【目的】YABBY转录因子家族仅存在于种子植物中，对植物的早期胚胎发育、果实发育、次生代谢物合成、逆境应答、侧生器官分化和背腹极性建立等方面均具有重要作用，而目前对鹅掌楸属植物的YABBY家族基因的研究较少。为了解北美鹅掌楸YABBY家族的成员和特征，对其成员进行了鉴定、亚细胞定位及表达模式分析等研究工作。【方法】从北美鹅掌楸花器官转录组中筛选出YABBY家族基因序列，采用RACE扩增技术获得了其中2个差异表达基因的全长，分别命名为LtYABBY1,5，并对他们进行生物信息学分析。随后，利用RT-qPCR检测LtYABBY1,5在北美鹅掌楸的根、茎、叶、花芽、萼片、花瓣、雄蕊、雌蕊等8个组织中的表达水平。最后，通过烟草瞬时转化体系对LtYABBY1,5蛋白进行进一步亚细胞定位分析。【结果】在北美鹅掌楸中共鉴定出6个YABBY成员，分别属于YABBY1/FILAMENTOUS FLOWER (FIL)、YABBY2、YABBY5亚族，外显子数量均为7个。克隆所得其中2个基因LtYABBY1,5，全长分别为1 255、1 078 bp，编码了210、188 aa，生物信息学分析结果显示，两者均为亲水蛋白与非跨膜蛋白。RT-qPCR试验发现LtYABBY1整体表达水平较高，尤其是在北美鹅掌楸的花芽和雌蕊中高表达，而LtYABBY5整体表达水平较低，仅在叶片、花芽、雌蕊和萼片中有少量表达。亚细胞定位分析结果表明，LtYABBY1,5蛋白定位于细胞核，与预测结果基本一致。【结论】北美鹅掌楸YABBY成员较少，其中LtYABBY1在花芽中特异表达，基于上述结果，推测该基因可能参与了北美鹅掌楸花芽的早期分生组织的发育调控。

【目的】鹅掌楸属花色种间差异较大,是研究木本植物花色形成与调控机制的较理想材料。查尔酮合成酶基因(CHS)是黄酮类化合物生物合成途径中的关键基因,与植物花色形成密切相关,同时又是研究科以下系统发育的理想基因,种间进化差异较大,因此CHS基因用于研究鹅掌楸属花色差异形成机制有较强的可行性。本研究克隆北美鹅掌楸的查尔酮合成酶基因,并对其进行生物信息学及组织表达分析,以期为鹅掌楸属树种花色的形成和调控机制研究提供参考。【方法】以北美鹅掌楸的花芽为材料,采用同源克隆和RACE技术克隆查尔酮合成酶基因(Lt CHS),并进一步扩增该基因的基因组序列。对该基因进行生物信息学分析。采用半定量RT-PCR方法...

[目的]筛选单叶蔷薇bZIP转录因子家族的成员,并研究其结构特点、共线性以及在不同器官中的表达模式,为进一步揭示该家族在单叶蔷薇生长发育及抗逆响应中的作用奠定基础。[方法]以采自新疆的单叶蔷薇叶片为试验材料,采用生物信息学方法,对单叶蔷薇全基因组和转录组信息进行分析,包括理化性质、系统发育、基因结构、保守结构域、染色体位置、共线性和启动子分析,以及在根、茎、叶、花、果实中的表达模式。[结果]单叶蔷薇全基因组中共鉴定出50个单叶蔷薇bZIP转录因子家族成员,其蛋白质长度为149～700个氨基酸,分子质量为17.14～75.47 ku,等电点4.42～10.72,其中49个成员位于细胞核上。根据拟南芥bZIP转录因子家族的分类,将单叶蔷薇bZIP转录因子家族分为12亚族(A-K和S亚族),其中包括1对串联重复和7对片段重复;单叶蔷薇bZIP多含有1～15个与非生物胁迫有关的顺式作用元件。单叶蔷薇bZIP转录因子家族基因在不同器官中均有表达,各成员的表达量存在差异,其中Rbe013649在花中特异性表达,Rbe006639、Rbe028637在根中特异性表达,Rbe004215、Rbe028400、Rbe002636、Rbe002635在果实中特异性表达,Rbe011331在叶片中特异性表达。[结论]单叶蔷薇bZIP转录因子家族基因可能广泛参与各器官生长发育,其中Rbe013649可能调控花青素的合成,Rbe006639可能在抗旱过程中起重要作用。

