[目的]Shaker基因家族在植物应对低钾环境胁迫和盐胁迫过程中发挥重要作用。杜梨是我国梨生产中应用较广的砧木,鉴定梨Shaker基因家族并研究其在杜梨低钾和盐胁迫下的响应,为提高杜梨耐低钾和盐胁迫提供理论依据。[方法]结合已公布的梨全基因组及拟南芥基因组相关数据,鉴定梨Shaker基因家族成员并分析其进化特征,通过RT-qPCR技术分析在低钾和盐胁迫下基因在杜梨幼苗根部表达特征。[结果]在全基因组中鉴定出9个梨Shaker家族的候选基因,这些基因分布在梨7条染色体上,根据进化分析将其分为5个亚族(Ⅰ—Ⅴ)。家族成员氨基酸序列大小、相对分子质量和等电点分别为587～1 481、(67.91～168.80)×10~3和6.23～8.80,亚细胞定位预测显示该家族成员主要定位于细胞质膜。基因结构分析发现,各亚族具有相似的外显子/内含子结构,但外显子和内含子数量不同。启动子顺式作用元件分析结果表明,PbShaker的启动子含有与抗氧化剂、低温、激素、干旱胁迫等相关的顺式作用元件。杜梨幼苗根中PbAKT1.1、PbAKT2/3和PbKC1.2在低钾胁迫15 d的表达量均明显上调,而盐胁迫下所有基因表达量均明显上调。PbAKT1.1/1.2和PbKC1.1在轻度盐胁迫下表达量高于重度盐胁迫的表达量,表明重度盐胁迫抑制其转录丰度;PbKC1.2随盐胁迫程度增加其表达量增加。[结论]梨Shaker基因家族成员在低钾和盐胁迫下有不同程度的响应,表明其在耐低钾和耐盐方面可能有不同的作用机制。

通过鉴定红麻全基因组中WRKY基因家族所有成员，并分析其在盐胁迫下的表达特征，从而为研究WRKY基因家族成员在红麻响应盐胁迫过程中的生物学功能奠定坚实基础。利用生物信息学的方法对红麻全基因组中的WRKY基因家族成员进行鉴定，并对WRKY基因家族各成员的理化性质、系统发育和保守功能域进行分析，同时利用实时荧光定量PCR技术分析盐胁迫下WRKY基因家族各成员的表达特征。结果表明，共鉴定出33个WRKY基因家族成员，且该基因家族成员不均匀地分布在12条染色体上，每个基因家族成员的理化性质如氨基酸数目、分子质量、理论等电点都存在一定的差异，且每个基因家族成员的氨基酸保守序列WRKYGQK没有发生变异。红麻和拟南芥的WRKY基因家族系统进化树分析表明，33个WRKY家族成员分成了3个类群，GroupⅠ、GroupⅡ、GroupⅢ,其中GroupⅢ包含了5个亚组。实时荧光定量PCR技术分析结果表明，盐胁迫诱导表达的WRKY家族成员有26个，其中23个具有正向调控作用，3个具有负向调控作用。共鉴定出红麻WRKY家族成员33个，其中26个WRKY家族成员参与了红麻盐胁迫响应过程。

【目的】类胡萝卜素裂解双加氧酶(CCD)催化多种类胡萝卜素裂解成更小的分子，这一过程对于植物的生长、发育和对非生物胁迫的响应至关重要。深入理解类胡萝卜素的生物合成和降解机制，对精确调控其在植物体内的含量至关重要。【方法】选取中国本土品种旱柳（Salix matsudana）为实验材料，利用旱柳的全基因组数据库，采用构建系统进化树、分析顺式作用元件、探究保守基序和基因结构、进行共线性分析、构建蛋白互作网络、GO注释分析，以及转录组分析等方法，对旱柳CCD家族成员(SmCCD)进行鉴定分析。【结果】从旱柳基因组中成功鉴定出17个CCD基因，这些SmCCD成员被归类为两个亚家族：SmCCD和SmNCED。SmCCD亚家族进一步细分为SmCCD1、SmCCD4、SmCCD7和SmCCD8等类别。共线性分析揭示片段重复是导致SmCCD基因扩增的关键因素。通过对比杨树、拟南芥、水稻与旱柳之间的基因共线性分析，发现杨树与旱柳和拟南芥之间的基因对数量多于旱柳与水稻之间的基因对，这表明旱柳与杨树等双子叶植物之间存在较近的进化关系。转录组分析结果表明，SmCCD基因在旱柳遭遇盐胁迫和淹水胁迫时表达水平显著变化，这暗示该基因在旱柳适应环境压力中可能发挥的关键作用。【结论】揭示SmCCD基因家族的多样性和在环境胁迫下的表达模式，为理解旱柳的适应性和进化关系提供新的分子证据。这有助于指导旱柳的育种和生态恢复工作，以应对环境变化的挑战。

