三裂叶薯SPL基因家族鉴定、表达及miR156的调控分析

SQUAMOSA promoter binding protein-like(SPL)是一类广泛存在于植物中的转录因子,均含有一个高度保守的SBP结构域(SQUAMOSA-PROMOTER BINDING PROTEIN)。本研究通过SBP结构域的隐马尔可夫模型、Blastp、CDD和SMART等程序从栽培甘薯的二倍体近缘野生种三裂叶薯(Ipomoea triloba L.)全基因组中鉴定出26个SPL基因家族成员。它们不均匀分布于三裂叶薯的12条染色体上。利用系统进化分析将新鉴定的26个三裂叶薯ItbSPL基因和来源于苔藓植物、单子叶植物、双子叶植物的116个SPL基因构建进化树,并根据拟南芥AtSPL基因家族的分类标准将26个ItbSPL基因家族分为7组。GSDS 2.0基因结构和MEME 4.12.0保守基序分析表明,不同进化分支中的ItbSPL基因的外显子/内含子数目及其蛋白基序组成差异明显。利用拟南芥中已知功能的SPL对ItbSPL基因的功能进行预测,发现三裂叶薯ItbSPL家族基因成员可能与植物开花、逆境胁迫、次生代谢产物等生物学过程相关。通过预测microRNA156(miR156)的作用位点发现,在26个ItbSPL基因中14个含有miR156的作用位点,其中13个ItbSPL基因具有PCR扩增产物。利用qRT-PCR检测13个候选靶基因及miR156在三裂叶薯叶、茎、根中的表达量,发现13个ItbSPL均在茎中的表达量最低,显著低于叶与根中的表达,而miR156则在茎中的表达量最高,在根中的表达量最低,初步推测这13个ItbSPL是miR156的靶基因。以上研究结果为六倍体栽培甘薯SPL基因家族成员的鉴定、进化分析及功能研究提供了方法和基础。     

CNR转录因子在番茄果实成熟过程中的功能

SPL转录因子在植物中广泛存在并参与植物生长、发育和成熟过程,CNR是SPL转录因子家族中的一个成员,其作用机制尚不清楚.通过RNA-seq、qRT-PCR和染色质免疫共沉淀技术(ChIP)确定转录因子CNR直接作用的新的靶基因,旨在揭示番茄果实成熟过程中CNR的转录调控网络.通过RNA-seq筛选出野生型AC和突变体...     

植物调控枢纽miR156及其靶基因SPL家族研究进展

SPL(SQUAMOSA promoter binding like)家族蛋白是植物特有的一类具有多功能的转录因子家族。在拟南芥中,SPL家族的11个基因受miR156的调控。该家族成员蛋白质都含有十分保守的SBP结构域,该结构域包含2个Zn2+结合位点和1个核定位信号序列。近年来,已从多种植物中分离出miR156及SPL基因。越来越多的研究表明,miR156及SPL家族参与了植物的生长发育、代谢调节及非生物胁迫等多种生物过程,成为植物生长发育的调控枢纽。本文综述了miR156及SPL家族在阶段转变、叶片发育、次生代谢及非生物胁迫等过程中的分子机制,并对其研究前景提出展望。     

枸杞Lb_SPL12基因的克隆及表达分析

SPL(SQUAMOSA promoter-binding protein-like)是植物发育过程中特有的转录因子,SPL基因家族由多个成员组成.本研究通过RACE方法克隆到枸杞Lb SPL12转录因子的全长cPNA.研究结果表明,该cDNA基因的开放阅读框包含1 353 bp个碱基,编码450个氨基酸.Lb_SPL...     

小麦tae-MIR156前体基因的克隆及其靶基因TaSPL17多态性分析

Squamosa-promoter binding protein (SBP)-box基因是植物特有的一类转录因子, 广泛参与植物生长发育, 其部分成员受miR156调控。文章克隆了小麦(Triticum aestivum) tae-MIR156前体基因, 转录后能够形成茎环结构。小麦10个SBP-box基因中, 仅TaSPL3和TaSPL17在编码区存在tae-miR156识别位点。SPL17在普通小麦的A基因组供体种乌拉尔图小麦(Triticum urartu, AA) UR209和B基因组供体种拟斯卑尔脱山羊草(Aegilops speltoides, BB) Y2001中均为多拷贝(SPL17-A1、SPL17-A2和SPL17-A3; SPL17-B1、SPL17-B2和SPL17-B3), 在D基因组供体种粗山羊草(Aegilops tauschii, DD) Ae38中仅检测到一种序列(SPL17-D); SPL17-A2与SPL17-B2, SPL17-A3与SPL17-B3、SPL17-D两两之间序列的一致性程度均大于99%, 且与普通小麦(中国春、衡观35和双丰收)的TaSPL17序列具有较高的一致性, 提示它们可能来源于共同的祖先基因, 并且在进化过程中高度保守。靶基因TaSPL17中的tae-miR156识别位点非常保守, 在根据单株穗数和基因型多样性挑选的SubP1和SubP2群体中均未检测到tae-miR156识别位点存在变异碱基。     

