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[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
程梦雨 李小强 王鹏 张华 张绍铃 吴巨友
[目的]本文旨在鉴定分析CLE(CLAVATA3/Embryo surrounding region)多肽家族的特点及进化特征,深入了解蔷薇科果树CLE多肽的功能。[方法]基于全基因组测序结果,采用生物信息学方法,参考拟南芥中CLE多肽序列鉴定梨、苹果、桃、梅、草莓和黑树莓6个蔷薇科果树物种CLE多肽家族序列信息,重点分析梨CLE多肽家族的基因结构和理化特性等;通过转录组数据分析PbrCLE成员在不同组织以及在花柱和花粉不同发育阶段的表达模式;并通过实时荧光定量PCR(RT-qPCR)技术分析5个PbrCLE成员在花粉和花柱中的表达模式。通过外源CLE多肽处理梨花粉,研究其调控花粉管生长的功能。[结果]本研究在蔷薇科果树中共筛选到91个CLE候选基因。各物种CLE基因不均匀分布在5～12条染色体上。聚类分析将所有CLE基因分为4组。K_a/K_s分析表明大部分PbrCLE基因都经历了纯化选择。转录组结果表明大部分CLE基因在梨不同组织中的表达量均较低,这与多肽信号分子在植物体内含量较低相一致。外源合成的PbrCLE31多肽可以抑制体外培养的梨花粉管生长。[结论]蔷薇科果树中存在保守的CLE基因,并且PbrCLE31多肽可以抑制梨花粉管的生长。
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
王丹琪 张皓 王鹏 张绍铃 吴巨友
[目的]本文旨在对梨单糖转运蛋白(sugar transporter protein, STP)基因家族成员进行鉴定，分析其序列特性、基因结构、氨基酸序列保守功能域、染色体定位以及组织表达特性，为其功能研究奠定基础。[方法]基于梨的全基因组数据，采用生物信息学方法进行序列鉴定和分析。通过不同糖种类和浓度培养梨花粉来分析糖对花粉管生长的影响。利用转录组数据分析PbrSTP成员在花粉不同发育阶段的表达模式。通过亚细胞定位技术分析PbrSTP11在细胞中的分布情况，并利用反义寡聚脱氧核苷酸(as-ODN)技术和缺陷型酵母突变体验证PbrSTP11的功能。[结果]梨STP基因家族有35个成员，分为5个亚家族，各亚家族具有保守的基因结构和蛋白质基序。与无糖、葡萄糖和果糖培养基相比，含蔗糖的培养基对梨花粉的萌发和生长均具有显著的促进作用，而低浓度的单糖培养基也会促进梨花粉的萌发和生长，但其作用没有蔗糖显著。RT-qPCR结果表明，PbrSTP11基因在梨花粉中特异性表达。随着单糖浓度的升高，PbrSTP11基因的表达水平显著提高。亚细胞定位显示PbrSTP11蛋白定位在细胞膜上。酵母功能互补试验结果显示，PbrSTP11对葡萄糖、果糖具有转运能力，并且对葡萄糖的转运能力高于果糖，但PbrSTP11没有转运蔗糖和山梨醇的活性。利用as-ODN技术敲低PbrSTP11基因表达抑制了梨花粉管生长。[结论]PbrSTP基因家族成员高度保守；PbrSTP11定位于质膜，具有转运葡萄糖和果糖的能力，从而促进梨花粉管生长。
关键词：
单糖转运蛋白(STP) 梨 花粉管 糖
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
程瑞 张虎平 程寅胜 王英珍 刘兴 王国明 张绍铃
[目的]本文旨在对蔷薇科果树液泡膜单糖转运蛋白(TMT)基因家族成员进行鉴定,分析其染色体定位、序列特性、进化关系及在白梨中的表达特征,为蔷薇科果树TMT基因功能研究和利用奠定基础。[方法]基于苹果、草莓、梅、桃、白梨、西洋梨和黑树莓7个蔷薇科果树物种的全基因组测序结果,应用生物信息学方法进行序列分析,通过RT-q PCR技术分析白梨TMT基因在各器官组织中和果实不同发育阶段的表达特性。[结果]苹果、草莓、梅、桃、白梨、西洋梨和黑树莓等TMT基因家族成员数量分别为5、2、4、4、6、4、2,各物种TMT基
[期刊] 华北农学报
[作者]
