【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】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]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】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。

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】探究赤苍藤WRKY转录因子在不同组织及其生长发育过程中的功能作用，为深入地解析赤苍藤生长发育的分子调控机制提供理论依据。【方法】利用生物信息学方法对赤苍藤WRKY基因家族进行全基因组鉴定，分析赤苍藤WRKY基因家族成员的结构和功能，并通过转录组测序分析WRKYs基因在不同组织的表达模式。【结果】共鉴定66个EsWRKYs基因，在11条染色体中均有分布，亚细胞定位预测有62个EsWRKY蛋白定位在细胞核，系统发育分析将赤苍藤WRKY蛋白家族成员分为三大类（Ⅰ～III），分别有18、44和4个成员，其中Ⅱ类可分为5个亚类（Ⅱa～Ⅱe），分别有3、7、18、8和8个成员，66个EsWRKYs基因的外显子有2～11个，保守基序分析结果显示Motif1和Motif3包含WRKY结构域，Motif1是EsWRKYs蛋白最主要的保守基序，EsWRKYs基因家族成员启动子区有与生长发育、逆境响应、激素响应等相关的19种顺式作用元件。表达模式分析显示EsWRKY14、EsWRKY22、EsWRKY29、EsWRKY30、EsWRKY47和EsWRKY61可能参与赤苍藤茎叶的生长发育过程，多数EsWRKYs基因在种仁发育过程中显著下调，表明这些EsWRKYs基因可能在种仁发育前期发挥主要作用。【结论】66个赤苍藤WRKY基因家族成员的理化性质具有较大差异，均具有WRKY保守结构域，EsWRKYs基因在不同组织中表达模式不同，在生长发育、逆境胁迫及次生代谢过程等方面可能发挥重要作用。

【目的】筛选、鉴定并分析金鱼草萜烯合酶（Terpenoid synthase， TPS）基因家族成员，确定金鱼草主要花香挥发性萜烯类物质合成的TPS基因，为进一步解析该基因功能奠定基础。【方法】基于生物信息学分析，鉴定AmTPS基因家族成员，并对其基因结构、蛋白保守基序、顺式作用元件、系统进化、染色体定位和共线性、蛋白质理化性质、亚细胞定位预测等进行分析；通过实时荧光定量（qRT-PCR）分析TPS候选基因在不同组织中的表达水平；最后利用气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）对金鱼草花香挥发性成分进行分析鉴定。【结果】本研究共鉴定出30个AmTPS候选基因，基因结构及保守基序显示AmTPS基因外显子数量为3～13个，保守基序DDxxD是主要基序，出现31次。AmTPS启动子的顺式作用元件主要集中在生长与发育类元件中，抗逆、胁迫响应元件较少。系统发育分析显示，AmTPS共分为4个亚家族TPS-a，TPS-b，TPS-e/f，TPS-g，且TPS-a、TPS-g亚家族成员较多，TPS-e/f成员仅1个。蛋白理化性质结果表明，预测氨基酸数量（AA）为291～1124 aa，分子量（MW）为34.392 ～131.778 kDa，理论等电点（pI）为4.98 ～ 6.98，疏水平均（GRAVY）值为-0.464～-0.24。qRT-PCR表达分析显示，AmTPS在花器官中的转录水平普遍高于其它部位，特别是TPS-g亚家族基因。利用GC-MS分析金鱼草花香成分，发现TPS-g亚家族基因合成的无环单萜类物质相对含量占比80.51%，与该家族基因表达模式吻合。【结论】金鱼草AmTPS基因家族成员在进化上比较保守，TPS-g亚家族的表达具有组织特异性，在金鱼草花香挥发性无环单萜的大量释放中发挥重要作用。本研究为进一步探究金鱼草萜烯类花香挥发性化合物提供参考。

【目的】鉴定与分析甘薯KUP/HAK/KT基因家族，为进一步深入对IbHAK基因功能研究提供理论基础。【方法】基于生物信息学手段，利用泰中6号基因组数据，在全基因组水平对甘薯KUP/HAK/KT基因家族进行鉴定，同时进一步对家族成员的基本特征、系统进化、基因复制和表达模式进行分析。【结果】在甘薯中共鉴定到22个IbHAK 基因，蛋白质长度为227aa-1252aa，分子量为18 297.95～140 640.46 u，等电点为5.54～9.31，全部定位于质膜上，蛋白完整的二级结构有4～13个跨膜区。依据系统进化关系，将其分为ClusterⅠ、ClusterⅡ、ClusterⅢ和ClusterⅣ4个进化簇。染色体定位结果显示22个基因分布在11条染色体上，其中Chr4染色体上分布最多，有4个IbHAK基因，22个IbHAK基因中共产生8个复制基因。22个IbHAK基因都含有TATA和CAAT控植物生长发育相关元件以及光响应元件，且所有的IbHAK基因至少含有1种逆境响应元件和1种激素响应元件。IbHAK基因呈现出组织表达特异性，其中IbHAK6、IbHAK8、IbHAK9、IbHAK22在根中表达量最高，逆境胁迫下多个IbHAK基因出现表达量变化。【结论】从甘薯全基因组鉴定22个KUP/HAK/KT基因家族成员，甘薯KUP/HAK/KT基因家族成员在进化上比较保守，IbHAK6、IbHAK8、IbHAK9、IbHAK22在甘薯根形成过程中发挥作用，大部分IbHAK基因能够响应逆境胁迫。

