科研产出
二倍体和四倍体马铃薯StGAox基因鉴定与比较分析
《生物技术通报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：【目的】赤霉素氧化酶GAox包括GA20氧化酶（GA20ox）、GA2氧化酶（GA2ox）和GA3氧化酶（GA3ox），是植物体内赤霉素GA生物合成的关键调控酶，与植物的生长发育及对胁迫的响应息息相关。从二倍体和四倍体马铃薯全基因组中鉴定StGAox基因家族成员，比较分析不同倍性的马铃薯中该基因家族的进化模式，为马铃薯StGAox的基因功能研究提供线索。【方法】基于3个二倍体和3个四倍体马铃薯全基因组信息，利用生物信息学方法对StGAox基因家族进行鉴定，比较分析不同倍性的马铃薯中该家族成员的系统发育关系、基因结构、染色体定位、共线性关系、基因复制模式、亚细胞定位、顺式作用元件、匍匐茎中的表达模式。【结果】二倍体马铃薯Solanum tuberosum group Phureja DM1-3 516 R44 (DM)、S. chacoense M6 (M6)和S. tuberosum group Tuberosum RH89-039-16 (RH)分别鉴定到35、26和56个GAox同源基因，四倍体马铃薯品种大西洋（cv. Atlantic,Atl）、合作88 (cv. Cooperation-88,C88)和cv. Otava (Ot)分别鉴定到99、133和105个同源基因，在12或24或48条染色体上呈不均匀分布，其编码蛋白主要定位于细胞核、细胞骨架及叶绿体中；通过对二倍体和四倍体马铃薯、番茄和拟南芥的比较进化分析将其分为3个亚族GA20ox、GA3ox和GA2ox，同一亚族具有相似的蛋白保守基序和基因结构；共线性分析发现6种马铃薯StGAox存在不同程度的易位；在基因复制方面，与二倍体马铃薯DM比较，四倍体马铃薯Atl、C88和Ot中分别有72、117、95个StGAox基因属于共线性基因，二倍体马铃薯M6和RH中分别有21和51个共线性基因；顺式元件分析表明，胁迫相关的CAAT-box、植物生长发育相关的TATA-box、植物激素相关的CGTCA-motif、ERE和TGACG-motif、光反应相关的Box 4和G-box的数量最多；StGAox在匍匐茎中表达模式不同，大多数StGAox基因TPM值均小于20,31个StGAox基因仅在膨大匍匐茎中有表达，12个基因在膨大匍匐茎中的表达量明显高于顶端弯钩状匍匐茎。【结论】二倍体和四倍体马铃薯中共鉴定到454个GAox基因，揭示了不同倍性的马铃薯GAox家族基因结构、基序组成、染色体分布、基因复制模式和匍匐茎中的表达谱。
关键词： 马铃薯 倍性 赤霉素氧化酶 生物信息学分析 基因复制
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褪黑素诱导西伯利亚百合的转录组分析及LoERF96基因克隆
《云南农业大学学报(自然科学版) 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：【目的】研究西伯利亚百合萌发阶段的分子调控机制，筛选响应褪黑素、促进百合鳞茎萌发的潜在乙烯响应因子(ethylene response factor,ERF)。【方法】对褪黑素处理下的西伯利亚百合小鳞茎关键时期样本进行转录组测序分析，并对差异表达基因进行功能注释，筛选响应褪黑素、促进百合鳞茎萌发的ERF潜在基因。对筛选的关键基因LoERF96进行克隆和生物信息学分析，通过实时荧光定量分析小鳞茎4个不同生长发育时期中LoERF96基因的表达量。【结果】根据转录组数据筛选得到780个差异表达基因，其中上调表达基因392个，下调表达基因388个。GO富集分析结果显示：富集的差异基因主要生物学过程包括代谢过程、细胞过程、生物调节、刺激响应、信号、生殖过程等。KEGG代谢途径分析结果显示：差异基因的代谢途径包括植物激素信号转导、植物MAPK信号途径、苯丙烷生物合成、淀粉和蔗糖代谢、光合作用、碳代谢、内质网中的蛋白质加工等。通过同源克隆得到LoERF96基因，该基因序列全长435 bp，编码144个氨基酸，有1个AP2保守结构域，蛋白相对分子质量约为16.32 ku，理论等电点为4.94，是没有跨膜结构的亲水性蛋白，预测亚细胞定位于细胞核中。RT-qPCR表达结果显示：在百合4个不同生长发育过程中，LoERF96基因的相对表达量总体呈先上升后下降的趋势。【结论】西伯利亚百合中的乙烯响应因子LoERF96受褪黑素诱导表达，这一结果为探究百合AP2/ERF转录因子萌发阶段的生物学功能提供了理论基础和参考。
