森林草莓全基因组MADS-box转录因子基因的鉴定及凤梨草莓果实FaMADS1基因克隆

本文利用生物信息学方法对森林草莓（Fragaria vesca）基因组数据库中MADS-box基因的数量、结构类型、序列特征及染色体定位进行分析。结果表明,获得70个含SRF-TF结构域的森林草莓Fv MADS基因,DNA长度289~14 596 bp,编码66~1 437个氨基酸残基,有21个Fv MADS没有内含子,在7条染色体上呈不均匀分布;68个Fv MADS蛋白序列含有保守基序Motif 1,最佳匹配序列为＂RQVTFSKRRNGLLKKAYELSVLCDAEVALIIFSSRGKLYEF＂。另外,从栽培品种‘丰香’草莓果实中克隆了Fa MADS1基因,该基因属于MADS-box基因家族,c DNA全长1 167 bp,编码区750 bp,推导编码249个氨基酸,具有MADS结构域和K-box结构域。     

小麦WOX转录因子基因的全基因组鉴定与分析

小麦是全球主要粮食作物之一。本研究运用生物信息学技术手段对普通小麦(Triticum aestivum L.)的WOX基因进行了全基因组鉴定、系统发育树构建、序列分析。结果显示:小麦基因组一共包含了26个WOX基因,其中在Phytozome数据库中收录有序列信息的有20个,可分为3个亚族,各亚族内的WOX基因具有相似的基因结构,内含子相位为0或1;该家族基因的蛋白质基序Motif 1、Motif 2、Motif 5和Motif 9较为保守,其中Motif 1和Motif 2推测为核心基序;该家族基因启动子包含ABRE、CAT-box、CGTCA-motif、RY-element等元件,说明小麦WOX基因可能参与调控胚乳或种子的发育,或参与分生组织的形成;Ta WOX6、Ta WOX8、Ta WOX10可能参与小麦穗和茎秆的发育过程;Ta WOX15、Ta WOX18、Ta WOX20在小麦胚乳中的表达量非常高,而在别的部位的表达量几乎为零,说明这3个基因与小麦胚乳的形成发育密切相关。该研究结果为进一步探讨小麦WOX基因的功能与分子作用机理奠定了基础。     

玉米大斑病抗性基因Ht1定位区域内候选序列的生物信息学分析

为获得玉米大斑病抗性基因Ht1候选序列, 文章采用生物信息学方法对与玉米大斑病抗性基因Ht1紧密连锁的分子标记umc22和umc122定位区域内候选序列进行了分析, 其中得到的63条ORF序列中有14条序列可编码蛋白质结构域。将14条核苷酸酸序列预测出的氨基酸序列与已克隆的24条抗性基因编码氨基酸序列进行Blast比对及进化树构建。结果发现, 候选序列gpm565a具有植物抗性基因编码产物的高度保守结构域, 而且与抗性基因Xal相似性高、亲缘关系近, 推测可能与抗性基因Ht1有关。其他候选序列由于不具有植物抗性基因编码产物的高度保守结构域或者相似性低、亲缘关系远等原因, 不能确定与抗性基因Ht1有关。通过对候选序列gpm565a进行二级结构及三维结构分析, 发现有大量构成蛋白质特异功能结构组件的无规则卷曲存在, 推测gpm565a可能是Ht1功能域的一部分。     

菜豆ANK基因家族鉴定及ANK25的表达模式分析

锚蛋白重复序列模体是生物体内最普遍的蛋白质序列模体之一,在多种细胞活动中主要介导蛋白质-蛋白质的相互作用。本研究利用菜豆基因组数据库,通过生物信息学手段对菜豆ANK家族成员及分子生物学特性进行了鉴定。结果显示,菜豆基因组中含有30个ANK家族基因,分布于9条染色体上,其中第5条染色体上含有的ANK基因最多,包含13个基因。蛋白结构域分析发现,ANK25除了含有ANK结构域外还含有RING结构域。亚细胞定位结果显示,ANK25主要分布在细胞膜上。表达模式分析发现,ANK25对干旱、盐和ABA胁迫有响应。本研究为进一步研究菜豆ANK的分类及功能提供了有利的依据。     