【目的】为进一步研究WRKY基因家族在调控栀子盐胁迫中的功能作用、培育栀子抗盐新品种。【方法】利用生物信息学方法对栀子WRKY基因家族成员（GjWRKY）进行全基因组鉴定和相关分析。【结果】共鉴定出47个WRKY基因，非均匀地分布在10条染色体上，通过系统发育树将其分为3大组：Group Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ。GjWRKY基因以串联重复为主要扩增方式，且多数基因成员含有3个外显子。GjWRKY基因家族启动子2000 bp区域含有大量激素类和胁迫类响应顺式作用元件。46个GjWRKY基因在中度（MS）和重度盐胁迫（SS）下具有不同程度的高表达，部分GjWRKY基因产生特异性表达，17个GjWRKY基因表现为上调表达，推测这部分GjWRKY基因可能起正调控作用。【结论】GjWRKY基因在栀子抗盐胁迫中发挥了重要作用。

芦竹（Arundo donax L.）生长周期短、纤维素及粗蛋白含量高，在燃烧过程中能够产生较高的热值，是一种新型的经济能源饲草，具有广阔的应用前景。TCP是一类植物特有的转录因子，在调控植物生长发育过程中具有重要作用，但目前该基因家族在芦竹中的分布以及生物学功能未见报道。本研究以芦竹为对象，利用生物信息学方法对AdTCP基因家族的基本理化性质、染色体定位、基因间的共线性关系、基因结构、蛋白的保守基序、多序列比对及与其他物种的亲缘进化关系进行了系统分析，运用实时荧光定量PCR测定了盐胁迫下7个AdTCP基因的相对表达量。结果表明，芦竹含有37个AdTCP基因，分布在不同染色体上。其蛋白理化性质各不相同，且均为亲水性、不稳定蛋白，多数定位在细胞核中。该家族基因结构中均只含有外显子，无内含子，共线性分析鉴定出22个片段复制基因对；其家族蛋白包含15个不同的保守基序，序列相似性为30.52%。通过与拟南芥、水稻TCP基因进行亲缘关系比较，结果发现82个TCPs可以分为TCP-P和TCP-C两大亚家族，其中TCP-P仅包含PCF分支，而TCP-C包含CYC与CIN两个分支。随着盐胁迫浓度的升高，7个AdTCP基因的表达量呈现先上升后下降的趋势，说明AdTCP参与盐胁迫响应过程。本研究为解析芦竹基因功能及创制芦竹新种质奠定基础。

[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。

WRKY转录因子在植物生长和防御反应的调控中发挥着重要作用。为了探究WRKY基因家族在板栗抗旱中的功能，对板栗WRKY基因家族成员进行了鉴定，对其编码蛋白的理化性质、系统发育、结构等进行分析，并通过转录组测序和qRT-PCR技术分析其在干旱胁迫下的表达特征。通过生物信息学技术在板栗中共鉴定到65个WRKY基因家族成员，将其分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3组，其中Ⅱ组根据其结构和系统发育关系分为5个亚组。WRKY基因的结构和保守基序分析表明，外显子数目为1～7个，同一亚组的外显子数目和基序分布类似。WRKY基因保守结构域发生了一定的变异，包括WRKY七肽结构域的缺失，锌指结构的缺失，七肽结构域变异为WRKYGKK、WRKYGRK和WRKYGRK等。转录组测序数据表明，有4个WRKY基因家族成员在样品中没有表达，干旱胁迫诱导表达的WRKY基因家族成员表达量上调的有49个，而表达量下调的WRKY家族成员有11个。以上结果表明，板栗WRKY基因在对干旱胁迫的响应中发挥了重要作用。