关键词： 百合 LoERF96 基因克隆 转录组 生物信息学分析
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百合LoXTH23基因克隆、生物信息学分析及在鳞茎休眠解除过程中的表达动态
《云南农业大学学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：[目的]研究西伯利亚百合(Lilium oriental'Siberia')休眠解除过程中LoXTH23基因的作用.[方法]以西伯利亚百合鳞茎为试验材料,从前期转录组测序结果中筛选出 1个休眠解除期差异显著的XTH家族基因,利用RT-PCR技术扩增该基因cDNA全长序列,命名为LoXTH23.采用生物信息学软件对LoXTH23基因结构、理化性质等进行分析;采用荧光定量PCR技术测定LoXTH23基因在鳞茎休眠解除过程中的相对表达量.[结果]LoXTH23基因开放阅读框全长 858 bp,编码 285个氨基酸,包含GH16结构域,属于XTH家族基因;编码的蛋白相对分子量约为 3.19 ku,理论等电点为 6.19,是存在跨膜结构域和信号肽的不稳定亲水蛋白;二级结构中以随机卷曲为主,存在 30个磷酸化位点;荧光定量PCR结果显示:LoXTH23基因的表达量在鳞茎休眠完全解除10d时最高.[结论]LoXTH23可能在百合鳞茎休眠解除调控进程中起重要作用.
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苦荞FtC4H基因克隆与生物信息学分析
《作物杂志 》 2022 北大核心
摘要：克隆苦荞苯丙烷类物质代谢途径中的关键酶肉桂酸-4-羟基化酶基因(FtC4H),为进一步研究其功能奠定基础。以云荞1号和小米荞为材料,提取不同发育期果壳RNA,利用RT-PCR法克隆苦荞FtC4H基因,运用生物信息学分析FtC4H蛋白的特征,构建FtC4H蛋白系统进化树,分析其基因表达。结果表明,克隆的FtC4H基因序列包含1299bp完整的c DNA开放阅读框,编码432个氨基酸,为亲水性不稳定碱性蛋白,具有P450超家族保守域,不具有跨膜结构域,有丰富的二级结构,三级结构预测显示FtC4H与6vby.1.A的序列相似度高。系统进化分析结果表明,本研究克隆的FtC4H与已报道的苦荞其他C4H基因不同。qRT-PCR结果表明,FtC4H在小米荞的花和叶中相对表达量显著高于云荞1号。
关键词： 苦荞 RT-PCR克隆 肉桂酸-4-羟基化酶 生物信息学分析 实时荧光定量PCR
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百合AP2/ERF家族转录因子基因LoERF4的克隆和生物信息学分析
《云南农业大学学报(自然科学) 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：【目的】研究AP2/ERF家族成员ERF基因在百合休眠解除过程中的作用。【方法】以百合品种西伯利亚(Lilium oriental ‘Siberia’)的小鳞茎为试验材料，从前期试验获得的转录组测序数据中筛选得到1个在小鳞茎休眠解除过程中显著上调表达的ERF转录因子，结合RT-PCR技术扩增得到西伯利亚小鳞茎的ERF基因c DNA全长序列，命名为LoERF4；通过多种生物信息学软件对LoERF4的基因结构和理化性质等进行分析；利用荧光定量qRT-PCR技术检测LoERF4基因在小鳞茎休眠解除过程中的相对表达量。【结果】通过克隆得到LoERF4基因全长，该基因开放阅读框全长为606 bp，编码201个氨基酸，含有1个典型的保守AP2结构域；蛋白相对分子量约为21.52 ku，理论等电点为6.43，为亲水性蛋白，没有跨膜结构。qRT-PCR分析结果显示：在西伯利亚小鳞茎休眠解除过程中，该基因的表达量在第20天小鳞茎休眠解除、开始萌发时极显著升高。【结论】在百合中克隆得到的LoERF基因可能是参与调控百合小鳞茎休眠解除进程的关键因子之一。
