科研产出
苦荞FtHCT的基因克隆与生物信息学分析
《分子植物育种 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：本研究克隆木质素生物合成途径关键酶莽草酸/奎宁酸羟基肉桂酰转移酶（HCT），探究苦荞HCT基因的表达调控以及对苦荞果壳发育形成的影响。运用RT-PCR技术克隆获得两条苦荞HCT基因，命名为Ft HCT-1、FtHCT-2，对两基因编码蛋白进行生物信息学分析，对不同组织器官及果壳不同时期混合材料进行RT-qPCR表达分析。结果表明：FtHCT-1、FtHCT-2开放阅读框序列长度分别为1 347、1 278 bp，各编码448和425个氨基酸，蛋白分子量分别为49.66和46.57 kD，理论等电点为5.72和6.64，均为亲水性蛋白，处在细胞质内，均属于PLNO2481和Trasferase超家族，具有高度同源。两基因表达存在明显差异。本研究克隆所得两条HCT基因在苦荞果壳生长发育中特定表达，推断其表达影响苦荞果壳木质素合成，为薄果壳形成的关键基因。
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不同禾本科作物中ZmWRKY79同源基因的鉴定与分析
《西南农业学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：【目的】玉米ZmWRKY79基因在合成植保素和干旱胁迫响应中发挥重要作用。文章旨在通过生物信息学技术从不同禾本科作物中挖掘更多的ZmWRKY79同源基因，为玉米及其它禾本科作物提供抗逆境胁迫的候选基因。【方法】从NCBI数据库中获取玉米ZmWRKY79同源基因的基本信息，并对其进行染色体定位、基因结构可视化、功能结构域预测、进化关系分析、亚细胞定位预测、启动子顺式作用元件预测及非生物胁迫表达预测。【结果】在玉米、谷子、高粱、青稞、野生二粒小麦、普通小麦、水稻作物中共鉴定到9个ZmWRKY79同源基因，这些基因结构相似性较高，分布于不同的染色体上，且均属于第III类WRKY转录因子。系统进化分析结果显示ZmWRKY79蛋白同源序列可被分为I和II类，不同成员间进化受纯化选择，其中ZmWRKY79蛋白与高粱SbWRKY54蛋白同源性较高，达到81.58%。亚细胞定位预测显示所有ZmWRKY79同源蛋白均在细胞核，说明ZmWRKY79同源基因均在细胞核中发挥功能。启动子顺式作用元件预测显示ZmWRKY79同源基因的启动中主要包含组织特异性元件、应激响应元件和激素响应元件。非生物胁迫表达预测表明，ZmWRKY53和ZmWRKY74 2个ZmWRKY79的同源基因被确定为受逆境胁迫诱导。【结论】在7种禾本科作物中鉴定到9个ZmWRKY79同源基因，这些同源基因可能具有抗逆功能，为禾本科作物抗逆研究提供了更多的基因选择。
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苦荞漆酶基因的克隆与生物信息学分析
《作物杂志 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：利用RT-PCR技术从苦荞中克隆出2条漆酶（laccase）基因，运用生物信息学技术对2个基因序列进行分析，预测结构域、二级和三级蛋白结构，进行蛋白同源比对及进化树分析。结果表明，FtLAC-1基因序列开放阅读框为1695bp，编码564个氨基酸，FtLAC-2基因序列开放阅读框为1707bp，编码568个氨基酸。FtLAC-1和FtLAC-2蛋白预测分子量分别为61.41和62.47kDa，理论等电点分别为9.45和9.41，为亲水性蛋白，2个基因序列相似性较低，氨基酸序列同源性不高。qRT-PCR分析出其在苦荞不同组织器官存在差异性表达。结论为进一步探索FtLAC-1和FtLAC-2在苦荞薄果壳形成中的功能提供理论基础。
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蓖麻赤霉素氧化酶基因的全基因组鉴定和表达分析
《华北农学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：赤霉素氧化酶基因(GAox)是赤霉素合成和调控的关键酶,其通过调节植物活性GA水平调控植物株高.为了解析蓖麻赤霉素氧化酶基因(RcGAox),利用生物信息学分析方法对RcGAox进行全基因组鉴定,并分析其理化性质、保守结构域、系统发育、基因上游2 kb启动子区域顺式作用元件预测,通过蓖麻表达数据库以及外源赤霉素和多效唑处理2个蓖麻品种的顶端嫩茎转录组测序分析RcGAox基因表达模式.结果表明:蓖麻共有30个赤霉素氧化酶基因,其中7个RcGA2ox、4个RcGA3ox、19个RcGA20ox,蛋白质分子质量在26.12~44.31 ku,等电点预测值在5.06~7.82,内含子个数为1~2个;蛋白结构域分析保守基序Motif 1、Motif 2、Motif 4存在30条蛋白序列中;系统进化分析将RcGAox基因分为5个不同的亚群:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和C20 GA2ox,其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别对应GA2ox、GA3ox、GA20ox;启动子顺式作用元件预测光反应相关的顺式元件数量最多,且在预测区域均匀分布,18个基因含1~2个赤霉素相关元件;蓖麻RcGAox在胚乳、雄花、叶片中特异表达的基因分别有7,2,1个,转录组测序结果有5个基因在嫩茎中表达,推测RcGA2ox7、RcGA20ox1和RcGA20ox14可能是参与赤霉素合成途径来调控蓖麻株高的主要基因,且通过调控植物体内活性赤霉素水平来响应外源激素对株高的作用.