腺苷三磷酸结合盒转运蛋白(ATP binding cassette transporter， ABC transporter)家族是最古老的膜蛋白家族之一，广泛存在于原核生物和真核生物体内，利用ATP水解释放的能量对氨基酸、脂质、抗生素等物质进行跨膜运输，参与生物体内多种生理活动。目前，对软体动物ABC转运蛋白家族的鉴定，仅在虾夷扇贝(Patinopecten yessoensis)、栉孔扇贝(Chlamys farreri)和长牡蛎(Crassostrea gigas) 3种双壳类中有系统研究，对缢蛏(Sinonovacula constricta) ABC转运蛋白家族的鉴定和表达模式分析尚未见报道。利用缢蛏基因组和转录组数据，运用本地及NCBI在线BLAST程序、FGENESH+、SMART、ExPASy、MEGA X、Mev 4.90和MapInspect等生物信息学分析工具，在全基因组水平系统地鉴定出52个缢蛏ABC转运蛋白，并对转运蛋白基因外显子数目、染色体定位等信息进行分析；通过系统进化分析，将缢蛏ABC转运蛋白家族分为8个亚家族，即ABCA～ABCH；通过比较分析不同物种ABC转运蛋白家族，推测基因串联复制事件对软体动物ABC转运蛋白家族成员数目的增加有影响。ABC转运蛋白基因在缢蛏不同发育时期和组织的表达分析显示，ABCC和ABCG亚家族多个基因在缢蛏稚贝时期表达量达到最高值，ABC转运蛋白基因在鳃、肝胰腺与性腺中表达种类较多。软体动物作为第二大动物类群，目前仅有3个物种的ABC转运蛋白得到了系统分类，缢蛏ABC转运蛋白基因家族的系统鉴定与表达模式分析为研究软体动物ABC转运蛋白基因的进化和缢蛏ABC转运蛋白功能提供了基础资料。

【目的】SBP家族基因编码的一类转录因子可识别并结合MADS-box基因SQUAMOSA(SQUA)的启动子,参与植物营养生长和生殖生长的调控。系统地鉴定和分析毛竹SBP家族基因,有助于理解SBP家族基因在毛竹营养生长和生殖生长过程中的调控作用,为毛竹SBP家族基因功能分析奠定基础。【方法】利用已公布的毛竹基因组数据,通过生物信息学方法鉴定毛竹SBP家族基因。利用MEGA 6.0、DNAMAN、psRNATarget等生物信息学软件获得毛竹SBP家族基因基本生物学信息。通过实时荧光定量PCR分析SBP家族

【目的】鉴定毛竹Phyllostachys edulis磷转运蛋白Ⅰ(phosphate transporter 1, PHTⅠ)家族基因，分析其表达模式。【方法】利用生物信息学方法，鉴定毛竹PHTⅠ家族成员，分析基因启动子调控元件、编码蛋白的理化性质、基因结构、氨基酸保守基序、基因在染色体的位置、组织表达特异性、基因适应性进化及系统进化等。【结果】毛竹中共鉴定出20个PHTⅠ家族基因(PePHTs)，分布在10条染色体上，均定位于细胞膜。每个基因都含有1～2个内含子，PePHTs启动子序列中包含干旱、低温等非生物胁迫以及赤霉素等激素类响应元件。毛竹PHTⅠ大部分为碱性蛋白质，分子量为48.61～71.89 kDa，理论等电点为6.84～9.30，疏水性值均大于0，都属于疏水蛋白。基因适应性进化分析显示：大多数PePHTs的选择压力值小于0，说明多数基因受到负选择压力。转录组表达图谱表明：PePHTs在不同组织中的表达存在差异性，说明该基因家族在毛竹生长发育过程中发挥着不同的作用。系统进化树表明：PePHTs都聚类在第Ⅰ亚家族，并且优先和水稻Oryza sativa聚类在同一支上。【结论】PHTⅠ家族在植物吸收和转运磷的过程中扮演了重要作用。本研究结果为深入研究毛竹PHTⅠ家族基因的功能奠定了理论基础。图5表1参45

【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。

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。