NLP转录因子是植物特有的一类转录因子家族,在植物氮素吸收、转运和同化过程中发挥重要作用。为了解NLP基因在藜麦中的全基因组特征和表达模式,利用生物信息学方法在藜麦基因组中鉴定出9个藜麦NLP基因家族成员,并对其理化性质、染色体定位、基因结构、蛋白保守结构域、保守基序、系统进化以及在不同氮素水平处理下的表达模式进行了分析。结果表明,藜麦9个NLP基因分布于7条染色体上;每个成员含有4～5个外显子、3～4个内含子以及上游非翻译区;启动子中包含有大量激素和胁迫响应的顺式作用元件,其中,在CqNLP3和CqNLP4的启动子区域均预测到1个氮素响应元件GCN4。藜麦NLP蛋白长718～952个氨基酸,分子质量为80.48～104.86 ku,等电点5.31～6.50;每个成员都含有RWP-RK和PB1共2个保守结构域,其在蛋白中的位置具有很高的相似性,保守基序的分析进一步证实了这2个结构域的保守性。系统进化分析表明,9个藜麦NLP家族成员可分为ClassⅠ,ClassⅡ和ClassⅢ共3组,其在进化关系上与拟南芥的亲缘关系更近。在缺氮条件下,CqNLP2、CqNLP3、CqNLP5和CqNLP8表达受到抑制,低氮下则诱导表达;低氮处理后期,CqNLP9的表达量急剧增加。荧光定量PCR表达趋势与转录组数据一致。研究结果可为后续CqNLPs基因克隆和氮素胁迫分析提供参考依据。

[目的]筛选单叶蔷薇bZIP转录因子家族的成员,并研究其结构特点、共线性以及在不同器官中的表达模式,为进一步揭示该家族在单叶蔷薇生长发育及抗逆响应中的作用奠定基础。[方法]以采自新疆的单叶蔷薇叶片为试验材料,采用生物信息学方法,对单叶蔷薇全基因组和转录组信息进行分析,包括理化性质、系统发育、基因结构、保守结构域、染色体位置、共线性和启动子分析,以及在根、茎、叶、花、果实中的表达模式。[结果]单叶蔷薇全基因组中共鉴定出50个单叶蔷薇bZIP转录因子家族成员,其蛋白质长度为149～700个氨基酸,分子质量为17.14～75.47 ku,等电点4.42～10.72,其中49个成员位于细胞核上。根据拟南芥bZIP转录因子家族的分类,将单叶蔷薇bZIP转录因子家族分为12亚族(A-K和S亚族),其中包括1对串联重复和7对片段重复;单叶蔷薇bZIP多含有1～15个与非生物胁迫有关的顺式作用元件。单叶蔷薇bZIP转录因子家族基因在不同器官中均有表达,各成员的表达量存在差异,其中Rbe013649在花中特异性表达,Rbe006639、Rbe028637在根中特异性表达,Rbe004215、Rbe028400、Rbe002636、Rbe002635在果实中特异性表达,Rbe011331在叶片中特异性表达。[结论]单叶蔷薇bZIP转录因子家族基因可能广泛参与各器官生长发育,其中Rbe013649可能调控花青素的合成,Rbe006639可能在抗旱过程中起重要作用。

【目的】从全基因组水平上鉴定玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)Homeobox转录因子家族及其分布,阐明该家族的序列及进化特征,分析该家族基因在病菌不同生长发育时期的表达规律。【方法】利用生物信息学手段搜索玉米大斑病菌全基因组数据库,鉴定Homeobox转录因子家族;采用MEGA 5.0软件进行系统进化树分析;利用在线工具GSDS(gene structure display server)(http://gsds1.cbi.pku.edu.cn/index.php)绘制基因结构图;

