科研产出
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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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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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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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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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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甘薯近缘野生种三浅裂野牵牛WRKY基因家族的生物信息学分析
《分子植物育种 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：WRKY基因家族是一类含有WRKY保守结构域的转录因子大家族,是植物中最大的转录调控因子家族之一。目前已有多种植物WRKY家族的分析鉴定报告,但关于甘薯（Ipomoea batatas （L.） Lam.）中WRKY家族的报告却很少。本研究利用生物信息学方法对甘薯近缘野生种三浅裂野牵牛Ipomoea trifida（Kunth） G. Don的基因组数据进行了详细的分析,结果显示:在三浅裂野牵牛基因组中共鉴定得到82个WRKY转录因子,其中81个不均匀分布在基因组的15条染色体上,第5号染色体上分布最多（10个基因）,第8和15号染色体上分布最少（2个基因）;蛋白分子大小在116～710个氨基酸之间,等电点为4.85～10.33不等;按照保守结构域分类可以分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三组,Ⅱ组包含Ⅱa、Ⅱb、Ⅱc、Ⅱd和Ⅱe五个亚组,其中Ⅰ组有15个ItWRKY基因、Ⅱa组4个、Ⅱb组11个、Ⅱc组23个、Ⅱd组7个Ⅱe组10个、Ⅲ组12个;82个ItWRKY基因中有8个基因的核心结构域WRKYGQK发生了单个氨基酸变化（WRKYGKK）。ItWRKY基因以组织特异性的方式表达且在不同胁迫下基因的表达量存在差异,表明ItWRKY基因参与了三浅裂野牵牛对胁迫的响应。本研究为甘薯WRKY基因的功能鉴定提供了参考作用,进一步为甘薯的分子育种提供了帮助。
关键词： 甘薯近缘野生种 转录因子 WRKY 生物信息学分析
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水稻干扰素相关发育调节因子的生物信息学分析
《分子植物育种 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：干扰素相关发育调节因子（interferon-related20developmental20regulator20factor,20IFRD）在动物中有较深入研究,参与动物细胞发育和分化及多种疾病的发生,但是在植物中研究较少。为了挖掘植物IFRD基因的功能,本研究对禾本科模式作物水稻IFRD基因家族成员进行了系统的生物信息学分析。本研究鉴定得到5个水稻IFRD基因家族成员,分布在4条染色体上,根据进化树把它们分为2个亚家族,不同亚家族成员具有不同的基因组结构、蛋白质保守基序和表达模式。高温、盐胁迫处理后的转录组测序分析结果显示,该基因家族成员（OsIFRD3,20OsIFRD4）对逆境的响应变化差异显著;蛋白质相互作用分析结果显示水稻IFRDs可能与mRNA可变剪接因子、甲硫氨酰t20RNA合成酶、rRNA加工蛋白相互作用;启动子分析显示水稻IFRD启动子具有非生物胁迫和植物激素响应元件。综上表明水稻IFRD基因家族可能通过调控m20RNA可变剪接和蛋白质的合成参与高温、盐胁迫逆境响应途径。本研究为深入解析水稻IFRD基因功能提供了重要信息。
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菠菜NHX家族基因鉴定及其响应盐胁迫的表达分析
《山东农业科学 》 2021
摘要：Na+/H+逆向转运蛋白（NHX）在植物响应盐胁迫和生长发育过程中发挥着重要的调控作用。本研究对菠菜NHX家族基因进行全基因组鉴定和生物信息学分析,并利用qRT-PCR技术检测NHX基因在盐胁迫下的表达。结果显示,从菠菜基因组中共鉴定出6个SpoNHXs基因,系统进化树分析发现其分属3个亚家族——Vac、Endo和PM;这6个SpoNHXs均具有跨膜结构域,与拟南芥NHX家族成员在不同亚家族中的保守基序高度一致,表明其具有相似的生物学功能;这6个SpoNHXs受盐胁迫上调表达,其中SpoNHX1与SpoNHX6显著上调。本研究结果可为后续SpoNHXs基因克隆和耐盐功能分析提供理论支持。
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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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大白菜GID1家族基因鉴定及表达模式分析
《山东农业科学 》 2020
摘要：GID1蛋白是赤霉素信号转导过程中的重要受体,在调控植物生长发育过程中发挥重要作用。本研究采用生物信息学分析方法对大白菜基因组中GID1家族基因进行鉴定,并对该基因结构、染色体分布、系统进化以及表达模式等进行分析。结果表明,大白菜基因组中含有5个GID1家族成员,分别位于4、5、6、7、9号染色体上,各成员都只含有1个内含子。系统进化结果显示,单子叶和双子叶植物的GID1蛋白明显处于两个不同分支,大白菜GID1家族成员与拟南芥GID1具有更近的亲缘关系。通过表达模式以及启动子顺式响应元件分析发现,大白菜GID1基因不仅参与生长发育调控还可能参与对不同环境因子的响应过程。
关键词： 大白菜 GID1基因 生物信息学分析 表达模式分析
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