烟草TIR-NBS基因家族的生物信息学分析

TIR-NBS基因是一类与植物抗病调节和生长发育密切相关的基因,其特征解析有助于对植物免疫和发育调节的认识。该研究通过生物信息学分析方法,从基因鉴定、染色体分布、基因结构、蛋白性质和结构、信号肽、亚细胞定位和顺式作用元件等方面,对烟草TIR-NBS基因家族进行了鉴定和分子特性分析。结果表明:烟草TIR-NBS基因家族含有30条成员,分布在21条染色体上,含有3～8个保守基序;编码蛋白均为不稳定蛋白,无信号肽,主要分布于细胞核、细胞质和叶绿体中,二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主要构成元件;进化时主要受纯化选择作用,与番茄的TIR-NBS基因亲缘关系最近;顺式作用元件分析表明其可能受光照、温度以及生长素、茉莉酸甲酯、脱落酸、水杨酸、赤霉素等激素调控。该研究结果为进一步探究TIR-NBS基因的生物学功能及提高植物产量和品质提供了依据。     

竹节参鲨烯环氧酶基因的克隆与生物信息学分析

根据已报道的植物鲨烯环氧酶(SE)基因特异性引物克隆竹节参SE基因.结果表明,克隆得到竹节参SE全长为1 632 bp,编码539个氨基酸,命名为PjSE.生物信息学分析指出,PjSE基因的氨基酸序列与人参属植物人参、三七、越南人参的同源性依次为99％、98％和98％.推测PjSE基因定位于线粒体(mTP)、叶绿体(cTP)和分泌途径(SP).PjSE基因存在保守结构域FAD结合位点,含4个跨膜结构域和7个motif结构位点.PjSE蛋白二级结构以无规则卷曲(Random coli)和α-螺旋(Alpha helix)为主要结构元件,延伸链(Extended strand)和β转角(Beta turn)分散于整个蛋白质中,百分比依次占40.82％、37.48％、15.77％、5.94％;该蛋白能折叠形成典型的三维结构.     

甜瓜WRKY转录因子家族基因生物信息学分析

WRKY转录因子是一类重要的调控分子,在高等植物中以基因家族的形式存在。本研究以甜瓜(Cucumis melo L.)基因组数据为材料,利用生物信息学手段对WRKY转录因子家族成员、系统进化、基因分类、保守基序(motif)的保守性进行预测和分析。研究表明,甜瓜WRKY家族包含61个基因,其中13个含有2个WRKY结构域和C_2H_2锌指型结构归为第Ⅰ类,43个含有1个WRKY结构域和C_2H_2锌指型结构的归为第Ⅱ类,5个含有1个WRKY结构域和C2HC锌指型结构的归为第Ⅲ类。     

苹果NAC转录因子的克隆与全基因组生物信息学分析

本研究利用RACE技术,从"昭锦"栽培种苹果中克隆得到一个长度为1275bp的cDNA序列,包含一个完整开放阅读框,编码255个氨基酸。与GenBank中MdNAC22基因同源,命名为MdNAC。生物信息学分析表明:非编码区包含1个BOX4、2个CAAT-BOX、4个TATA-BOX、1个CCAAT-BOX、1个Skn-1motif和1个ARE,不具有miR164靶序列。相对分子质量为28.87kD,为碱性亲水性蛋白,具有NAC蛋白典型的结构域,无核定位信号和跨膜结构,蛋白质二级结构主要以β-折叠和β-转角为主,三级结构与OsNAC1蛋白类似,但其结构需要进一步优化。系统发育树分析与植物分类学结论大致相符。MdNAC基因定位于16号染色体上。基因芯片表达谱分析表明MdNAC在高温、高盐、低温、外源ABA下都能被显著诱导。这些为进一步进行其功能分析及转基因研究工作奠定了理论基础。     