刘礼瑶 熊仁次 何璐 马思洁 杨叔青
为全面系统地挖掘蔷薇科小G蛋白ROP,在分子水平上为蔷薇科抗病育种提供候选基因。物种系统进化关系分析、ROP蛋白全基因组筛查、Rho功能域分析、蛋白聚类分析及理化性质分析分别运用了NCBI、iTOLv6、GDR、SMART、MEGA11.0和Maximum-likelihood algorithm1及Protparam和expasy等数据库及生物信息学在线软件。11种蔷薇科植物聚为6个亚支;11种蔷薇科植物中筛查到80个ROP蛋白;80个蔷薇科ROP蛋白和11个拟南芥ROP蛋白聚为6个进化分支;蛋白长度、等电点、分子量、脂肪指数及不稳定指数分别为143～215 aa、5.59～9.63、15.74～23.07 ku、85.28～94.95和27.96～57.14。80个蔷薇科ROP蛋白在草莓中数量最多,甜樱桃最少;蔷薇科ROP蛋白分布于第Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ分支中,拟南芥ROP蛋白分布于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ分支中,即分支Ⅵ为蔷薇科特异性分支,分支Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ为拟南芥特异性分支。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
孙彦琳 于超 罗乐 潘会堂 张启翔
[目的]筛选单叶蔷薇bZIP转录因子家族的成员,并研究其结构特点、共线性以及在不同器官中的表达模式,为进一步揭示该家族在单叶蔷薇生长发育及抗逆响应中的作用奠定基础。[方法]以采自新疆的单叶蔷薇叶片为试验材料,采用生物信息学方法,对单叶蔷薇全基因组和转录组信息进行分析,包括理化性质、系统发育、基因结构、保守结构域、染色体位置、共线性和启动子分析,以及在根、茎、叶、花、果实中的表达模式。[结果]单叶蔷薇全基因组中共鉴定出50个单叶蔷薇bZIP转录因子家族成员,其蛋白质长度为149～700个氨基酸,分子质量为17.14～75.47 ku,等电点4.42～10.72,其中49个成员位于细胞核上。根据拟南芥bZIP转录因子家族的分类,将单叶蔷薇bZIP转录因子家族分为12亚族(A-K和S亚族),其中包括1对串联重复和7对片段重复;单叶蔷薇bZIP多含有1～15个与非生物胁迫有关的顺式作用元件。单叶蔷薇bZIP转录因子家族基因在不同器官中均有表达,各成员的表达量存在差异,其中Rbe013649在花中特异性表达,Rbe006639、Rbe028637在根中特异性表达,Rbe004215、Rbe028400、Rbe002636、Rbe002635在果实中特异性表达,Rbe011331在叶片中特异性表达。[结论]单叶蔷薇bZIP转录因子家族基因可能广泛参与各器官生长发育,其中Rbe013649可能调控花青素的合成,Rbe006639可能在抗旱过程中起重要作用。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
孙彦琳 于超 罗乐 潘会堂 张启翔
[目的]筛选单叶蔷薇bZIP转录因子家族的成员,并研究其结构特点、共线性以及在不同器官中的表达模式,为进一步揭示该家族在单叶蔷薇生长发育及抗逆响应中的作用奠定基础。[方法]以采自新疆的单叶蔷薇叶片为试验材料,采用生物信息学方法,对单叶蔷薇全基因组和转录组信息进行分析,包括理化性质、系统发育、基因结构、保守结构域、染色体位置、共线性和启动子分析,以及在根、茎、叶、花、果实中的表达模式。[结果]单叶蔷薇全基因组中共鉴定出50个单叶蔷薇bZIP转录因子家族成员,其蛋白质长度为149～700个氨基酸,分子质量为17.14～75.47 ku,等电点4.42～10.72,其中49个成员位于细胞核上。根据拟南芥bZIP转录因子家族的分类,将单叶蔷薇bZIP转录因子家族分为12亚族(A-K和S亚族),其中包括1对串联重复和7对片段重复;单叶蔷薇bZIP多含有1～15个与非生物胁迫有关的顺式作用元件。单叶蔷薇bZIP转录因子家族基因在不同器官中均有表达,各成员的表达量存在差异,其中Rbe013649在花中特异性表达,Rbe006639、Rbe028637在根中特异性表达,Rbe004215、Rbe028400、Rbe002636、Rbe002635在果实中特异性表达,Rbe011331在叶片中特异性表达。[结论]单叶蔷薇bZIP转录因子家族基因可能广泛参与各器官生长发育,其中Rbe013649可能调控花青素的合成,Rbe006639可能在抗旱过程中起重要作用。
