科研产出
玉米生长素响应因子家族基因的表达模式分析
《作物学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：生长素响应因子（auxinresponsefactor,ARF）是一类重要的转录因子,通过特异性地结合生长素响应元件调节下游靶基因的转录,参与诸多植物生长发育过程的调控。玉米中有许多ARF家族基因,但其表达模式有待深入研究。本研究分析了玉米ARF家族基因在不同组织器官中的表达,发现除ARF10、ARF16和ARF34组成型表达外,其余32个ARF基因的表达水平在生殖器官中要明显高于营养器官。对ARF基因启动子区的顺式作用元件分析显示, 28个ARF基因的启动子区含有逆境胁迫相关顺式元件,实时定量PCR分析结果显示,多个ARF基因分别响应冷、热、盐和渗透胁迫。研究结果不仅暗示了ARF家族基因在玉米生殖生长和非生物逆境胁迫响应中的重要性,也为全面解析ARF基因在玉米中的生物学功能提供有用信息。
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花生DREB类转录因子基因AhDREB3的序列及非生物胁迫下表达分析
《中国油料作物学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：DREB类蛋白属于AP2/ERF转录因子家族的一个亚家族,在植物非生物胁迫抗性调控中具有重要功能。为了挖掘花生逆境胁迫相关功能基因AhDREB3,从已公布的花生基因中找到干旱应答元件结合蛋白3（AhDREB3）的编码基因全序列,做编码蛋白的进化分析。根据已知序列设计引物,通过荧光定量PCR检测了该基因在低温、高盐和干旱胁迫下及对外源ABA响应和表达。荧光定量PCR结果显示,AhDREB3基因在花生的叶片和根中对低温没有响应,对高盐（叶片和根）和干旱（根）胁迫有较大响应,说明它可能参与了花生对高盐和干旱胁迫的适应性调控。此外,AhDREB3基因的表达在花生叶片和根中对外源ABA响应变化小,暗示了该基因在花生中可能通过不依赖于ABA的方式起作用。
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14个苹果AP2/ERF转录因子基因的克隆与表达分析
《核农学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：为探究AP2/ERF转录因子在苹果(Malus pumila Mill.)生长发育以及生物或非生物胁迫应答下的功能,本研究利用同源比对和逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)方法,克隆苹果MdAP2/ERF全长cDNA序列并进行生物信息学分析。采用Array技术检测MdAP2/ERF在苹果16种不同组织中的表达情况,RNA-seq技术检测MdAP2/ERF在苹果斑点落叶病菌(Alternaria alternata apple pathotype, AAAP)侵染下的表达特性,RT-qPCR技术检测MdAP2/ERF在NaCl和甘露醇胁迫下的表达模式。结果表明,共获得了MdERF9-10、MdERF12-15、MdERF20-21、MdERF30、MdERF37和MdAP2D66-69共计14个MdAP2/ERF基因,其GenBank登录号依次为MG099818-19、MG099821-24、MG099829-30、MG099839、MG099846和MG099855-58,开放阅读框(ORF)分别为966、540、1 260、843、1 056、1 011、1 347、1 047、669、615、1 956、1 455、1 365和1 101 bp。进化分析表明,MdERF12、MdERF37、MdERF20分别属于DREB亚家族A-2、A-4和A-6组;MdERF30、MdERF15、MdERF14/MdERF21和MdERF9/MdERF10/MdERF13分别属于ERF亚家族B-1、B-3、B-5和B-6组;MdAP2D66-69属于AP2亚家族。亚细胞定位预测结果显示,MdERF9-10、MdERF12-15、MdERF20、MdERF30、MdERF37和MdAP2D66-69可能位于细胞核;MdERF21可能位于线粒体。Array分析结果显示,14个MdAP2/ERF在16个检测组织中均有不同的相对表达水平。RNA-seq结果显示,MdERF12、MdERF14、MdERF15、MdERF20和MdAP2D66/67/69响应斑点落叶病菌侵染;在150 mmol·L~(-1) NaCl处理下,MdERF10、MdERF12、MdERF13、MdERF15、MdERF20、MdERF30和MdERF37转录水平上调,而MdERF14和MdAP2D68转录水平下调;在300 mmol·L~(-1)甘露醇处理下,MdERF10、MdERF30、MdERF37和MdAP2D66-69转录水平上调,MdERF14转录水平下调。综上表明,MdAP2/ERF基因呈组成型表达,并受斑点落叶病菌、NaCl或甘露醇胁迫诱导或下调,可能参与调控苹果生物胁迫和非生物胁迫应答的过程。该研究结果为进一步揭示AP2/ERF转录因子调控苹果生长发育及逆境胁迫的机理奠定了理论基础。