关键词： 百合(Lilium spp.) LoERF4 基因克隆 生物信息学分析
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猪精子发生候选基因PYGO2的分离、表达和亚细胞定位研究
《畜牧兽医学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：旨在分离猪PYGO2编码区序列,获悉该基因mRNA组织表达模式、蛋白质结构特征、细胞中的分布和定位,并构建蛋白相互作用网络。本研究首先利用RT-PCR从成年版纳微型猪近交系（BMI）睾丸组织中克隆PYGO2编码区序列;利用生物信息学解析其基因结构并对蛋白质进行多种功能分析,比较多个哺乳动物PYGO2的氨基酸序列同源性,构建系统进化树和蛋白质相互作用网络;然后利用qPCR技术检测PYGO2在15个组织中的mRNA表达情况;最后通过构建pEGFP-C1-PYGO2融合表达载体,转染猪睾丸细胞（ST）,确定PYGO2的亚细胞定位。结果表明,PYGO2基因CDS长1 221 bp,编码406个氨基酸（基因和氨基酸号分别为KY644518和AVB77243.1）,定位在猪4号染色体;PYGO2蛋白二级结构以无规则卷曲为主,N端和C端均疏水;氨基酸序列同源比对分析表明,猪PYGO2与其他哺乳动物的相似度均大于97%,在进化上高度保守;蛋白互作网络分析显示,猪PYGO2与9个蛋白可能存在相互作用,其中与BCL9蛋白作用最为紧密;qPCR表达分析表明,猪PYGO2在被检的15个组织中均有不同程度表达,在生殖腺中表达相对较高;ST细胞中的亚细胞定位结果表明,PYGO2 mRNA主要分布在细胞核。本研究获得了PYGO2基因的编码序列,蛋白质结构和定位,蛋白质相互作用网络,mRNA多组织表达特征,可为进一步解析该基因在猪精子生成中的分子机制提供参考。
关键词： 猪 PYGO2 生物信息学分析 蛋白互作网络 表达分析 亚细胞定位
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月月粉TGAs基因结构及RcTGA2抗灰葡萄孢菌功能分析
《植物遗传资源学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：TGA（TGACG motif-binding factor）转录因子是bZIP转录因子家族中重要的一组,对植物病原菌侵染具有广谱抗性。本研究鉴定了月月粉月季（Rosa chinensis Jacq.Old Blush）TGA家族成员,并对其理化性质、亚细胞定位、进化特征和表达模式进行分析。鉴定获得7个RcTGAs,均包含bZIP1（cl21462）和DOG1（pfam14144）的保守结构域,氨基酸大小为324～545aa,分子量在36.68～60.17KD之间,等电点在5.52～8.96之间,二级结构主要为α-螺旋,均为亲水性蛋白,主要位于细胞核内。进化分析将来自月月粉月季、拟南芥（Arabidopsis thaliana（L.）Heynh.）、野草莓（Fragaria vesca L.）、水蜜桃（Prunus persica（L.）Batsch）、苹果（Malus domestica（Suckow）Borkh.）的TGAs分为6个亚组。qPCR实验表明,灰葡萄孢菌侵染月季花瓣RcTGA4表达量无显著变化,RcTGA6随侵染时间的延长表达量呈下降趋势。RcTGA1/2表达呈显著上升的趋势,RcTGA5/7呈现先上升后下降的趋势,表明RcTGA1/2/3/5/7可能在月季-灰霉菌互作过程中发挥了重要作用,这5个基因可作为进一步抗病研究和功能分析的候选基因。通过VIGS沉默RcTGA2基因,灰葡萄孢菌侵染48 h后,月季花瓣病斑直径显著增大,表明RcTGA2与月季对灰葡萄孢菌的抗性有关。
关键词： TGAs 月季灰霉病 灰葡萄孢菌 生物信息学分析 实时荧光定量PCR VIGS
