黄瓜SAUR基因家族的鉴定与表达分析

SAUR(Small auxin-up RNA)是生长素早期响应基因。基于黄瓜(Cucumis sativus L.)基因组数据,对CsaSAUR进行鉴定以及染色体定位、基因结构、启动子顺式作用元件分析,并通过qRT-PCR技术检测基因组织表达模式和对弱光、高温及高水势的响应。结果表明,在黄瓜基因组中共鉴定到73个SAUR,这些基因非随机地分布在7条染色体上,60%成簇分布;系统进化分析显示,CsaSAURs可分为8个进化群,各群基因数量不等;进一步分析家族成员的启动子序列,鉴定到IAA、ABA、GA、JA、SA及干旱、低温和机械损伤等信号响应的顺式作用元件;该家族成员具有不同的表达模式,弱光、高温和高水势可激活或抑制部分家族成员的表达,在下胚轴特异表达的18个Csa SAUR基因中,仅CsaSAUR15同时受弱光、高温、高水势3种信号诱导,表达上调。     

柑橘属SAUR基因家族的全基因组鉴定及表达分析

分析SAUR（Small auxin up-regulated RNA）基因家族在不同柑橘基因组中的数量、连锁群分布、基因结构、系统进化、基因表达模式等，从香橼、柚、莽山野橘和克里曼丁橘等基因组中分别鉴定到69、62、58和70个SAUR基因。SAUR在基因组上分布不均，呈现明显的串联重复现象，基因家族成员的差异可能是由于串联重复和染色体大片段复制引起。大多数柑橘SAUR基因不含内含子，含有SAUR特有的4个保守motif。系统进化树分析显示，来源于拟南芥、水稻、番茄、马铃薯和柑橘的629个SAUR基因分为9组，每一组都含有5个物种的家族成员，并且同一个物种的SAUR基因具有较近的遗传距离。顺式元件分析表明，CclSAUR基因家族成员的上游序列含有光响应、转录因子结合、激素响应、伤害响应、低温响应、玉米素代谢和类黄酮生物合成相关的元件。qRT-PCR分析结果显示，大多数CclSAUR都能响应外源IAA和低温处理。     

荔枝CDPK基因家族鉴定及其在霜疫病胁迫下的表达分析

【目的】鉴定荔枝（Litchi chinensis Sonn.）钙依赖蛋白激酶（CDPK）基因家族，并分析其在不同组织和荔枝霜疫病胁迫下的表达模式。【方法】基于荔枝基因组数据，利用生物信息学方法鉴定CDPK家族基因，并对其序列特征、基因结构、启动子顺式作用元件、染色体定位和进化关系等进行分析。依赖276份荔枝种质材料，筛选高抗霜疫病的优良荔枝品种。另外，通过RNA-Seq和qRT-PCR方法检测高抗病荔枝品种中LcCDPK基因家族成员在荔枝霜疫病胁迫处理下的表达模式。【结果】从276份荔枝自然群体材料中鉴定到荔枝高抗霜疫病品种裕荣1号（YR1）。从荔枝基因组中共鉴定出19个LcCDPK基因家族成员，分布于11条染色体上。根据保守结构域和系统发育分析将其分为4个亚家族。基因结构分析表明，LcCDPKs外显子数量为7～19。蛋白结构分析发现，所有LcCDPK蛋白均具有1～4个EF-hand结构域。顺式作用元件分析表明，LcCDPKs成员拥有大量的生物和非生物胁迫响应元件。组织表达分析发现，LcCDPK基因在荔枝不同组织存在组织特异性。另外，表达分析发现在高抗霜疫病荔枝裕荣1号（YR1）中，...     

