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。     

绿豆VrWOX基因家族鉴定及表达分析北大核心CSCD

WOX(WUSCHEL-related homebox)基因家族是植物特有的一类转录因子,是同源盒(homeobox,HB)转录因子超家族中的重要成员。WOX基因在植物干细胞调节及生殖发育过程中具有重要作用,其功能已在多个植物物种中鉴定。然而绿豆(Vigna radiate)VrWOX基因家族信息尚不清楚。本研究通过同源比对和聚类分析,在绿豆基因组中鉴定了42个VrWOX基因。VrWOX基因在绿豆染色体中分布不均,其中7号染色体含有的VrWOX数量最多。VrWOX基因分为古老进化支(19个VrWOX)、中等进化支(12个VrWOX)和年轻进化支(WUSCHEL进化支,11个VrWOX)3个亚类。种内和种间共线性分析发现,VrWOX基因共有12个重复事件,与拟南芥(Arabidopsis thaliana)AtWOX有15个同源基因对,与菜豆(Phaseolus vulgaris)PvWOX有22个同源基因对。VrWOX基因在基因结构、保守基序等方面存在很大差异,因而可能存在功能差异。VrWOX基因启动子区域含有不同种类和不同数量的顺式作用元件,导致VrWOX基因在不同组织中表现出不同的基因表达模式。本研究对VrWOX基因家族信息和表达模式进行了分析,为绿豆VrWOX基因功能和调控网络的解析奠定了一定的理论依据。     

棘孢木霉糖苷水解酶3基因家族的生物信息学及表达模式分析

【背景】糖苷水解酶(glycoside hydrolase, GH) 3基因家族成员主要编码胞外β-葡萄糖苷酶,是纤维素降解中的关键酶。【目的】鉴定棘孢木霉GH3基因家族成员,探究其在纤维素降解过程中转录水平的表达模式。【方法】通过生物信息学方法对棘孢木霉GH3基因家族成员进行鉴定,对其基因结构、系统进化、蛋白理化性质、亚细胞定位及蛋白质三级结构进行分析,并采用荧光定量PCR技术对纤维素诱导下转录水平的表达模式进行综合分析。【结果】棘孢木霉基因组共鉴定到16个GH3基因家族成员,含有1-8个外显子,编码蛋白质长度为533-934个氨基酸,分子量为57.82-101.91 kDa,大多数为胞外蛋白。系统发育表明,该基因家族成员可分为4组,与里氏木霉的相似性较高。基因表达模式分析表明,纤维素诱导下,16个GH3基因均有表达,但不同成员在转录水平的表达存在差异。其中,1个基因呈组成型表达,2个基因表达下调,13个基因表达上调。棘孢木霉的胞外β-葡萄糖苷酶活力在纤维素诱导下明显提升,与GH3基因家族成员在转录水平的整体表达模式相一致。【结论】棘孢木霉基因组共包含16个GH3基因家族成员,而且多...     

青狗尾草RNAi途径相关基因的全基因组鉴定和表达分析

RNAi途径是RdDM途径的衍生途径,其中的AGO、DCL和RDR蛋白在植物的生长发育和响应非生物/生物胁迫过程中发挥重要作用。为了研究RNAi途径的3种主要蛋白在青狗尾草中的序列及结构特征,利用比较基因组学方法,在青狗尾草中鉴定到13个AGO基因、7个DCL基因和4个RDR基因,并对其蛋白质亚细胞定位、系统发育关系、保守结构域进行预测。同时,利用转录组数据分析RNAi途径的3类相关基因在青狗尾草的16种不同生长时期、不同生长条件下的表达模式。蛋白质结构域分析发现,SvDCL3b和SvRDR3缺少重要的结构域。转录组分析发现,SvAGO1b、SvDCL1a和SvRDR1在各家族中表达量较高,可能在RNAi途径中发挥主要作用,且大多数青狗尾草和谷子的同源基因间的表达模式基本一致。综上,本研究为理解RNAi途径的3种主要基因在调控青狗尾草的表观遗传修饰中的功能和作用提供初步的理论依据,为青狗尾草和谷子之间驯化的分子机制提供 参考。     

揭示蚊子吸血特性进化重要遗传机制

蚊子是挥之不去，给人类健康带来许多威胁的害虫，其主要通过吸血来传播各种疾病，如疟疾、丝虫病、登革热、黄热病等。类胰蛋白酶丝氨酸蛋白酶（trypsin-likeserine protease）是一广泛存在于动物界的基因家族，主要行使消化功能，而其在蚊子消化血液的过程中起到重要作用。伴随着吸血过程，蚊子体内会发生很多生理上的变化，如基因表达量的升高或降低。     

百脉根LjCYCl基因克隆及其蛋白核定位

通过筛选百脉根(Lotus japonicus)基因组文库,克隆了LjCYCl(Lotus japonicus Cvcloidea-likel基因。LjCYCl是金鱼草(Antirrhium)CYC(Cycloidea)基因的同源基因,CYC属于TCP[TBl(teosinte branched 1),CYC,PCFs(PCF1 and PCF2)]基因家族,编码转录调控子控制金鱼草花的对称性。基因组序列分析表明,LjCYCl的开放阅读框(ORF)由两个外显子和一个内含子组成,其cDNA编码的LjCYCl蛋白包含了370个氨基酸。蛋白序列分析显示,LjCYCl包含一个TCP结构域和一个R结构域,属于TCP结构域蛋白家族的CYC／TBl亚家族;LjCYCl氨基酸序列与CYC相比,一致性和相似性分别为39．0％和42．6％。不同长度的LjCYCl-cDNA与报告基因GUS融合后,通过粒子轰击(particle bombardment)方法在洋葱表皮细胞瞬时表达融合蛋白,观察到包含了TCP结构域的融合蛋白能够进行细胞核定位,提示LjCYCl可能作为转录因子行使功能;TCP结构域自身不能完成核定位过程,还需要结构域两侧旁邻氨基酸序列的协助。     

杨树MIR169基因家族分子进化分析

MicroRNA(miRNA)是真核生物中普遍存在的一类参与基因表达调控的小分子RNA。ptc-MIR169基因家族有33个成员, 是杨树中规模最大的miRNA基因家族。研究MIR169基因家族的进化对揭示杨树miRNA基因的进化机制具有重要的意义。文章对毛果杨MIR169基因家族的分子系统发育、基因倍增模式、表达分化和靶基因进行了分析。结果表明, 染色体大片段重复和串联重复在毛果杨MIR169基因家族扩张中均具有重要作用; MIR169基因家族在表达方式上已经出现了较大的分化; MIR169基因家族可能在杨树中已经形成了复杂的调控网络, 对杨树的生长发育和适应性等具有重要的调控作用。文章为杨树及杨柳科相关植物中miRNA基因家族的分子进化研究提供了参考。     

植物FLOWERING LOCUS T/TERMINAL FLOWER1基因家族的研究进展

植物FLOWERING LOCUS T/TERMINAL FLOWER1(FT/TFL1)基因家族是一个进化上高度保守的基因家族,它在植物的花发育过程中具有重要作用:其成员FT基因编码的蛋白产物是可以长距离转运的成花激素,在花形成过程中起关键作用;另一成员TFL1基因则在花序的形成和维持过程中起重要作用.本文就近年来国内外对植物FT/TFL1基因家族的结构、成员,以及各个成员在花发育转换过程中的功能等研究现状进行综述,并对该基因家族的研究前景提出展望.