检索结果-内蒙古大学图书馆

植物科学学报 2022年第3期40卷 344-354页

作者：单雪萌杨克彬李广柱王新悦李英高志民国际竹藤中心竹藤资源基因科学与产业化研究所北京100102 国家林业和草原局/北京市竹藤科学与技术重点开放实验室北京100102

利用生物信息学以及分子生物学方法对毛竹(Phyllostachys edulis(Carriere)***)谷胱甘肽过氧化物酶基因(GPX)的分子特征以及表达模式进行分析。结果显示,在毛竹中共鉴定出9个GPX家族成员基因(PeGPX1-PeGPX9),均具有6个外显子以及5个内含... 详细信息

利用生物信息学以及分子生物学方法对毛竹(Phyllostachys edulis(Carriere)***)谷胱甘肽过氧化物酶基因(GPX)的分子特征以及表达模式进行分析。结果显示,在毛竹中共鉴定出9个GPX家族成员基因(PeGPX1-PeGPX9),均具有6个外显子以及5个内含子,PeGPXs编码蛋白的长度为168~235 aa,相对分子量在18.41~25.54 kD,等电点范围为5.88~9.48。亚细胞定位预测结果发现,除PeGPX5定位在线粒体上,其他PeGPXs都定位在叶绿体上。在PeGPXs启动子中含有多种与胁迫和激素相关的顺式作用元件。qRT-PCR分析结果表明,强光、低温、GA_(3)、NAA和MeJA处理均可引起毛竹叶片中PeGPXs表达量发生明显变化。

关键词：毛竹谷胱甘肽过氧化物酶分子特征基因表达模式

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全基因组范围禾本科植物GPX基因家族的进化分析和表达模式研究

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西北农林科技大学学报（自然科学版） 2016年第10期44卷 176-183,192页

作者：杨雪刘翠晶杨美英吉林农业大学生命科学学院吉林长春130118 吉林农业大学中药材学院吉林长春130118

【目的】研究禾本科植物谷胱甘肽过氧化物酶（GPX）基因家族的序列及其在正常生长和胁迫条件下的表达差异,为揭示GPX基因在植物抵抗逆境胁迫中的作用奠定基础。【方法】利用生物信息学方法,分析水稻、短柄草、高粱中18个GPX基因的序列... 详细信息

【目的】研究禾本科植物谷胱甘肽过氧化物酶（GPX）基因家族的序列及其在正常生长和胁迫条件下的表达差异,为揭示GPX基因在植物抵抗逆境胁迫中的作用奠定基础。【方法】利用生物信息学方法,分析水稻、短柄草、高粱中18个GPX基因的序列特点、基因结构和系统进化关系;采用反转录PCR（RT-PCR）方法,分析18个GPX基因在正常生长以及1-氯-2,4-二硝基苯（CDNB）、双氧水（H2O2）、莠去津（Atrazine）和水杨酸（SA）处理后,水稻、短柄草和高粱的根、茎、成熟叶、幼叶、叶鞘,以及正常生长条件下发芽2d后幼苗根和芽中的表达情况。【结果】从水稻、短柄草和高粱基因组中分别鉴定出6,5,7个GPX基因,这些基因编码长度为168-251个氨基酸的蛋白,分子质量介于18.44-27.42ku。系统发生分析发现,3个物种至少有7个最近的共同祖先GPX基因,物种分化之后水稻和短柄草分别丢失1个和2个GPX基因。序列相似性分析发现,3个物种GPX蛋白具有较高的序列相似性,介于38.0%-95.2%,且不同基因簇中GPX序列的分化速率不同。3个物种GPX基因具有保守的基因结构,但SbGPX7发生了内含子插入事件,预示着其与其他GPX基因之间功能的分化。表达模式分析发现,3个物种的18个GPX基因中有15个在所有检测样品中均为组成型表达,3个GPX基因（水稻2个、高粱1个）为选择性表达,表达模式的分化预示着功能的分化。【结论】作为植物保护细胞免受氧化损伤的重要酶类,禾本科3个物种的GPX基因在进化过程中发生了功能分化。