猕猴桃MYB家族成员鉴定及其低温表达分析

通过对‘红阳’猕猴桃基因组鉴定得到277个MYB家族成员并将其分为12个亚家族（S1～S12），其中多数序列属于R2R3-MYB，其次是MYB相关蛋白，仅鉴定到1个4R-MYB。S11和S12亚家族在进化上处于较早的位置，结构较为多样化，而S1和S2在进化上出现较晚。顺式作用元件分析显示，该家族主要含水杨酸、赤霉素和茉莉酸甲酯等相关植物激素元件，还有部分参与昼夜节律、低温、细胞周期等相关元件。密码子偏好性分析显示，猕猴桃MYB家族有3个高频密码子（UUG、AGA和AGG），基因的密码子偏好使用A/T，第3位碱基偏好更强。通过顺式作用元件分析和4个猕猴桃品种越冬期转录组数据分析筛选了9个可能参与低温胁迫响应MYB基因，对其在低温胁迫下的软枣猕猴桃‘龙成2号’中进行检测验证，确认这些基因参与猕猴桃对低温的响应。     

西瓜YABBY基因家族的全基因组鉴定与生物信息学分析

以西瓜YABBY基因家族为研究对象，利用TBtools、MEGA、ITOL等软件对西瓜YABBY基因家族进行全基因组鉴定与生物信息学分析，包括对西瓜YABBY基因家族的全基因鉴定、染色体定位、基因结构分析、蛋白保守基序分析、系统进化树分析、启动子顺式作用元件分析和共线性分析，以期能够为西瓜YABBY基因的功能研究与分子机制提供参考依据。结果表明：西瓜YABBY基因家族共9个成员，分布于7条染色体上。西瓜YABBY基因编码蛋白质组成的氨基酸数量范围为169～242 aa,蛋白质分子量变化范围为19.07～26.91 kDa,蛋白质理论等电点PI的范围为7.53～9.69。西瓜YABBY基因家族分为3个类群，同一类群具有相同的外显子-内含子排列方式，且具有相似的蛋白保守基序排列。西瓜、拟南芥、水稻、番茄的YABBY基因家族被分为5个亚族，每个亚族均有西瓜YABBY基因成员分布。西瓜YABBY基因启动子区域含有激素应答、光响应、胁迫应答、转录因子结合位点等相关的多种顺式作用元件。西瓜YABBY基因家族共有3对基因存在串联重复和片段复制。     

西瓜CBL家族基因的鉴定与特征分析

CBL基因在植物逆境应答过程中具有重要作用,但在西瓜作物的抗逆育种研究中鲜有相关报道。该研究利用生物信息学的分析方法从已发表的西瓜全基因组中鉴定出7个CBL基因(ClaCBL1~ClaCBL7),并分析了它们在全基因组范围内的分布情况、分子结构特征、顺式元件以及系统进化等基本特征,为进一步研究西瓜CBL基因的功能提供参考。结果表明:西瓜CBL基因在全基因组中的分布是不均匀的,其中仅ClaCBL4基因有9个外显子,其余基因均为8个外显子,编码区序列大小在639~738bp。在进化上西瓜CBL基因分为3个不同的类群;它们编码区域内的氨基酸序列均含有能与CIPK互作的FSPF高保守性位点及能与钙离子结合的3个EF-hand结构;除了ClaCBL1预测定位在胞外基质中,其余的ClaCBL定位在细胞内的不同部位;在西瓜CBL基因启动子上游的序列中存在多个应答不同逆境和植物激素的顺式元件,而且CBL家族不同成员基因含有的顺式元件的种类和数目各不相同。上述分析显示,西瓜CBL可能参与多种生物学过程,而且不同成员存在功能上的分化。     

桃SAUR家族基因分析及PpSAUR5功能鉴定

为了探究SAUR(Small Auxin-UpRNA)基因家族成员在桃树(Prunus persica)生长发育中的作用,利用生物信息学方法对桃SAUR家族成员(PpSAUR)进行鉴定,对其染色体定位、基因结构、保守元件、进化关系及基因表达等进行分析,并对PpSAUR5功能进行初步鉴定。结果表明:桃中共有80个SAUR成员,分为12个亚组,不均匀分布在8条染色体上;基因结构显示75个PpSAUR只有1个外显子,余下5个有2～3个外显子;通过分析不同树势(强、中、弱)桃品种的转录组获得18个与树体长势呈正或负相关的SAUR基因,这些基因对外源植物生长调节物质处理响应不同。PpSAUR5对生长素与赤霉素均有响应,功能验证显示PpSAUR5转基因拟南芥幼苗叶柄、下胚轴及根较野生型长,且对NAA与2,4-D处理敏感性降低。研究结果表明PpSAUR5能够促进器官伸长。     

