科研产出
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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猪睾丸表达序列37(TEX37)克隆、mRNA表达及蛋白质功能生物信息学分析
《云南农业大学学报(自然科学版) 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：[目的]以版纳微型猪近交系(Banna mini-pig inbred line, BMI)为材料,初步探索猪睾丸表达序列37(TEX37)基因的特性和功能,为该基因在猪精子生成过程的作用研究奠定基础.[方法]利用Oligo7软件设计特异引物扩增BMI TEX37基因整个编码区,应用实时荧光定量PCR技术检测BMI 15个组织的TEX37 mRNA表达谱,并初步预测TEX37蛋白质的功能,最后构建TEX37的多物种氨基酸系统进化树.[结果]扩增得到BMI TEX37编码区序列长561 bp,编码186个氨基酸,基因登录号KU705619,氨基酸登录号AOC89037.多组织相对荧光定量表达分析表明:TEX37基因在睾丸中呈相对最高表达,在其他组织中呈相对较低表达.生物信息学分析表明:TEX37蛋白质含有TSC21结构域,二级结构以无规则卷曲为主,N末端疏水,C末端亲水,有2类磷酸化位点,无跨膜螺旋结构和信号肽.系统聚类表明:BMI与其他物种相似度在67%以上,进化较保守.[结论]该研究可为TEX37基因在猪精子生成方面的作用机理研究提供参考.
关键词： 睾丸表达序列37 (TEX37) 版纳微型猪近交系 精子生成 荧光定量PCR 生物信息学
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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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甘蔗HD-Zip Ⅰ亚家族转录因子基因ScGT1的克隆和生物信息学分析
《中国糖料 》 2019
摘要：Grassy Tiller1 (GT1)属于植物HD-Zip Ⅰ亚家族转录因子,通过抑制侧芽萌动和侧枝伸长调控植物分蘖性状.本研究使用RT-PCR和RACE技术从甘蔗品种ROC22中克隆出甘蔗GT1同源基因ScGT1 (MK318528).生物信息学分析发现该基因cDNA序列包含一个长度为723 bp的开放阅读框,可编码一个含240个氨基酸的蛋白.该蛋白具有一个Homeodomain保守结构域,分子量为26.44kD,理化等电点pI为6.04,属于亲水蛋白,无跨膜结构,不存在信号肽,可能定位于细胞核,参与氨基酸生物合成的可能性较高.蛋白结构及同源性分析表明该蛋白空间结构与高粱和玉米较为相似,Homeodomain结构域高度保守,变异较少.系统发育树分析表明该蛋白属于HD-Zip Ⅰ亚家族中的gt1 Clade类群,与高粱和玉米GT1亲缘关系较近,初步推测ScGT1可能通过腋芽分生组织发育的调控来影响分蘖表现.该研究可为后续该基因更深入的功能鉴定和分子辅助育种奠定重要的前期基础.
关键词： 甘蔗 HD-Zip Ⅰ ScGT1 分蘖 基因克隆 生物信息学
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基于长尖叶蔷薇与大花香水月季转录组数据的MLO unigenes生物信息学及表达分析
