不同品种灰毡毛忍冬ACS3基因克隆、表达及生物信息学分析

目的分别克隆灰毡毛忍冬野生型与湘蕾型ACS3基因,并进行生物信息学和表达模式分析。方法筛选灰毡毛忍冬转录组数据库中与ACS蛋白同源性较高的Unigene序列,设计引物,利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)及RACE技术对该Unigene进行全长克隆;用生物信息学软件分析蛋白的理化性质、结构域和同源性等特性;借助qRT-PCR检测1-氨基环丙烷-1-羧酸合酶(ACS3)基因在不同品种、不同花期灰毡毛忍冬中表达模式。结果从灰毡毛忍冬野生品种及湘蕾品种中分别克隆得Lm-ACS3(GenBank:MH724196)及Lm-XL-ACS3(GenBank:MH724197),开放阅读框长度均为1452bp,编码483个氨基酸,包含保守的Aminotran_1_2结构域,与其他植物的ACC合酶具较高相似度;qRT-PCR结果显示,野生型ACS3基因不同花期间表达差异显著,从花期3开始呈整体明显上升趋势,湘蕾型中花期间表达差异相对较小。结论分别克隆得到灰毡毛忍冬野生型和湘蕾型ACS3基因,该基因在2品种中具不同表达模式;推测ACS3基因或为导致灰毡毛忍冬不同品种间差异表型的可能功能基因之一,为进一步验证该基因在调控蕾期长短及花表型的生物学功能提供实验基础。     

老鸦瓣芽茎发育相关MYB转录因子家族鉴定与分析

目的鉴定老鸦瓣Amana edulis MYB转录因子家族成员并分析其表达模式,以期发现老鸦瓣芽茎发育相关MYB基因。方法利用老鸦瓣转录组数据经Pfam和PlnTFDB数据库鉴定含有MYB保守结构域的MYB转录因子,通过构建系统进化树并根据拟南芥MYB分组信息为老鸦瓣R2R3-MYB基因划分亚组,进行2R-MYB结构域可视化分析和GO富集分析,挑选在芽茎中特异表达的MYB基因并用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)验证表达。结果共鉴定出93个含有MYB保守结构域的MYB转录因子,其中53个R2R3-MYB分为15个亚组,GO注释为生物过程的子类别最多,在芽茎中特异表达的12个MYB基因中有11个基因在芽茎发育前期至中期的表达量显著下降,有4个基因在芽茎发育中期至后期的表达量显著上升。结论获得的53个R2R3-MYB转录因子为进一步研究老鸦瓣MYB转录因子家族影响芽茎发育过程的分子机制奠定了基础。     

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...     

基于代谢组学及转录组学研究灰毡毛忍冬不同品种黄酮类成分差异积累的转录调控机制

为探究湘蕾型和野生型灰毡毛忍冬黄酮类成分差异积累的分子调控机制,该研究以灰毡毛忍冬2个品种花、茎和叶为材料,采用超高效液相色谱-质谱联用(UPLC-MS)技术和高通量转录组测序(RNA-seq)技术进行代谢组学和转录组学联合分析,筛选黄酮类差异代谢物、关键差异表达基因及相应转录因子,并随机挑选其中14条差异表达基因进行qRT-PCR验证。结果表明,代谢组学分析共筛选出黄酮类化合物生物合成相关途径差异代谢物17个,包括柚皮苷查尔酮、芹菜素、槲皮苷等;转录组学分析共筛选出黄酮类化合物生物合成相关途径差异表达基因19条,包括2条CHS、3条CHI等;调控网络分析和加权基因共表达网络分析(WGCNA)筛选出调节黄酮类成分积累的关键酶基因CHS1、FLS1和HCT;同时发现MYB12和LBD4这2个转录因子可能通过调控关键酶基因CHS1、FLS1和HCT的表达来调控黄酮类成分的生物合成;qRT-PCR结果显示,随机选取的14个差异表达基因的表达模式与RNA-seq结果基本一致。该研究初步解析了2个品种灰毡毛忍冬黄酮类成分差异积累的转录调控机制,为进一步阐明其中关键酶基因及相应转录因子对灰毡毛忍冬...     

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...     