西葫芦NCED基因家族鉴定及其响应干旱胁迫分析

NCED基因家族成员在调节植物响应干旱胁迫中发挥着关键作用,该研究通过生物信息学技术分析NCED在西葫芦基因组中的分布、结构及进化,研究家族成员在不同组织中的表达特异性及其对10%PEG 6000模拟干旱、0.1 mmol·L-1ABA激素和自然干旱胁迫的响应,以解析NCED基因家族的生物学功能。结果表明:(1)从西葫芦全基因组中鉴定出6个NCED家族基因(CpNCED1~6),且6个基因均不含内含子、分别分布于西葫芦的1、10、12、14、19和20号共6条染色体上。(2)理化性质分析发现,CpNCED1~6蛋白长度为569~590 aa,理论分子量在62.64~65.54 kD之间。(3)蛋白保守元件分析显示,除CpNCED3蛋白在遗传进化过程中出现3个基序(motif 12、motif 13和motif 15)的缺失外,其余5个蛋白都有完整的16个motif保守基序,且分布在600个氨基酸以内,同时大部分NCED蛋白序列保守性较高。(4)顺式作用元件分析显示,西葫芦CpNCED1~6基因均含ABRE、W box、MBS、P-box、TCA-element、CGTCA-motif、TGA-element和TGA-box等潜在的干旱胁迫响应元件。(5)qRT-PCR分析表明,CpNCED1~6基因在西葫芦不同组织中的表达具有组织特异性,其中,CpNCED4和CpNCED1在茎中的表达量显著高于其他4个基因,CpNCED2、CpNCED4、CpNCED6在花中的表达显著高于其余3个基因且CpNCED2表达量最高,CpNCED1~6在果实和叶中的表达量均相对较低;与对照组相比,CpNCED1~6受模拟干旱、ABA激素和自然干旱胁迫均上调表达;伴随干旱胁迫的产生,叶片中脱落酸(ABA)含量逐渐升高,暗示CpNCEDs在西葫芦干旱胁迫响应与ABA的生物合成过程中发挥着正向调控作用。研究发现,6个CpNCED1~6基因与西葫芦干旱胁迫响应密切相关,且对西葫芦干旱胁迫的响应以及ABA生物合成具有重要作用,尤其以CpNCED2和CpNCED4基因的作用更为明显。     

巨大芽孢杆菌α-淀粉酶基因核苷酸序列分析

巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)AS1.127的淀粉酶基因的全碱基序列已被测定。结构基因由1982bp的单一开读框架组成。由DNA序列推测出的前体酶蛋白由659个氨基酸组成,N-端33个氨基酸为信号肽。成熟酶分子由626个氨基酸组成,分子量为68.676kD。该淀粉酶属糖化型α-淀粉酶。并与枯草杆菌(B.subtilis)168产生的糖化型α-淀粉酶之间有83.3%的同源性。分析发现两种菌产生的酶分子的N-端3/4的同源性为90.4%,而C-端1/4的同源性只有70%。序列排比结果说明在淀粉酶基因的趋异进化过程中,基因突变和遗传重组都曾起过作用。     

太子参谷胱甘肽-S-转移酶基因家族生物信息学及表达分析

GSTs (glutathione-S-transferases)是一个普遍存在于植物体内,多基因家族编码的多功能蛋白酶。为研究GSTs基因家族在太子参中对其生长发育以及活性成分合成调控的潜在功能,该文基于隐马尔可夫模型在太子参中鉴定到30个谷胱甘肽-S-转移酶(PhGSTs)的基因家族成员。结果表明:30个PhGSTs基因同时具有高度保守的N-端结构域和复杂多变的C-端结构域,分属于6个亚家族,有10个motif区,其中motif1、motif 2、motif 3同属于所有家族,motif 4仅属于Tua亚家族。PhGST蛋白质三级结构有明显的相似之处,N端主要由3个α螺旋和4个β折叠构成βαβαββα结构域,C端均由α螺旋构成,不同亚家族的C端α螺旋数目及组合方式各不相同,但始终维持相似的三维结构。PhGST基因在太子参植物中具有不同的组织表达特异性,PhGSTU1、PhGSTU8、PhGSTU9等在太子参块根中优势表达,PhGSTF2在茎和叶中优势表达。水分胁迫处理后有4个基因积极响应干旱胁迫,PhGSTZ1的响应最为明显;同时也有PhGSTU8、PhEFB1γ3等4个基因随土壤含水量增加呈上调表达。该文鉴定出30个PhGST基因,并分析了其在太子参中的表达模式,为PhGSTs基因家族在太子参活性成分的合成调控及逆境响应等生理过程中的功能研究奠定理论基础。     