[目的]在全基因组水平鉴定番木瓜(Carica papaya L.) WRKY(CpWRKY)转录因子家族基因,并对其在短孢炭疽菌侵染下的表达量进行分析,为CpWRKYs家族的功能研究和利用奠定基础。[方法]采用生物信息学方法,鉴定和筛选CpWRKYs转录因子家族基因成员,并对其进行系统进化分析、基因结构分析、蛋白保守基序预测和启动子顺式作用元件分析;同时以番木瓜炭疽病耐性品种和敏感性品种为材料,利用短孢炭疽菌侵染采后果实,于0,24,48 h取样,对其转录组学数据进行分析,筛选2个品种中差异表达的CpWRKY基因,并利用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)试验对筛选结果进行验证。[结果]经系统分析从番木瓜中共鉴定出48个CpWRKYs成员,分为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ3类;其中第Ⅱ类成员最多,可分为Ⅱa、Ⅱb、Ⅱc、Ⅱd和Ⅱe5个亚类。CpWRKYs家族成员的氨基酸残基数目为97～747个,等电点为4.83～9.71,为亲水性蛋白,大部分CpWRKYs的结构域高度保守,但有个别蛋白保守域缺失。在CpWRKYs家族中共预测到10个保守基序,其中包括含有WRKY七肽结构域的基序1、含锌指结构的基序2和同时含有七肽序列和锌指结构的基序3,其中基序3为大多数I类CpWRKY转录因子N端WRKY结构域所特有。Cp WRKYs含有1～6个外显子,同一家族或亚家族成员在基因结构上表现出一定的相似性,同时在Cp WRKYs启动子中检测到大量与生物胁迫和非生物胁迫相关的元件。对短孢炭疽菌侵染番木瓜的转录组数据进行分析,在番木瓜耐性品种中筛选出了特异表达的CpWRKY22、CpWRKY11、Cp WRKY2、CpWRKY33和CpWRKY25,RT-qPCR检测结果显示,这些基因在耐性品种中特异上调表达,在敏感性品种中的表达量无明显变化。[结论]番木瓜WRKY家族共包括48个成员,该家族基因结构和蛋白基序具有组间差异性和组内保守性。CpWRKYs家族成员强烈响应炭疽菌侵染,其中CpWRKY22、CpWRKY11、CpWRKY2、CpWRKY33和CpWRKY25是有潜力的抗炭疽病候选基因。

鹅掌楸(Liriodendron chinense(Hemsl.)Sarg.)属木兰科鹅掌楸属,是我国特有树种,分布于秦岭以南。另一种是分布在北美东南部的北美鹅掌楸(Liriodendron tulipifera Linn.),均是第四纪孑遗物种。鹅掌楸为落叶大乔木,树高达40m以上。叶形如马褂,又名马褂木。花单生枝顶,花被片9枚,外轮3片萼状,绿色,内二轮花瓣状黄绿色,基部有黄色条纹,形似郁金香。

为了解苋菜LBD基因家族,本研究利用转录组数据筛选和鉴定苋菜LBD基因家族成员,并命名为AtrLBD。结果表明:1)从‘全红’苋菜转录组中共鉴定得到16个AtrLBD基因,均为不稳定蛋白,氨基酸长度在91～351aa,相对分子质量为9.396～38.250ku;二级结构主要以α-螺旋和无规卷曲为主;亚细胞定位预测,AtrLBD定位在细胞核、叶绿体和线粒体;MEME分析结果表明,16个AtrLBD共有10个保守氨基酸序列;2)系统进化树显示,16个AtrLBD与拟南芥LBD蛋白分为第一类(ClassⅠ)和第二类(ClassⅡ)2大类,细分为Class Ia、Ib、Ic、Id、Ie和Class IIa、IIb等7个亚类;miRNA预测结果显示,有4个AtrLBD是miRNA靶基因;3)qRT-PCR结果显示,除AtrLBD4、AtrLBD5、AtrLBD10和AtrLBD16以外,AtrLBD均受到蓝光的诱导表达。上述结果为深入研究苋菜LBD基因家族的功能及进化分析奠定了基础。