灰毡毛忍冬CHI和CHS基因的克隆及功能研究北大核心CSCD

该研究基于灰毡毛忍冬常规品种和湘蕾品种转录组数据,筛选到黄酮生物合成关键限速酶基因CHI和CHS的Unigene序列并克隆全长cDNA序列,通过在线生物信息学分析软件和qRT-PCR分析编码蛋白特性和不同花期、不同部位下CHI、CHS基因的表达模式,HPLC测定木犀草苷含量并结合表达量做相关性分析。结果显示,灰毡毛忍冬2个品种中CHI、CHS基因,分别包含627、1170 bp的ORF区,且CHI蛋白和CHS蛋白均为稳定、带亲水性的非分泌型蛋白。qRT-PCR结果表明2个品种CHI、CHS基因在不同花发育阶段及茎、叶中均有差异表达,且在关键花期表达差异明显,结合HPLC数据,木犀草苷含量与基因相对表达量之间呈现负相关性。推测灰毡毛忍冬中CHI、CHS基因参与调控黄酮化合物的累积,可进一步进行其功能研究。该研究首次克隆了灰毡毛忍冬中CHI、CHS基因并进行表达分析,丰富了灰毡毛忍冬黄酮生物合成研究,为进一步探究灰毡毛忍冬中木犀草苷等黄酮类成分差异的分子机制以及良种选育提供研究基础。     

苦荞MYB家族转录因子研究进展

苦荞Fagopyrum tataricum被誉为"五谷之王",是集营养、保健于一体的药食同源植物,其富含大量黄酮类化合物芦丁等,氨基酸组成均衡,具有降血糖、降血脂、降血压及抗氧化、抗衰老、抗癌防癌、改善血管微循环等多重功效。转录因子是调控植物基因表达的重要因子,在植物生长发育中发挥着重要的作用。MYB家族转录因子是指含有MYB结构域的一类转录因子,是植物最大的转录因子家族之一,根据其结构不同主要分为1R-MYB,R2R3-MYB,3R-MYB,4R-MYB四个家族,在植物生长发育与类黄酮次生代谢调控中发挥着重要的作用。该研究对苦荞中已报道的MYB家族转录因子进行总结和系统聚类分析,梳理了他们所属的亚家族以及相互关系,为进一步挖掘和克隆苦荞MYB家族转录因子提供参考。在此基础上,该文进一步综述了以上MYB家族转录因子在苦荞类黄酮生物合成途径、植物激素以及逆境等非生物胁迫过程中的调控作用,并对苦荞MYB家族转录因子的功能挖掘与调控机制研究进行展望,为苦荞MYB家族转录因子的功能研究和苦荞优质品种选育提供科学参考。     

灰毡毛忍冬Lm-XL-AP1基因克隆、生物信息学和时空表达分析

目的克隆灰毡毛忍冬突变型品种AP1基因(Lm-XL-AP1),并对其进行生物信息学和时空表达分析。方法通过RACE技术克隆Lm-XL-AP1基因全长,运用生物信息学的方法进行基因同源性和相似性比较分析,预测其编码蛋白,并对其进行各种理化性质分析。运用荧光定量PCR(q RT-PCR)检测该基因在灰毡毛忍冬突变型植株不同花期和不同器官的相对表达量。结果获得AP1基因,开放阅读框(ORF)长729 bp,编码242个氨基酸,与甘菊中MADS-box基因家族AP1基因相似性达80%,且包含MADS和K-box的保守序列。AP1蛋白无跨膜区域,定位于细胞核中;在灰毡毛忍冬突变型植株第6花期相对表达量最高,同时茎、叶中也有表达。结论成功从灰毡毛忍冬突变型植株总RNA中克隆到可能参与控制花器官表达的AP1基因。     

基于红花不同组织转录组数据的转录因子分析

目的注释并分类红花Carthamus tinctorius中转录因子家族,分析其在不同组织间的表达水平差异。方法使用红花不同组织转录组测序数据组装Unigene,利用Nr数据库中转录因子信息比对并注释红花转录因子,同时对MYB转录因子家族的基因表达、蛋白保守结构域及系统发育树等内容重点分析。结果红花转录组测序数据中共获得731个转录因子,分属42个转录因子家族。MYB转录因子家族成员的表达及蛋白结构分析显示,MYB转录因子家族在花冠中表达差异显著,氨基酸序列中存在3个保守的蛋白核心结构,系统发育树分析显示聚为2类MYB亚族。结论红花MADs-box、b HLH、MYB、AP2转录因子家族成员最多,在不同组织间表达差异显著,MYB转录因子家族具有一定保守性。     

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。     

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...     