基于转录组测序的卤虫卵生和卵胎生相关基因表达研究

为揭示卤虫(Artemia)不同繁殖模式的发生机制, 文章通过构建孤雌生殖卤虫卵生和卵胎生差异转录组文库并结合生物信息学分析, 对两种繁殖模式间的差异表达基因进行查找筛选, 然后利用qRT-PCR对候选繁殖模式相关基因的表达进行分析。转录组测序显示有1452个差异表达基因, 包括601个上调基因和851个下调基因。根据差异表达基因GO功能分类结果可知, 注释到生物过程、细胞组成和分子功能的unigene分别有1243、306和530个。KEGG富集分析结果显示差异基因显著富集在抗原加工和核糖体通路中。结合转录组分析, 进一步筛选得到6个生殖相关基因, 并针对不同繁殖模式下的卤虫进行qRT-PCR, 结果表明, 6个生殖相关基因在卵生卤虫卵巢中的表达量均显著高于卵胎生卤虫。此外, 对6个候选生殖相关基因编码的蛋白质保守结构域进行预测, 发现均与之前报道的相应基因保守结构域一致。综上所述, 研究所选择的6个基因可能影响参与了卤虫的生殖过程。研究结果为孤雌卤虫繁殖模式分子机制调控的研究提供了基础信息, 有助于完善卤虫的生殖生物学理论。     

桃ERF转录因子家族生物信息学分析及 芽萌发相关基因筛选

以中油四号油桃(Prunus persica var. nectarina)为研究对象, 利用MEGA 6.0、MEME、GSDS和DNAMAN 6.0等软件对桃ERF家族数据进行生物信息学分析, 鉴定得到102个ERF转录因子家族基因, 并通过构建系统进化树将这102个基因分为10个子家族(I-X)。基因结构分析表明, 有81个基因不含内含子, 20个基因含有1个内含子, 有1个基因与其它成员差异较大, 含有5个内含子。保守元件分析表明, ERF家族包含20个保守元件, 其中Motif 1、Motif 2和Motif 4都属于AP2/ERF结构域, 同一个保守元件主要出现在同一个子家族中, 并且大部分保守元件的功能未知。VIII子家族基因的荧光定量PCR分析表明, 在桃叶芽处于不同的发育状态时, PpeERF068的表达量存在较大差异, 光照培养箱中培养的桃芽在萌发过程中各时期表达量变化趋势进一步表明该基因可能与叶芽萌发有关, 将其命名为PpeEBB1。该研究为进一步揭示PpeEBB1的分子机制奠定了基础, 并为桃树的栽培管理和熟期调控了提供理论指导。     

银杏MADS-box基因家族的表达及系统发育分析

MADS-box基因是真核生物中一类编码转录调控因子的基因家族,在植物花器官发育中发挥重要的调控作用。为了探究MADS-box家族基因在银杏花发育中的功能,本文对银杏花芽分化4个时期的样品进行转录组测序,筛选其中的MADS-box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、细胞定位和系统进化分析。结果显示:共得到15个银杏MADS-box家族基因。表达分析表明,目标基因根据表达模式可以分为3种类型。分析目标基因的编码序列显示,15个银杏MADS-box蛋白的主要构件均为α-螺旋和无规则卷曲;亚细胞定位预测主要在细胞核内;所有表达产物均包含MADS结构域。聚类分析显示,银杏MADSbox基因家族可分为6个亚类。银杏MADS-box基因家族中的new Gb2734、Gb38883、Gb28587和Gb33168可能在银杏开花调控中发挥重要作用;Gb16301可能是银杏花器官的发育过程中的关键基因。     

谷子MYB-CC基因家族的鉴定与表达分析

MYB-CC基因家族是由MYB-DNA结合域和CC(coiled-coil)结构域组成的,其中CC结构域能通过折叠参与蛋白质之间的相互作用,是一个二聚体结构域。这类MYB-CC转录因子是植物特有的,除磷饥饿响应蛋白1(PHR1)外,拟南芥中另外14个蛋白也同样具有这两个结构域。部分MYB-CC基因已经被证明可调控植物中磷酸盐吸收和控制磷饥饿反应。为了探索谷子MYB-CC基因家族的特征和功能,本文通过生物信息学分析来解析谷子MYB-CC基因家族的特征,分析其表达模式及谷子与水稻、玉米基因组中的MYB-CC基因家族的共线性、选择压力。结果表明:通过基因在谷子染色体上的定位情况,共筛选到谷子MYB-CC基因家族基因18个,分布在7条染色体上;基序分析发现存在1个相对保守的基序motif 1;顺式作用元件分析发现,参与防御和胁迫响应相关的MYB-CC基因有6个;基因表达模式分析结果显示,SiMYB-CC6在根和茎秆中特异性表达。该研究结果可为谷子MYB-CC基因家族的进一步研究提供一定的参考依据。     

