毛竹SWEET基因家族的全基因组鉴定与分析

糖外排转运蛋白(Sugars will eventually be exported transporters, SWEETs)在植物生理活动和发育过程中起重要作用。为探究SWEET基因家族在毛竹(Phyllostachys edulis)的生长发育过程中起的作用,基于毛竹基因组数据,通过生物信息学方法对SWEET基因家族成员进行鉴定,并对其编码的蛋白质理化性质、系统进化及共线性关系、基因结构、启动子元件及表达模式、蛋白互作网路分析、GO注释等进行细致分析。研究结果表明:该家族基因结构、基序和结构域相对保守,所有成员均含有MtN3_slv结构域。上游启动子序列中含有多个同非生物胁迫以及生长发育相关元件,结合转录组表达量分析显示,多个家族成员在毛竹不同组织器官均有表达。共线性分析揭示毛竹SWEET家族在演化过程中存在全基因组多倍化事件。蛋白互作网路分析挖掘出2个重要核心家族成员,GO注释分析进一步证实毛竹SWEET主要负责体内糖类物质的转运。以上结果为毛竹SWEET基因功能鉴定提供了重要参考,对于毛竹快速生长分子机制研究打下了基础。     

葡萄TST基因家族鉴定及表达分析

【目的】液泡膜糖转运蛋白（tonoplast sugar transporter,TST或者TMT）是植物发育过程中发挥重要作用的一种糖转运蛋白。为探究该基因家族在葡萄生长发育中的作用,并进一步为阐明TST基因功能提供坚实的基础。【方法】通过同源分析法从葡萄基因组中鉴定出13个TST基因,对基因的结构和编码蛋白质进行生物信息学分析;利用qRT-PCR技术分析‘鄞红’葡萄发育过程中不同组织的TST表达水平,并与不同时期葡萄果肉中可溶性糖含量进行相关性分析。【结果】结果表明：该基因家族分布在6条染色体上,存在3对片段重复和3对串联重复基因;根据系统发育将其分为3个亚家族,各亚族家族成员结构相似;顺式作用元件表明TST基因含有大量与激素、光和胁迫响应相关的顺式作用元件;蛋白质结构均显示该家族由α-螺旋和无规则卷曲组成,各亚族蛋白模型相似;qRT-PCR结果显示,VvTST在不同组织中均有表达,并存在时空表达特异性;对葡萄果肉中基因表达量变化与可溶性糖含量变化进行相关性分析发现,4个VvTST（VIT_18s0001g12560、VIT_18s0122g00850、VIT_04s0023g01860和VIT_03s0038g03940）的表达水平与葡萄果肉中可溶性糖的积累呈现相似趋势。【结论】上述研究结果表明,VvTST可能对葡萄果肉中可溶性糖积累起到至关重要的作用。     

南瓜SWEET蛋白家族的全基因组鉴定与进化分析

SWEET(sugar will eventually be exported transporter)家族是一种新型的糖转运体,该家族基因在碳水化合物运输、发育、环境适应性和寄主-病原相互作用等多个过程中发挥着重要作用。为更好地了解南瓜发育的分子机理,该研究基于已知的南瓜基因组数据库,利用生物信息学方法对中国南瓜SWEET基因(CmSWEET)的系统发育树、基因结构、跨膜结构、保守基序、启动子预测、共线性预测和基因复制等进行综合分析。结果表明:共鉴定到21个CmSWEET基因,通过系统发育分析将21个CmSWEET基因分为4个亚族(I,II,III和IV),分别包含3、5、10和3个基因。此外,通过基因结构、跨膜结构域和保守基序发现CmSWEET在进化过程中是非常保守的。染色体定位结果显示,CmSWEET基因不均匀地分布在21条中国南瓜染色体中的13条染色体上,且在染色体Cm00、Cm01、Cm03、Cm05、Cm07、Cm09、Cm19和Cm20上不存在。启动子顺式作用元件分析显示,CmSWEET基因与植物激素(脱落酸、茉莉酸甲酯、水杨酸和生长素)响应有关,也可能参与各种环境胁迫的响应。从系统进化发育树和基因共线性方面揭示了CmSWEET基因与印度南瓜SWEET(CmaSWEET)之间的进化关系。该研究在全基因组水平上系统地鉴定了中国南瓜中SWEET基因家族,为进一步了解中国南瓜和其他葫芦科作物SWEET基因提供了基础,也为进一步的功能分析提供了重要的候选基因。     

