【目的】Wuschel (WUS)相关的同源异型盒(Wuschel-related homeobox,WOX)转录因子家族在植物生长发育中发挥重要作用。本研究旨在探索WOX转录因子在杜仲Eucommia ulmoides中的分布及表达特征。【方法】以杜仲基因组数据库为基础，利用生物信息学方法对杜仲WOX家族进行全基因组鉴定；基于转录组数据分析EuWOXs在叶片发育及杜仲胶形成中的表达特征，通过实时荧光定量PCR (RT-qPCR)检测EuWOXs在‘紫叶’杜仲‘Ziye’叶片不同发育时期的表达模式。【结果】杜仲基因组中共鉴定出8条EuWOXs，分布于8条染色体；EuWOXs蛋白质长度为182～352个氨基酸，理论等电点为5.10～6.47，分子量为20.7～40.4 kDa；亚细胞定位预测EuWOXs均定位在细胞核中，均为亲水性蛋白。根据系统进化关系，杜仲WOX家族包括3个亚家族，分别含2、1和5个EuWOXs基因。EuWOXs均含有内含子，并包含多个基序，启动子中富含激素、胁迫和光周期响应元件。大部分EuWOXs在杜仲叶片中表达量较低，EuWOX13-1随叶片发育表达量逐渐降低，EuWOX13-2在生长叶中表达量最高。【结论】杜仲中有8个EuWOXs基因，EuWOX13-1和EuWOX13-2可能在杜仲叶片发育中发挥重要作用。图10表2参50

【目的】杜仲橡胶是一种多萜类物质，而甲羟戊酸（ＭＶＡ）途径是合成萜类物质的重要途径之一。分析杜仲ＭＶＡ途径相关基因表达的差异，预测杜仲橡胶合成的主要上游途径。【方法】在杜仲幼果和叶片转录组测序的基础上，根据基因功能注释和表达分析，确定ＭＶＡ途径的系列基因，并对其进行表达差异分析。【结果】杜仲橡胶合成的ＭＶＡ途径共涉及２３条Ｕｎｉｇｅｎｅ，分别为３条ｅＵＡＣＯＴ、３条ｅＵＨＭｇＳ、８条ｅＵＨＭｇＲ、２条ｅＵＭＫ、１条ｅＵＰＭＫ和６条ｅＵＭＤＰ基因。根据转录组ＲＰＫＭ（ＲｅＡＤＳ ＰｅＲ ＫｉｌＯ ｂＡＳｅＳ ＰｅＲ ＭｉｌｌｉＯｎ ＲｅＡＤＳ）数据对基因表达差异进行分析，结果表明杜仲ＭＶＡ途径中．．．

利用辣椒的全基因组数据从辣椒中鉴定出了10个WOX基因，并按照其在染色体上的分布顺序命名为CaWOX1、CaWOX2、 CaWOX3、…、CaWOX10，对它们的理化性质、染色体定位、与番茄的进化关系、蛋白保守基序、组织表达水平及在高温(42℃)、低温(10℃)胁迫下的表达水平进行分析。结果表明：辣椒WOX基因家族各成员的理化性质差异较大，10个家族成员编码的氨基酸长度为127～318 aa，蛋白相对分子质量为14 740～36 070，开放阅读框长度为384～957 bp，蛋白理论等电点(PI)为5.66～10.01；在染色体上的分布较为均匀，大部分分布在染色体的两端；系统进化树分析表明，辣椒WOX基因家族可分为现代、中间、古代3支，与番茄进化关系一致；蛋白保守基序显示，除CaWOX3外，其余蛋白都含有Motif1与Motif2，且二者总是紧密相连出现；组织表达水平分析表明，除了部分CaWOXs具有特异性表达模式外，大部分成员在组织中不表达或弱表达；高温、低温处理能够刺激或抑制WOX基因家族成员的表达。

利用辣椒的全基因组数据从辣椒中鉴定出了10个WOX基因，并按照其在染色体上的分布顺序命名为CaWOX1、CaWOX2、 CaWOX3、…、CaWOX10，对它们的理化性质、染色体定位、与番茄的进化关系、蛋白保守基序、组织表达水平及在高温(42℃)、低温(10℃)胁迫下的表达水平进行分析。结果表明：辣椒WOX基因家族各成员的理化性质差异较大，10个家族成员编码的氨基酸长度为127～318 aa，蛋白相对分子质量为14 740～36 070，开放阅读框长度为384～957 bp，蛋白理论等电点(PI)为5.66～10.01；在染色体上的分布较为均匀，大部分分布在染色体的两端；系统进化树分析表明，辣椒WOX基因家族可分为现代、中间、古代3支，与番茄进化关系一致；蛋白保守基序显示，除CaWOX3外，其余蛋白都含有Motif1与Motif2，且二者总是紧密相连出现；组织表达水平分析表明，除了部分CaWOXs具有特异性表达模式外，大部分成员在组织中不表达或弱表达；高温、低温处理能够刺激或抑制WOX基因家族成员的表达。

