巨桉BRI1基因的克隆和表达分析

为了解BRI1基因在巨桉中的功能,采用PCR技术克隆了EgrBRI1基因,分析了EgrBRI1的生物信息学和亚细胞定位,并对EgrBRI1基因响应激素和胁迫的差异表达进行了分析。结果表明,EgrBRI1基因全长3 893 bp,编码1 197个氨基酸。EgrBRI1蛋白稳定,空间结构复杂,存在3个motifs,主要定位于细胞膜。茉莉酸甲酯和油菜素内酯(BR)处理后,EgrBRI1基因在叶片中的表达上升,而水杨酸处理则没有明显的变化。盐胁迫和冷胁迫下,EgrBRI1基因表达表现为先下降后上升的趋势。因此,EgrBRI1基因能快速对外施激素做出响应,并在巨桉抗逆方面发挥重要作用,这可能是通过对BR信号的响应来实现的。     

巨桉AGO基因家族的生物信息学分析

为了解巨桉(Eucalyptus grandis)中Argonaute (AGO)的功能, 经全基因组序列分析, 巨桉中存在14 个AGO基因家族成员, 基因长度为2676~3225 bp, 编码的蛋白质具有保守的Piwi、PAZ、DUF1785 结构域。巨桉EgrAGOs 基因可分为3 组, 内含子和外显子结构具有明显的组织特异性。组内成员核苷酸序列和氨基酸序列保守性较高, 同源性分别达到88.14% 和82.97%。EgrAGO基因分布于第2、4、7、8、10、11 条染色体上, 在进化过程中存在着串联复制和大片段基因复制机制。预测巨桉的大部分AGO 蛋白定位于细胞核和胞质中, 表现出偏碱性和亲水性, 具有较高的脂溶指数。基因表达分析表明, 桉树EgrAGO成员在不同组织中的表达有明显差异, 与木材形成相关的组织/ 器官中有较高的表达。这些为深入研究EgrAGO基因的功能奠定了基础。     

数据挖掘探究肝-肾-肺纤维化的关键基因

当前用于纤维化治疗的方法很少且疗效有限,为进一步了解纤维化的消退机制以发现潜在的治疗靶点。从Gene Expression Omnibus(GEO)数据库中选取了三个具有代表性的小鼠肝、肾、肺纤维化样本的mRNA数据集,使用GEO2R工具和Venn分析识别了差异表达基因(Differentially Expressed Genes, DEGs)。通过Webgestalt在线工具对DEGs进行基因功能富集。蛋白质-蛋白质相互作用(Protein-Protein Interactions, PPI)网络是由STRING数据库生成的。然后利用CytoHubba插件探索了关键基因,分别选取了三器官共有DEG和肝特异性DEG中MCC (Maximal Clique Centrality)得分最高的前10个作为关键基因。研究中整合分析了基于小鼠模型的肝-肾-肺纤维化的数据集,GSE36066和GSE97546用于第一轮的DEG分析,由于研究除了探究三种器官纤维化共有差异基因,也进一步探究了肝纤维化特有关键基因,所以引入另外一个肝纤维化数据集GSE55747用于验证分析。结果识别出58个肝肺肾纤维化共有DEG和 85个肝纤维化特异性DEG。功能富集分析表明,共有DEG主要在免疫反应和炎症反应过程中富集。肝纤维化特有DEG与脂质和脂肪酸代谢过程有关。之后通过PPI网络选择了20个关键基因。为了评估这些关键基因成为潜在靶点的可能性,进一步分析了它们的成药性(Druggability)。得出以下结论:TYROBP,FCGR3B,ALOX5AP和CD14或可成为纤维化治疗的潜在靶点,CYP8B1和UGT2A3则可能与非酒精性脂肪性肝病(Non-alcoholic Fatty Liver Disease, NAFLD)或非酒精性脂肪性肝炎(Non-Alcoholic Steato-Hepatitis , NASH)相关。对于基因FCGR1B,C1QB,LY86和CD53,目前没有直接的研究证据表明其与纤维化相关,需要进一步验证它们在纤维化发生过程中的功能。     

紫杉二烯人工酵母的代谢组学分析

为了更深入地从代谢角度研究萜类合成人工酵母的内在差异,以紫杉二烯人工酵母为例,利用代谢组学的方法对其发酵指数中期胞内代谢物的变化进行了测定。结果表明,与对照菌W303-1A相比,紫杉二烯的生产会对胞内糖酵解、三羧酸循环中间物及一些氨基酸的含量产生不同程度的影响,进而对其生长产生一定抑制作用。其中柠檬酸因紫杉二烯功能模块的引入下降明显,降幅达90%以上,因此可以作为后续功能酵母研究的标志性代谢物。紫杉二烯人工酵母细胞代谢组的研究可以为萜类化合物异源合成的优化提供更多的信息和帮助。     

油菜素内酯对巨桉组培中不定根诱导、苗木生长和茎基部细胞结构的影响

以巨桉优良无性系EG5和GL1组培苗为材料,在生根培养基中分别加入0、0.005、0.01、0.05、0.10、0.20 mg.L-1的油菜素内酯,研究其对桉树组培苗中不定根的诱导、茎的生长以及茎基部细胞分化的影响。结果表明：油菜素内酯对巨桉无性系EG5的生根率和苗高具有显著影响,无性系EG5在含有0.005 mg.L-1油菜素内酯的生根培养基中达到最高为76.6％的生根率,同时组培苗的苗高随着油菜素内酯浓度的增加而呈现出逐渐降低的趋势。对于巨桉无性系GL1,在生根培养基中添加0.05 mg.L-1油菜素内酯达到最高为88.3％的生根率,不同浓度的油菜素内酯对苗高没有显著影响。同时也发现油菜素内酯明显抑制了无性系EG5不定根的根长,随着其浓度的增加根长逐渐变短;而根条数表现为低浓度时无显著影响,在高浓度时显著性降低,且油菜素内酯对侧根的诱导和分化不起作用。另外通过对无性系EG5生根植株基部的组织切片和化学染色分析表明,油菜素内酯在0.10 mg.L-1时能促进桉树基部的形成层和木质部的分化,这可能是抑制不定根诱导和分化的原因之一。