灰毡毛忍冬LmC3H1基因的克隆及表达模式与绿原酸含量相关性分析

目的:以灰毡毛忍冬为材料,克隆对-香豆酸3-羟化酶(LmC3H1)基因,进行生物信息学和表达模式分析,结合绿原酸含量,研究推测灰毡毛忍冬LmC3H1基因的功能。方法:通过逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR)和RACE技术克隆LmC3H1基因的全长c DNA序列,对该序列进行生物信息学分析,并利用实时荧光定量PCR(Real-time PCR)和HPLC分别测定灰毡毛忍冬茎、叶及不同花期花中LmC3H1的相对表达量及绿原酸含量。结果:克隆得LmC3H1(Gen Bank:MN177695)基因,开放阅读框(ORF)长度为1 533 bp,编码510个氨基酸,推测其分子式为C_(2618)H_(4134)N_(718)O_(727)S_(22),相对分子质量为58 005.32,等电点8.92,为亲水性蛋白,定位于叶绿体中,具有跨膜区域LLLIPAVLFLISLVYPLI,含有细胞色素P450的保守结构域CYTOCHROME_P450(422-433 aa);Real-time PCR结果显示,LmC3H1在灰毡毛忍冬茎、叶及不同花期花有不同程度的表达,其中在花发育阶段,白色花蕾期相对表达量最高,花蕾初期及白色开花期次之;白色花蕾期花与茎、叶比,花的相对表达量最高,叶的最低;HPLC结果显示,从绿白色花蕾期到金黄色开花期绿原酸含量呈上升趋势,金黄色开花期含量最高,不同器官中,花中绿原酸最高,茎最低。结论:克隆得到灰毡毛忍冬LmC3H1基因,推测LmC3H1可能参与灰毡毛忍冬花绿原酸的生物合成。该研究为进一步研究该基因的功能及探究灰毡毛忍冬绿原酸生物合成和调节机制提供了依据,同时为遗传改良灰毡毛忍冬品质奠定了基础。     

灰毡毛忍冬LmPAL1基因的克隆及表达分析

目的克隆灰毡毛忍冬苯丙氨酸解氨酶(LmPAL1)基因全长序列,并进行生物信息学和表达模式分析。方法提取灰毡毛忍冬花总RNA,通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)和RACE技术克隆LmPAL1基因的全长cDNA序列;运用相关软件对该基因序列进行生物信息学分析;利用qRT-PCR测定灰毡毛忍冬茎、叶和不同花期花中该基因的相对表达量。结果克隆的LmPAL1基因开放阅读框(ORF)长度为2 145 bp,编码714个氨基酸,生物信息学分析预测为亲水性蛋白,定位于叶绿体中,包含PAL shielding结构域(527～641 aa),并且含有PAL/HAL活性中心序列GTITASGDLVPLSYIAG(196～212aa),与其他LmPAL1具有较高的相似度;LmPAL1基因q RT-PCR结果显示,7个花期材料以金黄色开花期相对表达量较高;与茎、叶比,白色花蕾期花的相对表达量最高,叶的最低。结论成功克隆了LmPAL1基因,为进一步研究该基因的功能以及遗传改良灰毡毛忍冬品质奠定基础,同时为探究灰毡毛忍冬绿原酸生物合成和调节机制提供了依据。     

老鸦瓣芽茎发育相关转录因子AeMYB4克隆及表达分析

芽茎是药用植物老鸦瓣重要繁殖器官,前期老鸦瓣转录组数据显示MYB是芽茎发育过程中表达最活跃转录因子家族之一。为研究MYB转录因子在芽茎发育阶段可能发挥的作用,该研究基于老鸦瓣MYB基因家族表达谱数据,筛选并克隆得到1个高效响应芽茎发育的MYB转录因子,命名为AeMYB4。该基因开放阅读框为756 bp,编码251个氨基酸,预测的氨基酸序列中包含2个高度保守的SANT结构域和冷胁迫因子CBF结合位点,系统进化分析结果显示AeMYB4和拟南芥AtMYB15聚为一类,属于S2亚家族R2R3-MYB,该亚族转录因子多数和低温胁迫应答相关。构建GFP-AeMYB4融合表达载体转入根癌农杆菌后瞬时侵染本氏烟草叶片后显微观察,发现AeMYB4蛋白定位于细胞核;构建pGBKT7-AeMYB4融合表达载体转入酵母菌中进行转录活性检测,结果表明AeMYB4为转录激活因子。基因表达分析显示AeMYB4表达具有组织特异性,主要在芽茎发育阶段表达,且在芽茎发育中期表达最活跃,推测AeMYB4可能在芽茎发育过程中发挥重要作用。该研究为进一步探讨AeMYB4转录因子在芽茎中的功能提供了研究基础。     

丝瓜MYB基因家族的鉴定与表达模式分析

目的 研究药食同源植物丝瓜Luffa cylindrica MYB（LcMYB）基因转录因子家族成员的结构和功能,鉴定参与抗褐化作用的主要成员及其作用机制。方法 基于Pfam数据库及NCBI保守结构域分析,对丝瓜全基因组水平MYB转录因子进行鉴定。通过Expasy、MEME等在线工具分析LcMYB转录因子家族蛋白理化性质、顺式作用元件及保守结构域。然后利用MEGA软件构建系统发育树,分析丝瓜与拟南芥、苹果、番茄、茄子及马铃薯等植物MYB蛋白的系统发育关系。结合2个褐化敏感程度不同的丝瓜转录组,筛选了丝瓜褐化相关的关键MYB转录因子及其靶基因。结果 全基因组水平共鉴定到449个具有相似基因结构及保守基序的MYB基因,可聚类为4个亚家族（R1_MYB、R2R3_MYB、R3_MYB和R4_MYB）,并在正反链均存在可能的顺式调控元件。靶基因及基因表达分析结果显示多个MYB及其靶基因尤其是多铜氧化酶相关基因可能在鲜切丝瓜的不同褐化阶段起重要的作用,是丝瓜褐化的关键调节因子。结论 系统鉴定了LcMYB家族基因,并鉴定了可能参与丝瓜褐化的MYB基因及其靶基因,有助于进一步了解和丰富LcMYB基因家族的生理功能,并为进一步解析果实褐化调控机制,提高果实品质提供了候选基因。     