以已知拟南芥和水稻生长素响应因子（ＡＲＦ）蛋白质序列对毛竹基因组数据库进行比对分析显示，毛竹基因组编码３９个ＡＲＦ转录因子；通过生物信息学软件对毛竹ＡＲＦ基因家族进行分析显示，毛竹ＡＲＦ基因家族具有进化上的保守性；采用ＲＴ－ＰＣＲ技术研究毛竹竹笋形成过程中ＡＲＦ基因家族的动态变化，结果显示，在竹笋形成过程中ＡＲＦ１８和１１－２基因分别在笋芽萌动和笋体形成过程中发挥调控作用，而ＡＲＦ６－２基因参与竹笋发育的各个阶段．

WOX转录因子作为植物特异性转录因子，在植物生长发育及非生物胁迫响应过程中发挥了重要作用，探究珍珠粟WOX家族基因的详细特征及功能有助于进一步解析其在珍珠粟生长发育各个环节中的调控过程.本研究在珍珠粟基因组中共鉴定得到15个WOX家族基因成员.利用生物信息学方法对蛋白理化性质、亚细胞定位分析表明，珍珠粟WOX家族蛋白成员大部分为不稳定酸性亲水蛋白，大多定位在细胞核中.对基因上游启动子区域分析表明，在WOX家族基因启动子区域存在大量与光响应、植物激素响应、抗逆性、生长发育相关的顺式作用元件.保守基序分析发现了2个构成WOX家族基因成员特有结构域的基序.为探究珍珠粟与其他物种的进化关系，构建珍珠粟、拟南芥、水稻、紫象草物种间系统发育进化树并将其分为古代支、中间支、现代支，同一分支下基因成员基序的个数、次序具有相似性.实时荧光定量PCR检测表明，珍珠粟WOX家族基因成员的表达模式具有明显的组织特异性.本研究为深入探讨珍珠粟WOX家族基因的功能提供了有价值的信息.

热休克蛋白(HSPs)是一类广泛存在于原核和真核生物细胞的亚细胞区室中具有高度保守性的蛋白质，具有参与蛋白质折叠、蛋白质修复和免疫等多种功能，在机体生长发育过程中发挥重要作用。为进一步研究日本对虾(Penaeus japonicus) hsp基因家族特征及在胚胎发育时期的表达特征，本研究通过生物信息学技术对日本对虾hsp进行鉴定，并对其结构域、基因结构、染色体定位、编码蛋白的理化性质和在胚胎不同发育时期的表达特征进行分析，鉴别出15个Pjhsp基因，包括1 个Pjhsp10、2个Pjhsp20、2个Pjhsp40、1个Pjhsp60、6个Pjhsp70和3个Pjhsp90，其中，7个蛋白的理化性质较稳定，不稳定系数小于40；亚细胞定位结果显示，7个PjHSP定位到细胞质，2个定位到细胞核，2个定位到细胞外基质，2个定位到内质网，2个定位到线粒体。Pjhsp基因家族中Pjhsp40-15.349、Pjhsp70-39.287和Pjhsp70-1.298等在胚胎时期大量表达；Pjhsp20、Pjhsp70-3.662、Pjhsp70-15.369、Pjhsp70-32.916和Pjhsp90-12.759等在幼体发育时期大量表达。本研究明确了日本对虾hsp家族的基因特征、系统进化关系及其在发育时期的表达规律，丰富了日本对虾hsp家族的基础信息，为进一步探讨该家族在日本对虾生长发育中的作用提供了参考。

【目的】利用基因组和转录组数据鉴定分析花发育相关的MADS-box基因家族成员的结构特征及表达模式，为柳属花被缺失的分子机制研究提供理论依据。【方法】通过生物信息学方法鉴定柳属的长梗柳(Salix dunnii)、欧蒿柳(S.viminalis)、红皮柳(S.purpurea)的MADS-box基因家族成员，并对3种柳树花发育相关的MADS-box基因系统发育关系、基因复制和丢失、基因结构和理化性质进行分析。根据雌雄花芽的转录组数据分析长梗柳花发育相关基因在花芽不同发育阶段的表达模式。【结果】在长梗柳、欧蒿柳和红皮柳中分别鉴定出82、82和98个MADS-box家族基因。3种柳树的花发育相关基因经历了基因复制和丢失，相同亚类基因结构和保守结构域相似，但部分A、B、C和E亚类基因的K-box结构域缺失。长梗柳花发育相关基因的表达结果显示，在雌花和雄花中具有不同的表达模式。其中，B亚类SdMADS26和SdMADS4基因表达量均偏低。【结论】柳属植物花发育相关基因中部分成员的基因结构和表达模式发生了变化，推测这些变化可能与柳属花被缺失相关。