粘虫核型多角体病毒凋亡抑制基因的定位、序列和启动子结构

以AcNPV凋亡抑制基因p35为探针,与LsNPV DNA的限制性片段和LsNPV DNA EcoRV片段杂交,发现EcoRV 5.5kb片段有强烈的杂交信号.将此片段亚克隆后,测定了1244bp序列,发现一个完整的ORF,推导的302个氨基酸与AcNPV p 35蛋白有70.4%的氨基酸同源性,证明所测ORF为LsNPV的p 35基因.结构分析发现其5′端有早期基因启动子元件GC、ACGT和TATA box.有22 bp的顺向重复序列,包括由两个重叠的TATA box和上下游两个ACGT motif组成的两套启动子元件,这些结构特征与AcNPV的凋亡抑制基因十分相似.     

α-淀粉酶家族的新成员——多功能淀粉酶

多功能淀粉酶是α淀粉酶家族（α-amylase family）的新一类成员,包括新普鲁兰酶 、麦芽糖淀粉酶和环麦芽糊精酶,它们在结构上具有α淀粉酶家族共有的4个高度保守的区 域,但在功能上又兼有糖苷水解酶和糖基转移酶的催化活性,而不同的多功能淀粉酶虽然在结 构与功能上具有一定的相似性,但不同来源的酶在底物特异性和水解、转移糖苷键的特异性 等方面存在着差异.多功能淀粉酶大多存在单体与二聚体或多聚体之间的平衡,其多聚化与N 结构域和环境中的离子强度调控有关.实验证明,通过突变可以改变多功能淀粉酶的催化特 性,甚至仅1个氨基酸的替换就能实现功能改变.多功能淀粉酶的结构保守性和催化多样性具 有重要的研究价值及应用前景.     

水稻抗逆相关基因的分子进化分析

植物在进化过程中为了适应外界环境,已经具有一套完整的抵抗外界特殊环境的调控系统。但是,关于水稻抗逆相关基因的分子进化方面的研究还未见报道。文章通过Plant Tolerance Gene Database数据库,获得22个水稻抗逆相关基因。利用比较基因组学和生物信息学方法对水稻抗逆相关基因的进化动态进行研究,结果表明水稻抗逆相关基因在低等植物中比较保守;随着植物的不断进化和生存环境的改变,其基因数量也随之增加。具有相似抗性功能的基因往往具有相似的基因结构和基序(motif)结构。文章还发现4个保守motif 的存在：HRDXK、DXXSXG、LLPR和GXGXXG(X代表任意氨基酸)。在GSK1、RAN2抗逆基因中发现了3个特有的motif结构：GSK1特有的P-rich motif,RAN2特有的G-rich motif和E-rich motif。推测这些保守的motif结构与基因的抗逆功能密切相关。进化速率分析结果表明,尽管植物抗逆性相关基因在进化过程中受到较强的纯化选择作用,但是仍然有50%的抗逆性相关基因存在正选择位点。这些正选择位点的存在有可能为基因适应外界环境变化提供了重要的物质基础。     

Astragalar morphology of late Eocene anthropoids from the Fayum Depression (Egypt) and the origin of catarrhine primates

