家族的进化与功能，为下一步深入研究该基因家族的功能提供依据。
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长穗偃麦草ThPLA基因的电子克隆和生物信息学分析
《种子 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：本研究基于长穗偃麦草高通量测序信息，利用电子克隆方法获得长穗偃麦草磷脂酶基因(ThPLA),结合生物信息学分析方法，从氨基酸理化性质、保守结构域、高级结构、亲水性/疏水性、跨膜结构域、同源性分析及功能表达等方面对该基因gDNA和编码蛋白进行了预测和分析。结果表明，ThPLA基因全长1 620 bp,编码539个氨基酸；与粗山羊草、野生二粒小麦、水稻和玉米的PLA蛋白亲缘关系最近；亚细胞定位和GO term预测ThPLA蛋白质位于叶绿体；综合基因表达预测和转录组数据结果，该基因可能在植物根部对盐胁迫做出响应。
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牛TARDBP基因核心启动子鉴定与转录调控分析
《生物技术通报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：【目的】为了解牛TARDBP基因结构、功能及启动子活性区域，分析该基因的转录调控机制。【方法】通过PCR技术克隆牛TARDBP基因编码区全长序列。应用生物信息学软件对牛TARDBP蛋白性质和结构进行分析。通过实时荧光定量PCR（RT-qPCR）技术检测TARDBP基因在泌乳期荷斯坦奶牛不同组织中的表达情况。应用5’RACE技术确定牛TARDBP基因的转录起始位点，PCR技术克隆牛TARDBP基因启动子区和5’端系列缺失片段，并运用生物信息学软件对牛TARDBP基因启动子区域CpG岛和潜在转录因子结合位点进行预测，双荧光素酶报告系统确定该基因的核心启动子区域。【结果】牛TARDBP基因在包括乳腺在内的多个组织中均有表达。TARDBP蛋白是一种水溶性非分泌蛋白，存在RNA识别结构域和DNA结合位点。TARDBP基因启动子区存在2个CpG岛和大量转录因子结合位点包括SP1、PPARA、PPARD、PPARG、SREBF1等。双荧光素酶活性分析结果显示牛TARDBP的核心启动子区位于-476--149之间，该区域包含Sp1、PPARG、PPARD、SREBF1结合元件，但不存在TATA-box。【结论】牛TARDBP基因在奶牛多个组织中均有表达。-476--149片段为牛TARDBP基因的核心启动子区，且该区域中存在与乳脂合成和分泌相关的转录因子结合位点。
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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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