牛DLK1基因的生物信息学分析

DLK1基因是位于DLK1-DIO3印记区域内一个父源表达的印记基因。本研究利用生物信息学方法对牛DLK1基因进行了分子进化分析、基因和蛋白质结构分析并预测了其启动子和CpG岛区域。对7种动物DLK1基因mR NA序列的分子进化分析结果显示,牛与羊的遗传距离最小,亲缘关系最近。蛋白质在线分析软件表明,DLK1蛋白由信号肽、EGF结构域以及跨膜区组成。牛DLK1基因包含5个外显子,且存在多种可变剪切体。启动子在线软件预测,牛DLK1核心启动子可能位于该基因起始密码子上游1 790~1 840 bp处。预测结果表明,人、小鼠和牛三个物种DLK1潜在的核心启动子区所处的位置具有一致性,并且三个物种的启动子区DNA序列具有高度保守性。以上研究结果为进一步阐明牛DLK1基因的生物学功能及其印记调控机理提供了参考依据。     

大豆含硫氨基酸相关酶基因发掘

大豆(Glycine max)含硫氨基酸合成途径中的酶基因是含硫氨基酸组分的重要调控基因,发掘相关酶基因对高含硫氨基酸分子育种具有重要意义。文章采用大豆物理与遗传整合图谱,通过BioMercator2.1将113个含硫氨基酸合成途径酶基因及33个控制含硫氨基酸含量的QTL整合到遗传图谱Consensus Map 4.0上,依据酶基因位点与QTL的一致性以及QTL的效应值,初步筛选到16个与含硫氨基酸合成相关的候选基因。通过生物信息学方法对候选基因进行拷贝数、SNP、表达谱等分析,鉴定到12个相关酶基因,分别位于D1a、M、A2、K和G等8个连锁群上。生物信息学分析显示这些基因所在QTL可解释含硫氨基酸遗传变异的6.0%~38.5%,其中9个基因的间接效应值超过10%。12个相关酶基因参与含硫氨基酸代谢的重要途径,且多在子叶、花中高丰度表达,存在丰富的SNP。这些基因可作为候选基因进行功能标记开发,将为大豆分子设计育种奠定基础。     

基于RNA-seq对南蛇藤MADS-box转录因子序列及表达分析

为了分析南蛇藤MADS-box转录因子对其雌花发育和果实形成的调控信息,本文基于南蛇藤的转录组数据,获得15个具有全长开放阅读框的MADS-box转录因子（ColMADS）,并利用生物信息学方法对其性质和结构特性进行了分析。结果表明,基因comp37814_g1和comp41380_g2属于M-type家族,不含有K盒结构,其他均为MIKC家族;除了comp37713_g1之外,其余均属于不稳定的亲水性蛋白;二级结构均含有α-螺旋、扩展链结构、β-转角和无规则卷曲,其中α-螺旋所占比例最高;序列主要包含5种保守基序,基序1和基序2分别含50个氨基酸且属于该基因家族的保守基序,仅基序1含有MADS盒。系统进化分析结果显示南蛇藤ColMADS转录因子被分为10个进化支,分属于不同类型的亚家族及不同的组。另外,利用荧光定量PCR检测方法揭示了这些基因在南蛇藤盛花、落花和幼果不同发育时期的表达情况。结果表明,2个基因在盛花期相对表达值最高,9个基因在落花期相对表达值最高,在幼果形成过程中有4个基因显著上调表达。     

鼠尾草叶绿体基因组序列分析

鼠尾草（Salvia japonica）是唇形科（Labiatae）鼠尾草属（Salvia）的一种多年生草本植物,具有十分重要的药用和经济价值。本文采用第二代测序技术Illumina Hiseq平台对鼠尾草的叶绿体基因组进行测序,同时以鼠尾草近缘物种丹参叶绿体基因组作为参考,组装得到完整叶绿体基因组序列。结果表明,鼠尾草叶绿体基因组序列全长153 995 bp,呈典型的四段式结构,其中LSC区长84 573 bp,SSC区长19 874 bp,两个IR区分别长24 774 bp;鼠尾草叶绿体基因组成功注释13组叶绿体基因,基因的种类、数目及GC含量等与唇形科中其它物种较为类似。这些研究结果丰富了鼠尾草属的叶绿体基因组数据,为今后鼠尾草属植物系统发育关系重建积累了基础性数据。     

