转录因子是功能基因组时代的研究热点。植物中的家族转录因子参与调控了许多重要的生物学过程,包括形态建成、信号转导、环境应激反应等。LBD(Lateral Organ Boundaries Domain)/ASL(ASYMMETRIC LEAVES2-LIKE)蛋白是一类植物所特有的转录因子,在调控植物生长发育、营养代谢以及逆境胁迫响应等方面发挥重要作用。巨桉和毛果杨是重要的速生木本植物,其木材被广泛用于木质纤维素生物燃料的生产、造纸与纸浆工业以及纤维素原料的产品。棉花是最重要的经济作物之一,它是纤维及油料的

扩展蛋白具有松驰细胞壁和增加细胞壁柔韧性的功能。为了弄清该基因家族在雷蒙德氏棉中的特征，利用隐马尔科夫模型（ＨＭＭ）在雷蒙德氏棉基因组中进行扩展蛋白家族基因成员的鉴定，获得了３９个扩展蛋白基因家族成员，分布在１２条染色体上。系统发育分析将其归入ＥＸＰＡ、ＥＸＰＢ、ＥＸＬＡ和ＥＸＬＢ共４个亚家族，分别含有２６，４，３，６个基因。各亚家族中扩展蛋白基因具有相对多样化的基因结构；扩展蛋白基因家族在进化中经历了３次扩张；染色体片段重复是该基因家族扩张的主要方式；扩张后纯化选择占主导地位。比较棉纤维发育不同时期及叶片、花瓣的深度测序和基因芯片表达谱，发现大部分扩展蛋白基因参与了雷蒙德氏棉纤维、叶片和花瓣．．．

【目的】为了对毛果杨CBF基因家族进行系统分析,利用毛果杨基因组数据库,通过生物信息学的方法,鉴定毛果杨CBF基因家族的染色体定位、编码蛋白和磷酸化位点预测。【方法】通过序列比对进行进化和分类分析。【结果】毛果杨含有6个CBF基因,均不含内显子,分布于毛果杨的5条染色体上。【结论】MEME保守基序分析显示,杨树CBF蛋白均含有2个保守的基序,他们共同构成AP2结构域。磷酸化位点预测分析表明毛果杨CBF蛋白均含有大量的磷酸化位点。以上结果将为今后揭示毛果杨CBF蛋白的功能提供重要的线索。

【目的】研究毛果杨组蛋白去乙酰化酶(HDAC)基因家族序列及其对脱落酸(ABA)的应答反应,为HDAC家族基因的功能研究奠定基础。【方法】采用生物信息学方法对毛果杨HDAC家族的16种蛋白进行系统分析;采用实时荧光定量PCR方法,分析了100μmol/L ABA叶面喷洒处理后6和24h毛果杨叶片HDAC家族16个基因的表达情况。【结果】HDAC家族蛋白分析显示,毛果杨HDAC可分为3个亚家族,即RPD3/HDA1、HD2和SIR2亚家族,与拟南芥HDAC蛋白的亲缘关系较近。HDAC家族大多数成员为亲水性蛋白质(HDA912属于疏水性蛋白),其等电点呈酸性(除了HDA912和SIR2亚家族)。H...

[目的]对木本模式植物毛果杨PLD基因家族的进化中的选择压力、启动子中顺式作用元件、组织表达特性以及盐胁迫下表达模式进行分析,为挖掘PtrPLD在非生物胁迫中作用提供参考。[方法]利用拟南芥PLD基因家族蛋白序列比对得到毛果杨基因组同源基因,再经过保守结构域鉴定后确定PtrPLD基因;利用软件ClustalW和MEGA对PtrPLD和AtPLD基因的氨基酸序列进行比对和系统进化分析;利用MEME、PlantmPLoc、 ExPasy等软件工具分析PtrPLD基因及编码蛋白的特征;利用Tbtools软件分析同源基因的Ka/Ks值;利用Plantcare在线工具分析PtrPLD启动子中顺式作用元件;利用Phytozome转录组数据库以及qRT-PCR分析PtrPLD组织表达特性;利用qRT-PCR分析各组织中PtrPLD对盐胁迫响应情况。[结果]PtrPLD家族的16个基因可分为C2-PLD和PX/PH-PLD 2个亚家族,分别包含13个和3个基因;有7对旁系同源基因且它们之间的Ka/Ks均远小于1;PtrPLD家族基因启动子区含有大量非生物胁迫和激素响应元件,其中,PtrPLDδ4启动子共含有9种、20个元件;PtrPLD家族编码的蛋白均含有Motif 1～4,且同一进化分支上的基因编码蛋白序列高度保守。PtrPLD基因家族表达特性分析表明,PtrPLD家族基因在根、茎和叶中具有表达特异性,并且多数成员主要在根部表达;NaCl胁迫下,PtrPLD家族基因在根、茎和叶中表达量在0～72 h内均表现为先上升后下降再上升的变化趋势。[结论]PtrPLD家族基因在毛果杨响应盐胁迫过程中有着重要作用,本项研究对于今后PtrPLD家族基因生物学功能的鉴定与非生物逆境胁迫响应基因资源的挖掘具有推动作用。

