十字花科植物PEBP基因家族的分子进化

近年来植物基因组测序物种数量的指数增长, 为我们对植物环境适应性状的遗传和变异的全面理解提供了保障。磷脂酰乙醇胺结合蛋白(phosphatidylethanolamine-binding protein, PEBP)在植物的开花转变和株型建立中起着重要作用, 一直是植物生物学研究关注的热点领域之一。然而对该家族并没有利用新近测序的基因组数据进行比较基因组分析, 制约了对其在分子水平上的进化研究。为了确定PEBP基因家族的分子进化机制, 本研究利用生物信息学方法开展了7种十字花科植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)、琴叶拟南芥(A. lyrata)、小鼠耳芥(A. pumila)、亚麻荠(Camelina sativa)、甘蓝(Brassica oleracea)、白菜(B. rapa)和油菜(B. napus)的PEBP基因家族成员的全基因组鉴定、结构特征和比较进化分析。从7个物种中共鉴定出91个PEBP基因, 系统进化分析表明它们分属5个亚家族: MFT、FT/TSF、TFL1、CEN和BFT。基因结构分析发现甘蓝、白菜和油菜的CEN基因内含子明显比其余4个物种的内含子长。蛋白结构域分析表明MFT比其他4个亚家族成员少了一个motif 2, TFL1比其他亚家族多了motif 8。选择压力分析发现7个物种PEBP同源基因均受到较强的纯化选择, 其中TFL1亚家族受到的纯化选择最弱。共线性分析表明十字花科植物PEBP基因家族随古代多倍体事件发生不同程度的扩张, TSF在甘蓝、白菜和油菜中丢失。非生物胁迫下, 在拟南芥中过量表达小鼠耳芥的一个MFT基因, 转基因拟南芥种子的萌发率明显低于野生型, 暗示MFT基因在调控种子萌发上的功能保守。本研究为深入研究十字花科植物PEBP基因的进化特征和生物学功能奠定了基础。     

小鼠耳芥MAPKKK基因家族全基因组鉴定及进化与表达

丝裂原活化蛋白激酶激酶激酶(Mitogen-activated protein kinase kinase kinases, MAPKKKs)是MAPK级联的重要组成部分,在发育过程和胁迫反应中发挥重要功能。小鼠耳芥(Arabidopsis pumila)是生活在新疆荒漠中的十字花科短命植物,具有很好的耐盐能力。为了探索小鼠耳芥MAPKKK基因家族的进化和功能,本研究通过全基因组分析从小鼠耳芥基因组中鉴定了143个ApMAPKKK基因,分属3个亚族：ZIK (20个)、MEKK (36个)和RAF (87个)。共线性分析表明小鼠耳芥与拟南芥和琴叶拟南芥分别存在74和72个共线性基因,说明该家族在小鼠耳芥基因组中发生了明显的扩张;进化分析表明存在64对复制基因对,Ka/Ks均小于1,以纯化选择为主。利用RNA-seq数据分析ApMAPKKK在盐胁迫和不同组织中的表达特征,结果表明在250 mmol/L NaCl胁迫下,大多数ApMAPKKK基因上调表达,其中ApMAPKKK18-1/2和ApMAPKKK17-1/2显著上调表达;而在8个组织中,ApMAPKKK主要呈现6种表达模式;部分复...     

大豆PEBP基因家族的分析

磷脂酰乙醇胺结合蛋白(PEBP,phosphatidyl ethanolamine-binding protein)基因家族在动物、植物和微生物中广泛存在,在控制植物开花和种子休眠中起重要作用。本研究对大豆PEBP基因家族进行了分析,发现了27个大豆PEBP基因的候选序列,其中16个具有完整PEBP结构域的全长序列被认为是大豆Gm PEBP家族基因。Gm PEBP基因分布在9条染色体上,基因结构高度保守。通过系统发生分析,可将大豆Gm PEBP基因家族成员分为FT-like、TFL1-like和MFT-like 3个亚族,并且发现Gm PEBP家族成员数目按照大豆物种特异性的方式进行了扩张。对重复基因的Ks分析表明,绝大多数重复基因主要由5900万年前和1300万年前的大豆基因组复制所致。     

