黄芩MYB转录因子家族全基因组鉴定与分析

目的:黄芩中主要活性成分黄酮类化合物的生物合成途径已解析,但相关调控机制研究薄弱。本研究基于黄芩全基因组对SbMYB转录因子进行系统鉴定和分析,筛选可能参与黄酮类化合物生物合成的候选SbMYB家族成员。方法:通过HMMER和BLAST筛选SbMYB转录因子;采用IQ-TREE、ExPASy、GSDS、TBtools、Cytoscape等在线工具和软件对SbMYB家族的进化关系、基因结构、基因表达模式、蛋白调控网络等进行生物信息学分析。结果：全基因组水平上共鉴定到146个SbMYB转录因子,分为4个亚族和1个未分族成员,R2R3-MYB亚族成员最多（116个）;SbMYB基因结构较为保守,随机分布在9条染色体上;同一亚族有相似的MYB保守结构域和基序组成;SbMYB在根、茎、叶中具有相似的表达模式,与花中差异较大;SbMYB与黄酮合成相关结构基因的蛋白质-蛋白质相互作用分析筛选到43个SbMYB可能调控黄酮合成途径关键酶。结论:MYB转录因子调控植物次生代谢合成,本研究系统分析黄芩MYB转录因子家族并筛选可能参与黄酮类化合物生物合成的候选基因,为其调控机制研究奠定基础。     

过路黄MYB转录因子家族成员的挖掘及鉴定

目的 分析过路黄LysimachiachristinaeMYB转录因子家族相关成员的结构和功能,挖掘与黄酮类物质生物合成相关的基因信息。方法 基于过路黄全长转录组数据库,利用ProtParam、GenStript、MEME、WebLogo、SOPMA、Swiss-Model等在线网站分析过路黄MYB转录因子家族蛋白的理化性质、亚细胞定位、保守基序和结构域、蛋白高级结构等。利用MEGA软件构建系统发育树,分析过路黄MYB转录因子家族（LcMYB）与拟南芥Arabidopsis thaliana MYB蛋白的系统发育关系。结果 挖掘到51个LcMYB基因,预测51条具有MYB转录因子保守结构域的蛋白序列;根据结构域可分为R1-LcMYB、R2R3-LcMYB和R3-LcMYB3个亚类,且所有LcMYB基序中都含有3个保守的色氨酸;过路黄MYB家族蛋白均为亲水性蛋白,热稳定性较高且富含碱性氨基酸,大部分蛋白以无规则卷曲为主,其中R2R3-LcMYB39、R2R3-LcMYB47、R2R3-LcMYB48与R2R3-LcMYB50蛋白是以α-螺旋为主;与拟南芥MYB转录因子家族共同构建的进化树...     

远志bZIP基因家族的鉴定及表达分析

目的 鉴定远志Polygala tenuifolia bZIP基因,为远志抗逆性改良及次生代谢调控研究提供参考。方法 基于远志三代全长转录组数据库,采用生物信息学方法对远志bZIP基因家族成员进行鉴定和分析,并利用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）技术分析其在不同组织及处理中的表达特性。结果 共鉴定得到27个含有特征性保守结构域的PtbZIP基因,编码蛋白质的氨基酸数量为143 aa（PtbZIP24）～846 aa（PtbZIP9）,相对分子质量范围为16201.52～92932.30,等电点（pI）介于4.59～9.69,其中25个家族成员为不稳定蛋白,所有家族成员均为亲水性蛋白。蛋白二级结构主要由α螺旋和无规卷曲构成,均无信号肽,存在多种互作现象。进化树分析将27个PtbZIP蛋白分为A、B、C、D、F、G、I、S 8个亚组,其中G亚组含有PtbZIP家族成员数量最多（共有8个）,占总数的29.63%,没有PtbZIP基因被归类到E和K组。PtbZIP家族基因的密码子偏好性较弱,适应性较弱。表达模式分析显示,PtbZIP4/15在叶中的表达量最高,茎和根次之;PtbZIP8/24在茎中的表达量最高,叶和根次之;PtbZIP1/17的表达量为根＞叶＞茎;其余21个的表达模式均为根＞茎＞叶。qPCR结果表明,PtbZIP26基因受脱落酸、壳聚糖的诱导,且能显著应答干旱和盐胁迫。结论 鉴定了远志bZIP家族基因及其分子特征,为进一步研究PtbZIP基因在调控远志发育及次生代谢物合成方面的生物学功能奠定基础。     