【目的】全基因组鉴定苦荞WOX(WUSCHEL-related homeobox)基因,揭示其基因家族成员序列特征、基因表达模式及与出愈率的相关性,为突破苦荞再生及遗传转化难题提供理论基础。【方法】基于同源性搜索策略,以拟南芥WOX基因蛋白为参考序列,进行苦荞全基因组比对,获得苦荞WOX基因家族成员蛋白及核酸序列。基于蛋白同源性及保守结构域分析,鉴定出苦荞WOX基因家族所有成员。同时使用TBtools软件展示FtWOXs家族成员基因结构、保守结构域及启动子顺式作用元件特征。比较分析WOX基因家族成员在苦荞与拟南芥之间的基因组共线性。基于邻近法,利用MEGA X软件构建苦荞、拟南芥和水稻WOX基因家族成员蛋白序列系统进化树。以MS+2,4-D 3.0 mg·L~(-1)+6-BA 1.0 mg·L~(-1)为愈伤诱导培养基,下胚轴为外植体,选取70份苦荞品种诱导愈伤组织,评价不同基因型的出愈率。qRT-PCR比较分析高、低出愈率苦荞品种间FtWOXs基因表达水平。基于Pearson相关系数分析出愈率与FtWOXs基因家族成员表达相关性。【结果】共鉴定出30个苦荞WOX基因成员,在苦荞8条染色体上呈现不均匀分布。系统进化树表明30个苦荞WOX基因可划分为3大类,不同类群中WOX基因包含不同的保守结构域,主要的保守结构域为HD(Homeodomain)、START和MEKHLA结构域。保守基序分析表明,FtWOXs基因家族成员所含保守基序数目的范围为2—10个。基因结构分析表明,FtWOXs基因家族成员所含外显子数目的范围为2—18个。顺式作用元件分析表明FtWOXs基因启动子富含26个不同种类的顺式作用元件。系统进化分析表明,30个苦荞、15个拟南芥和12个水稻WOX基因家族成员可分为3类,其中第3类为苦荞独有。基因组共线性分析表明,6个WOX基因在苦荞和拟南芥之间存在基因组共线性。表达模式及相关性表明,FtWOX1/FtWOX12/FtWOX22/FtWOX23/FtWOX24与苦荞出愈率存在正相关性。【结论】苦荞FtWOXs成员存在丰富的序列变异特征,不同苦荞基因型中WOX基因表达水平及出愈率存在明显差异和一定的相关性,揭示不同苦荞WOX基因具有潜在的功能多样性。

杜仲(Eucommia ulmoides Oliv.)属杜仲科,仅1属1种,是中国重要的名贵经济树种。‘红叶’杜仲(Eucommia ulmoides‘Hongye’)叶片红褐色,极具观赏价值,且药用价值突出,2009年通过河南省林木良种审定。目前对‘红叶’杜仲生理特征及呈色规律研究较少。本论文以‘红叶’杜仲、‘小叶’杜仲(Eucommia ulmoides‘Xiaoye’)以及‘密叶’杜仲(Eucommia ulmoides‘Miye’)三个品种苗期的叶片为研究材料,对其表型性状、微观构造、内部各活性成

【目的】鉴于sirtuin家族基因重要而多样性的功能,从家蚕全基因组中鉴定sirtuin家族基因,并进行基因结构、蛋白结构及其理化性质、基因进化、组织表达芯片分析及在不同组织中的定量表达情况分析,为研究家蚕sirtuin家族基因的功能和推动家蚕模式生物系统化的研究奠定基础。【方法】基于家蚕基因组数据库,通过生物信息学手段,利用比较基因组学方法,鉴定家蚕sirtuin家族成员;开放阅读框(ORF)的预测用ORFfinder进行;使用SIM4进行ORF的内含子和外显子的预测;用GSDS和ExPaSy在线工具分别进行基因结构图和蛋白序列理化性质的预测;用CLUSTAL_X软件进行多序列联配及对其二级...