The phylogenetic relationships of the late Eocene anthropoids Catopithecus browni and Proteopithecus sylviae are currently a matter of debate, with opinion divided as to whether these taxa are stem or crown anthropoids. The phylogenetic position of Catopithecus is of particular interest, for, unlike the highly generalized genus Proteopithecus, this taxon shares apomorphic dental and postcranial features with more derived undoubted catarrhines that appear in the same region 1-2 Ma later. If these apomorphies are homologous and Catopithecus is a stem catarrhine, the unique combination of plesiomorphic and apomorphic features preserved in this anthropoid would have important implications for our understanding of the crown anthropoid morphotype and the pattern of morphological character transformations that occurred during the early phases of stem catarrhine evolution.Well-preserved astragali referrable to Proteopithecus, Catopithecus, and the undoubted early Oligocene stem catarrhine Aegyptopithecus have provided additional morphological evidence that allows us to further evaluate competing hypotheses of interrelationships among Eocene-Oligocene Afro-Arabian anthropoids. Qualitative observations and multivariate morphometric analyses reveal that the astragalar morphology of Proteopithecus is very similar to that of early Oligocene parapithecids and living and extinct small-bodied platyrrhines, and strengthens the hypothesis that the morphological pattern shared by these taxa is primitive within crown Anthropoidea. In contrast, Catopithecus departs markedly from the predicted crown anthropoid astragalar morphotype and shares a number of apomorphic features (e.g., deep cotylar fossa, laterally projecting fibular facet, trochlear asymmetry, mediolaterally wide astragalar head) with Aegyptopithecus and Miocene-Recent catarrhines. The evidence from the astragalus complements other independent data from the dentition, humerus and femur of Catopithecus that support this taxon's stem catarrhine status, and we continue to maintain that oligopithecines are stem catarrhines that constitute the sister group of a clade containing propliopithecines and Miocene-Recent catarrhines.     

藏药多刺绿绒蒿种子萌发特性研究

多刺绿绒蒿(Meconopsis horridula)为罂粟科绿绒蒿属一年生草本植物,是一种极具观赏价值和药用价值的高山植物,目前处于濒危状态,因此研究多刺绿绒蒿种子的萌发特性对其种子育苗及人工栽培具有重要意义。为了提高多刺绿绒蒿的种子发芽率,该研究以多刺绿绒蒿的种子为材料,分析了不同消毒剂、浸种时间、温度和外源植物激素对种子萌发特性的影响。结果表明:(1)最适消毒方法为75%乙醇1 min+3%H2O25 min,最适浸种时间为24 h,最适温度和光照条件为20℃/10℃(光照12 h/黑暗12 h),用无菌水浸种后的种子发芽率为49.67%。(2) GA_3100～600 mg·L~(-1)和NAA 5～30 mg·L~(-1)可以提高种子的发芽率、发芽势和发芽指数,缩短发芽启动时间和发芽持续时间,对种子的萌发有促进作用。(3) 6-BA 5 mg·L~(-1)和10 mg·L~(-1)对种子的萌发有一定的促进作用,但不显著,6-BA浓度≥15 mg·L~(-1)则抑制种子的萌发。(4)用GA3500 mg·L~(-1)浸种后的种子发芽指标最好,发芽率、发芽势和发芽指数分别为69.67%、33.00%、4.51,种子的发芽起始时间和发芽持续时间分别为10.67 d、11.67 d。     

scabrous Modifies Epithelial Cell Adhesion and Extends the Range of Lateral Signalling during Development of the Spaced Bristle Pattern in Drosophila