灵宝杜鹃SBP基因家族的鉴定及非生物胁迫下的表达分析

【目的】 SQUAMOSA启动子结合蛋白（SBP）家族在植物发育和非生物胁迫等方面起重要作用,本研究可为灵宝杜鹃SBP基因家族成员的生物学功能和在非生物胁迫响应的调控功能提供参考,并为灵宝杜鹃物种保护奠定基础。【方法】采用生物信息学方法对灵宝杜鹃（Rhododendron henanense subsp. lingbaoense）SBP基因家族成员进行全基因组鉴定和分析,基于转录组数据分析组织特异性,并利用qRT-PCR方法检测SBP在非生物胁迫下的表达。【结果】结果表明：（1）从灵宝杜鹃基因组中共鉴定出19个含SBP保守结构域SBP成员,依次命名为RhlSBP1- RhlSBP19,基因不均匀分布在8条染色体上,编码的氨基酸长度为179~1 072 aa,分子量为20.26~118.73 kD;蛋白定位于细胞核。（2）系统发育分析将19个RhlSBP分为5个亚族,大部分RhlSBP与拟南芥SPL家族成员聚类。（3）MEME分析表明,所有的RhlSBP共有motif 1、motif 2和motif 4,基因结构显示Ⅳ、Ⅴ亚族内含子数量远多于I、Ⅱ、Ⅲ亚族。（4）顺式作用元件分析表明,RhlSBP启动子中含有大量光响应元件、激素响应元件和环境胁迫响应元件,推测RhlSBP可能在灵宝杜鹃响应光调控、环境胁迫发挥重要作用。（5）物种间的共线性分析显示灵宝杜鹃和羊踟蹰、圆叶杜鹃SBP基因共线性关系与水稻、拟南芥相比更强。（6）转录组数据分析显示,RhlSBP基因亚家族成员具有相似的组织表达模式。（7）qRT-PCR分析表明,RhlSBP基因对非生物胁迫具有响应作用,但不同成员在不同胁迫下的响应程度存在差异。茉莉酸甲酯和低温处理后,基因表达总体呈上调趋势,高盐会抑制RhlSBP基因表达,干旱条件下,RhlSBP基因表达处于先上调再下调趋势,RhlSBP1、RhlSBP8可能是干旱、低温和MeJA诱导关键基因。     

棉花DELLA蛋白基因GhGAI3和GhGAI4启动子的克隆及序列分析

棉纤维是纺织行业的重要原材料。赤霉素能够促进棉纤维的生长发育,而DELLA蛋白又是赤霉素信号转导通路中的关键调控因子,因此研究棉花DELLA蛋白基因表达的调控模式,对阐明棉纤维生长发育的分子生物学机理具有重要意义。本研究根据两个棉花DELLA蛋白基因GhGAI3和GhGAI4序列设计特异引物,以陆地棉新陆早13号的基因组DNA为模板,用基因组步移法克隆了棉花DELLA蛋白基因GhGAI3和GhGAI4的启动子。对两个启动子进行序列分析表明,这两个启动子均具有真核生物典型的核心启动子区,同时也都具有一个或多个光响应元件和赤霉素响应元件,说明这两个基因可能受到光信号和赤霉素信号的调控,这与其它植物中DELLA蛋白的表达模式是一致的。此外,这两个启动子还具有各种转录调控相关的顺式作用元件,比如其它激素类的响应元件和逆境胁迫响应元件,说明棉花中DELLA蛋白基因可能在响应其它激素信号以及逆境胁迫中也起到一定的作用。     