关键词：谷胱甘肽过氧化物酶禾本科基因进化分析基因表达模式

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家蚕核型多角体病毒的基因组结构及其表达模式

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病毒学报 2006年第4期22卷 324-328页

作者：吴小锋浙江大学动物科学学院生物资源与基因工程研究室杭州310029

Bombyx mori nucleopolyhedrovirus(BmNPV)是家蚕(Bombyx mori)的重要病原,属于杆状病毒。20世纪80年代后期发展了基于杆状病毒作为载体的昆虫杆状病毒表达系统技术。由于家蚕可以规模化饲养,利用重组的BmNPV以家蚕作为“生物工厂”生... 详细信息

Bombyx mori nucleopolyhedrovirus(BmNPV)是家蚕(Bombyx mori)的重要病原,属于杆状病毒。20世纪80年代后期发展了基于杆状病毒作为载体的昆虫杆状病毒表达系统技术。由于家蚕可以规模化饲养,利用重组的BmNPV以家蚕作为“生物工厂”生产重组蛋白因具有低成本、适合产业化的优点而受到高度重视。BmNPV的分子生物学研究以及作为表达载体的应用在过去十几年间得到了较快发展,本文主要就近年来关于BmNPV的基因组结构及其基因表达模式的研究作一概述。[第一段]

关键词：家蚕核型多角体病毒基因表达模式基因组结构分子生物学研究杆状病毒表达 20世纪80年代 BmNPV 重组蛋白表达载体规模化饲养

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马铃薯StCalS基因家族鉴定和表达模式分析

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分子植物育种 2024年

作者：高晓星冯梅史丽萍牟丽明张娟宁王盼盼定西市农业科学研究院

胼胝质合成酶(callose synthase， CalS)是控制胼胝质合成的关键酶类，广泛参与植物生长发育和胁迫响应过程。本研究在全基因组范围内对马铃薯(Solanum tuberosum L.) CalS基因家族进行鉴定，并分析了理化性质、染色体分布、系统进化、... 详细信息

胼胝质合成酶(callose synthase， CalS)是控制胼胝质合成的关键酶类，广泛参与植物生长发育和胁迫响应过程。本研究在全基因组范围内对马铃薯(Solanum tuberosum L.) CalS基因家族进行鉴定，并分析了理化性质、染色体分布、系统进化、基因结构、保守结构域、启动子顺式作用元件和基因表达模式。结果表明：马铃薯中共有8个StCalS基因，其编码蛋白长度在1 766～1 962 aa之间，分子量介于205.75～226.89 kD，理论等电点介于8.43～9.22，蛋白平均亲水性为-0.145～0.002；StCalS基因分布在5条染色体上，其编码蛋白均含有FKS1和Glucan＿synthase结构域；StCalS基因结构较为复杂，根据系统发育关系可将StCalS分为5个亚家族，同亚家族的成员具有相似的基因结构；StCalS基因家族成员的启动子区含有许多光反应、激素和逆境响应相关顺式作用元件；表达模式分析表明，每个StCalS基因至少在根、茎、茎尖、匍匐茎、叶、叶柄、花、雄蕊、嫩块茎、成熟块茎、块茎芽中的一种组织或器官中表达。此外，StCalS4响应盐胁迫，StCalS7响应甘露醇、赤霉素和6-苄氨基嘌呤。以上研究结果为后续解析StCalS的生物学功能奠定了基础。

关键词：马铃薯胼胝质合成酶基因家族生物信息学基因表达模式

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玉米全基因组NBS类抗病基因的进化及病原菌诱导表达模式分析

玉米全基因组NBS类抗病基因的进化及病原菌诱导表达模式分析

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作者：李晓玉安徽农业大学

学位级别：博士

植物抗病基因的进化、克隆及其病原菌诱导表达模式分析是微生物与植物相互作用研究的重要内容。具有核苷酸结合位点（NBS）结构的基因，是植物中普遍存在的抗病基因，在植物抵抗各种病原物的袭击中发挥重要作用。因此，开展玉米NBS类抗... 详细信息