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
张绍铃 吴巨友 吴俊 齐永杰 高永彬
植物自交不亲和性是植物花粉—雌蕊相互识别,防止其近亲繁殖的重要机制,是植物发育生物学的研究热点之一。蔷薇科果树如梨、苹果、李子等表现出自交不亲和性,该反应由S位点(S-locus)的一对S等位基因,即雌蕊和花粉的S基因控制,分别为S-RNase和S-locus F-box/S-haplotype-specific F-box基因。本文综述了蔷薇科果树雌蕊和花粉S基因的鉴定及其结构和进化的特性、自交亲和性突变机制及自交不亲和性反应发生过程中花粉生理生化变化及其信号转导机制等,以期为深入系统研究蔷薇科果树自交不亲和及亲和性机制提供参考。
[期刊] 西南农业学报
[作者]
郭子渲 可尔木拉·依地力斯 姚庆昕 刘佳鑫 杨光 晁楠 刘利
【目的】鉴定桑树中MaCWIN （Cell wall invertase， CWIN）和MaCIF （Cell wall invertase inhibitor， CIF）家族基因，为揭示桑树MaCWIN与MaCIF家族基因的功能及筛选优质种质资源奠定基础。【方法】以拟南芥（Arabidopsis thaliana L.）和杨树（Populus trichocarpa L.）的CWIN和CIF家族基因为参考，在MorusDB数据库中筛选桑树的MaCWIN和MaCIF家族基因，用PCR基因克隆技术对其进行克隆，并进行motif分析、多序列比对分析、系统发生分析、蛋白特征分析、亚细胞定位预测，通过RT-qPCR技术分析MaCWIN和MaCIF家族基因在不同组织和果实不同发育时期的表达谱，分析MaCWIN和MaCIF之间的相关性，通过病毒诱导的基因沉默技术在桑树体内敲低MaCWIN和MaCIF家族基因的表达量并观察表型。【结果】筛选出MaCWIN和MaCIF家族基因各5个，成功克隆出4个MaCWIN基因和3个MaCIF基因，MaCWIN家族基因CDS区域长度为1722～1989 bp；MaCIF家族基因CDS区域长度为537～582 bp；MaCWIN1、MaCWIN2、MaCWIN4、MaCWIN5为酸性转化酶，MaCIF1、MaCIF3和MaCIF4为酸性转化酶抑制子；MaCWIN1、MaCWIN2和MaCWIN4属于细胞壁转化酶，MaCWIN5是液泡转化酶。MaCWIN1在幼叶表达量最高，MaCWIN2表达量随果实成熟逐渐积累，其他基因均表现出组织特异性；病毒诱导的基因沉默试验结果显示，MaCWIN1和MaCIF1基因的敲低导致相应植株发育延迟。【结论】MaCWIN和MaCIF基因家族是桑树体内重要的功能基因，首次克隆了MaCWIN和MaCIF基因编码区，确定其分类，其中MaCWIN1和MaCIF1是影响桑树生长发育的关键基因。为了解MaCWIN和MaCIF家族基因在桑树中的功能及培育桑树新品种提供理论基础。
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
陶星宇 刘若南 焦玉茹 袁凯莉 潘琦 张绍铃 陶书田