西葫芦CCD基因家族鉴定及其在果实发育中的表达北大核心CSCD

类胡萝卜素裂解双加氧酶(carotenoid cleavage dioxygenase,CCD)是类胡萝卜素氧化裂解途径中的关键酶,在植物生长发育、香气形成及胁迫响应等过程中均发挥着重要作用。该研究运用生物信息学方法从西葫芦全基因组中鉴定出13条具有完整RPE65保守结构域的CCD基因,为进一步解析CCD基因家族在西葫芦中的功能奠定基础。结果表明:(1)聚类分析显示,13个西葫芦CCD基因编码的蛋白可分为CCD1、CCD4、CCD7、CCD8、NCED、CCD1-like共6个亚组,且CCD8和CCD7亚组与其他家族成员的遗传距离较远。(2)顺式作用元件预测分析发现,CCD基因启动子中含有光信号、激素、环境胁迫和生长发育响应元件。(3)转录组数据分析显示,CCD家族基因具有组织表达特异性,其中3个CCD基因在组织中不表达,CpCCD1基因在叶和果实中显著高表达。(4)在果实发育过程中,8个CCD基因呈现上调表达,2个CCD基因呈现下调表达,其中CpCCD1、CpCCD4a、CpCCD4b、CpCCD8a这4个CCD基因在果实膨大生长期或成熟期出现显著高表达,推测它们可能在西葫芦果实发育过程中具有重要的调控作用。     

牡丹开花相关SWEET家族基因生物信息学与表达模式分析

为了揭示SWEET家族基因在牡丹开花过程中的作用,该研究以‘洛阳红’牡丹花瓣转录组数据库为基础,利用生物信息学方法对SWEET家族基因进行鉴定和分析。结果表明:(1)实验共得到10个具有完整开放阅读框的牡丹SWEET基因。(2)牡丹SWEET家族成员蛋白等电点、消光系数等差别不大,其中5个牡丹SWEET基因编码的蛋白为不稳定蛋白;亚细胞定位预测这10个牡丹SWEET基因编码的蛋白均定位在细胞膜;进化树分析显示,牡丹SWEET基因与拟南芥亲缘关系更近;结构分析表明,牡丹SWEET蛋白结构在进化过程中非常保守,这10个牡丹SWEET蛋白同时具有5个相同的Motif且均含2个MtN3 saliva结构域。(3)可溶性糖含量分析显示,从小风铃期到盛花期,牡丹花瓣中蔗糖含量不断降低,果糖和葡萄糖含量不断升高,均在盛花期达到峰值。(4)qRT-PCR分析显示,PsSWEET4盛花期表达量是小风铃期的34倍,PsSWEET8盛花期表达量是小风铃期的60倍。结合这2个基因表达与进化关系及可溶性糖变化值,初步推测PsSWEET4和PsSWEET8在开花过程中可能通过调控果糖、葡萄糖的转运而间接调控开花过程;该结果为进一步研究PsSWEET基因在牡丹生长发育过程中的功能奠定了基础。     

结核分枝杆菌H37有毒株与无毒株的代谢相关基因pabB和lpdA启动子活性分析

【目的】通过分析结核分枝杆菌无毒株H37Ra的全基因组序列,并与H37Rv基因组序列比较,发现pabB和lpdA预测的启动子区发生了突变。我们利用报告基因,确认启动子突变与其基因转录水平的关系,探索结核分枝杆菌H37Ra毒力丧失的内在原因。【方法】利用生物信息学方法预测这两对基因的启动子区,采用PCR技术克隆这两对基因的启动子,与分枝杆菌启动子探针载体pMC210相连,DNA测序证实连接片段正确后,用电穿孔法将重组质粒转化至耻垢分枝杆菌mc2155。利用Quantitative Real-Time RT-PCR检测报告基因lacZ转录水平的差异,进一步验证这两对基因启动子的突变对相应基因转录水平的影响。【结果】Quantitative Real Time PCR检测结果显示H37RapabB启动子活性是H37Rv pabB启动子活性的6倍(p0.05),而H37Rv lpdA启动子的活性是H37RalpdA启动子的2倍(p0.05)。【结论】pabB,lpdA的启动子在H37Ra中的突变对其启动子的活性产生了影响,其中lpdA启动子的突变可能与结核分枝杆菌H37Ra的毒力丧失有关。     

