马铃薯StCML基因家族鉴定及表达分析

类钙调蛋白(calmodulin-like protein, CML)是植物中一种重要的Ca~(2+)结合蛋白,在植物生长发育和胁迫响应过程中起着重要的作用。该研究通过生物信息学方法在马铃薯基因组中鉴定了StCML基因家族成员,并对它们的表达模式及胁迫响应进行了分析,为深入解析马铃薯StCML基因家族成员在生长发育和胁迫响应中的作用机制奠定理论基础。结果显示:(1)在马铃薯基因组中共鉴定到80个StCML基因,它们均具有EF-hand结构;根据系统进化树拓扑结构可分为5个亚家族,在1～5亚家族中分别含有18、12、14、12、和24个基因,大部分基因具有较为保守的基因结构和基序。(2)RNA-Seq数据分析发现,StCML基因主要在马铃薯的花、叶柄、芽、雄蕊、匍匐茎和块茎中有特异表达,并且主要对盐、热、干旱和赤霉素处理有响应。(3)qRT-PCR分析发现,在低温胁迫下StCML13、StCML21和StCML53表达上调;在高温胁迫下StCML11、StCML21和StCML39表达上调;盐胁迫下StCML21和StCML60表达上调;青枯菌处理下StCML53表达上调,StCML8、StCML 13、StCML 21和StCML 60表达下调。研究表明,StCML基因对多种胁迫均有响应。     

SOS基因家族与植物耐盐性

介绍了模式植物--以南芥SOS(Salt overly sensitve)基因家族(SOS1、SOS2、SOS3、SOS4和SOS5)的发现及其遗传学和分子生物学的研究新进展.     

芥菜WOX基因家族的全基因组鉴定与分析

WUSCHEL相关-同源盒(WUSCHEL related-homeobox, WOX)基因家族是一类植物特有的转录因子基因家族,在植物的生长发育过程中发挥重要作用。本研究利用芥菜(Brassica juncea)基因组数据,通过HUMMER、Smart等软件进行检索筛选,共鉴定出51个WOX基因家族成员。利用Expasy在线软件对这些家族成员的蛋白质分子量、氨基酸序列长度、等电点等进行分析,并利用生物信息学软件对芥菜WOX基因家族进化关系、保守区域、基因结构等进行系统性分析,将芥菜WOX基因家族分为古老支、中间支和WUS支/现代支3个亚家族。结构分析表明,同一亚家族内的WOX转录因子家族成员的保守结构域的种类、组织形式以及基因结构具有高度的一致性,而不同亚家族之间呈现一定的多样性。51个WOX基因不均匀分布于芥菜18条染色体上,这些基因的启动子大多含有响应光、激素和非生物逆境胁迫相关的顺式作用元件。利用转录组数据和实时荧光定量PCR (real-time fluorescence quantitative PCR, qRT-PCR)分析发现,芥菜WOX基因的表达具有时空特异性,其中B...     

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。     

大熊猫Dmrt基因家族4个成员基因的克隆

果蝇Doublesex基因、线虫Mab-3基因和人类DMRTI基因均含有一个新的具有DNA结合能力的保守基序,即DM结构域。它们在性别决定和分化发育的调控过程中具有相似的功能。通过简并PCR克隆技术,扩增和克隆了大熊猫基因组中的DM结构域,得到了4个具有不同DM序列的克隆。结果显示,在大熊猫基因组中存在Dmrt基因家族的多个成员。该基因家族在脊椎动物和非脊椎动物都具有高度的进化保守性。     