【目的】研究北美鹅掌楸LtuHMGS基因的结构特性、亚细胞定位及表达模式,为从分子水平探究北美鹅掌楸萜类合成途径提供理论基础。【方法】从北美鹅掌楸转录组数据库中鉴定出一条HMGS基因序列,采用RACE技术克隆其全长cDNA,将其命名为LtuHMGS。对LtuHMGS基因的ORF进行生物信息学分析,探究其理化性质及与同源基因的系统进化关系;利用烟草瞬时转化系统对LtuHMGS基因编码蛋白进行亚细胞定位;采用RT-qPCR技术分析LtuHMGS基因在北美鹅掌楸的组织表达谱。【结果】LtuHMGS基因的ORF全长1 425 bp,共编码474个氨基酸,蛋白质分子式为C_(2340)H_(3608)N_(614)O_(721)S24,分子量为52.65 kD,α-螺旋为其氨基酸序列的主要二级结构且该蛋白不含信号肽和跨膜区域,是一种非分泌型蛋白。对LtuHMGS蛋白的保守结构域预测分析发现其氨基酸序列含有羟甲基戊二酰辅酶A合酶保守结构域,亚细胞定位表明LtuHMGS蛋白可能更多地存在于细胞质膜中。同源序列比对和系统进化树分析表明,北美鹅掌楸LtuHMGS蛋白序列与其他物种的序列高度相似且与樟科的沉水樟和山鸡椒的HMGS蛋白的进化关系更近。RT-qPCR结果发现,LtuHMGS基因在北美鹅掌楸雌蕊中的表达量远高于其他组织。【结论】从北美鹅掌楸中克隆得到1条编码羟甲基戊二酰辅酶A合酶的候选基因(LtuHMGS),该基因可能参与北美鹅掌楸萜类物质的合成,是研究北美鹅掌楸萜类合成机制的关键酶基因之一。

【目的】鉴定黄瓜生长素反应因子(ARF),预测small RNAs并验证ARF与small RNAs和生长素的关系;分析ARF在种子萌发过程中的表达模式,推断ARF在黄瓜单性结实和种子萌发过程中是否起到关键作用。【方法】利用拟南芥和水稻ARF蛋白质序列检索黄瓜基因组数据库,对检索到的黄瓜ARF家族进行结构分析和small RNAs预测;将预测到的gma-MIR160o precursur构建到pCAMBIA2301植物表达载体上,利用农杆菌介导法将其导入到单性结实黄瓜品种中,并对PCR检测为阳性的转基因植株进行RT-PCR验证;利用real-time RT-PCR方法分析ARF家族成员在生长素...

应用控制授粉、常规石蜡切片技术研究了中国鹅掌楸与北美鹅掌楸种间杂交后的胚胎发育过程。结果表明：（１）控制授粉后花粉正常萌发，并有较多的花粉管进入柱头，但花粉管在花柱内生长缓慢甚至解体；（２）花粉萌发６ｄ后花粉管经花柱沟、珠孔塞和珠心冠原组织进入胚囊进行珠孔受精，２０ｄ时游离核胚乳细胞化，发育形成２～４个细胞厚的狭长组织，３５ｄ后可观察到球形胚；（３）随着胚和胚乳的发育，珠被发育形成种皮。授粉时，胚珠具２层珠被，外、内珠被均由外表皮、中层和内表皮组成；胚与胚乳发育期间，珠被各层发生了一系列的变化，最终种皮由外珠被的外表皮细胞形成的膜层和中层细胞形成的气室以及内、外珠被内表皮细胞形成的硬化层组成；...

【目的】玉米大斑病(northern leaf blight of corn)是由玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)引起的一种威胁玉米生产的重要叶部病害。本研究旨在确定影响玉米大斑病菌分生孢子产量的主要因素;明确GATA家族成员基因在分生孢子形成时期的表达特征,为深入解析调控病菌发育及致病的分子机制打下基础。【方法】以玉米大斑病菌野生型菌株01-23为试材,探索13种不同培养基(乳糖酪蛋白琼脂培养基、马铃薯葡萄糖琼脂培养基、玉米茎秆葡萄糖琼脂培养基、玉米茎秆琼脂培养基、玉米叶片葡萄糖