关键词： 蓖麻 赤霉素氧化酶 分子特征 生物信息学 基因表达
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甘蓝型油菜BnFAD2基因的生物信息学分析
《湖北农业科学 》 2021 北大核心
摘要：以拟南芥（Arabidopsis thaliana）AtFAD2为参考序列,通过BLAST进行同源序列比对,获得FAD2基因在甘蓝（Brassica oleracea）、白菜（Brassica rapa）和甘蓝型油菜（Brassica napus）基因组中的同源拷贝。运用生物信息学方法分析其氨基酸序列的组成、蛋白质基本理化性质、亚细胞定位、亲水性和疏水性、蛋白质二三级结构、保守结构域,并对FAD2基因编辑靶点进行预测及sgRNA设计。在白菜、甘蓝与甘蓝型油菜获得2条FAD2基因同源蛋白质序列;亚细胞定位显示这些AtFAD2同源蛋白质均位于内质网,肽链表现为疏水性、比较稳定;蛋白质序列二三级结构预测表明,主要以α-螺旋和无规则卷曲为组成成分;蛋白质序列保守结构域分析显示,FAD2具有高度的序列保守性,属于Membrane-FADS-like超家族,且含PLN02505保守结构域;系统进化树构建分析显示,甘蓝型油菜和白菜、甘蓝以及芥菜型油菜具有紧密的亲缘关系;CRISPR-Cas9基因编辑靶点分析发现,甘蓝型油菜FAD2基因中存在10段高度保守性序列可作为候选靶点,并设计出相应的sgRNA。
关键词： 甘蓝型油菜 FAD2 生物信息学 sgRNA 油酸
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蓖麻GRF转录因子家族生物信息学鉴定及表达分析
《分子植物育种 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：GRF是植物特有的转录因子,主要参与调控植物生长发育过程。本研究利用生物信息方法对蓖麻GRF （RcGRF）基因进行全基因组鉴定,并对其理化性质、基因结构、保守结构域、系统发育、组织表达分析以及外源赤霉素（GA）和多效唑（PAC）处理两个蓖麻品种（高杆‘滇蓖2号’和矮杆‘滇蓖5号’）后顶端嫩茎转录组测序分析。结果表明,蓖麻共有9个GRF转录因子,蛋白长度233～617 aa,等电点（pI）为6.34～9.48,每个成员含有2～4个内含子,每个RcGRF的蛋白结构域均包括一个由39～43个氨基酸组成的WRC保守结构域和一个由34个氨基酸组成QLQ保守结构域。系统发育分析表明蓖麻与拟南芥GRF的亲缘关系比水稻更近。不同组织表达结果表明多数RcGRF基因在发育的胚乳及萌发的种子中高表达,而RcGRF2在叶片、雄花和萌发的种子中都不表达。GA和PAC处理转录组测序结果显示GA处理DB2 RcGRF1、DB2 RcGRF17下调表达,GA处理DB5 RcGRF1、DB5 RcGRF4下调表达,PAC处理DB2 RcGRF4、DB2 RcGRF6上调表达、RcGRF9下调表达,表明RcGRF1、RcGRF4、RcGRF7、RcGRF9可能通过赤霉素途径调节植物株型。本研究为蓖麻GRF基因对生长发育调控机理研究奠定分子基础,为调控蓖麻株高相关基因的研究提供科学依据。
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蒜芥茄SsVe1和SsVe2基因的克隆及表达分析
《分子植物育种 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：黄萎病是危害茄子生产的主要病害之一,对黄萎病抗性基因研究是解决该病危害严重的有效途径。本研究以黄萎病抗性材料野生蒜芥茄（Solanum sisymbriifolium）为研究对象,在前期转录组测序的基础上,通过RT-qPCR技术克隆得到2个Ve同源基因的c DNA全长,分别命名为SsVe1和SsVe2。其中,SsVe1 cDNA序列有3 615 bp,含3 168 bp开放阅读框,编码1 061个氨基酸;SsVe2 cDNA序列有3 756 bp,含3 456 bp开放阅读框,编码1 157个氨基酸。2个Ve基因所编码的氨基酸具有极高的相似性,均富含抗病基因共有的结构域—亮氨酸重复序列（LRR）,可编码R蛋白;亚细胞定位预测基因产物均在细胞壁上;此外,2个基因编码蛋白的二级、三级结构预测结果也高度相似,以上结果预示着SsVe1和SsVe2功能的相似性。与已报道的其它植物Ve基因对比分析结果表明:SsVe1和SsVe2基因与野生茄S. torvum中Ve基因的关系较近。实时荧光定量PCR检测结果表明:蒜芥茄接种大丽轮枝菌（Verticillium dahliae）后,SsVe1和SsVe2均表现出先下调（0～12 h）后上调（12～48 h）的趋势;同时,Ve基因在蒜芥茄不同组织中的表达有一定的差异,SsVe2基因的表达量高于SsVe1,且两者在根、茎部的表达量高于叶片。本研究结果为探究Ve基因在茄子黄萎病抗性分子机制中的作用和功能奠定了基础。