植物抗病基因的进化、克隆及其病原菌诱导表达模式分析是微生物与植物相互作用研究的重要内容。具有核苷酸结合位点（NBS）结构的基因，是植物中普遍存在的抗病基因，在植物抵抗各种病原物的袭击中发挥重要作用。因此，开展玉米NBS类抗病基因的研究具有重要的理论意义和应用价值。本研究利用生物信息学的方法对玉米全基因组NBS类基因家族的基因数量、结构特征、染色体定位、基因复制及其进化关系进行分析，研究了EST数据库表达谱以及小斑病、矮花叶病菌诱导NBS类基因的表达模式,在此基础上进行基因克隆，获得如下主要结果： 1、在玉米基因组中，共发现了107个具有NBS结构域的基因，并且根据其N-端和LRR区域分为四大类，即NBS (N)7个, NBS-LRR (NL)31个, CC-NBS (CN)11个和CC-NBS-LRR (CNL)58个。这107个NBS基因被分别定位在玉米10条染色体上，每条染色体上的NBS基因分布数量各有差异，部分呈基因簇的形式存在，并且在第10条染色体上最多，有28个基因存在。 2、对玉米107个基因的基序进行分析，并从上述四类NBS基因中分别发现了15种基序。4个NBS区域的保守基序P-loop、Kinase2、GLPL和MHD在NL和CNL类NBS基因中都有出现，而在N和CN类NBS基因中不规律出现。不同类型的NBS基因间保守基序的序列差异性较小，其中Kinase2基序最为保守，在玉米每一类NBS基因中都有发现。此外，对这107个基因的亲缘进化关系的研究表明，同一类型的NBS基因并没有明显的成簇现象，而是四种类型交错出现在进化树分枝上。 3、将玉米NBS基因与单子叶植物水稻、高粱，双子叶植物拟南芥、百脉根进行比较发现，在数量上，玉米NBS类基因最少，并且与双子叶植物拟南芥和百脉根相比，玉米NBS类基因缺少TIR基序，与单子叶植物水稻、高粱类似。在染色体定位上,玉米NBS基因与拟南芥、水稻、百脉根相似,呈不均衡分布,而高梁呈染色体末端分布。在基因复制上,玉米NBS类基因的基因复制数量少于拟南芥，远少于水稻,其多基因所占的比例玉米（38.3%）低于拟南芥（46.6%）和水稻（53.7%）;基因簇的数量玉米（22）少于拟南芥（39）和水稻（104）。此外，将玉米的NBS基因分别与拟南芥、百脉根和高粱基因组中的NBS基因共同构建进化树，发现玉米NBS基因与高粱的亲缘关系最近，与百脉根的相对较远，与拟南芥的最远。 4、将已知功能的9个不同植物的NBS基因以及一个玉米抗病基因相似序列与玉米NBS类基因相结合进行亲缘关系分析。结果表明， ZmNBS3与玉米中的抗锈病（Puccinia sorghi）基因Rp1有很高的同源性;ZmNBS42与玉米抗病基因同源相似序列RGA4同源性较高;ZmNBS55与高粱中已知的抗根腐病（Periconia circinata）基因Pc以及ZmNBS56与大麦中已知抗叶锈病（Puccinia triiticina）基因Lr10也有着非常近的亲缘关系。这为玉米NBS类抗病功能基因克隆提供了初步依据。 5、经小斑病菌、矮花叶病毒和水杨酸胁迫诱导,NBS类基因的表达呈现出不同的表达水平和表达模式，分析的58个基因有47个基因表现出了转录活性。在小斑病菌和水杨酸诱导表达模式中，小斑病菌诱导后约73%的NBS基因表达上调,其中ZmNBS7，34，49，62，69，74，85，86，91，102和103在两种诱导中均表达上调,而ZmNBS56,55,51,48,42和27只表现小斑病病原菌诱导上调。在矮花叶病毒诱导中，ZmNBS39，49，56，61，62，65，74，77，91和103呈现诱导表达上调,且ZmNBS39,56,61,62,91上调敏感性较强。ZmNBS49,56,62,74,91在两种病原菌诱导中均表达上调, ZmNBS42，55和ZmNBS39，77分别表现出对小斑病菌诱导和对矮花叶病毒诱导的特异性上调。利用玉米EST文库对107个NBS基因分析,得到77个NBS基因在不同组织：芽、根、穗丝、穗、胚乳以及混合组织中的多样表达模式,发现在病原物诱导中，在叶片中未检测到表达的11个基因中的ZmNBS25,52,79和99在不同组织EST库中均未检测到,其它在非叶子组织中表达。 6、综合玉米NBS基因与作物已知功能NBS基因亲缘关系分析和小斑病、矮花叶病菌及水杨酸诱导表达分析, ZmNBS3,ZmNBS42,ZmNBS55,ZmNBS56,ZmNBS39和ZmNBS77可作为重要的抗病候选基因,选择ZmNBS56作为候选基因,从自交系B73中克隆了ZmNBS56B基因,该基因DNA序列全长为1494bp,编码497个氨酸,蛋白结构预测显示该基因编码蛋白为疏水蛋白，且有跨膜结构域。该基因的抗病功能有待