蒙古栎（Quercus mongolica Fisch. ex Ledeb.）是中国东北次生落叶阔叶林的主要建群树种之一，耐干旱耐贫瘠。植物MYC转录因子可以响应干旱胁迫。基于蒙古栎全基因组数据，利用生物信息学手段对QmMYC基因家族进行结构和功能预测，结果显示，QmMYCs有11个成员，命名为QmMYC1～11，分为4个组，其CDS长度和编码氨基酸长度分别介于1293～2139bp和430～712aa之间，分子量为48～79KDa，二级结构由α-螺旋、延伸链和无规则卷曲组成，均为不稳定亲水蛋白并被定位到细胞核上，且每个组内基因和蛋白结构较为相似。11个QmMYCs分别定位到蒙古栎的6条染色体上。QmMYCs启动子区域存在多个与蒙古栎激素调节和逆境等相关的顺式作用元件。qRT-PCR分析显示，除QmMYC11外，其余QmMYCs均受到10%PEG6000模拟干旱胁迫的显著影响：QmMYC5/8/9和QmMYC1/3/4/6/7分别是胁迫6h和12h的主要响应因子，其中QmMYC4响应最显著，12h后多数基因表达下调，而QmMYC2/10表达有一定滞后性，于24h表达最高。研究结果对于进一步认识QmMYC基因家族，阐明QmMYCs在蒙古栎抵御干旱胁迫时的生物学功能提供参考依据。

【目的】WRKY转录因子在植物响应低温胁迫中发挥重要的调控作用，但丝瓜[Luffa cylindrica（L.) Roem.]WRKY基因家族的全基因组鉴定及其响应低温胁迫分子机制的报道较少。【方法】本研究采用生信数据处理等方法全基因组鉴定丝瓜WRKY基因家族，分析丝瓜WRKY基因家族特点、功能及表达情况，并利用LC-MC技术检测丝瓜响应低温胁迫分子机制。【结果】丝瓜全基因组中共鉴定出62个LcWRKYs，非均匀地分布在13条染色体上；系统进化树分析发现，丝瓜WRKY成员被分成3大类群(Ⅰ-Ⅲ)，第Ⅲ类群又被分成5个亚群(Ⅲa-e)；共线性分析发现，丝瓜和拟南芥(Arabidopsis thaliana) WRKY基因家族之间具有共线基因对56个，LcWRKYs基因之间具有片段复制基因对17个；分析启动子发现，LcWRKYs启动子具有顺式调控元件，多种与激素和逆境响应等相关；低温胁迫表达分析发现，4个LcWRKYs受低温胁迫显著上调表达；基于LC-MC检测获得激素JA、MEJA、SA、ABA含量，分析丝瓜响应低温胁迫分子机制，LcWRKYs含有茉莉酸甲酯、脱落酸、水杨酸响应元件，可能参与调节丝瓜的生物学过程及逆境胁迫响应。【结论】该研究结果为解析WRKY基因在丝瓜低温胁迫响应中的作用以及WRKY基因家族的进一步功能分析提供新信息，并为后续耐低温LcWRKY功能、编辑等研究提供基础，为创制耐寒材料及培育丝瓜耐寒品种提供技术支持。

【目的】最近在植物中发现了一类Ca2+传感蛋白——类钙调磷酸酶B亚基蛋白CBL(calcineurin B-likeproteins),CBL及其靶蛋白CIPK(CBL-interacting protein kinase)构成CBL/CIPK信号网络系统,在植物干旱、盐渍、低温等逆境胁迫应答中起重要作用。鉴定梨基因组中CBL家族基因成员,对其基因进化、结构与表达特征进行分析,为植物CBL基因功能分析与利用提供依据。【方法】通过生物信息学手段,结合梨基因组注释信息,鉴定梨CBL家族成员序列信息;利用MEGA6.0程序进行多序列比对、分类并构建系统进化树;利用per1程序、GSDS工具以及Clu...