茶树CsCCD基因家族全基因组鉴定及乌龙茶LED补光晾青下表达分析

类胡萝卜素裂解双加氧酶(carotenoid cleavage dioxygenase, CCD)家族成员能催化类胡萝卜素裂解生成挥发性芳香物质并参与植物激素的合成。为探究茶树CsCCD基因家族成员生物学功能及基因表达模式,采用生物信息学手段进行了茶树全基因组CsCCD基因家族成员的鉴定,预测分析了其基因结构、保守基序、染色体定位、蛋白的理化性质、进化特性、互作网络、启动子顺式作用元件,并通过RT-qPCR测定了茶树不同叶位、乌龙茶加工过程中光照处理下CsCCD的相对表达量。共鉴定出11个茶树CsCCD基因家族成员,含有1–11个外显子、0–10个内含子不等;平均氨基酸个数为519 aa,平均分子质量为57 643.35 Da;聚类分析显示,CCD1、CCD4、CCD7、CCD8和NCED5个亚族各自聚成一类。茶树CsCCD基因家族主要含有胁迫响应元件、激素响应元件、光响应元件与多因素响应元件,且以光响应元件最多(142个)。进一步对茶树CsCCD基因在茶树不同叶位及乌龙茶加工过程中LED补光晾青过程的表达模式分析发现,CsCCD1、CsCCD4在成熟叶中表达量高于嫩叶及嫩茎,且随做青...     

拮抗菌与病原菌碳水化合物酶类比较分析

拮抗菌通过分泌细胞壁降解酶降解病原菌细胞壁组分是其重要的拮抗方式。本研究以2个拮抗菌(绿色木霉和枯草芽孢杆菌)和7个植物病原菌为研究对象,对碳水化合物酶类CAZymes(Carbohydrate-active enzymes)进行了注释和比较分析,明确了拮抗菌相对于病原菌发生扩增的细胞壁降解酶亚家族;利用ClustalX2.0多序列比对、Mega4.0构建系统发育树和MEME软件预测保守基序的方法,分析了扩增亚家族的序列结构和进化特征。结果表明,拮抗菌中可能参与病原菌细胞壁降解酶类的亚家族CBM50、GH25和GH73发生了显著扩增,并通过序列比较和进化分析初步明确了扩增的亚家族与拮抗菌特异降解病原菌细胞壁组分之间存在关联,为拮抗菌细胞壁降解酶类亚家族CBM50、GH25和GH73参与拮抗的分子机理提供理论依据。     

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.     

针对Fbxl5基因关键结构域F-box的Crispr/Cas9打靶有效性分析

为了在动物体内研究Fbxl5基因是通过什么机制导致斑马鱼心脏出现突变表型,本文利用近几年兴起的CRISPR/Cas9打靶技术建立斑马鱼Fbxl5基因敲除品系。本文将打靶位点定位于Fbxl5的F-box结构域,也就是Fbxl5的第五号外显子上。首先经过基因打靶网站分析筛选出针对Fbxl5基因F-box结构域最适合的打靶位点,扩增出Fbxl5基因CRISPR/Cas9打靶双链DNA,并转录为RNA,与Hcas9共注射至斑马鱼胚胎。最后,在注射48 h后对Fbxl5基因CRISPR/Cas9打靶的有效性进行检测。首先在注射48 h之后收集胚胎提取基因组DNA,用特异性引物进行PCR扩增;将纯化后的Fbxl5基因PCR产物连接到p MD18-T载体,再经质粒提取,测序分析,通过与WT斑马鱼基因组序列进行比对发现Fbxl5-9号在PAM序列AGG下游缺失了4个碱基。证明该CRISPR/Cas9系统在敲除心脏发育候选基因Fbxl5是有效的,该研究为最终获得Fbxl5基因敲除斑马鱼奠定了良好的基础。     

拟南芥PHD-finger蛋白家族的全基因组分析

PHD—finger蛋白是一类广泛存在于真核生物中,在基因转录和染色质状态调控方面有重要作用的锌指蛋白。目前在动物中对PHD—finger蛋白的结构和功能方面的研究较为广泛和深入,而在植物中仅有少数PHD—finger蛋白的功能被阐明。通过SMART和Pfam等数据库分析,我们发现拟南芥中共有70个PHD-finger蛋白,其中大部分PHD—tinger蛋白的功能未知。本文通过生物信息学分析获得拟南芥PHD-tinger家族较为全面的信息,包括基因结构、染色体定位、基因表达、蛋白结构域、系统进化关系等,为深入研究PHD-finger家族蛋白的结构与功能提供了参考。