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蓖麻NAC转录因子家族的鉴定及生物信息学分析
《分子植物育种 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：NAC蛋白是植物特有的转录因子大家族,作用于植物生长发育和逆境胁迫响应,本研究基于蓖麻全基因组数据,利用生物信息学分析方法对蓖麻NAC转录因子家族成员、系统发育、编码蛋白的结构和理化性质进行分析.蓖麻NAC转录因子家族包括91个成员,分为14个亚族,其中蓖麻NAC转录因子Ⅻ亚族和Ⅻ亚族为蓖麻特有NAC蛋白;基因结构分析显示内含子数量为2~5个,Ⅻ亚族中12个成员缺少内含子;蛋白结构域分析显示Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个亚族蛋白质序列5个结构域(Motif)保守性较强,motif 2几乎存在所有蓖麻NAC蛋白中;与拟南芥105个NAC成员构建系统发育进化树,蓖麻58个NAC蛋白分别聚类到38个OGs,NAC转录因子的40个OGs中蓖麻缺少OG3b和OG7f;理化性质和结构分析显示蓖麻NAC蛋白质绝大多数是亲水氨基酸,二级结构以无规则卷曲为主,三级结构大部分相似.蓖麻具有很强的抗逆境胁迫能力,本研究为蓖麻耐性相关的NAC转录因子调控机理研究提供了科学依据.
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植物抗白粉病MLO基因研究进展
《江苏农业科学 》 2020
摘要：目前,人们已从多种植物中分离并克隆了MLO(mildew resistance locus O)基因,构成了MLO基因家族,该基因家族为植物所特有。MLO基因存在于植物的各个组织中,功能各异,研究较多的是MLO基因能够促进白粉菌(Erysiphe)侵入植物细胞中,为植物感染白粉病(powdery mildew)所需,MLO基因可通过缺失或突变获得等位基因mlo,导致MLO蛋白功能丧失,从而获得具有对白粉菌持久而广谱抗性的mlo突变体植株。传统的抗病基因(resistace gene,简称R)专化性较强,维持抗性的时间短,MLO基因弥补了R基因的这种抗性上的缺陷,因此该基因的研究对培育抗病品种具有深远的意义。本文主要对MLO基因的发现、基因的生物信息学研究、基因的抗病机制进行了讨论。
关键词： MLO基因 白粉病 生物信息学 抗病机制 抗病基因
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茶树PIN基因家族的鉴定及表达分析
《分子植物育种 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：PIN (PIN-FORMED)是植物特有的基因家族,它们编码的生长素输出蛋白是调控植物生长素极性运输的重要载体元件,然而其在茶树中缺乏系统研究.本研究通过生物信息学方法,在茶树全基因组数据中鉴定得到18个PIN家族基因.对鉴定得到的CsPINs进行分子特征、系统进化及蛋白互作的研究,并分析了CsPIN基因组织表达特性以及启动子顺式作用元件的组成.结果表明,茶树PIN家族数量明显多于拟南芥(8)、水稻(12)和毛果杨(15);基因结构分析表明除CsPIN-like8.2和CsPIN-like8.3没有内含子外,其他CsPINs都具有4~13内含子;Cs PINs蛋白大多为碱性蛋白,均含有典型的跨膜结构域,并都定位于膜上;系统进化分析表明,CsPINs基因与毛果杨PIN家族基因进化关系较近,与水稻PIN家族基因较远.CsPIN基因家族启动子序列包含大量与激素调控和生长发育等相关的顺式作用元件,表明其可能具有较为广泛的生物学活性.茶树8个组织的转录组数据分析表明,18个CsPINs基因可能在不同的阶段发挥着生长素的调控作用,从而参与调控茶树不同阶段的生长发育;大多数CsPINs基因在花和幼嫩组织中较高表达.本研究为进一步探究茶树PIN基因家族成员的功能提供了研究基础.
关键词： 茶树(Camellia sinensis) PIN基因家族 生长素 生物信息学
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