植物SPL转录因子的生物功能研究进展

SPL是植物特有的一类转录因子,其蛋白结构中存在一段由2个锌指结构和核定位序列构成的高度保守的SBP结构域,多数SPL基因的转录表达受microRNAs剪切调控。该文结合当前SPLs转录因子的研究进展,对其在植物生长发育和环境适应等方面的生物学功能进行综述,并对SPLs的研究前景进行展望。     

高粱SPL基因家族的鉴定及表达分析

Squamosa启动子结合类蛋白(SPL)基因家族编码一类植物特有的转录因子,其功能涉及作物遗传改良的许多方面,如产量、株型、抗逆性等,具有重要的实际应用价值。虽然SPL基因在很多作物中有广泛研究,但是在高粱中仍有待进一步探索。本研究通过生物信息学方法,利用同源序列法在高粱基因组水平对SPL基因家族进行分离和分析,共获得19个高粱SPL基因,并命名为SbSPL。高粱SbSPL家族基因不均匀地分布于高粱9条染色体上。通过系统进化树、保守结构域和基因结构等分析,将SbSPL基因家族成员分为5组,不同组的SbSPL基因在功能结构上具有保守性。此外,分析了SbSPL基因家族成员的启动子,发现SbSPL基因家族具有响应非生物胁迫相关信号转导的顺式作用元件。利用qRT-PCR技术,发现部分高粱SbSPL基因的表达受干旱胁迫诱导。这些结果揭示了SbSPL基因可能在高粱响应环境非生物胁迫过程中起到重要作用。     

植物SPL转录因子研究进展

SPL(SQUAMOSA promoter-binding protein-like)是一类植物特有的转录因子, 在调控植物胚胎发育、间隔期长度、叶片发育、发育阶段转变、花和果实发育、育性、顶端优势、花青素积累、赤霉素响应、光信号转导及体内铜离子稳态平衡等方面发挥重要作用。SPL含有一个由80个氨基酸残基组成的高度保守的SBP结构域, 以此同下游靶基因启动子区域结合, 调控靶基因的表达。大多数SPL均具有miR156/157识别位点, miR156/157可以通过mRNA剪切或翻译抑制来调控SPL的表达。该文重点综述了植物SPL基因的结构、表达调控及生物学功能, 并对其研究前景进行了展望。     

紫万年青的核型分析

本文采用直接敲片法制作紫万年青植物染色体标本,通过体细胞染色体计数确定其染色体数目为12条,核型分析表明紫万年青植物染色体总长度为57.35μm,全组染色体平均长度9.56μm,其核型公式为K(2n)=12=3m+3Sm.同时通过观察、测量发现其染色体绝对长度变异范围为11.36～7.72μm,其相对长度组成为2n=12=6M2+6M1;最长染色体与最短染色体之比为1.47:1,臂比的变异范围为1.01～2.56,臂大于2的染色体占全组染色体的33.33%,属于"2A"类型.另一方面,间期附加核型特征确定紫万年青属于复杂染色中心型.本研究将对紫万年青植物的起源、系统演化及品种改良等提供必要的细胞遗传学依据.     

中间偃麦草(Thinopyrum intermedium)18S-5.8S-26S rDNA位点在染色体上的分布及对其核ITS序列异质性的分析

中间偃麦草(Thinopyrum intermedium(Host)Barkworth et Dewey)是禾本科小麦族植物中的一个异源六倍体物种,是重要的牧草植物,在小麦的抗病育种中发挥了重要作用.利用荧光原位杂交(FISH)技术,在体细胞中期染色体上,对18S-5.8S-26S rDNA位点进行了物理定位,发现该物种有3～4对染色体携带18S-5.8S-26S rDNA主位点.结合基因组原位杂交(GISH)分析,证明中间偃麦草的St基因组中有一对同源染色体短臂末端携带一个主位点,其余2～3对主位点位于E基因组染色体上.对不同来源的材料研究表明:18S-5.8S-26S rDNA位点的数目(包括主位点和小位点)、位置、拷贝数在不同收集材料之间的差异较大,甚至在同一个体的不同细胞中也存在差异.讨论了rDNA物理作图数据在分析系统发育问题中的局限性.结合中间偃麦草的三个可能的二倍体基因组供体(Th.bessarabicum、Th.elongatum和Pseudoroegneria stipifolia)rDNA位点分析的结果,对中间偃麦草进化过程中rDNA位点的变化进行了分析,同时,对其中一份材料的核ITS序列进行了克隆、测序和系统发育分析,发现在中间偃麦草中,ITS序列具有很高的异质性.     