《植物遗传资源学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：在对长尖叶蔷薇和大花香水月季转录组测序的基础上,利用生物信息学方法,从其转录组数据中共获得23条MLO unigenes并对其进行了分析。结果显示它们之间的氨基酸数量、碱基数、分子量差异较小,多数为疏水性蛋白,平均亲水系数为-0.157~0.190,富含亮氨酸和丝氨酸。亚细胞定位主要分布于质膜中,包含5~9个跨膜结构;二级结构主要由α-螺旋组成。其中,等电点小于7的仅有1条,2条蛋白具有信号肽。这23条MLO蛋白具有15个长度在15~50个氨基酸间的保守基序。它们的系统进化关系分析结果揭示了MLO基因在长尖叶蔷薇与大花香水月季间具有较高的同源性和保守性。将这23条unigenes与来自于月季和拟南芥的MLO基因进行聚类分析,确定了6条可能参与抗白粉病的候选基因,对这6条候选基因进一步分析发现仅有2条unigenes符合MLO型白粉病基因的典型结构特征。最后,通过q RT-PCR试验验证,结果表明:这2条候选基因的相对表达量,在受到白粉病菌侵染后呈积极上调趋势。上述研究结果表明这2条候选基因很可能参与了寄主—白粉病菌的互作过程。
关键词： 长尖叶蔷薇 大花香水月季 MLO基因 抗白粉病 生物信息学 q RT-PCR
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猪雄性增强抗原1基因MEA1编码区克隆、表达及生物信息学分析
《云南农业大学学报(自然科学) 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：【目的】克隆猪MEA1基因编码区序列,获得基因表达谱并了解其蛋白质的基本功能。【方法】从GenBank下载猪及近缘物种MEA1序列作为参考序列,设计特异引物从版纳微型猪近交系(BMI)睾丸组织中扩增MEA1基因完全编码序列及部分侧翼序列,对MEA1翻译的蛋白质序列进行多种功能生物信息学分析并构建多物种系统进化树,最后用实时荧光定量PCR技术检测BMI 15个重要组织的MEA1 mRNA转录表达水平。【结果】扩增得到BMI MEA1编码区序列长525 bp,编码174个氨基酸。功能生物信息学分析表明:MEA1含有1个完整的保守结构域,无跨膜螺旋结构,无N端信号肽序列,二级结构以无规卷曲为主,N末端疏水,C末端均亲水,有3类功能活性位点。系统进化分析表明:MEA1基因在进化中高度保守,且与人、长臂猿的亲缘关系最近,符合物种的系统分类地位。多组织相对荧光定量表达分析表明:MEA1基因在睾丸中高表达,在心、肝等其他14个组织中低表达。【结论】为探索BMI MEA1基因在睾丸形成和精子发生过程中的作用及功能奠定基础。
关键词： 雄性增强抗原 版纳微型猪近交系 组织表达 生物信息学
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峨眉蔷薇Ro-DREB1C的克隆与生物信息学分析
《西南农业学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：[目的]丰富月季CBF基因研究的基础数据库,对峨眉蔷薇原变种(Rosa omeiensis Rolfe f. omeiensis) CBF/DREB基因进行克隆和生物信息学分析.[方法]设计特异引物克隆Ro-DREB1C基因的完整CDS区及部分5'端和3'端UTR区序列,使用生物信息学软件分析该基因编码蛋白的理化性质、二三级结构和预测亚细胞定位,构建系统进化树确定Ro-DREB1C隶属的基因家族.[结果]获得峨眉蔷薇Ro-DREB1C基因CDS区603 bp,Gen Bank登录号为KX397104,编码200个氨基酸.蛋白质分子式为C968H1539N263O299S11,其中丝氨酸、亮氨酸和丙氨酸的频率较高,分别占11. 5%、11. 0%和9. 5%,属于不稳定类、弱酸性、亲水蛋白;二级结构以无规则卷曲(71. 5%)为主,不能被归入明确的二级结构如折叠片或螺旋的多肽区段;三级结构预测模板为d1gcca,识别预测序列范围为59~119,识别长度61 bp;该蛋白质无跨膜区和信号肽的存在,亚细胞定位Ro-DREB1C分布在细胞核中的分布最多.与RhCBF比较:Ro-DREB1C的编码区没有单碱基的缺失或插入,共存在21个潜在SNP位点,导致10个差异氨基酸.系统进化分析表明Ro-DREB1C隶属于AP2家族DREB亚家族A-1亚组成员.[结论]峨眉蔷薇可作为优秀的月季耐寒育种材料加以保存和利用.
