山茶属CHS基因家族的组成和分子进化初探

用PCR方法从4种山茶属(Camellia)(山茶科)(Tlaeaceae)植物的总DNA中分别扩增到CHS基因外显子2的部分序列,经克隆、测序得到16个该基因的序列,这些序列与来自GenBank的该属另一种植物的3个序列及作为外类群的大豆(Glycine max (L)Merr)的2个序列一起进行分析。研究表明,山茶属CHS基因家族在进化过程中已分化为A、B、c三个亚家族,包括A1、A2、A3、B1、B2、C等6类不同的基因成员;其中只有A2类成员为全部被研究的5种植物所共有,而其他5类成员只在部分被研究的植物中发现;所有这些CHS成员具有很高的同源性：在核苷酸水平上同一亚家族内基本上高于90％,不同亚家族间也在78％以上。从推测的氨基酸组成看,山茶属内CHS基因的功能已发生了分化,各类成员的碱基替代率有较大差异;从分子系统发育树和可能的氨基酸组成分析,山茶属具有新功能的基因成员是在经过基因重复后,或是由少数几个位点的突变而成,或是由逐渐积累的突变而形成的。进一步分析认为,该属CHS基因的分化直到近期还在活跃地进行,并且不同种的进化式样有一定的差别,这种不同的进化式样可能是物种形成后受不同环境因素影响而形成的。     

罗汉果几丁质酶基因家族的生物信息学分析

几丁质酶是一类在植物抵抗病原真菌等过程中具有重要作用的蛋白质,为探讨几丁质酶在罗汉果抗根结线虫病中的调控作用,本研究基于南方根结线虫侵染下的罗汉果幼苗根系的转录组测序结果,采用生物信息学技术对筛选到的15个罗汉果几丁质酶基因进行分析。结果表明,15个罗汉果几丁质相关蛋白基因编码的氨基酸序列其N段均有一段信号肽,亚细胞定位在胞外;分子量从27 kDa到37 KDa不等;多数为酸性蛋白。基于氨基酸保守结构域和系统发育关系分析,15个罗汉果几丁质酶分属于GH18和GH19两大家族中的3个组别(Ⅰ、Ⅲ和Ⅳ)的成员,GH18家族成员三级结构预测具有典型的(α/β)_8桶状结构,而GH19家族成员三级结构预测只有α螺旋结构域。这些分析结果可为今后深入研究罗汉果几丁质酶的生物学功能和调控机制提供一定的理论依据,为罗汉果抗根结线虫病育种提供参考。     

苔藓NAC基因家族的生物信息学分析

NAC (NAM, ATAF, CUC)转录因子家族仅存在于陆生植物中,在植物发育、响应胁迫以及生物合成过程中发挥重要作用。许多NAC家族成员的功能已被确定(主要在模式植物中),但在苔藓等早期陆生植物中NAC家族的进化过程尚不清楚。本研究从藓类的小立碗藓(Physcomitrella patens)和泥炭藓(Sphagnum fallax)、苔类的地钱(Marchantia polymorpha)和角苔类的角苔(Anthoceros angustus)中,共鉴定出97个NAC基因,并对其进行NAC转录因子家族进化分析。藓类有大约40个NAC基因,地钱和角苔中只有大约10个NAC基因。在苔藓植物中,NAC基因家族可分为5个亚家族。基因结构和保守结构域分析表明,在同一个亚家族中,大多数NAC基因具有相似的基因结构和编码相似的蛋白基序。共线性分析表明NAC-Ⅱ基因位于藓类植物保守共线性区,并随着藓类植物的整个基因重复事件而扩张。上述研究结果表明NAC基因的扩张不仅发生在维管植物中,也发生在苔藓植物中,这对NAC基因家族的功能扩展是至关重要的。进一步研究结果显示,NAC基因家族的扩增时间与藓类...     

灵宝杜鹃SBP基因家族的鉴定及非生物胁迫下的表达分析

【目的】 SQUAMOSA启动子结合蛋白（SBP）家族在植物发育和非生物胁迫等方面起重要作用,本研究可为灵宝杜鹃SBP基因家族成员的生物学功能和在非生物胁迫响应的调控功能提供参考,并为灵宝杜鹃物种保护奠定基础。【方法】采用生物信息学方法对灵宝杜鹃（Rhododendron henanense subsp. lingbaoense）SBP基因家族成员进行全基因组鉴定和分析,基于转录组数据分析组织特异性,并利用qRT-PCR方法检测SBP在非生物胁迫下的表达。【结果】结果表明：（1）从灵宝杜鹃基因组中共鉴定出19个含SBP保守结构域SBP成员,依次命名为RhlSBP1- RhlSBP19,基因不均匀分布在8条染色体上,编码的氨基酸长度为179~1 072 aa,分子量为20.26~118.73 kD;蛋白定位于细胞核。（2）系统发育分析将19个RhlSBP分为5个亚族,大部分RhlSBP与拟南芥SPL家族成员聚类。（3）MEME分析表明,所有的RhlSBP共有motif 1、motif 2和motif 4,基因结构显示Ⅳ、Ⅴ亚族内含子数量远多于I、Ⅱ、Ⅲ亚族。（4）顺式作用元件分析表明,RhlSBP启动子中含有大量光响应元件、激素响应元件和环境胁迫响应元件,推测RhlSBP可能在灵宝杜鹃响应光调控、环境胁迫发挥重要作用。（5）物种间的共线性分析显示灵宝杜鹃和羊踟蹰、圆叶杜鹃SBP基因共线性关系与水稻、拟南芥相比更强。（6）转录组数据分析显示,RhlSBP基因亚家族成员具有相似的组织表达模式。（7）qRT-PCR分析表明,RhlSBP基因对非生物胁迫具有响应作用,但不同成员在不同胁迫下的响应程度存在差异。茉莉酸甲酯和低温处理后,基因表达总体呈上调趋势,高盐会抑制RhlSBP基因表达,干旱条件下,RhlSBP基因表达处于先上调再下调趋势,RhlSBP1、RhlSBP8可能是干旱、低温和MeJA诱导关键基因。     