关键词：玉米 NBS类抗病基因进化分析病原菌诱导基因表达模式基因克隆

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植物基因的表达模式对序列结构和位点替代速率的影响

植物基因的表达模式对序列结构和位点替代速率的影响

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作者：杨洪星复旦大学

学位级别：博士

自中性进化理论提出以来，进化生物学中关于随机因素还是自然选择主导了进化历史的争论已经持续了40多年。实际上这是一个古老的问题。随机因素对于进化过程的影响早在达尔文那里就已经被注意到了。达尔文明确区分了三种不同类型的变异... 详细信息

自中性进化理论提出以来，进化生物学中关于随机因素还是自然选择主导了进化历史的争论已经持续了40多年。实际上这是一个古老的问题。随机因素对于进化过程的影响早在达尔文那里就已经被注意到了。达尔文明确区分了三种不同类型的变异，即有利变异，有害变异和既无异也无害的变异。前两类变异的保存都受到自然选择的制约，而第三类变异则在生物群体中“随波逐流”，可能转瞬即逝，也可能受环境的影响而固定下来。在伟大的遗传学家ThomasMorgan和群体遗传学的奠基人之一Sewall Wright那里，中性突变，或者遗传漂变，则受到了更大的关注。然而，现代综合进化论的巨大成功使得自然选择在解释进化历史方面获得了统治性的地位，基因突变唯一的作用就是向“造物主”自然选择提供创造新的生物特征和新的物种的原材料，随机因素则被挤在一个狭小的角落里，为自然选择创造生命世界的伟大壮举添砖加瓦或者制造杂音。自从DNA双螺旋结构开启分子生物学时代以来，利用DNA和蛋白质序列研究进化过程和其机制的潮流已经蔚为壮观，从根本上改变了进化领域里的研究方式，乃至科学结论。Kimura的中性进化理论使得随机因素重焕生机。中性突变主导了序列水平的进化，自然选择的重要性则日益受到质疑。古生物学家Stephen Gould强烈批判了把生物性状的一切改变都归之于适应性进化的流俗观点，而形象的把大多数性状的出现比喻为罗马天主教堂门廊的拱肩和方框之间被设计师无可奈何的留下的边角。在初期，中性突变理论受到了传统进化生物学家的强烈抨击。综合进化论的创始人之一Ernst Mayr认为进化是一个受到太多的因素影响的太复杂太不确定的过程，而无法简单的用序列信息去重构逝去的历史。自然选择机制的存在性是无可置疑的，这是一个如此简单而合理的逻辑。但是其起作用的范围却是值得讨论的，这是这场旷日持久的争论的焦点所在。　　在基因组的时代，大规模基因组注释数据和功能数据为我们探索上述问题提供了更加丰富的素材。如果进化本身是一个多层次的过程，那么我们对它的理解也需要通过不同层次的研究来不断加深。　　在本文中，我们利用被子植物的全基因组注释数据、表达数据、功能数据，研究了两个问题：一是基因的表达模式与序列结构的关系，二是基因的表达模式和结构对序列中位点突变速率的影响。第一个问题之所以显著，在于它提供了一个比较自然选择和遗传漂变对基因序列进化的相对重要性的机会。在动物，特别是哺乳动物的基因组中，表达水平很高的基因倾向于拥有十分紧凑的结构，即编码区的长度、内含子的长度、内含子数目等各种结构参数都相对很小。