西瓜ClKNOX基因家族全基因组鉴定及组织表达分析

KNOX基因家族是编码同源异型盒蛋白的转录因子,在植物生长发育和胁迫响应中发挥着重要的调控作用。为进一步挖掘西瓜KNOX转录因子家族成员信息,探究分析其表达模式及基因功能,通过生物信息学方法对西瓜KNOX基因家族成员进行了鉴定,并对其理化性质、基因结构、系统进化及表达模式进行了分析。结果表明,西瓜基因组中共有12个KNOX基因,均定位于细胞核中,符合转录因子属性特征;KNOX1、KNOX2、ELK和Homeobox＿KN这4类典型结构域均存在于大多数西瓜KNOX基因中,表明这4类结构域在KNOX基因功能中具有重要作用;系统发育分析将ClKNOX基因家族成员分为ClassⅠA、ClassⅠB、ClassⅡA和ClassⅡB 4个亚组,启动子元件分析表明,ClKNOX基因家族含有较多与生长发育和胁迫响应相关的顺式作用调控元件;组织表达分析结果表明,ClKNOX基因具有明显的组织特异表达特性,ClKNOX6和ClKNOX11在根和茎中高表达,而ClKNOX3和ClKNOX10在所有器官中表达量都相对较高,但所有ClKNOX基因在果肉中的相对表达量都较低。研究结果为进一步深入探究ClKNOX基...     

中华猕猴桃全基因组MADS-box基因家族鉴定及表达分析

【目的】鉴定并分析中华猕猴桃MADS-box基因家族成员，探明MADS-box基因家族成员在果实生长发育及芽休眠中的表达模式。【方法】基于中华猕猴桃红阳V3基因组数据库，利用生物信息学方法对中华猕猴桃MADS-box全基因组进行鉴定，分析其家族成员的理化性质、系统进化树、保守基序、顺式作用元件，并对其在果实生长发育及不同组织中的表达模式进行分析。【结果】在中华猕猴桃红阳基因组中鉴定到了68个AcMADS-box基因，共包含11个亚家族，不均匀地分布于22条染色体上，成员间共存在32对共线性基因对；在基因家族上游启动子区域发现与光响应、激素响应、逆境胁迫响应等相关的顺式元件；17个AcMADS-box基因在组织间高表达且有表达特异性，推测是参与调控中华猕猴桃生长发育的关键基因。【结论】初步鉴定并提供了AcMADS-box家族成员信息，16个AcMADS-box家族成员在根、枝、茎、叶、花中高表达，8个家族成员在花芽中高表达。结果为进一步研究AcMADS-box参与中华猕猴桃的生长发育调控机制提供参考。     

萝卜AHP基因家族鉴定与表达模式分析

细胞分裂素在植物生长发育和抵御系列非生物胁迫过程中发挥着重要作用。为了探讨萝卜(Raphanus sativus L.)细胞分裂素信号转导途径中组氨酸磷酸转运蛋白(AHP)的生物学功能与表达模式,对萝卜AHP基因家族成员的数量、进化关系、顺式元件、基因结构、发育及非生物胁迫下基因表达模式进行分析。结果表明,萝卜AHP基因家族有6个成员,其中RsAHP2和RsAHP5为片段重复基因,RsAHP3和RsAHP4为串联重复基因;系统进化分析发现萝卜、拟南芥和白菜的AHP家族具有同源性;其启动子序列中含有光响应、激素响应和防御应激等顺式作用元件;萝卜AHP均在根中表达量高而在叶中表达量低;不同非生物胁迫条件下,RsAHP1、RsAHP2和RsAHP5差异表达显著。研究结果可为解析萝卜AHP基因功能提供理论依据。     

大白菜LEA家族基因的鉴定及其部分成员在低温胁迫下的表达分析

基于大白菜全基因组数据对LEA家族基因进行全基因组鉴定与生物信息学分析,研究其序列特征、基因结构、启动子顺式作用元件、染色体定位、进化关系以及在不同组织中和低温胁迫下的表达模式.从大白菜基因组中总共鉴定出65个LEA家族基因成员,根据系统发育与保守基序分析,其可分为8个组;内含子较少,且不均匀地分布在10条染色体上,另...     