大豆PEBP基因家族的初步分析

磷脂酰乙醇胺结合蛋白(PEBP,phosphatidyl ethanolamine-binding protein)基因家族在动物、植物和微生物中广泛存在,在控制植物开花和种子休眠中起重要作用。本研究对大豆PEBP基因家族进行了分析,发现了27个大豆PEBP基因的候选序列,其中16个具有完整PEBP结构域的全长序列被认为是大豆Gm PEBP家族基因。Gm PEBP基因分布在9条染色体上,基因结构高度保守。通过系统发生分析,可将大豆Gm PEBP基因家族成员分为FT-like、TFL1-like和MFT-like 3个亚族,并且发现Gm PEBP家族成员数目按照大豆物种特异性的方式进行了扩张。对重复基因的Ks分析表明,绝大多数重复基因主要由5900万年前和1300万年前的大豆基因组复制所致。     

中国古老月季‘月月粉’FT/TFL1基因的鉴定与表达分析

该研究以中国古老月季品种‘月月粉’(Rosa chinensis‘Old Blush’)为试材,根据拟南芥和草莓FT/TFL1基因家族成员的保守结构域设计引物,对‘月月粉’基因组DNA进行克隆和测序,结合数据库序列和双单倍体基因组信息进行序列比对,结果共获得了8条月季的FT/TFL1基因家族序列,且8条序列分别注释为2个FT基因(RcFT1和RcFT2)、1个BFT基因(RcBFT)、1个ATC基因(RcATC)、2个MFT基因(RcMFT1和RcMFT2)和2个PEBP基因(PEBP1和PEBP2);进化树分析结果将这8个基因分为3个亚组;结构分析显示8个基因的内含子为1～5个不等。qRT-PCR分析显示,RcFT1、RcPEBP、RcMFT1、RcMFT2和RcBFT在‘月月粉’的叶片中表达量最高,茎尖中次之;RcFT2在茎尖中的表达最高,叶片中次之;RcATC在茎尖中的表达量高于其他组织;除RcPEBP在根组织中有表达外,其他基因在根组织中几乎没有检测到。进一步表达分析显示,RcFT1和RcFT2在‘无刺光叶蔷薇’(R.wichuriana‘Basye’s Thornless')生殖生长期的叶片、茎尖中的表达量显著高于营养生长期。研究推测,具有连续开花性状的中国古老月季‘月月粉’可能具有多个开花时间(FT)基因位点,FT有可能可以作为月季生殖转换的标记基因。     

小麦CEN/TFL1-like cDNA克隆及其编码序列分析

以水稻、金鱼草、拟南芥CEN/TFL1蛋白质序列为参考,以小麦中CEN/TFL1基因同源EST片段为依据设计特异引物,利用RT-PCR从普通小麦‘中国春’幼穗总RNA中扩增出549 bp的特异片段。测序结果表明,该片段包含了完整的ORF,编码产物为典型的CEN/TFL1-like蛋白家族成员。序列比对表明,该基因编码产物与黑麦草LpTFL1、水稻FDR2和FDR1以及玉米ZmTFL1亲缘关系最近,分别具有96.5%、96.0%、93.6%和95.4%的相似性;与哺乳动物Rattus norveqicus磷脂酰乙醇胺结合蛋白(PEBP)具有38.9%相似性。空间结构预测表明,该蛋白具有PEBP家族成员的典型三维结构。     

毛白杨PtTFL1.1和PtTFL1.2基因的克隆和表达模式分析

以毛白杨为材料,利用同源基因克隆法设计引物,分别以毛白杨基因组DNA和RNA为模板,分离克隆了毛白杨中TFL1(TERMINAL FLOWER 1)基因两个成员,分别命名为PtTFL1.1和PtTFL1.2。序列分析发现,PtTFL1.1序列全长976 bp,编码区长度为525 bp,可编码 174个氨基酸;PtTFL1.2序列全长1 090 bp,编码区长度为522 bp,可编码173个氨基酸。二者都包含4个外显子和3个内含子,具有TFL1的典型保守的PEBP结构域,所推测的氨基酸序列具有TFL1特异关键的His88(H)和Asp141(D)氨基酸残基。同源蛋白比对结果显示,PtTFL1.1和PtTFL1.2与拟南芥、葡萄、柑橘、苹果等物种中的TFL1蛋白同源性都在80%以上。系统进化分析表明,PtTFL1.1和PtTFL1.2都属于FT/TFL1家族中的TFL1亚家族。荧光定量PCR实验表明,PtTFL1.1和PtTFL1.2的表达模式存在差异,PtTFL1.1在茎中的表达量要高于根和叶,在不同生长时期的花芽中,随着季节光照时间的递减,表达量呈现明显下降趋势,推测毛白杨中PtTFL1.1能通过响应日照长短,参与调控开花的光周期途径,PtTFL1.1可能是花的诱导初期主要的开花调控子;而PtTFL1.2在根茎叶以及各个时期的花芽中表达量都极低,且未检测到差异性变化。这些研究有助于探索TFL1在毛白杨花发育以及开花调控过程的重要作用,也将为后期深入研究毛白杨成花调控的分子机制奠定一定基础。     