宁夏枸杞果实糖积累和蔗糖代谢相关酶活性的关系

通过对枸杞果实发育过程中果实生长模式、蔗糖、果糖、葡萄糖和淀粉含量及糖代谢相关酶活性的测定,研究了宁夏枸杞果实生长发育过程中糖的代谢积累与相关酶活性的关系.结果表明:(1)宁夏枸杞果实发育呈双S"曲线,果实主要以积累己糖为主.(2)蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性在果实发育初期处于下降的趋势,在花后19d开始上升,果实转色后又逐渐下降;蔗糖合成酶(SS)活性总体表现为SS分解方向的活性大于SS合成方向的活性,说明枸杞果实发育过程中,SS的活性主要以分解方向的为主;酸性转化酶(AI)和中性转化酶(NI)的活性随果实发育呈上升趋势,但在果实成熟后期有所下降,且AI和NI活性高于合成酶类的活性,较高的转化酶类活性促进了果实内部己糖的积累.(3)在枸杞果实生长发育中,葡萄糖和果糖含量与AI和NI均呈极显著正相关,而与其它酶不具有相关性.说明AI和NI在宁夏枸杞果实的糖代谢中起着主要的调控作用.     

葡萄Golden2-like转录因子家族的鉴定及其表达分析

本研究对葡萄（Vitis vinifera L.）的Golden2-like （GLK）转录因子家族进行了全基因组鉴定和表达模式分析,并利用品种‘玫瑰香’（V.vinifera cv.Muscat Hamburg）进一步验证其在低温胁迫下的响应。结果显示,葡萄Golden2-like家族共46个成员,分为5个亚族,同一亚族的保守结构域相似。46个VvGLK分别定位于细胞核、叶绿体、细胞质和过氧化物酶体中,其启动子区域含多种逆境应答顺式作用元件。基因芯片分析结果表明,22个Golden2-like基因在果实发育过程中变化显著。同时,有15、15和9个基因分别响应盐、干旱和低温胁迫。qRT-PCR分析发现26个基因参与低温应答。VvGLK41在所有胁迫处理中均下调表达。     

影响水稻光合日变化的酶和相关因素的分析

水稻叶片的最大光合速率出现在上午１０：００时,Ｒｕｂｉｓｃｏ初始活力也在此时达到最大,然后逐渐降低,下午１４：００时略上升后又下降．Ｒｕｂｉｓｃｏ初始活力与光合速率之间极显著相关,相关系数为 ０．９４７４．运用相关性分析、回归分析、通径分析,对晴（有时有云）天气水稻叶片的光合速度、光合关键酶及有关因素的日变化进行综合评估,结果发现中午光合下降主要来自气孔限制,同时Ｒｕｂｉｓｃｏ活性也下降;Ｒｕｂｉｓｃｏ活性是影响光合日变化的又一重要生化因子．体内Ｒｕｂｉｓｃｏ活性受Ｒｕｂｉｓｃｏ活化酶的调节．     

甲醇对酵母过氧化氢酶活性的影响机理研究

将酵母过氧化氢酶加入一定比例的甲醇,测定其活性变化。结果表明:在含2%甲醇时酶活比对照提高4026%。将粗酶液用70%饱和度的硫酸铵盐析后离心所得的上清液再加入硫酸铵至80%饱和度,离心的沉淀溶解在缓冲液中,上SephadexG75柱,分离出的有酶活性的蛋白峰经电泳得一条蛋白带,说明过氧化氢酶已经被提纯到电泳纯。光谱分析发现,甲醇处理后过氧化氢酶纯酶的吸收光谱和荧光发射光谱与未经处理的比较基本不变,而差示光谱出现明显的正峰和负峰。由动力学分析可知,在甲醇中,过氧化氢酶的Vmax和Km值均有不同程度提高 。     