丹参DHAR家族基因的鉴定及表达模式分析

运用生物信息学方法，从丹参（Salvia miltiorrhiza）基因组数据库中鉴定得到5个脱氢抗坏血酸还原酶（Dehydroascorbate reductase，DHAR）家族成员SmDHAR1 ~ SmDHAR5，分析了基因结构特征、编码蛋白的理化性质、亚细胞定位、高级结构、系统进化关系以及启动子顺式作用元件，并考察了其在不同组织及胁迫下的表达模式。结果表明，SmDHAR基因家族成员长度在724 ~ 3 296 bp之间，含有1 ~ 5个外显子不等，编码218 ~ 470个氨基酸；其编码蛋白多为亲水性蛋白，且多不含跨膜结构域。SmDHAR家族成员分布在叶绿体和胞质外。系统进化分析结果显示丹参SmDHAR基因分为2个亚类。上游启动子区域分析发现SmDHAR基因家族成员均含有与植物发育、激素及胁迫响应相关的顺式作用元件。表达模式分析结果显示，SmDHAR5在丹参根中显著高表达，而在其余组织中表达量较低；SmDHAR1、SmDHAR3与SmDHAR4在根、茎、叶中表达量较高，在花组织中表达最低；SmDHAR2表现为组成型高表达。SmDHAR在茉莉酸甲酯、酵母提取物、脱落酸、赤霉素、水杨酸等处理时也表现出不同的响应模式。本研究的结果为深入探索丹参DHAR基因家族在抵抗逆境过程中的功能提供了参考。     

马铃薯CHI家族基因鉴定及其对外源水杨酸和茉莉酸的响应分析

利用拟南芥几丁质酶(Chitinase,CHI)基因家族蛋白序列在马铃薯基因组内进行Blast P分析,获得马铃薯CHI家族成员,并对其进行基因结构分析、motif预测、进化树构建、顺式作用元件和组织表达分析。共有26个马铃薯CHI基因成员得到鉴定,其所有成员均含有较少的内含子,其中motif 1~motif 6均含有具有催化功能的GH19结构域。一共检测到166个胁迫或激素响应元件。进化树分析显示,CHI分为6个亚家族。马铃薯几丁质酶基因在不同组织中差异表达并且在水杨酸或茉莉酸处理后诱导表达,暗示水杨酸和茉莉酸对几丁质酶家族有不同的调控作用。     

大蒜全基因组NCED基因鉴定与功能初探

采用生物信息学方法,从大蒜基因组中共鉴定出AsaNCED基因14个,预测其氨基酸数量为409～599个,蛋白分子量为46 421.95～67 090.27 Da,理论等电点为5.48～6.87。多数基因外显子数为1个,少数为11～12个。在启动子顺式作用元件中,光、脱落酸和茉莉酸甲酯响应元件在数量上占据优势,并广泛分布在不同的基因家族成员中;同时也存在与干旱相关的MYB结合位点、防御与胁迫响应元件、伤口响应元件和种子特异性调控元件。该基因家族成员在不同组织中具有一定的表达差异性。通过异源过表达AsaNCED4获得转基因拟南芥,其株高明显低于野生型,qRT-PCR分析发现AsaNCED4基因受盐胁迫诱导上调表达。     