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蔷薇科植物MLO蛋白家族的生物信息学分析
《基因组学与应用生物学 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：MLO基因家族是一类重要的植物抗病基因,MLO蛋白的突变体对白粉病真菌表现出广谱抗性,且能特异性调控细胞死亡,利用自发的细胞死亡来应答发育或非生物刺激。为了分析蔷薇科植物MLO蛋白的结构特征、系统进化及潜在功能,本研究利用生物信息学方法对在Gen Bank中已登录的来自于蔷薇科的7个物种共计82条具有完整ORF的MLO基因进行了分析。分析显示这82条蛋白的氨基酸数量、碱基数、分子量差异较小,平均亲水系数为-0.191~0.253,绝大多数具有内含子结构;亚细胞定位主要分布于质膜中,包含5~8个跨膜结构;共有15个保守基序,长度在15~50个氨基酸之间。其中,等电点小于7的仅有1条,6条蛋白具有信号肽。系统进化关系揭示了这些物种间具有较高的同源性和保守性;将其与其它物种中已鉴定的MLO基因进行聚类分析,筛选出32个可能与抗白粉病相关的候选基因;进一步序列比对分析,发现仅有17条基因具有MLO型白粉病基因所有的典型结构。因此,本研究表明,所选用的82条蔷薇科MLO基因中,仅有17条基因可能参与寄主-白粉病菌的互作过程。本研究为进一步研究蔷薇科及其他植物MLO基因的抗病遗传机制提供了一些参考依据。
关键词： 蔷薇科 MLO基因 抗白粉病 系统进化 生物信息学
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峨眉蔷薇Ro-DREB1C的克隆与生物信息学分析
《西南农业学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：【目的】丰富月季CBF基因研究的基础数据库,对峨眉蔷薇原变种(Rosa omeiensis Rolfe f. omeiensis) CBF/DREB基因进行克隆和生物信息学分析。【方法】设计特异引物克隆Ro-DREB1C基因的完整CDS区及部分5'端和3'端UTR区序列,使用生物信息学软件分析该基因编码蛋白的理化性质、二三级结构和预测亚细胞定位,构建系统进化树确定Ro-DREB1C隶属的基因家族。【结果】获得峨眉蔷薇Ro-DREB1C基因CDS区603 bp,Gen Bank登录号为KX397104,编码200个氨基酸。蛋白质分子式为C968H1539N263O299S11,其中丝氨酸、亮氨酸和丙氨酸的频率较高,分别占11. 5%、11. 0%和9. 5%,属于不稳定类、弱酸性、亲水蛋白;二级结构以无规则卷曲(71. 5%)为主,不能被归入明确的二级结构如折叠片或螺旋的多肽区段;三级结构预测模板为d1gcca,识别预测序列范围为59～119,识别长度61 bp;该蛋白质无跨膜区和信号肽的存在,亚细胞定位Ro-DREB1C分布在细胞核中的分布最多。与RhCBF比较:Ro-DREB1C的编码区没有单碱基的缺失或插入,共存在21个潜在SNP位点,导致10个差异氨基酸。系统进化分析表明Ro-DREB1C隶属于AP2家族DREB亚家族A-1亚组成员。【结论】峨眉蔷薇可作为优秀的月季耐寒育种材料加以保存和利用。
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甘蔗独脚金内酯生物合成关键基因ScD27的克隆与表达分析
《作物学报 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：独脚金内酯(strigolactones,SLs)是一类新型植物激素,D27基因是独脚金内酯生物合成途径中最上游的调控基因,且该基因调控SLs的合成是一个可逆的过程。本研究根据水稻、玉米、高粱、二穗短柄草4种禾本科作物的D27基因核苷酸序列保守区域设计引物,以甘蔗品种ROC22的c DNA为模板,利用RT-PCR和RACE技术,从甘蔗中克隆出D27基因的c DNA全长序列,命名为Sc D27,Gen Bank登录号为KP987221.1。该基因序列全长1379 bp,包含一个867 bp的完整开放阅读框(ORF),编码288个氨基酸残基。Sc D27编码的蛋白质分子量为71.58 k D,理论等电点为5.04,是一种非分泌性蛋白,主要分布于叶绿体上,该蛋白的保守区可能具有2个锌指蛋白结构域(Zn F_TAZ和Zn F_A20),且不存在信号肽;该基因编码的氨基酸序列具有较高的保守性,与高粱、谷子、大麦、短穗二柄草等禾本科植物的D27氨基酸序列相似性在70%以上;Sc D27基因在甘蔗各组织部位均有表达,其中茎尖和腋芽中表达量较高,叶、茎和根中的表达较低。此外,Sc D27基因在甘蔗茎尖中的表达受PEG、盐胁迫、磷缺乏和营养缺乏的诱导,推测Sc D27基因是甘蔗独脚金内酯生物合成途径中响应非生物胁迫的关键基因。
关键词： 甘蔗 ScD27 同源克隆 生物信息学 q-PCR
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