凡纳滨对虾各月龄性状的主成分与判别分析

为了研究凡纳滨对虾各性状增长规律和判定最佳生长季节凡纳滨对虾的体格与月龄的关系,选择1～6月龄凡纳滨对虾各1000只,选择全长、体长、第一腹节背高、第三腹节背高、第一腹节背宽、头胸甲长和体重共7个性状,进行主成分与判别分析.结果表明:各月龄凡纳滨对虾性状之间均呈现显著的正相关(P<0.01), 其中以全长与体长的相关性最为明显,1月龄凡纳滨对虾体重与形态性状的相关系数较小.各月龄凡纳滨对虾的主成分有所不同,1～2月龄凡纳滨对虾的第一主成分为长度因子,第二主成分为宽度因子,第三主成分为高度因子;3月龄凡纳滨对虾的第一主成分与1～2月龄凡纳滨对虾一致,但第二主成分为高度因子,第三主成分为体重因子;4～6月龄凡纳滨对虾的第一主成分为体重因子,第二主成分为高度因子,第三主成分为宽度因子.1～3月龄凡纳滨对虾形态性状的增长优先于体重, 4～6月龄凡纳滨对虾体重优先于形态性状的增长.错过最佳生长季节的凡纳滨对虾的与体格大小相符的月龄可通过建立的判别式来判断,总的判别准确率为98.98%,其中2～4月龄凡纳滨对虾的判别准确率为100%.     

Discrimination of higher plant calluses based on embryogenic capacity and taxonomic classification by pyrolysis mass spectrometry

Pyrolysis mass spectrometry (PyMS) is a rapid, simple, high-resolution analytical method based on thermal degradation of complex material in a vacuum, and has been widely applied to the discrimination of closely related microbial strains. Minimally prepared samples of embryogenic and non-embryogenic calluses derived from various higher plants (sweet potato, morning glory, Korean ginseng, Siberian ginseng, and balloon flower) were subjected to PyMS for spectral fingerprinting. A dendrogram based on the unweighted pair group method, with arithmetic mean of pyrolysis mass spectra, divided the calluses into Siberian ginseng embryogenic callus and the others, which were subsequently divided into embryogenic and non-embryogenic callus groups, regardless of plant species from which the calluses were derived. In the non-embryogenic callus group, the dendrogram was in agreement with the known taxonomy of the plants. These results indicate that PyMS analysis could be applied for discriminating plant calluses based on embryogenic capacity and taxonomic classification.     

Some remarks about the analysis of active control studies

In an active-controlled trial, the experimental treatment can be declared to be non-inferior to the control if the confidence interval for the difference excludes a fixed pre-specified margin. Recently, some articles have discussed an alternative method where the data from the current study and placebo-controlled studies for the active control are combined together into a single test statistic to test whether a fixed fraction of the effect of the active control is preserved. It has been shown that, conditional on nuisance parameters from the active-controlled study, a fixed margin can be defined that will be operationally equivalent to this latter method. In this article, we will discuss statistical properties associated with these approaches. Specifically, the interim monitoring boundaries and level of evidence will be considered.     

Normal Approximations of Exact Tests in Configural Frequency Analysis

The most common tests for types and antitypes in configural frequency analysis are normal approximations of exact tests. In the paper such statistics under the complete independence model and under the fixed margins model are discussed. It turns out that these test statistics are not acceptable when the number of simultaneously performed tests is large or when the expected frequencies are small. In these cases, the use of exact tests is advocated and some existing computer programs for such tests are indicated. A normal approximation based on the strong version of the De Moivre-Laplace limit theorem is also discussed. Empirical examples are given from longitudinal data describing psychological development of boys.     