18-26S rDNA在4种重楼属植物中的定位

为探讨rDNA在重楼属Paris L.中的分布规律,利用荧光原位杂交（FISH）对4种重楼属植物 的18-26S rDNA进行了定位。所有植物均为二倍体,基因组由A、B、C、D和 E5条染色体构成。（1）滇重楼P.polyphylla var.yunnanensis:2n=10=6m+4t,C和D染色体的 短臂上各有1个18-26S rDNA位点;（2）长柱重楼P.forrestii:2n=10=6m+4t,B染色体的长臂 、C和D染色体的短臂上各有1个位点;（3）五指莲P.axialis:2n=10=6m（2sat）+4t（2sat） +1-2B,C和D染色体的短臂上各有1个位点;在有1个B染色体的细胞中,B染色体没有信号点, 而有2个B染色体的细胞中,只有1个B染色体上有信号点,表明B染色体上有基因存在且其分裂 不均等;（4）大理重楼P.daliensis:2n=10=4m+2sm+2st+2t,C染色体的短臂上有1个位点。1 8-26S rDNA位点不仅出现在染色体的次缢痕上,也出现在非次缢痕位点。另外,4个种中C染 色体短臂末端均有18-26S rDNA。     

拟南芥基因密码子偏爱性分析

密码子偏爱性对外源基因的表达强度有一定影响,特别是编码蛋白质N端7～8个氨基酸残基的密码子.通过对拟南芥染色体中26 827个蛋白质对应的基因密码子进行分析,得到了编码氨基酸的61种密码子在拟南芥中的使用频率,并与大肠杆菌和哺乳动物进行了比较,结果表明三者间的密码子偏爱性有较大差异.这一分析结果对于动物基因在植物中的表达,及植物基因在微生物中的表达具有一定指导意义.同时提供了一种直接以XML文档为数据源解析巨型XML格式染色体数据的方法.     

中间偃麦草(Thinopyrum intermedium)18S-5.8S-26S rDNA位点在染色体上的分布及对其核ITS序列异质性的分析(英文)

中间偃麦草(Thinopyrum intermedium(Host)Barkworth et Dewey)是禾本科小麦族植物中的一个异源六倍体物种,是重要的牧草植物,在小麦的抗病育种中发挥了重要作用。利用荧光原位杂交(FISH)技术,在体细胞中期染色体上,对18S-5.8S-26S rDNA位点进行了物理定位,发现该物种有3～4对染色体携带18S-5.8S-26S rDNA主位点。结合基因组原位杂交(GISH)分析,证明中间偃麦草的St基因组中有一对同源染色体短臂末端携带一个主位点,其余2～3对主位点位于E基因组染色体上。对不同来源的材料研究表明:18S-5.8S-26S rDNA位点的数目(包括主位点和小位点)、位置、拷贝数在不同收集材料之间的差异较大,甚至在同一个体的不同细胞中也存在差异。讨论了rDNA物理作图数据在分析系统发育问题中的局限性。结合中间偃麦草的三个可能的二倍体基因组供体(Th.bessarabicum、Th. elongatum和Pseudoroegneria stipifolia)rDNA位点分析的结果,对中间偃麦草进化过程中rDNA位点的变化进行了分析,同时,对其中一份材料的核ITS序列进行了克隆、测序和系统发育分析,发现在中间偃麦草中,ITS序列具有很高的异质性。     

北五味子染色体核型分析

本文研究了北五味子的染色体核型.其体细胞染色体数目2n=28,具13对中部着丝点染色体,1对近中部着丝点染色体.在整个染色体中并未发现随.按Levan的染色体分类标准,其染色体核型组成是:K(2n)=2x=28=26m+2Sm.     

高温诱导诸葛菜花粉染色体加倍研究

以诸葛菜为材料,对高温处理诱导诸葛菜花粉染色体加倍进行了研究.结果表明:诸葛菜花蕾长度与小孢子母细胞减数分裂具有相关性;当花蕾长度在0.22～0.26cm时,以小孢子母细胞减数分裂终变期分裂相所占比例最大,此时在38～45℃高温下持续处理2～4h,可诱导花粉染色体加倍的未减数2n花粉,2n花粉平均诱导率最高为29.4%,个别处理甚至高达42.5%.研究进一步证明,高温等环境剧变可以诱导植物染色体倍性变异,在植物多倍化的进化中具有积极意义.     