【目的】探究NAC基因在香樟(Cinnamomum camphora)生长发育及其在盐胁迫下发挥的重要作用，为进一步阐明香樟在盐胁迫下的响应机理奠定基础。【方法】对香樟全基因组NAC基因进行鉴定和生物信息学分析，探究香樟非生物胁迫的响应模式。通过对香樟NAC家族成员进行鉴定，并从理化性质、系统进化分析、保守基序、基因结构、染色体定位、物种间共线性、顺式作用元件预测和表达模式等方面进行系统分析。【结果】共鉴定出103个香樟NAC基因，氨基酸数量介于137～1136个，等电点在4.54～10.00，相对分子质量在15 644.40～129 859.29 u，平均疏水性全部为负值，均为亲水蛋白，亚细胞定位预测定位在细胞核和细胞质中；通过与拟南芥(Arabidopsis thaliana)NAC基因序列构建系统发育进化树发现，香樟NAC基因被划分为16个亚家族，其中NAM亚家族成员最多，有17个香樟NAC基因，还有25个香樟NAC基因未参与分组；保守基序和基因结构分析发现，香樟NAC基因包含有2～8个内含子和10个motif，其中motif3在香樟基因遗传进化中趋于稳定，motif9和motif10多数分布在NAM亚家族中；染色体定位和复制事件分析发现，103个NAC基因分布在12条染色体中，基因分布最多的是Chr02号染色体（13个CcNAC基因），最少的是Chr10和Chr11（各2个基因），片段复制为香樟NAC家族的主要扩增方式；多物种共线分析发现，香樟与牛樟(Cinnamomum kanehirae)NAC基因形成162对共线基因，多于其它物种，说明香樟NAC基因与牛樟之间的同源进化关系比其他物种更密切；香樟NAC基因启动子中含有多个非生物胁迫、生长发育和激素类响应元件；qRT-PCR结果表明，在叶中，CcNAC058和CcNAC092基因的表达水平在低盐胁迫下达到最大。在根中，CcNAC007、CcNAC033、CcNAC058和CcNAC092基因的表达随着盐浓度的增加而增加。【结论】NAC基因家族在香樟的生长发育进程中可能参与盐胁迫响应过程，在盐胁迫下CcNAC092、CcNAC058基因在叶片、根部均具有明显的响应，推测CcNAC058、CcNAC092是促使香樟在盐胁迫下能产生自我防御行为的关键基因。

【目的】研究LBD（Lateral organ boundaries domain） 基因家族在调控高粱干旱胁迫中的作用，为高粱（Sorghum bicolor）耐旱分子育种提供依据。【方法】利用生物信息学的方法鉴定高粱基因组中的LBD基因家族，对其理化性质、染色体分布、系统进化、基因结构、保守基序、顺式调控元件以及组织表达模式进行分析。【结果】鉴定出32个LBD基因，不均匀地分布在除6号染色体外的9条染色体上；系统发育树分析将其分为Class ?和Class II两组，均含有CX₂CX₆CX₃C结构域，其中Class ?有25个家族成员，含有相对完整的GAS和LX₆LX₃LX₇L结构域，Class II有7个家族成员，甘氨酸组成的保守序列均为GRA，LX₆LX₃LX₇L结构域不完整。同一组内的成员保守结构域蛋白序列一致性更高，基因结构和保守基序高度相似；系统进化分析发现高粱LBD蛋白与单子叶植物的同源性大于双子叶植物；顺式调控元件分析发现，SbLBD启动子序列中光响应元件G-box、脱落酸响应元件ABRE数量最多，其次是茉莉酸甲酯响应元件CGTCA-motif和厌氧诱导响应元件ARE，另外检测到低温响应元件LTR和干旱诱导元件MBS。表达分析发现，Class II中的7个成员和Class ?中的SbLBD24在高粱各生育期和多数组织中表达量均较高。在模拟干旱处理下，高粱幼苗中SbLBD6下调表达，SbLBD26上调表达。【结论】不同组SbLBD基因保守序列存在差异。高粱LBD家族基因可以响应低温、干旱、光强和光周期等多种逆境条件，且具有组织表达特异性。SbLBD6和SbLBD26可能在高粱干旱胁迫响应中具有重要作用。