【目的】对毛果杨Populus trichocarpa ZHD (PtrZHD)家族进行生物信息学以及干旱胁迫下表达特性分析，为研究PtrZHD在干旱胁迫中的功能提供参考。【方法】利用生物信息学方法从全基因组水平鉴定出毛果杨ZHD家族全部成员，并对其进化、理化性质、基因结构、保守基序、启动子顺式作用元件和表达特性进行分析。【结果】毛果杨ZHD家族包括21个成员，可分为7个亚家族；有8对同源基因，且非同义替换率(K_a)/同义替换率(K_s)值远小于1。该家族成员理化性质存在差异，但其结构较为保守，均含有Motif 1；启动子区含有数量不等的激素和非生物胁迫响应元件，不同基因之间响应元件的种类存在差异。在毛果杨PtrZHDs中，分别有1、7和13个基因在根、茎和叶组织中具有偏好性表达特征；PtrZHD家族成员对干旱胁迫的响应具有组织和时间表达特异性，在根、茎和叶部组织中各成员的表达量不同，但随着干旱胁迫时间的增加均呈先上升后下降的趋势。【结论】PtrZHD家族基因对干旱胁迫有不同程度的响应，可调控毛果杨对干旱胁迫的应答。图6表2参27

磷酸根转运蛋白是一类主动转运磷酸根的重要载体蛋白。主要探讨毛果杨Populus trichocarpa全基因组中磷酸根转运蛋白(phosphate transporter)家族成员的系统发生和部分成员的理化性质、结构特点及亚细胞定位。以从毛果杨全基因组数据库中搜索并筛选得到的目标蛋白序列为基础,利用相关生物信息学软件对其进行系统发育分析,并利用一系列在线服务器对部分成员的理化参数、亲/疏水性、跨膜域、二级结构、三级结构和亚细胞定位进行了重点分析。结果表明,在毛果杨全基因组中共发现了31个磷酸根转运蛋白家族成员,根据其序列相似性,可分为4个亚家族,即PtrPHT1,PtrPHT2,PtrPHO1...

【目的】探讨毛果杨(Populus trichocarpa)全基因组中铵转运蛋白(AMTs)家族成员的系统发育及部分成员的理化性质、结构和亚细胞定位。【方法】以从毛果杨全基因组数据库中搜索并筛选得到的目标蛋白序列为基础,应用软件CLUSTALX 2.0、GeneDOC和MEGA4,对AMTs家族成员的系统发育进行了分析,并重点分析了AMT1亚家族成员PtrAMT1-1、PtrAMT1-6和AMT2亚家族成员PtrAMT2-1、PtrAMT4-5的保守基序、理化参数、亲/疏水性、跨膜域、三级结构及亚细胞定位。【结果】在毛果杨基因组数据库中发现了19个AMTs,8个属于AMT1亚家族,11个属于A...

【目的】含有束状蛋白（fasiclin）结构域的类成束状阿拉伯半乳糖蛋白（fasciclin-like arabinogalactan proteins,FLAs）在巨桉细胞壁的次生生长和合成中起着重要作用。为了获得更多有价值的信息并探索其功能，对巨桉FLA基因家族的全基因组进行分析。【方法】以巨桉全基因组数据和转录组数据为基础，通过Expasy、MEME、MAGA6.0、TBtools等生物信息学工具对EgrFLAs基因家族的核酸序列的特征、基因结构、蛋白质理化性质、蛋白保守结构域、家族系统进化关系和表达量等进行分析和预测。【结果】巨桉共有21个EgrFLAs基因，其中包括3个新发现的EgrFLAs基因，这些基因不均匀地分布在巨桉11条染色体中的9条上。所有鉴定到的EgrFLAs基因均含有束状蛋白结构域，聚为4个群组，其中D组包含最多的基因成员。在EgrFLAs基因启动子中发现了大量的顺式元件，包括发育相关、水杨酸、茉莉酸甲酯等相关响应元件。不同组织的表达谱分析表明除EgrFLA1、EgrFLA2和EgrFLA3外，聚在A组的EgrFLA5和EgrFLA7也参与了次生生长。在巨桉不定根形成过程中，EgrFLA1和EgrFLA3通过表达量逐渐增加的方式参与诱导不定根形成。经SA和MeJA处理后，EgrFLA1和EgrFLA2的表达量发生显著变化，表明EgrFLA1和EgrFLA2在巨桉的发育和胁迫反应中可能具有多种作用。【结论】在巨桉中鉴定FLA基因21个，包括新发现的3个基因。在EgrFLAs基因启动子中发现了大量发育和激素相关的顺式元件。EgrFLA1、EgrFLA2、EgrFLA3、EgrFLA5和EgrFLA7作为巨桉次生生长发育中的候选基因，将为进一步的巨桉分子育种提供宝贵的资源。