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木香花抗黑斑病基因RbRdr1的克隆与表达分析
《植物生理学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：月季黑斑病是由真菌蔷薇盘二孢（Marssonina rosae）引起的。本研究以高抗黑斑病菌的野生种木香花（Rosa banksiae）作为实验材料,采用TA克隆法和RACE技术,克隆获得抗黑斑病候选基因RbRdr1 （GenBank登录号MK584935）,并对其进行相关生物信息学分析。序列分析结果显示, RbRdr1含有1个3 396 bp的完整的开放阅读框,能编码1 131个氨基酸;其编码的蛋白是一个亲水性蛋白,亚细胞定位于线粒体及过氧化物酶体上,不具有信号肽及跨膜结构域。氨基酸同源序列多重比对发现,该基因与野蔷薇（R.multiflora）和玫瑰（R.rugosa）具有较高的同源性,其中与野蔷薇同源性为86%,玫瑰同源性为84%。实时荧光定量PCR结果表明,该基因在木香花不同组织中均有表达且存在组织特异性,在幼叶及成熟叶中的表达量相对较高,在根、茎及花瓣中的表达量相对较低。RbRdr1基因在受黑斑病菌侵染不同时期的成熟叶片中,其相对表达量均表现为诱导积极上调,且在侵染6 h最高。综上, RbRdr1基因可能参与了木香花与黑斑病菌早期的互作过程。
关键词： 木香花 黑斑病菌 RbRdr1基因 RACE技术 生物信息学分析 实时荧光定量PCR
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紫娟茶树miR828a靶基因WER的克隆及生物信息学分析
《山西农业科学 》 2020
摘要：为进一步了解mi R828a靶基因WER的功能及生物学特性,通过RACE方法对紫娟茶树WER基因进行克隆,并使用生物信息学Protparam、Signal P、SWISS-Mo DEL等工具对其序列进行分析.结果表明,WER基因全长885 bp,含有一条276 bp的完整开放阅读框,编码92个氨基酸,与番樱桃So MYB114具有较高的亲缘性;WER属于不稳定亲水蛋白,具有跨膜结构域,亚细胞定位于质膜和线粒体上,推测WER蛋白在质膜和线粒体上发挥信号转导的作用.
关键词： 茶树 miR828a WER RACE方法 克隆 生物信息学分析
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滇龙胆环烯醚萜氧化酶基因及启动子的克隆与生物信息学分析
《中草药 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：目的从滇龙胆叶片中克隆单萜合成关键酶环烯醚萜氧化酶(GrIDO)基因及其启动子序列,并进行序列分析。方法根据滇龙胆转录组GrIDO基因序列设计基因特异性引物,使用RT-PCR方法克隆GrIDO基因的开放阅读框(open reading frame,ORF)序列,基于在线软件对GrIDO基因序列进行生物信息学分析。同时,根据GrIDO基因ORF序列,设计特异性引物,采用PCR法对该基因启动子序列进行扩增,并进行序列分析。结果 GrIDO基因(GenBank登录号KP722034)ORF全长1 557 bp,编码518个氨基酸;GrIDO蛋白相对分子质量58 920,理论等电点8.40,属于细胞色素P450超家族成员,可能定位于叶绿体;无信号肽,为亲水不稳定蛋白,主要由α-螺旋(51.07%)和环(42.69%)构成;GrIDO蛋白与长春花CrIDO蛋白具有较高的相似性(85.83%),且亲缘关系较近。GrIDO基因启动子(GenBank登录号KT428570)长720 bp,具有TATA-box和CAAT-box,还具有参与脱落酸和茉莉酸甲酯应答的顺式作用元件、光应答元件和MYB结合位点。结论GrIDO基因表达受多种因素调控。克隆了GrIDO基因ORF及其启动子,为GrIDO基因的功能验证奠定基础。
关键词： 滇龙胆 环烯醚萜氧化酶 基因和启动子克隆 生物信息学分析 开放阅读框
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