灰毡毛忍冬MYB转录因子家族成员的挖掘及鉴定

MYB转录因子作为最大的转录因子家族之一,在调控花发育过程中起到重要作用。该文首次从灰毡毛忍冬转录组数据中鉴定出3条1R-MYB,47条R2R3-MYB,2条3R-MYB和1条4R-MYB转录因子,对其理化性质、保守结构域、家族进化关系及蛋白结构、功能信息及表达进行分析。结果表明,不同品种灰毡毛忍冬中53个MYB转录因子家族成员基因在保守基序、蛋白理化性质及结构、功能等各有不同,表明其在进化中具有保守性和多样性。表达分析表明LmMYB在品种间(野生型、湘蕾型)及器官间(花、叶)均存在转录水平上的显著差异,且部分基因特殊表达。在53条LmMYB中有43条在花、叶中均有表达,其中9个LmMYB成员在2个品种灰毡毛忍冬中在转录水平上存在显著差异,且在野生品种中上调表达。结合家族进化分析和表达分析推测LmMYB蛋白主要在生长发育、逆境胁迫、类黄酮次生代谢等方面发挥重要转录因子调控功能。该研究结果为后续研究灰毡毛忍冬MYB转录因子家族具体功能机制提供了理论基础和参考依据。     

藏药多刺绿绒蒿MYB转录因子家族的鉴定与分析

目的 对多刺绿绒蒿Meconopsis horridula MYB转录因子家族的鉴定分析,为多刺绿绒蒿MYB转录因子的生物学功能研究提供理论依据。方法 基于转录组测序数据,利用生物信息学方法对多刺绿绒蒿MYB转录因子家族成员进行鉴定,并对其理化性质、二级结构、系统进化、保守基序和表达模式进行分析。结果 多刺绿绒蒿中共鉴定到106个MYB转录因子,包括49个1R-MYB、52个R2R3-MYB、5个3R-MYB转录因子。多刺绿绒蒿MYB转录因子氨基酸数目为72～976,蛋白相对分子质量为8750～110 680,等电点为4.720～10.452,不稳定系数为28.348～71.011。MYB转录因子均为亲水性蛋白质,亚细胞定位预测主要在细胞核中,蛋白二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主。系统发育分析显示多刺绿绒蒿R2R3-MYB分为24个亚组,其中有18个亚组能分别与拟南芥各亚组聚类。106个MYB转录因子中,28个转录因子的表达量随海拔升高而升高,11个转录因子表达量随海拔升高而降低。结论 首次对多刺绿绒蒿MYB转录因子家族进行了鉴定分析,为深入研究MYB转录因子在多刺绿绒蒿生长发育中的...     

全基因组水平金银花TCP基因家族的鉴定及表达模式分析

目的 对金银花Lonicera japonica TCP（LjTCP）基因家族进行鉴定分析,以期为进一步研究LjTCPs的功能机制奠定基础。方法 以金银花基因组数据为基础,通过生物信息学系统分析TCP基因家族在染色体上的分布、系统进化、基因结构、启动子元件及其表达模式。结果 共鉴定出17个LjTCPs,其中16个LjTCPs分布在9条染色体上,LjTCP17未定位到染色体上,基于系统进化树和多重序列比对,LjTCP基因家族可以分为PCF、CIN和CYC/TB1 3个亚家族,分别包含9、6、2个LjTCPs。基因组内共线性分析表明,全基因组复制和片段性复制在LjTCP基因家族进化中发挥了重要作用。LjTCP基因家族启动子包含许多与植物生长发育、激素响应,以及非生物和生物胁迫相关的调控元件。表达模式分析表明,LjTCP基因在金银花花发育初期表达量较高,随着发育进程表达量呈现下降趋势,并且LjTCP05、LjTCP13、LjTCP14、LjTCP16和LjTCP17基因在花青素含量不同的品种中表达量存在差异。对6个具有低温响应元件的LjTCPs在冷胁迫下的基因表达研究表明,大部分基因在冷处理后基因表达呈现上升趋势。结论 金银花TCP基因家族包含17个成员,各成员的分子特征和表达模式存在差异。     