The role of scabrous (sca) in the evenly spaced bristle pattern of Drosophila is explored. Loss-of-function of sca results in development of an excess of bristles. Segregation of alternately spaced bristle precursors and epidermal cells from a group of equipotential cells relies on lateral inhibition mediated by Notch and Delta (Dl). In this process, presumptive bristle precursors inhibit the neural fate of neighbouring cells, causing them to adopt the epidermal fate. We show that Dl, a membrane-bound ligand for Notch, can inhibit adjacent cells, in direct contact with the precursor, in the absence of Sca. In contrast, inhibition of cells not adjacent to the precursor requires, in addition, Sca, a secreted molecule with a fibrinogen-related domain. Over-expression of Sca in a wild-type background, leads to increased spacing between bristles, suggesting that the range of signalling has been increased. scabrous acts nonautonomously, and we present evidence that, during bristle precursor segregation, Sca is required to maintain the normal adhesive properties of epithelial cells. The possible effects of such changes on the range of signalling are discussed. We also show that the sensory organ precursors extend numerous fine cytoplasmic extensions bearing Dl molecules, and speculate on a possible role for these structures during signalling.     

不同光质对白及组培苗生长及光合特性的影响

白及的自然繁殖率极低,组培育苗是其种苗繁殖的主要方式之一.为探索提高白及组培育苗质量及缩短育苗周期的高效人工光环境,该文以紫花白及(Bletilla striata)为试验材料,研究LED光质对白及组培苗的生长和光合特性的影响.结果表明:提高红蓝光组合中的蓝光占比,有利于促进白及组培苗的生长和生物量的积累,而白及的球茎...     

瘤足蕨属(Plagiogyria)植物叶柄和羽片横切面解剖学特征及分类学意义

该文采用光学显微镜,首次对九种瘤足蕨属植物的叶柄和羽片横切面进行了解剖学比较研究。结果表明:九种瘤足蕨属植物在叶柄中部横切面的表皮、基本组织和中柱以及营养叶羽片的表皮、叶肉和主脉等结构特征是相似的,如叶柄中部横切面的表皮不被毛或是鳞片,表皮细胞形状呈类圆形,具有厚壁组织,中柱为周韧型维管束;营养叶羽片横切面的气孔只分布于下表皮,表皮细胞形状呈扁平状,主脉的结构类型属于周韧型维管束。在系统的演化中,瘤足蕨与桫椤科植物有一定的亲缘关系,两者既有相似的特征但也表现出一定的差异,支持瘤足蕨属是一个自然分类的观点。九种瘤足蕨属植物叶柄中部横切面形状有梯形、椭圆形和三角形,叶柄中部横切面维管束的形状成"U"字形、"V"字形或"品"字形;维管束数目1个或3个;维管束结构中的木质部成"八"字形、"U"字形或"一"字形;羽片主脉下侧形成了以三角形、弧形或梯形的突起;叶柄中的木质部形态有两种,即典型的海马形状以及非典型的海马形状,其中典型的海马形状的特点为叶柄的木质部两侧都呈现弯曲成钩的形态,非典型的海马形状特点为2个木质部束的两侧都未出现弯曲成钩的形态或者是其中的一个木质部一端无弯曲成钩的形态,这些形态解剖特征稳定且具类群特异性,为瘤足蕨属植物的分类和系统学研究提供了新的依据。同时,依据其叶柄和羽片横切面解剖叶柄学特征列出了瘤足蕨属植物分种检索表。     

荨麻科三新种

该文描述了荨麻科三新种:(1)自中国重庆市发现的荨麻科荨麻属一新种,城口荨麻。此种与异株荨麻有亲缘关系,区别特征为此种的茎被少数刺毛,叶片多为心形,雄、雌花序均不分枝,瘦果在中央稍凹陷。(2)自中国广西发现的荨麻科赤车属一新种,来宾赤车。此种与特产云南东南部的富宁赤车相近缘,与后者的区别在于本种茎的毛开展或向上弯曲,叶片长椭圆形,基部斜楔形,雌花具3~4枚花被片,其中1~2枚较大花被片在背面顶端具一长筒状突起。(3)自缅甸北部发现的荨麻科楼梯草属一新种,克钦楼梯草。此种在体态上与骤尖楼梯草甚为相似,与后者的区别在于本种的每一茎节具正常叶和一退化叶,托叶狭披针状条形和无脉,雌总苞苞片无角状突起,雌小苞片较大,呈楔状长圆形,雌花具一小花被片,以及雌蕊具一宽倒卵球形柱头。     

