甘蔗ScNRAMP基因家族的鉴定与生物信息学分析

NRAMP蛋白(natural resistance-associated macrophage proteins)家族在植物响应重金属胁迫时具有重要作用,能够转运Fe²⁺、Mn²⁺、Zn²⁺和Cd²⁺等重金属离子。为探究甘蔗ScNRAMP基因家族的特征,该文基于甘蔗割手密基因组鉴定了ScNRAMP基因家族,并进行了理化特性、基因结构、顺式作用元件、保守基序、结构域和进化关系等分析。结果表明:甘蔗ScNRAMP基因家族含有29个成员,不均匀分布在19条染色体上; 编码蛋白均为不稳定蛋白,无信号肽,亚细胞均定位在质膜上; 各成员保守基序有6～10个不等,跨膜数有6～12个不等,二级结构主要构成元件为α-螺旋和无规则卷曲; 顺式作用元件分析表明甘蔗ScNRAMP基因家族可能通过激素代谢参与逆境胁迫和生长发育等生物过程; 利用割手密的RNA-seq转录组表达数据进行的组织特异性分析发现,ScNRAMP在甘蔗不同发育阶段的叶和茎中具有时空表达特性; 进化树分析将甘蔗ScNRAMP家族成员分为3个亚家族(I、Ⅱ和Ⅲ)。该研究在全基因组水平上系统地鉴定了现代栽培甘蔗祖先种之一割手密NRAMP基因家族,既为进一步了解甘蔗NRAMP基因家族提供了基础,也为后续甘蔗重金属研究提供了重要候选基因。     

光敏色素的基因家族与表达调控

概述了植物体内光敏色素分子的种类、基因家族及其表达与调控,并简要介绍转基因技术在研究光敏色素基因家族中的应用。     

CBL-CIPK信号系统参与小桐子抗冷性形成的生物信息学分析

类钙调磷酸酶B亚基蛋白(calcineurin B-like calcium sensor, CBL)属Ca²⁺结合蛋白,通过与类钙调磷酸酶B亚基互作蛋白激酶(calcineurin B-like calcium sensor interacting protein kinase, CIPK)互作介导Ca²⁺信号转导过程。CBL-CIPK信号系统参与了植物对多种逆境胁迫的响应过程。为深入探讨小桐子的抗冷性机制,该研究基于BLAST序列比对的方法,在全基因组水平对小桐子CBL与CIPK基因家族进行了鉴定,并对其系统进化、基因结构、表达特性及功能互作进行了解析。结果表明：(1)在小桐子基因组中共鉴定到8个CBL基因与18个CIPK基因,CBL与CIPK蛋白长度分别在211～257 aa与422～484 aa之间,等电点分别在4.65～5.08与6.20～9.26之间。(2)另外,CBL基因家族都包含8～10个外显子,而CIPK基因家族分为显著的1～2个外显子(11个基因)和12～15个外显子(7个基因)两类。(3)多序列比对显示,小桐子CBL蛋白...     

油菜糖基转移酶BnIRX14基因家族鉴定及遗传转化

糖基转移酶在植物抗逆和发育调控中发挥着重要作用,为发掘糖基转移酶BnIRX14基因家族成员,解析在甘蓝型油菜中的生物学功能,该研究利用前期在甘蓝型油菜中克隆到的BnIRX14基因,采用序列比对和遗传转化的方法,进行BnIRX14基因家族成员鉴定和功能验证,以探讨BnIRX14基因家族在油菜发育中调控机理,为油菜杂交育种和抗逆育种提供理论依据。结果表明：(1)经基因组数据库比对分析在甘蓝型油菜中成功鉴定到3个糖基转移酶不同亚家族的11个BnIRX14家族成员,它们均具有糖基转移酶GT43家族成员结构域特征,其中有8个基因分别被定位在6条不同染色体上,3个亚家族在基因结构和保守元件中具有较大特异性。(2)利用农杆菌介导转化法,获得BnIRX14基因RNA干扰转基因油菜株系20株,经PCR检测,确定5株阳性转化体。(3)表型鉴定发现,有2株阳性转化株的花柱头至花柱中央为一孔状空腔,子房较野生型明显膨大,且柱头表面授粉后不能结实,表现雌性不育;其他3个阳性株花器结构发育正常,但植株茎、枝表皮有液体渗出,呈露珠状粘附在茎、枝表面。(4)实时荧光定量PCR分析显示,转BnIRX14基因油菜阳性植株...     

毛竹bHLH转录因子的鉴定及其在干旱和盐胁迫条件下的表达分析北大核心CSCD

以毛竹( Phyllostachys edulis (Carr.) Lehaie)为材料,利用生物信息学方法,在基因组水平上对其bHLH基因家族成员进行鉴定和分析,并对不同组织中该基因的表达模式以及部分基因在干旱和高盐胁迫条件下的表达情况进行研究。结果显示:在毛竹中共鉴定出153个具有完整保守结构域的bHLH基因家族成员( PebHLH001 ~ PebHLH153 ),这些基因内含子数量为0 ~ 14,其中137个基因的启动子均含有与干旱、盐胁迫相关的顺式作用元件;PebHLHs 编码的蛋白长度为134 ~ 1401 aa;bHLH家族成员的系统进化分析结果表明,153个PebHLHs可被分为17个亚类,其中C亚类的成员数量最多,为42个;基于转录组数据的表达谱分析结果发现,有151个 PebHLHs 在毛竹不同组织和不同生长发育时期有不同程度的表达量;实时荧光定量PCR实验结果显示,在干旱和盐胁迫处理后,分别有14和13个 PebHLHs 基因的表达量上调,分别有2和3个表达量下调,但表达模式存在一定差异,说明他们在应答干旱和盐胁迫过程中可能发挥不同的作用。     

水稻蔗糖转运基因家族研究进展

蔗糖是韧皮部同化碳运输的主要形式,植物蔗糖转运体(SUT,Sucrose transporters)在参与植物碳素分配中起着重要的作用.编码SUT蛋白的基因在许多双子叶和单子叶植物中都已被分离.目前已经在水稻中鉴定出了5个蔗糖共运体(Sucrose symporter)基因家族成员.对这5个成员在水稻中的鉴定、克隆和表达分析,以及其蛋白结构、分类与进化进行了综述.这些信息可用于探索杂交稻高产的同化物分配和运输的分子原因.     

高等植物中的多酚氧化酶1

介绍了多酚氧化酶在植物体内的分布、性质、分子结构、生理作用及分子生物学研究进展.     

毛果杨NLP基因家族生物信息学分析与鉴定

NLP基因家族是一类特殊的转录因子;豆科植物根瘤的形成依赖于该基因家族的存在;在非豆科植物中具有调节植物硝酸盐吸收以及同化的功能。通过对毛果杨（Populus trichocarpa）基因组的生物信息学分析;共鉴定出14个毛果杨NLP基因家族成员;这些成员具有低亲水性的特点;基因结构保守;都含有RWP-RK以及PB1两个保守结构域。通过细胞定位预测;所有成员都定位在细胞核中。直系同源与旁系同源进化分析显示;NLP基因家族成员在漫长的进化过程中经历了严格的选择。染色体定位分析表明;毛果杨NLP基因家族成员坐落在毛果杨9条染色体之上;成员数量的扩增来自于杨柳科染色体自身的扩增事件。芯片数据分析结果显示;NLP基因家族成员在嫩叶;根和雄花中表达;部分基因在木质部以及种子萌发过程之中表达;但所有成员均不在成熟叶片中表达。