这可以解释为是自然选择提高转录/翻译的效率的结果，或者是基因调控需求在基因组结构上的反应。被子植物中的结果有些矛盾：1)高水平表达的基因拥有较长的序列;2)在拟南芥的花粉中表达的基因拥有相对较短的内含子长度，且其长度与表达水平负相关;3)一种苔藓植物中的高水平表达基因拥有更加短的内含子序列。第二个问题是如何解释一个基因组内的不同基因在序列位点替代速率上的显著差异。解决这一问题不仅有进化理论上的意义，也有许多实际用途。近年来，基因表达数据的丰富使得人们有了新的认识。在单细胞的酵母、细菌等生物中，基因表达水平的差异解释了进化速率差异的30-42％。在多细胞真核生物中，表达水平的决定性作用似乎没有这么显著。在被子植物中，迄今只有少数几项研究从全基因组水平探索了基因表达模式对进化速率的影响。　　在第二章，我们的分析表明：1)，在被子植物中，高水平和低水平表达的基因都拥有紧凑的结构，即它们拥有很少的内含子、很短的内含子序列、很短的编码序列、很短的UTR序列;植物基因的序列长度与表达水平的相互制约关系服从负幂律关系，说明能量成本不是限制序列长短和表达水平高低的因素;第二，广泛表达的基因的确倾向于拥有更长的序列，特别是内含子的数目和长度、5’和3’UTR序列长度和蛋白功能域数目;第三，20％以最高水平表达的基因主要包含两类，一类是参与细胞中最基本的生化过程的基因，一类是负责应对细胞内外各类生物和非生物刺激信号的基因。这两类基因都需要被大量或者快速的表达。同时，我们在具有较低表达水平的基因中也发现了许多参与防御反应的基因，也即在细胞感受到危险信号之后参与使细胞从受攻击状态复原的过程。与拟南芥不同的是，水稻中有很多表水平不高而参与应对环境刺激的基因。这可能反映了单双子叶植物在应对环境的机制方面的分化。高水平和低水平表达的基因所执行的功能要求它们被快速或大量的表达，而它们的紧凑结构则与这一需求相适应。这表明，自然选择可能通过影响插入删除突变的相对比例而对不同表达水平的基因的结构产生了不同的影响。　　在第三章，我们分析了拟南芥基因的表达模式、基因结构和组织特异性对位点替代速率的影响。我们的结果是，1)平均表达水平很高的基因和表达范围很广的基因都比较

关键词：植物基因基因表达模式序列结构位点替代速率直向同源基因

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保幼激素环氧水解酶基因在蠋蝽滞育过程中的表达模式及其功能研究

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江苏农业科学 2024年第6期52卷 43-51页

作者：王胜男张茂森周磊井晓宇张洪志李玉艳吴惠惠张礼生天津农学院天津300380 中国农业科学院植物保护研究所/农业农村部植物病虫害综合治理全国重点实验室北京100193 吉林农业大学吉林长春130118

保幼激素(juvenile hormone,JH)缺乏是引发昆虫生殖滞育的主要原因,保幼激素环氧水解酶(JHEH)作为JH的主要降解酶,通过调控JH滴度水平在昆虫滞育中发挥重要作用。为研究JHEH在蠋蝽生殖滞育中的调控功能,克隆获得了蠋蝽JHEH基因(AcJHEH)... 详细信息

