[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

【目的】对毛竹Phyllostachys edulis ICE基因家族进行鉴定及分析，找出响应毛竹抗寒关键家族成员，研究毛竹ICE基因的生物学功能、响应低温胁迫的分子机制及遗传转化，为提高毛竹抗寒性奠定理论基础。【方法】利用生物信息学方法分析毛竹ICE基因家族成员，并对4、0、-2℃低温处理0(对照)、0.5、1.0、24.0、48.0 h的毛竹生理指标和ICE基因的表达模式进行分析。【结果】共鉴定了4个毛竹ICE基因。保守结构域和多重序列比对分析表明：PeICE基因结构高度相似。系统发育关系及启动子顺式作用元件分析显示：PeICE基因与水稻Oryza sativa亲缘关系更近，同时存在大量与非生物胁迫相关的顺式作用元件。活性氧自由基(ROS)染色发现随着处理时间增长，ROS染色逐渐加深，但是其0℃处理24.0 h、-2℃处理1.0 h后染色逐渐减弱。脯氨酸(Pro)质量摩尔浓度、超氧化物歧化酶(SOD)活性显示：4和0℃条件下，Pro质量摩尔浓度和SOD活性整体增加，但-2℃时低于对照。过氧化物酶(POD)活性显示：在3个低温处理下均增加。ICE基因表达模式分析发现：4、0℃处理时PeICE表达量整体增加，且都以PeICE3增量最明显；而-2℃处理下PeICE整体表达量水平低于对照。【结论】随着温度降低和处理时间增强，毛竹受到的损伤不断增强，其内酶活系统以及ICE基因积极响应低温胁迫，其中，PeICE3对低温胁迫最为敏感，但在-2℃时，ICE基因表达量并未增加，推测该基因家族响应了寒冷胁迫而非冷冻胁迫。图7表1参42

【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】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...

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】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】利用西伯利亚杏全基因组数据库鉴定CBF家族成员，并分析CBF转录因子保守域特点与功能及其在低温胁迫下的表达情况。【方法】根据西伯利亚杏全基因组数据库，利用BLASTP和HMM Search搜索西伯利亚杏CBF基因，通过CDD和MEME验证其保守结构域。使用Prot-Param、WOLF PSORT、MAGA X、Phyre2、PlantCARE等生物信息学工具分别分析蛋白理化性质、亚细胞定位、系统发育、蛋白三级结构、染色体定位及顺式调控元件。利用实时荧光定量PCR分析西伯利亚杏CBF基因在低温胁迫后的表达模式。【结果】本研究共鉴定出4个西伯利亚杏CBF基因，它们均具有AP2基因家族保守结构域PKKPAGR和DSAWR序列。西伯利亚杏CBF蛋白包含206～246个氨基酸，蛋白理论分子量平均值为25.80 kDa，平均等电点为5.92。PsCBF3和PsCBF4在基因结构上较为相似，亲缘关系更近。4个PsCBFs亚细胞定位均位于细胞核内。启动子顺式作用元件分析结果显示CBF家族成员可参与植物激素和非生物胁迫响应。西伯利亚杏CBF成员均属于酸性和亲水性蛋白。低温胁迫后，CBF基因主要在早期（15 min）表达量较高。【结论】本研究提供了较为完整的西伯利亚杏CBF基因家族信息，为了解PsCBF在西伯利亚杏低温胁迫的多个时期的复杂机制和途径提供了新的依据。为进一步研究CBF家族成员的生物学功能奠定了重要的理论基础。

【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。

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。

缢蛏(Sinonovacula constricta)是我国传统的四大海水养殖贝类之一，养殖过程中易受病原菌感染而造成大量死亡和经济损失。Toll样受体(Toll-like receptor， TLR)是目前研究最多的模式识别受体，在无脊椎动物的先天性免疫中发挥着重要作用。研究缢蛏TLR分子特征及其免疫功能对于预防和控制病原菌感染至关重要。本研究从缢蛏基因组序列中鉴定出42个TLR (ScTLR)基因，其中，33个编码典型的TLR蛋白，其余9个为TLR样蛋白。根据蛋白结构域特点，将典型的TLR蛋白分为2大类4个亚类，一类为多半胱氨酸簇TLR (mccTLR)，包括P型TLR (1个)和sPP型TLR (7个)；另一类为单半胱氨酸簇TLR (sccTLR)，包括sP型TLR (16个)和Ls型TLR (9个)。与其他9种软体动物TLR基因的类型和数目比较结果显示，缢蛏基因组中未发现其他软体动物中存在的V型和Twin-TIR型TLR，起源古老的mccTLR类群在软体动物中没有大规模的扩张，而起源较近的sccTLR类群却发生了大规模的扩张。荧光定量PCR分析显示，6种ScTLR在检测的7种组织中普遍表达，且在血细胞、鳃和肝胰腺组织中高表达。最后，副溶血弧菌(Vibrio parahemolyticus)胁迫12 h和48 h的缢蛏鳃和肝胰腺转录组数据分析显示，副溶血弧菌感染前后9个TLR基因在鳃或肝胰腺中的表达量发生显著变化，6个基因(ctg118.25、ctg118.26、ctg356.25、ctg774.6、ctg681.6和ctg1513.5)在感染12 h或48 h后的鳃组织中显著差异表达，前5个基因表达量上调，仅ctg1513.5表达量下调；3个基因(ctg467.9、ctg2496.3和ctg903.17)在感染12 h或48 h后的肝胰腺中显著差异表达，其中，ctg467.9和ctg2496.3表达量下调，ctg903.17表达量上调。综上所述，本研究结果将为深入探讨不同TLR基因在缢蛏天然免疫中发挥的作用提供研究基础。