紫堇属模式标本馆藏现状及分析

模式标本是发表新种的依据,对稳定物种学名至关重要。紫堇属(Corydalis DC.)隶属于罂粟科(Papaveraceae)荷包牡丹亚科(Fumarioideae)紫堇族(Corydaleae),是分类学研究的困难属之一。该研究首先基于《中国植物志》、Flora of China以及全球物种名录查询获得被认可的526个紫堇属物种,然后通过检索全球数字化植物标本数据库(JSTOR)、全球生物多样性信息网络数据库(GBIF)和中国数字植物标本馆(CVH)获得了其中395个物种1 894份模式标本,最后对获得的标本信息进行核实、整理和归纳,提取模式类型、馆藏地、采集人、模式产地和采集时间等关键信息进行统计分析。结果表明:紫堇属每个物种平均仅有约5份模式标本; 该属模式标本散落在全球80个标本馆中,其中超过85%为国外采集者采集。未来应当结合文献,加强对该属模式标本的信息考证和规范化整理。     

降香黄檀叶绿体基因组密码子偏好性分析

为了解降香黄檀叶绿体基因组密码子使用模式,该文利用Codon W 1.4.2和在线软件CUSP对降香黄檀叶绿体基因组中的52条基因编码序列密码子进行中性绘图、ENC-plot和PR2-plot分析.结果表明:降香黄檀叶绿体基因组密码子的3个位置上GC含量依次为GC1(46.01％)>GC2(38.98％)>GC3(27...     

10种杜鹃亚属植物种间杂交的可育性研究

为探索杜鹃花亚属内异种杂交的可育性及其规律,对杜鹃亚属有鳞大花亚组(subsect. Maddenia)、三花杜鹃亚组(subsect. Triflora)、亮鳞杜鹃亚组(subsect. Heliolepida)及腋花杜鹃亚组(subsect. Scabrifolia)等4亚组10个杜鹃花种类的22个杂交组合(其中18个数据完整组合)的可育性进行了研究。结果表明:(1)所涉及的杜鹃亚属不同亚组间及三花杜鹃亚组内杂交均较困难,在18个数据完整组合中高可育与可育组合比率明显偏低,不育比率高(55.6%)。(2)在10个不可育或败育组合中,不能坐果(Cab型)、不能结实(Sab型)和可结实而种子不能发芽(Sng型)的数量分布为6∶1∶3,其不亲和或败育发生的阶段可能涵盖了从前合子期到后合子期的整个阶段。(3)亲本一方为多倍体组合的可育率(41.6%),尤其是母本为多倍体时,比二倍体组合的可育率(50.0%)低且无高可育组合出现,部分印证了倍性是导致该亚属植物不同种类杂交不亲和、不育与育性下降的重要原因,但不是唯一原因,亚组间杂交的可育率(16.7%)明显低于亚组内(三花杜鹃亚组内,58.3%)。(4)与相应的母本自然授粉结果相比,杂交明显导致多数可育组合绿苗率比率和单位可育种子数量比率的大幅度下降,这是双亲遗传差异及多倍体亲本介入后所导致的杂交衰退hybrid weakness现象。(5)在多倍体作母本的情况下,杂交单向不育或非对称遗传渗透现象明显。     

橡胶树橡胶生物合成调控相关基因表达丰度比较

蛋白质是构成生命系统的基本元件之一,是大部分生物学功能的执行者.蛋白质丰度与其生物学功能息息相关,其丰度受基因表达过程中各环节严格精密的调控.其中,蛋白质丰度与其相应mRNA丰度存在较强的相关性,蛋白质丰度差异的40％可由mRNA丰度来解释.茉莉酸信号途径调节巴西橡胶树中的天然橡胶生物合成,但相关基因彼此间的表达丰度差...