[目的]本文旨在对前酪氨酸脱水酶(ADT)基因家族进行鉴定,分析其进化过程、基因结构、保守功能域、共线性关系和表达特性,并对梨ADT在石细胞形成过程中的功能进行初步验证。[方法]基于已公布的20个物种全基因组数据,采用BLASTp和Hmmer结合的方法进行成员鉴定,通过多种生物信息学手段分析序列。利用转录组数据和RT-qPCR检测梨ADT成员在果实发育中各个阶段的表达模式。利用农杆菌介导的瞬时转化法在梨幼果中过量表达PbADT1基因,通过间苯三酚染色观察幼果石细胞团分布,并测定木质素含量及其通路基因的表达量。[结果]在20个物种中共鉴定了113个ADT家族成员。通过系统进化树将家族成员分为4个亚组,6个水生藻类中都仅有1个ADT基因被鉴定,随后进化出的陆生植物中ADT基因家族均得到了不同程度的扩张。梨果实发育的转录组数据表明,多个ADT基因的高水平表达集中在花后35 d, RT-qPCR的结果证实了这一点。PbADT1的瞬时过量表达使梨幼果石细胞和木质素含量增加,并提高了木质素关键合成酶的表达水平。[结论]ADT基因在植物从水生向陆生进化的过程中得到了大量扩张,其蛋白水解酶生成的苯丙氨酸是合成木质素和形成维管束的底物基础。梨石细胞在幼果发育期大量形成,ADT在梨中的表达模式表明该基因家族可能调控果实石细胞的形成,PbADT1在梨果实中的瞬时过量表达使木质素含量升高、石细胞扩散加剧,表明ADT基因的过表达可能通过提高关键合成酶的表达水平对梨石细胞的形成产生影响。
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
陈迪新 张绍铃 陶书田
用荧光显微镜对自交不亲和强度不同的梨品种丰水和菊水自花授粉及以丰水为母本的异花授粉后的花粉萌发及花粉管生长特性进行观察。结果表明 ,自花与异花花粉在柱头上均有较高的萌发率 ,高达 95 %以上 ,且二者间没有显著的差异。自花与异花花粉管在花柱内的生长速度及停止生长的位置不同 ,丰水自花花粉管生长到花柱 1/ 3处就完全停止生长 ,表现为强自交不亲和性 ,而菊水自花花粉管大部分也在花柱 1/ 3处停止生长 ,但仍有少量长至花柱基部 ,表现为弱自交不亲和性 ;而异花授粉的花粉管虽然在花柱内也有停止生长现象 ,但大量的花粉管能长到花柱基部 ,表现为杂交亲和性。花柱内自花授粉的花粉管在停止生长之前有弯...
[期刊] 林业科学研究
[作者]
刘梦培 乌云塔娜 朱高浦 赵罕 杜红岩
仁用杏为我国六大木本粮油战略性树种之一,是"三北"地区适应性最强、发展潜力最大的重要生态经济树种之一,被誉为"铁杆庄稼",其抗逆性强,也是集抗旱、抗寒(可低至-35℃)、抗风沙为一体的"先锋"树种。杏仁油中不饱和脂肪酸含量95%左右,其中单不饱和脂肪酸——油酸含量在70%以上,与橄榄油相近,富含丰富的蛋白质、不饱和脂肪
关键词：
蔷薇科 S-RNase基因 仁用杏
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
李亚亮 刘玲 李长爱 王慧 刘海涛 缪国鹏
【目的】研究蔷薇科园林植物的固碳释氧能力及其与叶面积、气孔微形态的相关性，对于合理筛选城市绿化树种，充分发挥城市绿地的碳汇功能具有理论参考和实践意义。【方法】采用TPS-2便携式光合速率测定仪测定了10种蔷薇科绿化树种（5种小乔木、5种灌木）的净光合速率，应用扫描电镜观察了叶表面气孔微形态，利用Pearson法分析了不同植物的日固碳量与叶面积、气孔微形态的相关性。【结果】1)10种蔷薇科植物的净光合速率日变化呈“单峰型”曲线的分别是紫叶李、日本晚樱、木瓜海棠、棣棠花和火棘，呈“双峰型”的有杏、垂丝海棠、西府海棠、月季花和红叶石楠。2）日净固碳能力最强的是木瓜海棠（10.26 g·m~(-2)·d~(-1)），最弱的是西府海棠（4.81 g·m~(-2)·d~(-1)）。5种小乔木和5种灌木单位叶面积日净固碳量均值分别为7.67和7.62 g·m~(-2)·d~(-1)，日释氧量均值分别为5.64和5.55 g·m~(-2)·d~(-1)。3)10种蔷薇科植物光合固碳能力与叶面积、气孔密度、气孔长度、气孔宽度和气孔周长均呈正相关，气孔密度与气孔长度、宽度和周长呈负相关，而气孔长度和宽度、周长呈显著正相关。【结论】在同一立地环境下，10种蔷薇科植物的固碳释氧特性和气孔特性均存在差异。木瓜海棠、垂丝海棠、日本晚樱、月季、火棘和紫叶李等植物的固碳释氧能力相对较强，可为城市绿地系统生态补偿政策的制定和优良园林绿化树种的选育提供科学支撑。
关键词：
蔷薇科 光合速率 固碳释氧 气孔微形态