【目的】基于黄瓜基因组信息和转录组测序大数据，利用生物信息学手段，对黄瓜中DIR基因家族进行鉴定，并分析其在不同组织器官和胁迫响应过程中的表达模式，为后续深入研究黄瓜DIR基因的生物学功能奠定重要基础。【方法】基于已报道的DIR基因HMM模型文件，利用HMMER软件包的hmmsearch程序从黄瓜蛋白数据库中筛选出可能的DIR基因ID，并利用在线工具Pfam和SMART进行验证，最终确定黄瓜DIR家族基因。利用ExPASy、TBtools、GSDS、MEME、MEGA、MCScanX和Circos等工具分析黄瓜DIR基因家族成员的理化特征、染色体定位、基因结构、系统进化树和共线性。基于黄瓜在不同组织和胁迫响应下的转录组测序大数据，利用黄瓜V3版本基因组信息进行转录组分析，检索黄瓜DIR基因在不同转录组测序分析中的表达情况，利用TBtools软件绘制表达热图，分析黄瓜DIR基因在不同组织和胁迫响应过程中的表达模式。【结果】在黄瓜中鉴定到23个DIR家族基因，分布于7条染色体上，编码氨基酸个数在78—684，分子量8.70—73.82 kD；系统进化分析将黄瓜DIR基因家族划分为3个亚族，每个亚族中的基因结构和motif基本一致；共线性分析发现黄瓜中有12个DIR基因与拟南芥中的19个DIR基因存在27种线性关系，黄瓜中有12个DIR基因与水稻中的11个DIR基因存在19种线性关系，而黄瓜中另外8个DIR基因比较保守，既不与拟南芥中的DIR基因存在共线性，也不与水稻中的DIR基因存在共线性；组织特异性表达分析发现有些黄瓜DIR基因在根、茎、花、果实、叶片等所有组织器官中的表达量均较低或不表达，有些黄瓜DIR基因在所有组织器官中的表达量均较高，而有些黄瓜DIR基因只在特定组织中表达，但在其他组织中不表达或低表达，表明不同的黄瓜DIR基因具有组织特异性表达模式；黄瓜DIR家族基因在胁迫响应过程中的表达模式分析发现CsaV3＿4G023490在黄瓜非生物胁迫和生物胁迫响应过程中均发生上调表达，表明该基因在黄瓜生长发育过程中发挥着重要作用。【结论】在黄瓜中共鉴定到23个DIR家族基因，分为3个亚族，每个亚族内的基因成员保守性高，不同亚族间的基因结构和蛋白保守结构域有所不同。黄瓜DIR基因在不同组织器官和胁迫响应下的表达模式具有差异性，协同调控了黄瓜的生长发育。

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。

为明确芥蓝TCP家族相关基因在叶片发育中的功能，基于甘蓝基因组数据，分析鉴定出芥蓝TCP基因家族有40个成员，参考拟南芥同源TCP基因注释及拟南芥数据库基因的相对表达量，初步选取BoTCP21和BoTCP25基因，采用qRT-PCR分析。结果表明：BoTCP21和BoTCP25均在叶片中大量表达，但二者在真叶不同部位的表达模式存在差异。为了进一明确TCP基因家族中参与叶片发育的基因，采用生物信息学方法并结合qRT-PCR对BoTCP家族进行了全面分析。结果显示：40个BoTCP都属于非分泌亲水性蛋白，分别定位在8条染色体上；系统进化树构建和亲缘关系分析将芥蓝中的BoTCP成员归为3类，其中PCF亚家族有19个成员，CYC亚家族8个成员，CIN亚家族13个成员。qRT-PCR结果表明：BoTCP21和BoTCP25在真叶和薹叶中具有较高的表达量，BoTCP14在开花结荚的植株根部表达量较高，而BoTCP16则在抽薹植株的根部表达量最高，说明BoTCP家族成员在组织部位表达存在时空特异性且广泛参与了植株的形态建成和器官发育。

[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。