HEN1 functions pleiotropically in Arabidopsis development and acts in C function in the flower

Four classes of floral homeotic MADS domain proteins specify the identities of the four organ types in an Arabidopsis flower. While the activities of the MADS domain proteins are essentially confined to the flower or to the inflorescence, several genes, such as APETALA2, HUA1 and HUA2, also act outside the flower in addition to their organ identity functions inside the flower. We identified a new gene, HUA ENHANCER 1 (HEN1) from a sensitized genetic screen in the hua1-1 hua2-1 background that is compromised in floral homeotic C function. We showed that HEN1, like the C function gene AGAMOUS, acts to specify reproductive organ identities and to repress A function. HEN1 also shares AG's non-homeotic function in controlling floral determinacy. HEN1 may achieve these functions by regulating the expression of AG. hen1 single mutants exhibit pleiotropic phenotypes such as reduced organ size, altered rosette leaf shape and increased number of coflorescences, during most stages of development. Therefore, HEN1, like the A function gene AP2, plays multiple roles in plant development as well as acting in organ identity specification in the flower. HEN1 codes for a novel protein and is expressed throughout the plant.     

马兰的学名考证

马蔺是鸢尾科鸢尾属的植物,在我国北方甚常见,它的学名比较混乱,不同的作者引用的学名差异甚大。因此本文作一粗略考证,试图澄清,但因水平所限,讹误之处,敬请批评指正。     

DNA binding properties of two Arabidopsis MADS domain proteins: binding consensus and dimer formation.

MADS domain proteins are members of a highly conserved family found in all eukaryotes. Genetic studies clearly indicate that many plant MADS domain proteins have different regulatory functions in flower development, yet they share a highly conserved DNA binding domain and can bind to very similar sequences. How, then, can these MADS box genes confer their specific functions? Here, we describe results from DNA binding studies of AGL1 and AGL2 (for AGAMOUS-like), two Arabidopsis MADS domain proteins that are preferentially expressed in flowers. We demonstrate that both proteins are sequence-specific DNA binding proteins and show that each binding consensus has distinct features, suggestion a mechanism for specificity. In addition, we show that the proteins with more similar amino acid sequences have more similar binding sequences. We also found that AGL2 binds to DNA in vitro as a dimer and determined the region of AGL2 that is sufficient for DNA binding and dimerization. Finally, we show that several plant MADS domain proteins can bind to DNA either as homodimers or as heterodimers, suggesting that the number of different regulators could be much greater than the number of MADS box genes.     

Morphological divergence and the Quaternary speciation of Actaea purpurea (Ranunculaceae) and its relatives

To understand the process and mechanism of speciation, a detailed analysis of origin and demographic history of recently diverged species pairs is necessary. Here, we investigate the evolutionary history of Actaea purpurea (P.K. Hsiao) J. Compton and its closest relatives, A. japonica Thunb. and A. biternata (Siebold and Zuccarini) Prantl. We aim to estimate important parameters of the divergence event, and to lay the foundation for further investigation of the speciation mechanism of this system. Floral and vegetative traits were measured and analyzed. Genetic structure, divergence history, and historical gene flow were also inferred from the plastid and single nucleotide polymorphism data. Floral traits were divergent, and a strong match between pollinator and floral traits was revealed. Genetically the two species were also well diverged, and the time of divergence was dated to the Pleistocene. The demographic modelling results suggest that A. purpurea had continuous limited gene flow with A. japonica and A. biternata since divergence. More work is now needed to confirm that floral trait divergence was selected by pollinators, as well as to understand how pollinator isolation acts in conjunction with other reproductive barriers to reduce gene flow between the two species.     

东北产所谓草芍药Paeonia obovata Maxim.的分类学研究

国内文献记载东北产所谓草芍药Paeonia obovata Maxim.花白色或红色。本文通过形态、解剖、细胞、地理分布及发育节律的研究。确认红花型是真正的草芍药Paeonia obovata Maxim,其形态特征是花瓣红色;花丝淡绿色,雄蕊数目少,最多约75枚;叶草绿色,上举。花期6月初。分布于苏联远东、中国东北及邻近地区边缘,朝鲜和日本。白花型为山芍药Paeonia japonica Miyabeet Takeda,与前者的区别特征是花瓣白色,花丝紫红色,雄蕊数目多,最少约100枚;叶深绿色,平展。花期5月上,中旬。分布于中国长白山区、朝鲜和日本关东以南地区。