植物小G蛋白功能的研究进展

近年来,小G蛋白的调控途径已经成为人们研究细胞信号转导过程的热点问题.小G蛋白家族包括Ras、Rab、Rho、Arf和Ran亚家族,它们起着许多不同的重要细胞生理作用,例如基因表达、细胞骨架重组装、微管的形成以及囊泡和核孔运输机制.这些小G蛋白作为重要的分子开关,具有一个非常保守的功能区域,即I-Ⅳ结构区,它起着关键性作用.从拟南芥(Arabidopsisthaliana)基因组预测分析得出,拟南芥含有93个小G蛋白同源序列,包含Rab、Rho、Arf和Ran亚家族,但没有Ras亚家族.本文主要阐述了迄今在植物中研究小G蛋白各个亚家族功能的最新进展,并对植物、酵母和动物相关的同 源蛋白的生理功能进行比较和推测.     

与人类原癌基因TTG同源的果蝇ttg基因克隆与分析

人类Ｔ淋巴细胞白血病基因家族（Ｔｃｅｌｌｔｒａｎｓｌｏｃａｔｉｏｎｇｅｎｅ,简称ＴＴＧ或Ｒｈｏｍｂｏｔｉｎ简称ＲＢＴＮ）是一个肿瘤基因家族,包括有３个基因,ＴＴＧ－１／ＲＢＴＮ－１,ＴＴＧ－２／ＲＢＴＮ－２,ＴＴＧ－３／ＲＢＴＮ－３,其中ＴＴＧ－１和ＴＴＧ－２是分别在二个具有不同染色休易位的Ｔ淋巴细胞白血病人中克隆到的,这个基因家族共同含有一个ＬＩＭ结构,这个ＬＩＭ结构编码一个二次重复出现的富含半     

资阳香橙砧木CjSPL基因家族鉴定及表达模式分析

鳞片启动子结合类蛋白(squamosa promoter binding protein-like,SPL)家族是一类参与调控植物生长发育以及响应环境胁迫的重要转录因子,但在柑橘等多年生果树中的研究较少。本研究以柑橘一种重要的砧木——资阳香橙(Citrus junos Sieb.ex Tanaka)为材料,基于plantTFDB转录因子数据库和甜橙基因组数据库鉴定并克隆出资阳香橙15个SPL家族基因,命名为CjSPL1–CjSPL15。序列分析表明,CjSPLs的开放阅读框(open reading frame,ORF)长度为393–2865 bp,编码130–954个氨基酸;系统进化树将15个CjSPLs分为9个亚家族;基因结构和保守结构域分析预测出20个不同的保守motif和SBP基本结构域;启动子顺式作用元件分析预测出20种启动子元件,其中包含植物生长发育、非生物胁迫及次生代谢物相关元件。通过实时荧光定量PCR(real-time fluorescence quantitative PCR,qRT-PCR)分析了CjSPLs在干旱、盐和低温胁迫下的表达模式,较多CjSPLs在胁迫处理后显著上调表达。本研究为后续深入研究柑橘及其他果树SPL家族转录因子功能提供参考。     

拟南芥丝氨酸羧肽酶类蛋白家族的基因组学分析

基于隐马可夫模型,利用已知丝氨酸羧肽酶（Serine Carboxypeptidases,SCP）氨基酸序列作为训练集,搜索拟南芥全蛋白质组数据库,鉴定了54个推定的SCPL（丝氨酸羧肽酶类,Serine Carboxypeptidase-Like）基因,详细分析了各基因的结构特征、染色体定位与编码的蛋白质序列,发现7个可能最近发生复制事件的基因簇聚区,并且其SCPL基因广泛存在交替剪接方式。系统进化分析表明,88．9％基因编码的蛋白质属于双链羧肽酶Ⅰ或Ⅱ亚族,仅11．1％蛋白质属于单链羧肽酶Ⅲ亚族,暗示SCP蛋白不仅具有独特拓扑结构的催化中心与高度保守的“α/β水解酶折叠”三级结构,其DNA或蛋白质序列特征也可以作为系统进化研究依据。     

植物细胞质雄性不育及育性恢复研究进展

植物细胞质雄性不育是一种广泛存在于高等植物中的母性遗传性状。细胞质雄性不育不仅为研究核质互作提供了良好材料,同时也是植物杂种优势利用的重要基础,其分子机理是目前研究的重点。多种研究证据表明,线粒体基因与细胞质雄性不育密切相关。随着分子生物学和分子遗传学的不断发展,许多植物的恢复基因已经被定位和克隆,进一步阐明了植物细胞质雄性不育和育性恢复的分子机理。本文综述了近几年植物中细胞质雄性不育和育性恢复相关基因的研究进展,并探讨了细胞质雄性不育/育性恢复系统在育种方面的应用。