金荞麦MYB转录因子基因FdMYBP1的克隆及分子特征分析

目的:对金荞麦MYB转录因子基因FdMYBP1进行克隆和序列特征分析.方法:采用RACE结合cDNA文库筛选的方法,从金荞麦cDNA文库中克隆MYBP1基因(FdMYBP1);生物信息学分析,Southern杂交.结果:克隆到1个MYBP1转录因子基因(FdMYBP1),通过Southern杂交分析,推测FdMYBP1基因是1～2个拷贝基因;FdMYBP1基因编码1个长256个氨基酸的蛋白质,在N端存在1个保守结构域,属于MYB转录因子家族.结论:首次从金荞麦中克隆到转录因子基因FdMYBP1,它具有MYB同源基因的典型特征,可能在金荞麦类黄酮代谢途径中起作用.     

吉林人参Dof基因家族的鉴定及表达模式分析

Dof(DNA binding with one finger)转录因子是植物中特有的一类转录因子,在植物种子发育、组织分化和代谢调控方面起着非常重要的调控作用。为了研究Dof基因家族在人参中的数量和功能,该文以人参转录组数据库为基础,利用生物信息学手段,对人参Dof基因家族成员进行鉴定及其结构、进化、功能分化、表达模式及互作关系等进行了系统分析;同时,将人参Dof基因与已知人参皂苷合成关键酶基因进行关联分析,最终筛选到参与调控人参皂苷生物合成的候选PgDof基因。结果表明,吉林人参Dof基因家族含有57条基因;PgDof基因均具有Zf-Dof保守基序,在进化上比较保守且分成5个组群;表达模式分析结果确定了PgDof基因家族成员在不同组织部位、不同年生和不同农家品种之间存在不同程度的表达差异,同时通过"基因-皂苷含量""基因-基因"连锁分析,获得了PgDof14-1基因是参与调控人参皂苷生物合成的重要候选基因,并建立了该基因的人参发状根遗传转化体系,获得了阳性发状根无性系。该研究为人参中Dof基因家族的研究奠定了理论基础。     

茯苓基因组中MYB转录因子基因家族鉴定及表达分析

目的 从全基因组水平挖掘茯苓Poria cocos MYB转录因子基因家族成员,并分析其在菌丝、菌核等部位及茉莉酸甲酯（methyl jasmonate,MeJA）诱导后菌丝中的表达模式,以期发现与茯苓发育及次生代谢物生物合成调控相关的MYB转录因子。方法 基于茯苓基因组数据,通过序列比对及保守结构域分析挖掘MYB转录因子基因,利用ExPASy在线工具预测分析MYB蛋白质理化性质,利用MEGA7.0软件构建茯苓MYB蛋白进化树,利用MEME在线工具分析保守基序,利用Plant CARE进行启动子区顺式作用元件分析,通过MeJA诱导菌丝并采用qRT-PCR方法检测基因相对表达量。结果 在茯苓基因组中共鉴定到10个含有特征性保守结构域的MYB转录因子,其中4个属于1R类型,4个属于2R类型,2个属于4R类型。进化树及保守基序显示,相同进化枝的MYB蛋白所含基序类型相似。启动子区预测分析发现了多类激素及逆境响应顺式作用元件。基因表达谱分析显示有2个基因（PcMYB7和PcMYB8）在菌丝中的表达量高于菌核中的表达量,而PcMYB9则是在菌核中表达量相对较高。MeJA诱导后,有3个基因（PcM...     

穿心莲TCP基因家族全基因组鉴定及非生物胁迫下的表达分析

穿心莲是我国岭南地区重要的药用植物,具有清热解毒、抗菌消炎等功效。TCP基因家族是调控植物生长发育和胁迫响应的一类转录因子。为解析TCP基因家族成员在穿心莲非生物胁迫下的作用,该研究基于全基因组水平鉴定穿心莲TCP基因家族,并进行了其响应非生物胁迫的表达模式分析。结果表明,穿心莲TCP基因家族共有23个成员,氨基酸长度为136～508 aa,相对分子质量为14 854.71～55 944.90 kDa,等电点为5.67～10.39,均定位于细胞核,不均匀分布于13条染色体上,系统进化分析将其划分为3个亚家族：PCF、CIN和CYC/TB1。基因结构和保守基序分析显示绝大多数TCP基因家族成员均含有相同排列顺序的motif 1、motif 2、motif 3和1～3个CDS。启动子顺式作用元件分析表明穿心莲TCP基因家族的转录表达可能受光、激素和逆境胁迫的诱导;结合TCP基因家族响应逆境胁迫的表达模式分析和qRT-PCR验证,预测到ApTCP4、ApTCP5、ApTCP6和ApTCP11可能参与响应干旱、高温和MeJA等多种非生物胁迫。该研究为深入挖掘穿心莲TCP基因响应非生物胁迫下的功...     