【目的】WRKY转录因子在植物应对生物和非生物胁迫中起重要调控作用。油茶是我国南方丘陵地区重要的经济树种，常受各种逆境胁迫影响。深入挖掘油茶WRKY基因家族成员并探讨其应对逆境胁迫的表达调控模式具有重要意义。【方法】以油茶全基因组数据为参考，利用生物信息学方法，鉴定分析了CoWRKYs基因家族成员，并基于油茶逆境胁迫的相关转录组数据，明确CoWRKYs在低磷、干旱和低温等非生物胁迫下的表达模式，最后基于qRT-PCR方法解析CoWRKYs在不同逆境胁迫下的瞬时表达特征。【结果】CoWRKYs基因家族包含89个成员（CoWRKY1～CoWRKY89）。根据系统发育特征可将其分为3大类，I类、II类和III类的数量分别为20、55和14。保守基序分析表明，进化关系密切的CoWRKYs蛋白具有相同或相似的基序组成。CoWRKYs在低磷、干旱、低温等非生物胁迫下表达谱分析的结果显示，65个CoWRKYs呈现显著表达差异，其中17个CoWRKYs同时受三种非生物胁迫的调控，且大部分基因在逆境胁迫下表现为上调表达，推测这些CoWRKYs在油茶的非生物逆境胁迫中可能起正调控作用。qRT-PCR结果表明，5个基因（CoWRKY11、CoWRKY14、CoWRKY20、CoWRKY29和CoWRKY56）在低磷、干旱和高盐胁迫下均被诱导表达，但不同基因在各逆境胁迫下的表达模式存在差异。其中，CoWRKY14在低磷胁迫24 h表达量是对照组的44倍（P <0.05），呈现高表达模式，推测其在油茶干旱胁迫响应中具有重要作用。【结论】大部分CoWRKYs基因参与油茶抗逆胁迫响应，且表现为正向调控。其中CoWRKY11、CoWRKY14、CoWRKY20、CoWRKY29和CoWRKY56在低磷、干旱和盐胁迫下可以被快速诱导激活，参与油茶逆境胁迫响应。本研究为油茶WRKY转录因子的进一步功能分析奠定了理论基础，为油茶抗逆品质的遗传改良提供参考依据。

【目的】本研究旨在鉴定油松生长素响应基因SAUR家族，分析其基本特征及其在干旱胁迫中的作用，以期为油松及其他针叶树SAUR基因家族功能解析提供参考。【方法】以油松全基因组数据信息为基础，blast比对鉴定出SAUR基因家族，通过生物信息学方法分析其基因结构、氨基酸特性、染色体定位、基因进化、基因功能，并通过RNA-Seq数据分析其在干旱胁迫下的表达模式。【结果】（1）在油松中共鉴定出66个SAUR家族基因，命名为PtSAUR1～PtSAUR66，其中60个SAUR家族成员不均匀地分布在9条染色体上，多呈现簇状分布。（2）蛋白理化特征分析结果表明，76%的SAUR蛋白呈碱性；亚细胞预测结果显示，74%的SAUR蛋白可定位到细胞核中。（3）油松与银杏和巨杉SAUR基因的共线关系结果显示：与银杏相比，油松与巨杉的同源关系更近。（4）顺式作用元件预测结果显示：SAUR家族基因的启动子中预测到多种激素（茉莉酸甲酯、脱落酸、生长素等）、非生物胁迫（低温、干旱等）相关的顺式作用元件，其中茉莉酸甲酯相关的元件数最多，生长素相关的元件数最少。（5）系统进化分析显示：油松SAUR家族蛋白可分为7个类群，油松中既存在相近于被子植物的SAUR蛋白，也存在前期分离出来的油松独有的SAUR蛋白。（6）RNA-Seq数据分析结果显示：油松SAUR基因家族对于干旱胁迫具有一定的调节作用，其中PtSAUR23、PtSAUR59和PtSAUR66 3个基因成员变化显著，推测为抗旱的关键基因。【结论】油松SAUR家族基因可参与调控干旱胁迫，PtSAUR23、PtSAUR59和PtSAUR66可能在这个过程中起到关键的作用。

从甘蔗栽培种R570基因组数据库中挖掘到60个ShWRKY(ShWRKY1～ShWRKY600)基因,分布于10条染色体上,每条染色体上有3～13个ShWRKY基因.系统进化树分析表明60个ShWRKY蛋白中,属于Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ类的分别有10、32和18个.所有ShWRKY家族成员皆为亲水性核定位蛋白,且除ShWRKY13为稳定蛋白外,其余家族成员都不稳定.ShWRKY基因家族的外显子数目为1～5个,保守基序数目为3～7个.启动子区域序列预测显示,ShWRKY基因包含多个与胁迫、生长发育和激素响应相关的顺式作用元件.表达谱分析显示,ShWRKY基因在甘蔗不同组织中差异表达,且参与对黑穗病菌胁迫的响应过程.RT-qPCR检测结果显示,接种黑穗病菌7 d后,ShWRKY37基因在2个甘蔗抗病品种和1个感病品种中上调表达,而在另外1个感病品种中下调表达;ShWRKY51基因则在抗病品种中下调表达,而在感病品种应答早期(1 d)上调表达.