以杜仲果实和叶片转录组为基础,研究了MEP途径系列基因的表达差异,为杜仲基因的克隆、功能鉴定及重要成分的分子积累机理研究提供重要的依据。结果表明,杜仲转录组中共42条Unigene被MEP途径注释。DXS的DXS2和DXS3在幼果和叶片中表达量具有显著差异,且DXS2在幼果和叶片中的表达量最高;该酶在幼果和成熟果实中有7条Unigene被注释,其中DXS6在成熟果实中特异表达,的表达量具有显著差异。DXR在幼果和叶片中有4条Unigene被注释,其中DXR1、DXR2、DXR3的表达量具有显著差异;该酶在幼果和成熟果实中有3条Unigene被注释,其中DXR3在成熟果实中特异表达,3条Unig...

【目的】克隆杜仲黄酮醇合成酶基因(Fls)全长,对其开放阅读框(ORF)进行原核表达分析。【方法】以杜仲叶片为材料提取总RNA,采用反转录聚合酶链式反应(RT-PCR)和cDNA末端快速扩增(RACE)技术克隆杜仲Fls基因;Fls基因的ORF经限制性内切酶酶切,构建其原核表达载体pET-28a-Fls;最后利用IPTG诱导Fls基因在大肠杆菌BL21(DE3)中表达。【结果】获得了黄酮醇合成酶基因全长序列,长度为1 220bp,ORF为1 011bp,编码336个氨基酸;成功构建了原核表达载体pET-28a-Fls;利用IPTG诱导Fls在BL21(DE3)中表达,SDS-PAGE电泳结果显...

【目的】克隆并解析枇杷(Eriobotrya japonica(Thunb.)Lindl.)中参与调控叶片生长发育的EjGRF5及其启动子序列的结构特征,研究其在不同倍性枇杷中的表达特性,为进一步研究该基因调控不同倍性枇杷叶片生长势差异的机理奠定基础。【方法】从转录组测序数据中挖掘枇杷EjGRF5的参考序列,以此序列设计引物,并以‘龙泉1号’四倍体枇杷基因组DNA为模板扩增EjGRF5全长,参照EjGRF5参考序列获得其CDS序列。利用Bioedit7.2及Signal P4.1对EjGRF5的CDS序列及其蛋白的理化性质进行分析;采用Mega7.0软件构建EjGRF5和其他物种GRF5的系统进化树;采用Loc Tree3及Soft Berry Prot Comp9.0在线软件对EjGRF5蛋白进行亚细胞定位预测;采用染色体步移的方法克隆EjGRF5的启动子序列,并利用Plant CARE在线软件对克隆得到的EjGRF5启动子序列进行生物信息学分析;采用RT-PCR技术对EjGRF5在三倍体枇杷及其亲本(4x、2x)中的表达差异进行初步分析。【结果】将测序结果与转录组测序的参考序列进行比对发现,EjGRF5全长为1 386 bp,含有3个外显子,2个内含子,内含子全长399 bp,CDS全长987 bp。进化树分析表明,枇杷EjGRF5与蔷薇科的其他植物高度同源,且与白梨的亲缘关系最近。亚细胞定位预测结果显示,枇杷EjGRF5蛋白定位于细胞核中。启动子分析显示,EjGRF5启动子区域含有多个顺势作用元件,包括脱落酸、乙烯、高温、厌氧诱导、赤霉素和光响应元件,并且光响应元件多达11个。qRT-PCR结果显示,除F1代A-6和B-3外,其余三倍体子代EjGRF5表达量相对于中间亲本值(MPV)都发生了不同程度的上调,其中A-3的表达量是其MPV的20倍,A-5表达量是其MPV的18倍左右。【结论】获得了与枇杷叶片生长发育相关的EjGRF5、CDS序列及其启动子序列,EjGRF5在三倍体枇杷叶片中的表达呈现出上调趋势。

以普通栽培番茄(Lycopersicon esculentum)品种桃太郎为试材,通过半定量RT-PCR方法研究了5个转化酶基因在果实不同发育阶段不同部位的表达,并进一步研究了苗期番茄在亚高温、亚低温、NaCl盐胁迫和渗透胁迫下转化酶基因的表达变化。结果表明:果实膨大期主要受Lin5、Lin6和Lin8表达的调控;绿熟期仅有Lin8在发挥作用,而在果实完熟期Lin6、Lin8和AI2的表达明显。这说明在番茄果实发育的不同时期及果实的不同发育部位都受到酸性转化酶基因家族的不同成员的共同调控。亚适温对AI2的影响最明显,无论是亚低温还是亚高温,均能明显抑制AI2的基因表达;而对细胞壁束缚性的转化酶...