HPLC测定丝瓜根药材中常春藤皂苷元的含量

目的:测定丝瓜根药材中常春藤皂苷元的含量.方法:采用HPLC,Dikma Diamonsil C18色谱柱(钻石)(4.6 mm× 250 mm,5μm),甲醇-水-冰醋酸-三乙胺(85∶15∶0.04∶0.02)为流动相,流速1 mL· min-,检测波长210 nm,柱温35℃.结果:常春藤皂苷元在0.563 2 ～5.632 μg线性关系良好(r=0.999 9),加样回收率97.49％,RSD 1.86％ (n=6),重复性RSD 1.73％ (n=6).结论:方法简便可行,重复性好,可用于丝瓜根药材的质量控制.     

五味子PLR基因及其启动子的克隆与表达分析

目的从五味子中克隆木脂素生物合成途径松脂醇-落叶松脂素还原酶(Pinoresinol-lariciresinol reductases,PLR)基因及其启动子序列,并进行生物信息学与表达分析。方法根据转录组PLR测序序列设计特异性引物,克隆ScPLR并进行生物信息学分析;采用TAIL-PCR对Sc PLR启动子序列扩增,并进行序列分析;采用实时荧光定量PCR(q RT-PCR)分析果实不同发育时期ScPLR的表达。结果 Sc PLR基因开放阅读框(ORF)全长837bp,编码278个氨基酸;ScPLR蛋白相对分子质量31419.85,理论等电点8.97;具有跨膜结构,无信号肽,为稳定性疏水蛋白,主要由α-螺旋和无规卷曲构成;亚细胞定位预测Sc PLR主要定位于细胞质;系统进化显示Sc PLR与蓖麻PLR亲缘关系较近。克隆到Sc PLR基因启动子长994bp,具有TATA-box、CAAT-box基本元件、光调控、生长素响应、厌氧诱导、防御和应激反应的多种调控元件;qRT-PCR结果显示ScPLR表达量呈现果实膨大期快速增加而进入着色期迅速降低的变化趋势。结论获得了Sc PLR基因及其启动子序列,ScPLR果实着色期之前高水平表达的趋势和木脂素的动态变化相一致,为进一步研究该基因功能及表达调控奠定了理论基础。     

藜芦bHLH转录因子分析鉴定

目的 基于转录组数据,利用生物信息学方法鉴定藜芦Veratrum nigrum bHLH转录因子基因家族,并作初步分析。方法 通过隐马可夫模型从藜芦转录组序列中筛选bHLH基因,并使用ExPASy、MEME等在线网站及MEGA、TBtools等软件对藜芦bHLH进行理化性质、保守基序等可视化分析。结果 在藜芦转录组中共鉴定到72条bHLH转录因子,VnbHLH转录因子氨基酸数目为105～692,等电点介于4.69～11.47,相对分子质量为11071.2～77795.3,亚细胞定位分析显示VnbHLH均定位于细胞核中;系统发育分析将VnbHLH转录因子分为6个亚族,VnbHLH在不同组织中表达差异显著,Vn＿54312、Vn＿14037在根中表达较高,推测其可能参与了藜芦植物根部某些生物碱的合成。结论 根据转录组数据分析了药用植物藜芦中的bHLH转录因子基因家族,有助于下一步对藜芦bHLH转录因子家族功能预测及验证。     

汉麻聚酮合酶基因家族成员鉴定与表达分析

目的 在从全基因组层面对汉麻Cannabis sativa聚酮合酶（polyketide synthases,PKSs）基因家族进行鉴定和功能分析,为解析汉麻次生代谢产物的合成与积累奠定理论基础。方法 基于已发布的高质量汉麻基因组,利用生物信息学工具对汉麻PKS基因家族进行鉴定并对其物化性质、基因结构、蛋白构象以及表达模式进行分析,利用Alphafold算法对关键PKS蛋白结构进行预测。结果 共鉴定出9个汉麻PKSs(CsPKS1～CsPKS9),分布在5条染色体上。通过对汉麻和其他物种PKS的系统发育分析,CsPKSs主要被分为3组：group1包括Cs PKS2～CsPKS4与花药特异性CHS样酶（anther specific chalcone synthase-like,ASCL）同源;group2含有CsPKS1和CsPKS5～CsPKS8为类CHS超家族（chalcone synthase like,CHSL）与苯戊酮合酶（valerophenone synthase,VPS）和茋类合酶（stilbene synthase,STS）等关系较密切;group 3仅含有CsPK...     