Phenotypic evaluation of genetic variability and selection of yield contributing traits in chickpea recombinant inbred line population under high temperature stress

Heat is a major abiotic stress that drastically reduces chickpea yield. This study aimed to identify heat-responsive traits to sustain crop productivity by screening a recombinant inbred line (RILs) population at two locations in India (Ludhiana and Faridkot). The RIL population was derived from an inter-specific cross between heat-tolerant genotype GPF 2 (C. arietinum L.) and heat sensitive accession ILWC 292 (C. reticulatum). The pooled analysis of variance showed highly significant differences for all the traits in RILs and most of the traits were significantly affected by heat stress at both locations. High values of genotypic coefficient of variation (19.52–38.53%), phenotypic coefficient of variation (20.29–39.85%), heritability (92.50–93.90%), and genetic advance as a percentage of mean (38.68–76.74%) have been observed for plant height, number of pods per plant, biomass, yield, and hundred seed weight across the heat stress environments. Association studies and principal component analysis showed a significant positive correlation of plant height, number of pods per plant, biomass, hundred seed weight, harvest index, relative leaf water content, and pollen viability with yield under both timely-sown and late-sown conditions. Path analysis revealed that biomass followed by harvest index was the major contributor to yield among the environments. Both step-wise and multiple regression analyses concluded that number of pods per plant, biomass and harvest index consistently showed high level of contribution to the total variation in yield under both timely-sown and late-sown conditions. Thus, the holistic approach of these analyses illustrated that the promising traits provide a framework for developing heat-tolerant cultivars in chickpea.Supplementary InformationThe online version contains supplementary material available at 10.1007/s12298-021-00977-5.     

Comparison of the Halving of Tablets Prepared with Eccentric and Rotary Tablet Presses

The aim of this study was to compare the densification of powder mixtures on eccentric and rotary tablet presses and to establish relationships with the halving properties of the resulting scored tablets. This is an important problem because the recent guidelines of EU require verification of the equal masses of tablet halves. The models of Walker, Heckel, and Kawakita were used to describe the powder densification on the two machines. The calculated parameters revealed that the shorter compression cycle of rotary machines results in poorer densification and lower tablet hardness at a given compression force. This is manifested in poorer halving properties, which are influenced mainly by the hardness. Better densification improves the halving even at lower tablet hardness. This demonstrates that these parameters can be good predictors of tablet halving properties.     

土壤中微生物含量影响因素的统计方法分析

【目的】采用多元方差分析、多元线性回归分析、通径分析等统计方法,并利用多元统计方法对土壤中微生物含量进行分析。【方法】通过研究这3种常用统计方法的原理、应用条件、适用于解决的问题等,用不同的方法分析影响土壤中微生物含量的各种因素,利用SPSS软件求解。【结果】得出不同降雨量下土壤中的微生物含量存在差异性;铵态氮含量和海拔高度与变形菌门含量呈显著的线性关系,土壤中变形菌门含量随着铵态氮含量增多而增多,且铵态氮含量对变形菌门含量所起的直接作用最大;土壤中铵态氮含量、总氮量和海拔高度与放线菌门含量呈显著的线性关系,且均为负相关;其中总氮量对土壤中放线菌门含量的变化所起的负面作用最大,但铵态氮含量对放线菌门含量所起的直接作用最大。对比描述性统计方法与多元方差分析方法可知,应用描述性统计方法只能得出降雨量是影响土壤中不同细菌群落相对含量的因素之一,而不知降雨量对微生物含量变化的影响程度,6个梯度降雨量引起地显著差异究竟是由哪种微生物引起的,方差分析方法可以解决以上的问题。对比多元线性回归分析方法与通径分析方法可知,多元线性回归分析得出的相关系数只能表示铵态氮含量、总氮量和海拔与变形菌门含量(放线菌门含量)之间关系的密切程度,但无法解释和分析这种关系的构成和来源,通径分析方法可以解决这个问题。【结论】通径分析方法在分析相关问题时要优于多元线性回归分析方法,通径分析比多元线性回归分析方法更能体现因素对变形菌门含量(放线菌门含量)的直接影响和间接影响,分析结论更直观、更能说明问题。