灰毡毛忍冬主栽品种的遗传多样性及其亲缘关系分析

目的:研究灰毡毛忍冬主栽品种的遗传多样性及其亲缘关系.方法:以灰毡毛忍冬的5个主栽品种为试材,采用ISSR和SRAP分子标记技术,利用Treeconw软件分析处理数据,UPGMA法聚类,构建亲缘关系系统图.结果:20条ISSR引物共得到186条扩增条带,其中有103条呈现多态性,占54.63％,遗传距离0.058 4～0.230 8,平均值为0.1902.58个SRAP引物组合共得到591条扩增条带,其中有347条呈现多态性,占55.46％,遗传距离在0.1071～0.261 1,平均值为0.212 2.2种标记均表明灰毡毛忍冬主栽品种的遗传多样性仅居中等水平.2种标记系统得到了相似但并不完全相同的聚类图.结论:灰毡毛忍冬主栽品种有中等水平的遗传多样性,ISSR与SRAP标记均适用于其遗传多样性的分析.     

黄花蒿bZIP转录因子基因家族及光调控表达模式分析＊

目的碱性亮氨酸拉链(basic leucine zipper,bZIP)是青高素生物合成途径中的重要调控因子,本研究利用生物信息学手段鉴定黄花蒿全基因组bZIP转录因子家族成员并对其在光调控下表达模式进行分析,为进一步探索AabZIP转录因子功能及其对青蒿素合成途径的调控机制提供参考依据。方法以BLAST、Hmmsearch程序及Pfam数据库对黄花蒿基因组中bZIP基因进行筛选及鉴定,MAGA7.0软件、GSDS2.0、meme、ExPASy等在线工具对AabZIP家族进化关系、基因结构、保守结构域、蛋白理化性质等生物学信息进行分析,利用TBtools软件分析AabZIP基因在光调控下基因特征。结果全基因组水平上共鉴定出78条AabZIP家族成员,基于拟南芥分组将其分为10个亚族和1个未分组成员(AabZIP78),其中S亚族数量最多,有22条(28.2%);AabZIP基因结构较为保守,78条AabZIP基因中发现14组同源基因序列,其中13对受到纯化选择影响;除AabZIP78与番茄bZIP保守基序一致外,其余序列均与拟南芥bZIP保守基序一致;不同光照胁迫下基因表达水平存在较大差异,其中A、G、H及S亚族中大部分成员在蓝光胁迫下高表达。结论AabZIP响应光调控并参与复杂的青蒿素代谢途径,本研究可为进一步深入研究黄花蒿中bZIP转录因子基因进化、功能及光调控响应机制等奠定基础。     

NaCl胁迫下黑果枸杞bHLH转录因子家族鉴定与生物信息学分析

目的基于不同浓度NaCl胁迫下黑果枸Lyciumruthenicum杞转录组测序结果,利用生物信息学方法对黑果枸杞bHLH转录因子家族成员进行鉴定。方法通过对NaCl胁迫下黑果枸杞根和叶的样品进行转录组测序,筛选出bHLH家族基因,利用生物信息学方法对筛选到的基因进行理化性质、保守结构域、基因结构、细胞定位及系统进化分析。结果黑果枸杞在NaCl胁迫下的转录组数据库中共筛选出89个bHLH转录因子家族基因;bHLH家族蛋白理化性质差异较大,71.90%的蛋白质呈弱酸性,蛋白属于亲水蛋白。黑果枸杞bHLH家族蛋白含有2个保守结构域,分别位于N端的碱性氨基酸区和C端的螺旋-环-螺旋区。亚细胞定位预测bHLH家族蛋白主要分布在细胞核内和细胞质中。进化分析显示,黑果枸杞中89个bHLH转录因子家族蛋白可分为20个亚族,其中第3亚族中包含的bHLH成员最多,为11个;第7、11、13、22亚族中的成员数量均为1个,其他亚族为2～9个。结论 NaCl胁迫下黑果枸杞bHLH转录因子家族有89个成员,bHLH家族蛋白大多数呈弱酸性,属亲水蛋白,可分为20个亚族。