[期刊] 福建农林大学学报(自然科学版)
[作者]
李一凡 丁乐 陈淑颖 曾姣艳 蔡丽娟 邹双全
为了探究圆齿野鸦椿Hsp20基因在强光、高温胁迫中的作用，利用生物信息学的方法对圆齿野鸦椿Hsp20基因家族进行全基因组鉴定，并从理化性质、系统进化、保守基序及基因结构、染色体定位及物种间共线性、顺式作用元件预测、蛋白网络互作和表达模式等方面进行分析.结果表明：圆齿野鸦椿含有32个Hsp20基因，分布在9条染色体中，分为5个大家族和12个亚家族，多数基因有1个内含子.EkHsp20家族的主要扩增方式为片段复制.圆齿野鸦椿含有多个非生物胁迫响应元件和激素类响应元件，如光响应元件、脱落酸响应元件等.表达量分析结果表明，圆齿野鸦椿Hsp20基因与Hsp101基因有蛋白网络互作关系.ER家族是一类提高植株的抗冷性的基因，圆齿野鸦椿基因组中缺失ER基因家族，这可能与其不耐寒相关.根据高温、持续强光导致叶片蜷缩的现象，结合EkHsp20-04、EkHsp20-20、EkHsp20-25在系统发育树中与拟南芥Hsp17.6b聚合在一起、与拟南芥Hsp101呈现蛋白互作关系，且均为CⅠ家族成员，推测EkHsp20-20、EkHsp20-04、EkHsp20-25可能是促使圆齿野鸦椿在高温条件下产生自我防御行为的主要基因.
[期刊] 西南农业学报
[作者]
刘浩 丁倩倩 王峥峰 简曙光 张美
【目的】分析番杏[Tetragonia tetragonoides (Pall.) Kuntze]中TtLIM基因家族的序列组成、RNA-seq基因表达和异源表达生物学功能，探究其可能参与调控番杏植株发育和胁迫应答反应的分子机理，为发掘番杏抗逆功能基因及其在作物育种中的应用提供理论基础。【方法】通过前期对番杏(Tetragonia tetragonoides (Pall.) Kuntze)cDNA文库的筛选，获得一个编码番杏LIM基因的全长cDNA，命名为TtWLIM1b。对TtWLIM1b在酵母中进行了功能分析。结合番杏全基因组测序信息，从番杏基因组中鉴定出16个TtLIM基因，对这些家族成员的染色体定位、所编码蛋白的理化性质、系统进化以及蛋白的保守模式进行综合的生物信息学分析；构建了番杏与拟南芥、水稻和紫花苜蓿的LIM蛋白家族成员的进化树。最后，通过RNA-seq分析TtLIM基因家族成员在番杏不同组织以及在不同胁迫处理后的相对表达量。【结果】异源表达TtWLIM1b能够提高转基因酵母的重金属耐受性及耐热的能力；番杏TtLIM家族蛋白成员均含有LIM结构域，而该结构域富含半胱氨酸。因此，TtLIMs也是富含半胱氨酸蛋白(Cysteine rich protein， CRP)的一种。序列分析表明，番杏LIM蛋白成员具有高度的保守性，且其成员的复制扩增较为明显；TtLIM基因家族成员在不同的番杏器官中广泛而有差异地表达。【结论】番杏TtLIMs可能参与调控番杏植株发育和胁迫应答反应。
关键词：
番杏 LIM基因 逆境胁迫 金属耐受
[期刊] 草业科学
[作者]
黄思源 呼天明 杨培志
脱落酸(ABA)是一种内源性激素,在调节植物的生长发育、非生物胁迫和生物胁迫反应方面发挥着重要作用。Pyrabactin resistance 1-like(PYR/PYL)蛋白在ABA信号传导途径中起核心调控作用。然而,在蒺藜苜蓿(Medicagotruncatula)中并没有关于这个家族的细节。本研究根据拟南芥(Arabidopsis thaliana)中的14个PYL基因,利用BLAST方法鉴定蒺藜苜蓿基因组中的PYL家族成员。结果表明,鉴定得到14个蒺藜苜蓿PYL基因家族成员,且所有成员均含有PYR-PYL-RCAR-like功能域。预测启动子中的顺式元件发现所有蒺藜苜蓿PYL基因家族成员均含有与胁迫以及激素相关的元件。基因本体论(GO)富集分析与KEGG通路分析显示其主要参与到脱落酸信号通路及对外界刺激的反应。基因表达模式分析显示,其在逆境胁迫下表现出特定的表达模式。本研究为进一步研究蒺藜苜蓿PYL基因奠定了基础。
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