科研产出
黄瓜DIR家族基因的全基因组鉴定及其表达分析
《中国农业科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：【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。
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桑树miR166f的表达分析及双元超表达载体的构建
《蚕业科学 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：MicroRNA(miRNA)在生物生理生化进程、信号传导、细胞调亡、响应生物和非生物胁迫等方面发挥重要功能,本试验克隆桑树miR166f及其前体序列,分析其时空表达特性,并构建用于瞬时表达的miR166f双元超表达载体,为桑树miR166f抗旱功能机制的进一步探究奠定基础.克隆获得了桑树miR166f及其前体序列,pre-miR166f长91 nt,miR166f长21 nt,miR166f在前体的3′臂上,pre-miR166f最小折叠自由能(MEF)为-217.14 kJ/mol,具有典型的植物miRNA前体二级结构特征;miR166f的5′端上游除了包含典型的具有转录起始功能的TATA-box和CAAT-box外,还含有多个胁迫响应顺式作用元件和一些激素响应元件;qRT-PCR分析表明miR166f在桑树不同组织中的相对表达量有较大差异,其中在茎中表达量最高,在木质部中表达量最低;miR166f在高盐和干旱胁迫处理条件下均上调表达,表明该基因参与了桑树的抗逆响应过程;成功构建了用于瞬时转化表达的miR166f的双元超表达载体pCAMBIA-35S-GUS-miR166f,为桑树miR166f抗逆功能机制的进一步探究奠定基础.
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陆地棉ADH基因家族的全基因组鉴定及表达分析
《分子植物育种 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：本研究利用生物信息学方法对陆地棉ADH家族基因进行全基因组挖掘和分析,系统地解析Gh ADHs的序列特征、基因结构、染色体分布、非生物胁迫下基因表达模式以及蛋白进化关系、结构域特征与亚细胞定位等。结果表明:陆地棉基因组中共鉴定得到28个ADH,分布在16条染色体上;对应氨基酸可分为ADH1、FDH1、ADH0和BAD1等4个亚家族,长度从292~440个不等。均含有两个主要的结构域:催化结构域及辅酶结合结构域,且具有相同的亚细胞定位;表达分析显示大部分Gh ADHs对ABA、干旱、盐、碱、淹水、低温和高温等1种或多种胁迫表现出显著应答,暗示Gh ADHs在抵抗非生物胁迫中可能发挥重要作用。陆地棉ADH家族基因的鉴定与表达分析,为深入解析ADH响应棉花非生物胁迫中的功能及分子机制奠定了理论基础,进一步为棉花抗逆育种提供更多基因资源。
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草鱼(Ctenopharyngodon idellus)FGF21基因克隆及其表达分析
《生物技术通报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：采用RT-PCR技术从草鱼肝脏中克隆了成纤维细胞生长21(FGF21)基因序列,并利用实时荧光定量PCR(q PCR)技术对该基因在草鱼幼鱼不同组织中表达进行了研究。结果表明,草鱼FGF21基因(Gen Bank登录号为MF_094727)c DNA序列全长615 bp,其中5'端非翻译区51 bp,开放阅读框564 bp,编码187个氨基酸。氨基酸序列同源性分析表明,草鱼FGF21基因与斑马鱼同源性最高(78.86%),与犀角金线鲃、鲤、虹鳟、大西洋鲑、罗非鱼和日本青鱂的同源性分别为77.66%、73.94%、53.29%、52.41%、43.71%和35.96%,与人和小鼠同源性较低,分别为31.87%和30.39%。q PCR分析表明:FGF21基因在草鱼幼鱼肝脏、前肠、中肠、后肠、心脏、肌肉、肾脏和全脑中均有表达,在肌肉、前肠和中肠表达量最高,表明该基因可能在草鱼肌肉和肠道等组织发挥重要作用。
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水稻条纹叶和白穗基因SLWP的定位及变异分析
《中国水稻科学 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：【目的】对叶绿体发育相关基因进行克隆和功能分析,为解析叶绿体功能奠定分子基础。【方法】用甲基磺酸乙酯(EMS)处理籼稻9311获得一个条纹叶和白穗突变体slwp,通过色素分析和农艺性状观察分析该突变体的表型,通过图位克隆方法分离该基因,进一步利用定量PCR分析相关基因的表达情况。【结果】突变体slwp从2叶期开始至抽穗期表现出条纹叶表型,抽穗后幼穗白化,光合色素含量明显低于野生型;株高降低、抽穗延迟、产量降低等表型。该突变性状为单隐性核基因控制,该基因定位于水稻第6染色体短臂C6-4和N14标记之间0.91Mb区间内。基因组测序表明核糖核苷二磷酸还原酶小亚基基因(RNRS1)编码区第776位点发生单碱基替换,导致甘氨酸突变为天冬氨酸;该基因与已报导的水稻基因St1、Gws和St-wp为等位基因。通过对这4个等位基因的突变位点和表型进行分析,总结了该基因不同位点突变对植株表型的影响以及籼粳之间的差异。表达分析显示与叶绿素合成有关的基因受到不同程度调控,叶绿体发育第一和第二阶段基因上调表达,光合作用相关基因均下调表达。【结论】本研究分析了SLWP(RNRS1)基因不同位点的变异对水稻表型的影响,相关结果加深了对RNRS1基因功能的认识,有助于阐明叶绿体发育的分子机制。
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砀山酥梨肉桂酸4-羟化酶基因的克隆及表达分析
《农业生物技术学报 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：木质素是梨(Pyrus)石细胞的重要成分之一,木质素合成代谢对石细胞形成发育有着重要影响。肉桂酸4-羟化酶(cinnamate 4-hydroxylase,C4H,EC 1.14.13.11)是细胞色素单加氧酶超家族中CYP73A亚家族的一员,同时为木质素合成代谢中的一个关键酶。本研究从砀山酥梨(Pyrus bretschneideri cv.Danshan Su)果实中克隆出一条肉桂酸4-羟化酶基因的全长c DNA序列,命名为Pb C4H,Gen Bank登录号为:KF663548。Pb C4H全长1 764 bp,具有1 515 bp的ORF,编码504个氨基酸。Pb C4H与多个物种C4H基因编码的氨基酸序列具有较高的同源性,说明其在进化过程中较为保守。结构域分析表明,Pb C4H具有跨膜结构域和典型的细胞色素P450结构域特征。q RT-PCR分析发现在梨果实发育的不同时期,Pb C4H基因表达量呈现先增加后下降的趋势,其中在花后55 d达到最高。构建了Pb C4H原核表达载体p ET-32aPb C4H,在大肠杆菌(Escherichia coli)BL21菌株中诱导表达出Pb C4H融合蛋白。亚细胞定位表明Pb C4H蛋白定位于细胞膜上。本研究结果为利用分子生物学技术调控梨木质素的合成和石细胞的发育提供了基础资料。
关键词： 砀山酥梨 肉桂酸4-羟化酶 木质素 基因克隆 表达分析
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