【目的】鉴定苹果（Ｍａｌｕｓ×ｄｏＭｅｓｔｉｃａ Ｂｏｒｋｈ．）基因组上的Ｂ ＺｉＰ基因（ＭｄＢＺｉＰ），为研究苹果ＢＺｉＰ转录因子提供相关信息以及在芽休眠过程中的调控作用提供理论参考。【方法】通过ＰｆａＭ下载ＢＺｉＰ隐马尔科夫模型ＢＺｉＰ＿１（Ｐｆ００１７０）与ＢＺｉＰ＿２（Ｐｆ０７７１６），利用ｈＭＭｅｒ ３．０鉴定苹果ＢＺｉＰ基因。使用ｃｌｕｓｔａｌ ｏＭｅｇａ、Ｍｅｇａ６．０、ＭａＰ ｉｎｓＰｅｃｔ、ｄｎａＭａｎ ６．０和ＭｅＭｅ４．１０．２等软件对其蛋白序列进行生物信息学分析。采用Ｍｉｃｒｏａｒｒａｙ分析与ｑｒｔ－Ｐｃｒ技术检测苹果ＢＺｉＰ基因在不同处理下及其在高需冷量品种与低需冷量．．．

【目的】通过生物信息学分析明确SAP(Stress Associated Protein)家族在葡萄基因组中的数量、结构,利用qRT-PCR技术分析SAP家族的生物节律和在激素、非生物胁迫处理下的表达模式,为进一步探究SAP家族在葡萄中的作用奠定基础。【方法】在前期从山葡萄‘双优’(Vitis amurensis cv.Shuangyou)和欧洲葡萄‘红地球’(Vitis vinifera cv.Red Globe)0℃寒胁迫下转录组数据库中筛选出表达量明显上调的基因SAP15基础上,利用NCBI和葡萄基因组数据库中的BLAST功能,根据SAP家族的保守结构域,鉴定葡萄基因组中的SAP。利用生物信息学软件DNAMAN5.0、MEME、GSDS2.0、ExPASy和MEGA6等对VvSAPs序列、基因结构、蛋白质结构、理化性质、染色体定位和进化树等进行分析。采用qRT-PCR方法检测VvSAP家族的生物节律和在激素、逆境处理下的表达特征。【结果】从葡萄(Vitis vinifera)全基因组中鉴定得到15个SAP家族成员,均含有AN1保守结构域,大多含有A20保守结构域。按照其保守结构域和在染色体上的位置,依次命名为VvSAP1—VvSAP15,可分为ClassⅠ、ClassⅡ和ClassⅢ三类。理化性质分析表明,VvSAP家族编码氨基酸数目介于109—293,理论等电点分布在7.99—9.68。染色体定位分析发现,该基因家族的15个基因分布于葡萄的9条染色体上,其中第8条染色体上分布最多,有3个VvSAP。亚细胞定位分析表明,VvSAP家族主要在细胞核、叶绿体和细胞骨架中进行表达。VvSAP家族的二级结构主要以无规则卷曲和α-螺旋为主。基因结构分析表明,VvSAP1—VvSAP12的DNA序列中均无内含子,VvSAP13—VvSAP15的DNA序列中有1个内含子,基因结构高度保守。qRT-PCR分析结果表明,在VvSAP家族成员中,VvSAP1和VvSAP9在无处理和各处理下(激素和非生物胁迫)均表达极低或不表达,初步鉴定为假基因。除VvSAP10在400 mmol·L~(-1) NaCl处理下呈下调表达,其余基因均在50μmol·L~(-1) ABA、100μmol·L~(-1 )SA和400 mmol·L~(-1 )NaCl处理下呈上调表达,其中,VvSAP10—VvSAP14显著响应50μmol·L~(-1) ABA胁迫,处理24 h后相对表达量分别上调为0 h的37.19、36.63、21.69、58.34和267.35倍;VvSAP8和VvSAP11在NaCl处理4 h后相对表达量最高,分别为0 h的13.16和12.42倍;在4℃低温胁迫下,相对表达量上调最高的是VvSAP15,处理后8 h相对表达量为0 h的35.90倍。【结论】从葡萄基因组中共鉴定出15个SAP家族成员,初步鉴定得出VvSAP1和VvSAP9为假基因,15个基因分别分布于9条染色体上,并且结构进化高度保守。所有成员均相响应逆境,且均有昼夜节律变化,但该基因家族成员在不同逆境胁迫下的响应程度和在不同时间点的表达模式存在一定的差异。