关键词： 苹果 AP2/ERF转录因子 序列分析 表达分析
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陆地棉NF-YA基因家族的全基因组鉴定与功能分析
《棉花学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：【目的】通过对陆地棉NF-YA基因家族进行全基因组鉴定,分析其表达特性,鉴定其中与棉花开花相关的基因。【方法】利用生物信息学方法系统分析了其理化性质、基因结构、共线性、Ka/Ks、顺式作用元件和表达模式,实时荧光定量聚合酶链反应(Polymerase chain reaction,PCR)分析表达特征,采用病毒诱导基因沉默技术验证基因功能。【结果】陆地棉中鉴定到29个NF-YA基因家族成员,分为5个亚组,定位在18条染色体上;全基因组复制和片段复制是GhNF-YA基因家族扩张的主要动力;启动子区含有大量光反应的顺式作用元件。GhNF-YA基因家族基因在茎、叶中高表达;12个GhNF-YA基因在早熟品种鲁棉研19号和晚熟品种鲁棉研37号中均在第三至六叶时期表达量较高,并且大部分基因在品种间表达差异显著。沉默GhNF-YA18基因的鲁棉研37号植株比对照提前11 d现蕾,并且该基因在白化期和现蕾期的表达量均低于未沉默对照棉株。【结论】本研究对陆地棉NF-YA基因家族进行了鉴定和表达分析,为进一步研究棉花开花调控的分子机制奠定了基础。
关键词： 陆地棉 NF-YA基因家族 生物信息学 表达分析 病毒诱导基因沉默(Virus-induced gene silencing,VIGS)
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燕山葡萄VyMAPK基因的克隆及表达分析
《植物生理学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：以燕山葡萄(Vitis yeshanensis)为材料,利用同源克隆技术获得2个MAPK基因的全长cDNA序列,分别为VyMAPK1和Vy MAPK9.其ORF为1 197和1 803 bp,分别编码398和600个氨基酸.生物信息学分析表明2个蛋白质均含有蛋白激酶结构域, VyMAPK1和VyMAPK9的同源性较低,仅有30.12%.利用荧光定量PCR进行表达模式研究,结果表明:Vy MAPK1和Vy MAPK9表达具有组织特异性, Vy MAPK1在卷须中高表达,而Vy MAPK9在根中高表达; VyMAPK1只响应IAA诱导,对其他植物生长调节剂诱导响应不明显,而VyMAPK9对IAA、6-BA、GA3、ABA、SA和MeJA等诱导有不同程度的响应.VyMAPK1和VyMAPK9均响应低温、高盐和干旱逆境.其中VyMAPK9基因的响应更为强烈,推测该基因在燕山葡萄的非生物胁迫过程中发挥重要的作用.
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陆地棉蔗糖转运蛋白基因家族的鉴定及表达分析
《西北植物学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：蔗糖转运蛋白(SUT)在蔗糖从"源"到"库"的运输与分配过程中发挥着重要作用.该研究基于最新公布的陆地棉基因组数据,利用生物信息学和荧光定量PCR等方法,对陆地棉SUT基因家族进行全基因组鉴定,并对他们的表达特性进行系统分析.结果显示:(1)在陆地棉基因组中,共鉴定到18个GhSUT基因(GhSUT1-GhSUT18),他们不均匀地分布在陆地棉11条染色体上.(2)GhSUT蛋白间序列一致性很高,均具有11~12个跨膜结构域,且都定位于质膜.(3)进化关系分析表明,陆地棉GhSUT蛋白主要分布在双子叶植物特有的SUT1亚组,以及单、双子叶植物共有的SUT2亚组和SUT4亚组,其中SUT1亚组成员最多,包含8个GhSUT基因.(4)位于同一亚组的GhSUT基因具有相似的内含子-外显子分布模式,不同亚组间GhSUT基因内含子/外显子数目差异很大.(5)转录组分析表明,GhSUT基因在表达水平上存在差异,GhSUT1和GhSUT10在被检测的组织不表达,GhSUT5、GhSUT14、GhSUT7和GhSUT16在被检测的组织表达量较低,其他GhSUT基因在被检测的组织具有较高的表达水平;另外,GhSUT基因的表达具有组织特异性,其中GhSUT2和GhSUT11主要在"源"和"库"器官中表达,GhSUT6和GhSUT15主要在"库"器官中表达,而GhSUT9和GhSUT18主要在纤维中表达.(6)荧光定量PCR分析表明,GhSUT2在"源"和"库"器官中均具有较高的表达水平,GhSUT6主要在"库"器官包括根、花瓣、纤维和茎中表达,在"源"器官(叶片)中表达量很低;GhSUT18主要在纤维中特异性高表达,在其他组织表达量很低.研究表明,实验验证结果与转录组分析结果相对一致.该研究结果为进一步研究SUT家族基因的功能提供了重要的基因信息,并为棉花产量的提高和纤维品质的改良奠定了理论依据.