全国植物细胞生物学学术讨论会在大庸召开

1987年10月26日至11月1日在湖南省大庸市召开全国植物细胞生物学学术讨论会。来自21个省、市、自治区136名代表参加了会议。大会收到论文摘要153篇,分别在大会、分组会上进行了学术交流。按其交流内容可分三个方面:1.植物细胞显徽结构;2.植物细胞、组织与器官的培养;植物染色体核型,组型及其变异。     

华南地区3种兔儿风属植物(菊科-帚菊木族)的细胞学研究

首次报道了华南地区兔儿风属(Ainsliaea DC.)(菊科-帚菊木族Asteraceae-Pertyeae)3种植物共4个居群的染色体数目和核型。其中长穗兔儿风(A.henryi Diels)的染色体数目为2n=24,核型公式为2n=16m+8sm;三脉兔儿风(A.trinervis Y.C.Tseng)的染色体数目为2n=26,核型公式为2n=16m+10sm;莲沱兔儿风(A.ramosa Hemsl.)2个居群的染色体数目均为2n=26,核型公式为2n=26=22m+4sm。所有居群的染色体由大到小逐渐变化,核型没有明显的二型性。这些结果表明兔儿风属植物确有x=12和x=13两个基数,其中x=13可能是该属的原始基数。     

甜橙SPL基因家族的鉴定及其在成花诱导中的表达分析北大核心CSCD

SQUAMOSA promoter binding protein-like(SPL)基因家族在植物成花转变与花器发育中起重要调控作用。该研究基于甜橙(Citrus sinensis)基因组数据,对甜橙SPL家族成员及其启动子区进行生物信息学分析,并采用qRT-PCR检测其在甜橙不同花期、不同品种花芽和叶片的表达特异性,为深入探讨CsSPLs基因在甜橙成花诱导中的功能奠定基础。结果表明:(1)共鉴定出15个含有SBP保守结构域的甜橙SPL基因,分别命名为CsSPL1~CsSPL15,且分布在6条染色体上。(2)CsSPL1~CsSPL15基因编码的氨基酸长度为130~1075 aa,分子量为14.73~118.75 kD;系统发育分析将15个CsSPLs分成8个亚族,除CsSPL4外,其他CsSPLs均与拟南芥SPL家族成员聚类。(3)顺式作用元件分析表明,CsSPLs启动子中含有大量光响应元件,推测CsSPLs可能在甜橙响应光调控过程中发挥重要作用。(4)转录组数据分析显示,CsSPLs在甜橙愈伤组织、花、叶片和果实中均有表达,其中CsSPL3、CsSPL4、CsSPL7、CsSPL8、CsSPL12、CsSPL13、CsSPL14和CsSPL15在花和叶片中较高表达。(5)qRT-PCR检测显示,CsSPLs在甜橙不同花期、不同品种花芽和叶片组织中的表达均有显著上调趋势,且采样各时期下早花品种‘赣南早’花芽和叶片中CsSPLs的表达量均高于对照品种‘纽荷尔’。研究认为,甜橙成花组织内CsSPLs基因的高表达是其花期提前的主要因素。     

国产12种乌头属和18种翠雀属植物的细胞学研究

研究了12种乌头属Aconitum L．和18种翠雀属Delphinium L．植物的染色体。在12种乌头属植物中,除粗花乌头A．crassiflorum为四倍体(2n=4x=32)外,其他种类都为二倍体(2n=2x＝16),中甸乌头 A.piepunense中有B染色体存在,牛扁亚属Aconitum subgen．Lycoctonum的二倍体植物与乌头亚属Aconitum subgen．Aconitum 植物的染色体在大小和形态上有明显区别;所有18种翠雀属植物都为二倍体(2n＝2x=16),其染色体在大小和形态上极为相似,但与乌头亚属的染色体易于区别。翠雀属植物的核型不对称性程度明显高于乌头属植物,因此从染色体证据来看,翠雀属要比乌头属进化。     

BAC-FISH在植物基因组研究中的应用

细菌人工染色体荧光原位杂交(BAC-FISH)是将包含不同特性的BAC克隆直接定位到染色体上的技术,其在植物基因组学和分子细胞遗传学研究中具有不可替代的作用。综述其在各种植物染色体鉴定和核型分析、图谱构建、植物起源与进化分析、基因定位以及FISH的分辨率等植物基因组学研究的应用进展。