[目的]本研究有助于了解EXP基因家族的基本特征,为深入研究其功能搭建平台。[方法]本研究对从巨桉(Eucalyptus grandis Hill)中筛选出35个EXP基因家族成员(Egr EXP1 Egr EXP35),利用生物信息学方法对其基因特征与表达模式进行综合分析。[结果]巨桉EXP基因分布在8条染色体之上,EXP蛋白均定位在细胞质膜上发挥作用,大多数的家族成员具有信号肽。巨桉EXP编码的蛋白质由α-螺旋、延伸链、无规卷曲、β-转角组成。进化分析结果表明,巨桉EXP蛋白与毛果杨(Populus trichocarpa) EXP蛋白的进化关系接近。35个巨桉EXP基因在巨桉未成熟木质部、成熟叶片、韧皮部、茎尖、木质部以及幼叶组织中表达模式存在显著差异。[结论]EXP基因家族各成员的表达模式不同,Egr EXP17、Egr EXP18可能在巨桉木材形成过程中起重要作用。

[目的]解析转录因子ZF-HD在桉树生长发育中的作用，进而深入了解其在桉树中如何发挥功能。[方法]在本研究中利用生物信息学鉴定巨桉ZF-HD基因家族成员，并对其染色体定位、理化性质、基因结构、蛋白保守结构域和表达模式进行分析。[结果]桉树中共发现10个基因家族成员，编码78～343个氨基酸，几乎所有成员都属于碱性蛋白质，主要定位于细胞核，且motif1在ZF-HD家族中非常保守，其启动子顺式作用元件主要为激素应答、生长发育和逆境应答等响应元件。ZF-HD基因家族成员在不同组织、不定根诱导和不定芽诱导过程中的表达分析表明，大多数家族成员在不同组织中存在着差异表达，且家族成员主要在顶端等初生生长阶段表达。且巨桉ZF-HD家族部分成员在不定根和不定芽诱导阶段表达量显著上升，亚细胞定位分析与预测结果相同。同时EgrZHD2定位于细胞核，且在茎尖的表达量较高，随着茎顶端向下其表达量显著下降。[结论]巨桉ZF-HD基因家族成员在桉树不定根和不定芽诱导等发育中起着重要的调控作用。EgrZHD2作为重要的转录因子作用于桉树的初生生长以及不定根诱导等生物学过程。

【目的】核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(Rubisco)是参与植物光合作用的第1步碳同化的关键酶,而Rubisco活化酶(RCA)能够使Rubisco处于稳定的催化活性状态,从而提高光合效率。本研究从毛果杨中克隆RCA基因并通过遗传转化南林895杨,获得PtRCA高表达的转基因株系,并进行分子检测及相关功能分析,为培育杨树新型高光效抗逆品种提供依据。【方法】基于毛果杨基因组数据库信息克隆PtRCA基因序列,利用生物信息学对PtRCA基因进行功能和结构分析。采用Gateway技术将PtRCA构建到植物表达载体

本研究从毛果杨基因组中克隆一个ＮＲＴ２家族的新基因ＰＴ ＮＲＴ２．７。生物信息学分析显示，其编码的蛋白不存在信号肽及切割位点，属于非分泌蛋白；具有１１个跨膜结构域，亲水区与输水区交替分布，主要分布于细胞膜，而且该基因的亚细胞定位分析显示该蛋白定位于细胞膜，综合以上结果可判断此蛋白为膜蛋白。对其在毛果杨的表达特征分析显示，ＰＴ ＮＲＴ２．７基因主要在叶片中表达，其中成熟叶中的表达量最高；ＰＴ ＮＲＴ２．７基因受硝酸盐诱导并在１ ｈ时达到表达峰值；ＳＡ、ＪＡ、ＧＡ或ＩＡＡ激素处理可诱导ＰＴ ＮＲＴ２．７基因表达，而在ＥＴｈ、ＡＢＡ或ＮＡ Ｃｌ处理下该基因的表达受抑制。利用农杆菌花序侵染法转化野生型．．．