多毛番茄CIPK基因家族生物信息学分析及低温下功能研究

CIPK基因家族是Ca~(2+)介导的植物信号转导途径中的一个关键家族,在植物胁迫响应和生长中起着关键作用。本试验基于多毛番茄全基因组数据筛选出24个多毛番茄CIPK基因家族成员,系统进化分析将家族成员分为5个亚组,家族成员内部含有5个基因复制对。亚细胞定位分析表明,多毛番茄CIPK基因大多定位于细胞质;少数分布于质膜、细胞核、线粒体。共线性分析结果表明,拟南芥和栽培番茄中的CIPK基因家族中分别有14个和12个基因与多毛番茄存在共线性关系。顺式作用元件分析结果表明,多毛番茄CIPK基因家族基因含有光、激素、冷胁迫等相关的元件。实时荧光定量PCR结果表明,低温胁迫下ShCIPK2、ShCIPK17、ShCIPK19表达量显著提高,推测这3个基因可能在多毛番茄低温胁迫应答中起重要的作用。     

苹果PIN家族基因鉴定及在不定根形成中的表达分析

【目的】探究苹果PIN全基因组特征及在不定根形成过程中的表达分析，以便更深入地了解其结构特点与潜在功能，为研究不定根形成的分子机制奠定基础。【方法】利用苹果基因组数据库GDR和HMMER对苹果PIN基因家族成员进行鉴定并编号，用MEGA、TBtools和MEME等生物信息学软件对其家族成员的基因定位、系统进化关系、基因结构、保守motif基序和蛋白保守结构域等进行分析，并采用qRT-PCR方法对PIN基因家族成员在不定根形成中的表达模式进行分析。【结果】苹果PIN基因家族有13个成员，分布于基因组8条染色体上，氨基酸数目在357～660个之间，蛋白质分子质量为38.84～71.61 ku，等电点在6.93～9.35之间。启动子作用元件分析表明，13个PIN启动子上含有响应激素、生长发育和逆境相关的顺式作用元件，其中有8个PIN基因含有生长素响应作用元件，暗示他们可能参与生长素调控不定根形成。转录组分析显示，13个PIN家族成员中，有6个基因（MdPIN3、MdPIN4、MdPIN6、MdPIN7、MdPIN11和MdPIN12）在吲哚丁酸（IBA）处理下表达上调。进一步通过qRT-PC...     

甜瓜syntaxin家族基因鉴定及其对白粉病菌响应分析

为了揭示突触融合蛋白(syntaxin)家族基因在甜瓜抵御白粉病过程中的功能,采用生物信息学方法从甜瓜基因组序列中鉴定到17个syntaxin家族成员,这些基因不均匀地分布在9条染色体上。系统进化分析发现甜瓜17个syntaxin家族成员属于7个亚家族(SYP-1、SYP-2、SYP-3、SYP-4、SYP-5、SYP-7、SYP-8),表明不同syntaxin家族成员之间具有不同的分子功能。基因结构分析表明甜瓜syntaxin家族基因包含1～12个内含子。组织表达分析表明有10个甜瓜syntaxin家族基因组成性表达,7个基因组织特异性表达。此外,甜瓜幼苗经白粉病菌人工接种侵染之后,9个syntaxin家族基因呈现不同程度的响应,9个syntaxin家族基因与MLO家族基因共表达,推测其在甜瓜抗白粉病过程中发挥重要功能。     

西瓜bHLH转录因子家族基因的鉴定及其在非生物胁迫下的表达分析

利用生物信息学方法,在西瓜测序基因组97103中共鉴定出96个bHLH家族成员,其中有94个可以被定位到西瓜的11条染色体上。通过基因结构和结构域序列保守性的预测,发现这些基因的序列长度和内含子数量变化很大,但bHLH结构域序列比较保守。用拟南芥中39条已知的bHLH蛋白序列和西瓜的96条bHLH蛋白序列构建系统发育树,结果显示西瓜的bHLH家族可以进一步被分为11个亚族。运用荧光定量实时PCR技术,分析了该家族中21个基因在西瓜响应非生物胁迫时的表达水平,结果表明,8个基因受低温胁迫诱导表达,13个基因受ABA胁迫诱导表达,14个基因受盐胁迫诱导表达。ClabHLH41在3种胁迫下表达量均显著增加,说明其在低温、ABA和盐胁迫应答中可能发挥着重要作用。