保幼激素(juvenile hormone,JH)缺乏是引发昆虫生殖滞育的主要原因,保幼激素环氧水解酶(JHEH)作为JH的主要降解酶,通过调控JH滴度水平在昆虫滞育中发挥重要作用。为研究JHEH在蠋蝽生殖滞育中的调控功能,克隆获得了蠋蝽JHEH基因(AcJHEH),该基因编码452个氨基酸,具有典型环氧水解酶结构特征,无跨膜结构域,存在1个信号肽位点。同源性及系统进化分析结果表明,AcJHEH在不同物种间具有较高保守性,与茶翅蝽(Halyomorpha halys)的JHEH相似性较高,达65.46%。利用RT-qPCR技术测定了AcJHEH在蠋蝽不同组织及滞育不同时期的表达量,发现AcJHEH表达量在滞育诱导期先下降后升高,滞育诱导20 d时表达量最低;滞育初期(诱导40 d)表达量最高,滞育维持期(诱导50~60 d)的表达量稳定在较高水平,与成虫初羽化时水平接近。AcJHEH在滞育蠋蝽的头部表达量最高,其次是中后肠和脂肪体,在卵巢中表达量最低。利用RNAi敲降蠋蝽初羽化成虫的JHEH基因表达后,雌虫体内的卵黄蛋白原(vitelliogenin,Vg)基因表达量上升,卵黄沉积明显,推测滞育诱导期高表达的JHEH基因可能通过抑制Vg基因的表达,抑制卵黄蛋白沉积和卵巢发育,从而促进蠋蝽的生殖滞育。本研究结果为解析JHEH在生殖滞育中的调控作用提供了参考依据。

关键词：蠋蝽生殖滞育保幼激素环氧水解酶基因表达模式基因功能

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向日葵抗病相关WRKY基因的生物信息学和表达分析

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分子植物育种 2025年第2期23卷 371-379页

作者：李会园白杨路妍景岚内蒙古农业大学园艺与植保学院呼和浩特010011

WRKY转录因子在植物生长发育、代谢以及生物胁迫和非生物胁迫等生理生化反应中充当着非常重要的角色。本研究基于向日葵基因组数据库中13个可能具有抗病功能的WRKY转录因子进行生物信息学分析,并通过RT-qPCR测定各基因在向日葵抗感锈病... 详细信息

WRKY转录因子在植物生长发育、代谢以及生物胁迫和非生物胁迫等生理生化反应中充当着非常重要的角色。本研究基于向日葵基因组数据库中13个可能具有抗病功能的WRKY转录因子进行生物信息学分析,并通过RT-qPCR测定各基因在向日葵抗感锈病品种的表达量。结果表明:13个HaWRKY基因编码196~590个氨基酸,理论等电点的范围为5.3~9.65,均为疏水性蛋白且都不具有信号肽,其中只有4个HaWRKY蛋白具有跨膜结构域。亚细胞定位预测HaWRKY31、HaWRKY50、HaWRKY57定位在细胞质,HaWRKY33定位在叶绿体,其余蛋白预测结果都位于细胞核。除HaWRKY31外,剩余蛋白都含有丝氨酸(Ser)、苏氨酸(Thr)和酪氨酸(Tyr)磷酸化位点。系统进化树显示,有6个WRKY基因与已知抗生物胁迫基因同源性较高。RT-qPCR结果显示,相比于对照,13个HaWRKY基因在接种锈菌的抗病品种中表达量均上调,同时有5个基因在感病品种中的表达量出现了明显的下调,推测这些基因都有可能参与了向日葵的抗病反应。研究结果为进一步进行WRKY转录因子的功能验证以及植物抗生物胁迫的研究提供分子基础。

关键词：向日葵锈病 WRKY转录因子生物信息学分析基因表达模式

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燕子花IlCHS、IlCHI基因克隆、表达模式研究及过表达载体的构建