【目的】深入挖掘巨桉脱水素基因EgrDHN家族成员并探讨其应对逆境胁迫的表达模式，从中筛选具有抗逆功能的EgrDHN基因对于培育桉树抗逆新品种具有重要意义。【方法】以巨桉全基因组数据为参考，利用生物信息学筛选鉴定得到巨桉EgrDHN基因家族成员，对其进行生物信息学分析，具体包括进化树分析、蛋白序列比对、启动子顺式作用元件预测等，并基于生信分析结果，对EgrDHN基因家族成员进行低温、高盐和ABA胁迫处理，采用RT-qPCR测定其表达模式，同时对其组织表达特异性进行了测定。【结果】从巨桉基因组中共鉴定出EgrDHN家族9个成员，将其命名为EgrDHN1～EgrDHN9，分布于5条染色体上，根据蛋白质保守序列的特点可分为K_nS、SK_n和Y_nSK_n 3种类型。系统进化树显示植物DHN家族成员可分为4个进化枝，其中第Ⅳ进化枝包含巨桉EgrDHN7、EgrDHN8、EgrDHN9，但不包含任何毛果杨Populus trichocarpa DHN同源基因（PtrDHNs），两者存在明显差异。启动子元件预测分析发现巨桉EgrDHN启动子中含有低温响应（low-temperature response,LTR）等胁迫响应类元件，MYB、MYC等与抗逆性相关以及植物激素响应类顺式作用元件。组织特异性表达分析发现EgrDHN家族成员在根、成熟叶片、子叶中表达量较高，其中EgrDHN2在成熟叶片中表达量最高。非生物逆境胁迫下经RT-qPCR检测发现EgrDHN家族成员中，EgrDHN1在高盐胁迫下表达量下调，在低温和ABA胁迫时上调，而其他成员在低温、高盐、ABA胁迫下均存在上调，其中低温条件下以EgrDHN2、EgrDHN3、EgrDHN4响应最为明显。【结论】大部分EgrDHNs基因参与逆境胁迫响应，且除EgrDHN1在盐胁迫下的表达量下降外其它成员在逆境胁迫下的表达量均上升。

【目的】通过生物信息学分析明确LBD转录因子在葡萄基因组中的数量、结构和非生物胁迫差异表达,为探究LBD转录因子在葡萄非生物胁迫中的作用奠定理论基础。【方法】根据已经报道的拟南芥LBD基因,利用葡萄基因组数据库中的BLAST软件鉴定葡萄基因组中的LBD基因。采用DNAMAN5.0、Clustalx、MapInspect、MEME、GSDS2.0、ExPASy和MEGA5.0等软件进行生物信息学分析。利用PLEXdb中葡萄Affymetrix GeneChip 16K基因芯片数据绘制芯片表达谱。采用qRT-PCR方法检测VvLBD基因家族在逆境胁迫中的表达情况。【结果】从葡萄(Vitis vinifera L.)全基因组中鉴定得到30个LBD基因家族成员,可分为ClassⅠ和ClassⅡ两类,ClassⅠ分为5个亚族,分别是Ⅰa、Ⅰb、Ⅰc、Ⅰd和Ⅰe,ClassⅡ分为2个亚族,分别是Ⅱa和Ⅱb。理化性质分析表明,VvLBD基因家族编码氨基酸数目介于127—386,理论等电点分布在4.77—9.28。定位分析发现,该基因家族的30个基因分布于葡萄19条染色体中的11条染色体上,其中第13染色体上分布最多,有7个基因。多序列比对和motif分析结果表明,VvLBD基因家族具有特定的3个保守结构域,分别是类锌指结构、亮氨酸拉链结构和甘氨酸-丙氨酸-丝氨酸(GAS)结构。亚细胞定位分析表明,VvLBD基因家族主要在叶绿体、线粒体和细胞核中进行表达。VvLBD基因家族的二级结构主要以α-螺旋和不规则卷曲为主。VvLBD基因芯片表达谱分析发现,大部分基因在盐胁迫和PEG胁迫下表达量上升,并且胁迫时间的长短对该基因家族成员的表达也存在差异。qRT-PCR分析结果表明,VvLBD基因家族成员中VvLBD8、VvLBD11、VvLBD12、VvLBD15、VvLBD16、VvLBD17在400 mmol·L-1 NaCl处理条件下呈上调表达,表达量分别是对照的3、1、8、4、5和13倍,VvLBD12和VvLBD19在10%PEG处理条件下呈上调表达,表达量分别是对照的4和26倍。【结论】从葡萄基因组中一共鉴定出30个LBD基因家族成员,分布于11条染色体上,并且结构进化高度保守;所有成员都与逆境相关,但是该基因家族成员在不同逆境胁迫下的响应程度存在一定的差异。