杜仲LBD基因家族全基因组鉴定与进化表达分析

目的 通过对杜仲LBD基因家族进行全面鉴定,以期为EuLBDs基因功能深入研究提供依据。方法 以杜仲基因组数据库为基础,利用生物信息学方法,对杜仲LBD基因家族进行全面鉴定和表达模式分析。结果 从杜仲基因组中共鉴定到19个EuLBDs,分为Class I与Class II 2大类,进一步划分为6个亚家族(Ia、Ib、Ic、Id与IIa、IIb)。理化性质分析显示：EuLBDs编码152～293个氨基酸,理论等电点分布于4.62～9.91,相对分子质量区域为17 420～31 820,均为亲水性蛋白,以α-螺旋和不规则卷曲为主,亚细胞定位于细胞核中。EuLBD基因家族含有类锌指、亮氨酸拉链和甘氨酸-丙氨酸-丝氨酸(GAS)保守结构域。表达模式分析显示,EuLBDs参与杜仲叶片发育,随着叶片发育,水平逐渐降低,EuLBDs基因表达不受叶片胶含量的影响。结论 从杜仲基因组水平对LBD基因家族进行了全面鉴定和生物信息学分析,为进一步研究杜仲LBDs基因功能奠定基础。     

连翘多胺氧化酶基因家族的鉴定及干旱和盐胁迫下的表达分析

目的 研究连翘多胺氧化酶（polyamine oxidase,PAO）基因家族在盐和干旱胁迫下的响应特征。方法 通过分析连翘转录组数据鉴定出5个连翘PAO基因家族成员,结合蛋白质理化性质和基序分析、蛋白质结构分析、系统进化分析、结构域等方式进行相关性分析,并探究了盐和干旱胁迫下PAO基因的表达水平。结果 连翘PAO基因家族氨基酸数介于235～541 aa,相对分子质量在26 069～59 328,等电点在5.27～5.86;不稳定系数为35.68～44.14,总平均亲水性皆为负值,推测连翘PAO家族蛋白均为不稳定型、酸性、亲水性蛋白,α-螺旋与无规则卷曲为蛋白主要二级结构形式。结论 鉴定出的5个连翘PAO基因家族成员均具有特异性表达模式;在盐和干旱胁迫下5个连翘PAO基因家族成员的表达均受到诱导,可能参与连翘的盐胁迫及干旱胁迫响应调控,为深入探讨连翘PAO基因家族的功能奠定了基础。     

调控红花类黄酮合成MYB转录因子基因克隆及表达分析

目的在红花Carthamus tinctorius中克隆调控类黄酮合成的MYB转录因子基因,通过序列及表达分析初步鉴定参与调控类黄酮合成的MYB转录因子基因。方法对已报道调控类黄酮合成MYB转录因子进行序列比对,设计简并引物克隆核心序列,采用RACE技术克隆MYB转录因子基因全长,利用生物信息学方法分析基因序列,采用半定量PCR分析基因在红花不同组织及不同花期的表达情况。结果克隆得到3个调控类黄酮合成候选MYB转录因子基因,命名为CtFRMYB1、CtFRMYB2及CtFRMYB3。序列全长分别为1 223、1 080、1 348 bp,蛋白质相对分子质量分别为17 878.15、28 766.45、27 987.89。序列分析表明3个转录因子都具DNA结合功能,属MYB转录因子家族。进化分析表明CtFRMYB1和CtFRMYB2同AtMYB12关系较近。表达分析表明CtFRMYB1和CtFRMYB2仅在花中表达且在花期3(开花第3天)表达量较高。结论成功克隆3个调控类黄酮合成候选MYB转录因子基因CtFRMYB1、CtFRMYB2及CtFRMYB3,经生物信息学及表达分析初步鉴定到2个调控红花类黄酮合成MYB转录因子基因CtFRMYB1及CtFRMYB2,为红花类黄酮合成的调控机制研究奠定基础。