燕子花IlCHS、IlCHI基因克隆、表达模式研究及过表达载体的构建

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作者：刘欢东北林业大学

学位级别：硕士

花色是植物重要的观赏性状之一,蓝色花呈色比较复杂,不同物种间呈色机理各不相同。耐寒性较强的燕子花(Iris laevigata)是自然界中珍贵的蓝色花卉,开展燕子花花色调控相关基因的研究可丰富花色调控机理研究的理论基础。CHS、CHI是花青... 详细信息

花色是植物重要的观赏性状之一,蓝色花呈色比较复杂,不同物种间呈色机理各不相同。耐寒性较强的燕子花(Iris laevigata)是自然界中珍贵的蓝色花卉,开展燕子花花色调控相关基因的研究可丰富花色调控机理研究的理论基础。CHS、CHI是花青素代谢途径上游的两个非常关键的结构基因,通过对燕子花与白花燕子花花被片转录组的差异比较,筛选出花青素代谢途径上差异显著的CHS、CHI基因并进行了克隆、生物信息学分析,同时检测了 CHS、CHI基因在燕子花、白花燕子花花期的表达特性及燕子花幼苗非生物胁迫下的表达模式,并构建了CHS、CHI基因的植物过表达载体,为进一步解析燕子花CHS、CHI基因功能及基因资源开发利用奠定了基础。主要研究成果如下:1、以燕子花cDNA为模板,通过RT-PCR的方法克隆IlCHS和IlCHI基因ORF区的序列。基因序列的长度分别为1185bp和666bp,分别编码394和221个氨基酸。经生物信息学分析IlCHS氨基酸序列的分子量为42.92kDa,属于稳定亲水蛋白,含5个保守结构域,无信号肽,无跨膜结构,以苏氨酸磷酸化修饰为主,主要由α-螺旋和随机卷曲构成,蛋白三级形状为典型水稻Ⅲ型结构。IlCHI氨基酸序列分子量为23.93kDa,属于不稳定亲水蛋白,含2个保守结构域;含信号肽及跨膜结构,以丝氨酸磷酸化修饰为主,主要由α-螺旋和随机卷曲构成,蛋白三级结构为常见的CHI家族的倒置花束结构。IlCHS和IlCHI基因在GenBank中的登录号分别为:MW346643、MT876539。利用NCBI中BLASTP功能对IlCHS蛋白和IlCHI蛋白的同源物种的CHS、CHI蛋白进行序列比对分析发现:燕子花IlCHS蛋白与荷兰鸢尾的IhCHS蛋白序列相似度最高,达94.09%;燕子花IlCHI蛋白与香雪兰的FhCHI蛋白序列相似度最高,达到76.17%。通过同源基因功能分析,可以推测IlCHS、IlCHI基因参与花青素、黄酮类化合物生物合成,并能响应外界的胁迫,提高植物抗性。2、采用qRT-PCR的方法探究了IlCHS和IlCHI基因在蓝、白燕子花花期各组织器官的表达模式。发现燕子花中IlCHS在盛花期花被片中表达量最高,而白花燕子花中IlCHS在花蕾期表达量最高。IlCHI基因在燕子花叶片中表达量最高,白花燕子花IlCHI在花药中表达量最高,其次是叶片。IlCHS和IlCHI基因的表达具有特异性,蓝花盛花期花被片中IlCHS基因的表达量大于白花,IlCHI基因表达量小于白花,与盛花期花被片的转录组检测结果一致。燕子花幼苗在胁迫(低温4℃、NaCl、PEG)状态下IlCHS和IlCHI基因的表达模式结果显示:3种胁迫下燕子花IlCHS和IlCHI基因均有响应,幼苗盐胁迫下IlCHS基因在叶片中的表达量上调,根系中表达量下调;干旱胁迫下在叶片和根部中均上调表达;低温胁迫下在叶片中呈先上调再下调的表达趋势,根系中呈下调表达。低温胁迫条件下IlCHI基因在燕子花幼苗的叶片和根部呈先下调再上调的表达趋势,在盐胁迫和干旱胁迫下均下调表达。3、通过双酶切传统技术和新的Gateway技术,成功构建了 pBI121-IlCHS-GFP、pEH12-IlCHI-GFP 和 pGWB18-IlCHI 3 种植物过表达载体。

关键词：燕子花 IlCHS基因 IlCHI基因基因表达模式基因过表达载体构建

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菊属及其近缘类群中花两侧对称性调控基因CYC-like的进化和表达模式研究

菊属及其近缘类群中花两侧对称性调控基因CYC-like的进化和表达模...