关键词： 蔗糖转运蛋白(SUT) 基因家族 进化分析 组织表达 陆地棉
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花生AhARF基因家族鉴定与表达分析
《中国油料作物学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：生长素响应因子(Auxin response factor,ARF)是生长素信号转导途径中的一类重要转录因子,在种子萌发、器官形成、果实成熟、胚胎发生等多个生长发育过程发挥作用.为了揭示花生基因组中AhARF基因家族的特征,本研究利用生物信息学方法从花生基因组中鉴定了62个花生AhARF家族基因,它们不均匀分布于除1号和11号之外的其他18条染色体上,在A和B亚基因组对应关系的染色体上数目大体相同.依据系统发生关系,62个花生AhARFs与拟南芥AtARFs家族基因共同聚在除ClassIII(仅包含拟南芥AtARFs)外的其余4个分支.共线性分析共检测到33对片段重复基因,其Ka/Ks比值均小于1,受到环境压力的纯化选择.本研究还分析了它们的理化性质、蛋白保守结构域等特征.此外,基于22个组织转录组数据,绘制了62个花生AhARF家族基因的表达模式热图.进一步应用qRT-PCR方法,分析了可能与萌发相关的4个AhARF基因(AhARF10、AhARF20、AhARF23和AhARF46)的时空表达模式.本研究可为种子萌发相关AhARF基因的挖掘与功能鉴定提供基础.
关键词： 花生 ARF基因家族 系统进化分析 蛋白保守结构域 表达分析
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苹果WUSCHEL-related homeobox(WOX)家族基因的鉴定与分析
《园艺学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：利用生物信息学方法和苹果基因组数据库,鉴定并分析了12个苹果WUSCHEL-related homeobox(WOX)家族基因。系统进化树分析表明,苹果WOX家族和拟南芥WOX家族可被分为现代分支(WUS分支)、中间分支和祖先分支;苹果WOX家族成员均含有1个motif-1,不同分支的成员含有其分支特异的motif;基因结构分析显示,苹果WOX家族基因含有2～4个外显子,染色体定位发现11个基因分别定位在苹果的7条染色体上,1个基因无准确定位。基因表达模式分析表明,12个基因在苹果各组织中均有表达,且在果实中的表达量较高;密码子偏好性分析显示,苹果WOX家族基因的偏好性较弱。
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花生AhbHLH63基因的克隆与表达分析
《山东农业科学 》 2019
摘要：bHLH转录因子在调节植物生长发育中起着重要作用.本研究利用转录组测序结果从栽培种花生丰花1号中克隆得到AhbHLH63基因.序列分析显示,AhbHLH63基因有两个剪接体AhbHLH63-1.1和AhbHLH63-1.2,其ORF分别长1 188 bp和1 152 bp,分别编码395个氨基酸和383个氨基酸组成的蛋白.亲缘关系分析表明,AhbHLH63蛋白含有一个预测的bHLH结构域,与其他植物的bHLH63具有较高的同源性,与苜蓿等的同源蛋白亲缘关系较近.实时荧光定量PCR分析表明,AhbHLH63-1.1和AhbHLH63-1.2表达模式基本一致,均为组成型表达,在花中表达量最高,茎和叶中次之,在根中表达量最低;在花生种子的不同发育时期,发育中期表达量较高.
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集胞藻Synechocystis sp. PCC 6803 slr1501的克隆及原核表达分析
《山东农业科学 》 2019
摘要：组蛋白乙酰基转移酶上调表达与抗逆性有一定相关性。集胞藻Synechocystis sp. PCC 6803 Slr1501是一个未知蛋白,预测其属于组蛋白乙酰基转移酶GNAT家族N-乙酰基转移酶。为了进一步明确slr1501基因功能,本研究从集胞藻6803中克隆slr1501基因,成功构建了pET-28a(+)-slr1501原核表达载体,并转化至大肠杆菌BL21(DE3)进行分析。经1 mmol/L IPTG诱导2 h后Slr1501蛋白成功表达,表达量随诱导时间的延长而增加,且主要以包涵体形式表达。Western blot检测结果显示Slr1501重组蛋白特异性表达。本试验结果为进一步研究该基因的功能奠定了基础。
关键词： 集胞藻6803 乙酰基转移酶 slr1501 原核表达 基因功能
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