拟南芥和水稻SET结构域基因家族全基因组鉴定、分类和表达

ET(Su(var), Enhancer of zeste (E(z)), and Trithorax)结构域基因家族是一组含有保守SET结构域的蛋白的统称, 它们参与蛋白甲基化, 影响染色体结构, 并且调控基因表达, 在植物发育中起着重要的作用。分析拟南芥和水稻中SET结构域基因家族进化关系, 对研究这一基因家族中各成员的功能有着重要的意义。我们系统地鉴定了47个拟南芥(Arabidopsis thaliana)和43个水稻(Orysa sativa japonica cultivar Nipponbare)的SET结构域基因, 染色体定位和基因复制分析表明SET结构域基因扩增是由片段复制和反转录引起的, 根据这些结构域差异和系统发育分析把拟南芥和水稻的SET结构域基因划分成5个亚家族。通过分析SET结构域基因家族在拟南芥和水稻各个发育阶段的表达谱, 发现SET结构域基因绝大部分至少在一个组织中表达; 大部分在花和花粉中高表达; 一些SET结构域基因在某些组织中有特异的表达模式, 表明与组织发育有密切的关系。在拟南芥和水稻中分别找到了4个差异表达基因。拟南芥4个差异基因都在花粉管高表达, 水稻4个差异基因有3个在雄性花蕊中高表达, 另一个在幼穗中高表达。     

拟南芥DNA全序列测定与分析完成

在 2 0 0 0年 1 2月 1 4日英国出版的ＮＡＴＵＲＥ杂志上 (Ｖｏｌ.4 0 8:796～ 81 5) ,发表了植物分子遗传研究的模式开花植物拟南芥 1 1 5.4Ｍｂ的全序列图谱 ,原文的中文译名为“开花植物拟南芥的基因组序列分析”。拟南芥ＤＮＡ全长 1 2 5Ｍｂ ,只剩下 1 0Ｍｂ的中心着丝区ＤＮＡ ,因为多重复序列所含基因很少 ,还未全测出。拟南芥全基因组ＤＮＡ包含 2 5498个功能基因组及其所对应的 1 1 0 0 0个蛋白质家族。这是人类首次全部破译出一种高等植物的全基因序列 ,是在分子水平上向植物生命奥秘探索的又一里程碑式的工作。拟南芥植物基因组…     

新疆无苞芥Na~+/H~+逆向转运蛋白基因OpNHX1的克隆、表达分析与功能验证

从耐盐植物无苞芥中克隆获得了1个Na+/H+逆向转运蛋白基因NHX1,命名为OpNHX1(GenBank登录号:KC200248)。OpNHX1基因cDNA全长2 153 bp,包含一个1 605 bp的开放阅读框,编码534个氨基酸。系统进化树分析表明,OpNHX1编码产物与拟南芥、小盐芥亲缘关系较近,属于同一进化分支。实时荧光定量PCR分析表明,该蛋白基因在无苞芥根、茎、叶、花和荚果中均有表达,其中茎中表达量最高。半定量RT-PCR分析表明,该基因受高盐、干旱、低温及ABA的诱导上调表达。进一步将该基因在拟南芥中过量表达,显著提高了转基因植株在盐胁迫下的存活率,说明OpNHX1基因参与了植物的耐盐性。酵母功能互补试验结果显示,该基因转化酵母Δnhx1后可以补充NHX1的缺失,表明OpNHX1参与Na+/H+的转运。     

Recent advances in the study of Kaposi's sarcoma-associated herpesvirus replication and pathogenesis

It has now been over twenty years since a novel herpesviral genome was identified in Kaposi's sarcoma biopsies. Since then, the cumulative research effort by molecular biologists, virologists, clinicians, and epidemiologists alike has led to the extensive characterization of this tumor virus, Kaposi's sarcoma-associated herpesvirus(KSHV; also known as human herpesvirus 8(HHV-8)), and its associated diseases. Here we review the current knowledge of KSHV biology and pathogenesis, with a particular emphasis on new and exciting advances in the field of epigenetics. We also discuss the development and practicality of various cell culture and animal model systems to study KSHV replication and pathogenesis.     