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作者：陈杰北京师范大学

学位级别：硕士

CYC类基因属于植物特异的TCP转录因子,最早在模式植物金鱼草(Antirrhinum majus)中发现,与其同源基因DICHOTOMA(DICH)通过在第二轮花器官上激活RAD和抑制DIV基因以及在第三轮花器官上抑制AmCYCLIN D3b基因而共同决定金鱼草花的背部属性... 详细信息

CYC类基因属于植物特异的TCP转录因子,最早在模式植物金鱼草(Antirrhinum majus)中发现,与其同源基因DICHOTOMA(DICH)通过在第二轮花器官上激活RAD和抑制DIV基因以及在第三轮花器官上抑制AmCYCLIN D3b基因而共同决定金鱼草花的背部属性,促进两侧对称性的建成。研究发现,核心真双子叶植物(core eudicots)中CYC类基因分为三个分支:CYC1、CYC2和CYC3,它们的功能在各类群中具有广泛保守性。其中CYC2具有决定花两侧对称性(背腹分化)的功能。菊科植物头状花序中的舌状花/假舌状花(以下均简称舌状花)是较极端的两侧对称花,可能是适应动物传粉的结果,近年来的研究表明,舌状花的形态建成也是CYC2类基因调控的结果。\n 舌状花的有无在整个菊科植物的系统发育中反复出现,这种模式同样出现在春黄菊族内部,因此,该族是研究花对称性式样与植物之适应的理想类群。本研究选取春黄菊族蒿亚族中边缘花对称性不同的三个近缘属植物,甘菊、蓍状亚菊和百花蒿,利用基因组DNA测序和3’RACE方法分离得到了12个CYC类基因,分别归属核心真双子叶植物中CYC类基因的全部三个分支:CYC1(2个拷贝)、CYC2(8个拷贝)和CYC3(2个拷贝)。通过它们的氨基酸序列分析和进化树重建,发现CYC类基因拷贝数在不同物种间不同,各基因拷贝在序列上存在明显差异:甘菊、蓍状亚菊基因数和基因间同源关系完全相同,而百花蒿则缺乏CYC2c和CYC2a-3;比较RACE和基因组扩增测序的结果发现,除CYC3分支外,CYC1和CYC2支的基因在终止密码子附近均存在一个内含子结构；与其他拷贝相比,CYC2a序列变异较大,从基因组中一共分离得到三种类型,分别命名为CYC2a—1、CYC2a-2和CYC2a-3,并发现其中有内含子的选择性剪切；CYC2a-1在三个物种中均无表达；CYC2a-3在内含子之后的序列中存在两个poly A结构。\n 通过RT-PCR方法研究了CYC类基因各拷贝在三种植物不同发育时期花序中的表达情况,发现:CYC类基因多数拷贝从花序发育早期开始表达并持续到开花阶段,但少数基因表达模式出现一定程度的分化；CYC2a的各拷贝显示多种表达式样,可能与其本身基因复杂性有关；CYC2f只在甘菊和蓍状亚菊中表达,而在百花蒿中没有检测到它的表达；以跨越内含子的引物扩增的RT-PCR检测到CYC1b在甘菊和蓍状亚菊中的表达结果出现两条扩增产物片段,说明其存在内含子选择性剪切。而CYC2c只表达于边缘舌状花而在管状花中无表达。\n 综上所述,在甘菊、蓍状亚菊和百花蒿中均发现的CYC类基因12个成员(百花蒿缺CYC2c和CYC2a-3)各自属于直系同源的基因谱系。CYC类基因的拷贝数目、核苷酸序列和表达模式在三个物种间存在一定的差异。

关键词：菊属百花蒿属花两侧对称性基因进化基因表达模式 CYC类基因

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