The structure, reproduction and taxonomy of Vidalia and Osmundaria (Rhodophyta, Rhodomelaceae)

Comprises species occurring mostly in subtidal habitats in tropical, subtropical and warm-temperate areas of the world. An analysis of the type species, V. spiralis (Sonder) Lamouroux ex J. Agardh, a species from Australia, establishes basic characters for distinguishing species in the genus. These characters are (1) branching patterns of thalli, (2) flat blades that may be spiralled on their axis, (3) width of the blade, (4) primary or secondary derivation of sterile and fertile branchlets and (5) position of sterile and fertile branchlets on the thalli. Application of the latter two characters provides an important basic method for separation of species into three major groups. Osmundaria , a genus known only in southern Australia, was studied in relation to Vidalia , and its separation from the Vidalia assemblage is not accepted. Species of Vidalia therefore are transferred to the older genus name, Osmundaria. Two new species, Osmundaria papenfussii and Osmundaria oliveae are described from Natal. Confusion in the usage of the epithet, Vidalia fimbriala Brown ex Turner has been clarified, and Vidalia gregaria Falkenberg, described as an epiphyte on Osmundaria pro/ifera Lamouroux, is revealed to be young branches of the host, Osmundaria prolifera.     

New or rare chromosome counts in Artemisia L. (Asteraceae, Anthemideae) and related genera from Kazakhstan

Fifteen chromosome counts of six Artemisia taxa and one species of each of the genera Brachanthemum, Hippolytia, Kaschgaria, Lepidolopsis and Turaniphytum are reported from Kazakhstan. Three of them are new reports, two are not consistent with previous counts and the remainder are confirmations of very scarce (one to four) earlier records. All the populations studied have the same basic chromosome number, x = 9, with ploidy levels ranging from 2x to 6x. Some correlations between ploidy level, morphological characters and distribution are noted.     

肝癌中HBV和HCV基因和抗原的分布及意义

采用原位分子杂交方法检测HCV RNA及HBV X基因;采用免疫组织化学方法研究HCV核心抗原,非结构区C33c抗原及HBxAg在肝细胞肝癌中的定位及分布.结果表明(1)HCV RNA、HBV X基因在肝细胞肝癌组织检出率分别为40%(55/136)和82%(112/136).HCV RNA定位于癌细胞的胞浆内,阳性细胞呈散在、灶状及弥漫分布三种形式;HBV X基因在肝癌细胞中的分布呈胞浆型、核型及核浆型,阳性细胞也呈上述三种分布形式;(2)HCV C33c抗原、核心抗原在肝细胞肝癌中的阳性率为81%(133/164)及86%(141/164).C33c抗原定位于癌细胞及肝细胞的胞浆内;核心抗原既定位于癌细胞核中,又可定位于胞浆中.C33c抗原阳性细胞以灶状分布为主;而核心抗原阳性细     

Selection with two alleles and complete dominance

For a plant selection model with frequency-independent viabilities, fertilities and selfing rates, it is shown that apart from global fixation, for certain parameter combinations a protected polymorphism and facultative fixation (either allele may become fixed according to initial frequencies) may both occur. Facultative fixation requires different selling rates for the dominant and recessive type. Protection of the polymorphism requires resource allocation for male and female function. In this connection the problem of purely genetically caused population extinction is discussed.
For general frequency dependence and regular segregation, the chances for establishment of a completely recessive gene are compared to those of a completely dominant gene. It is proven that the process of establishment of the recessive gene, despite a fitness advantage, may be considerably endangered by drift effects if random mating prevails. The recessive gene may reach the same effectivity in establishment as a dominant gene, only if the recessive homozygote mates exclusively with its own type during the period of establishment.