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。     

加权基因共表达网络分析挖掘老鸦瓣芽茎发育关键基因

目的 利用老鸦瓣Amana edulis各部位及芽茎不同发育时期RNA-Seq及基因表达量数据,挖掘老鸦瓣芽茎发育过程关键基因。方法 通过加权基因共表达网络分析（weighted gene co-expression network analysis,WGCNA）法构建网络,根据模块功能富集分析及基因表达模式进行共表达模块和核心基因的筛选。结果 通过基因表达量相关性进一步将网络划分为15个模块,将共表达模块与老鸦瓣芽茎3个发育时期相关联,鉴定到与芽茎发生高度相关的3个模块,即T1MEplum1模块、T2 MEdarkturquoise模块和T3 MElightcyan模块。对3个模块内的基因进行动态基因本体（gene ontology,GO）和京都基因与基因组百科全书（Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG）功能富集分析并绘制网络关系图,挖掘出4个与芽茎发育过程相关核心基因（Te＿c1647、Te＿c3695、Te＿c23305、Te＿c52282）,涉及蛋白质合成、次生代谢产物的糖基化修饰、植物激素调节等。结论 挖掘出的3个共表达模块...     

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。     

杜仲TIFY转录因子鉴定与表达分析

目的 从全基因组水平对杜仲（Eucommia ulmoides）TIFY基因家族进行鉴定与表达分析,以期为EuTIFYs基因功能深入研究奠定基础。方法 以杜仲基因组数据库为基础,通过美国国立生物技术信息中心（NCBI）,MEME,PlantCare,白质分析专家系统（ExPASy）及TBtools等生物信息学分析软件,对杜仲TIFY基因家族进行鉴定,系统分析该基因家族的理化性质、系统进化、基因结构、启动子顺式作用元件及其在叶片发育及杜仲胶形成中的表达模式。结果 该研究从杜仲基因组中共鉴定到14个EuTIFYs（EuTIFY1~EuTIFY14）,氨基酸数目介于102~357,理论等电点分布在4.99~10.06,相对分子质量区域为10.8~39.14 kDa,亚细胞定位预测在细胞核中,均为亲水性蛋白,14个EuTIFYs分布在13条染色体上。系统进化分为TIFY,JAZ,ZML和PPD 4个亚家族,分别包含3个,4个,5个和2个EuTIFYs蛋白。EuTIFYs启动子区域含有多种光周期及非生物胁迫响应元件,参与植物杜仲生长发育和非生物胁迫。表达模式分析显示,EuTIFYs在杜仲叶片不同发育时期存在表达差异,大部分基因在叶片发育的早期阶段表达量较高,正调控杜仲胶的形成,EuTIFYs蛋白间存在多种互作关系。结论 该研究从杜仲全基因组水平鉴定到14个EuTIFYs,对其结构特点和表达模式进行全面的生物信息学分析,为进一步研究杜仲TIFYs基因功能提供参考。     

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。     

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。     

杜仲TCP转录因子鉴定及生物信息学分析

目的 对杜仲TCP(Teosinte branched 1/Cycloidea/Proliferating)基因家族进行筛选分析,以期为Eu TCPs基因功能深入研究奠定基础。方法 以杜仲基因组数据库为基础,通过生物信息学系统分析TCP基因家族的理化性质、系统进化、基因结构、启动子顺式作用元件及其在杜仲叶片发育及胶形成中的表达水平。结果 从杜仲基因组中共鉴定到14个Eu TCPs,氨基酸数目介于139～492,理论等电点分布在5.54～9.72,相对分子质量区域为18 880～53 620,亚细胞定位预测在细胞核中,均为亲水性蛋白。系统进化分为PCF、CIN和CYC/TB1 3个亚家族,分别包含5、6和3个Eu TCPs蛋白。表达模式分析显示,Eu TCPs在杜仲叶片不同发育时期存在显著差异,每个发育时期Eu TCPs表达量各不相同,Eu TCPs正调控杜仲胶的形成。结论 杜仲中TCP家族包含14个成员,各成员的分子特征和组织表达特异性存在一定的差异,Eu TCPs可能参与杜仲叶片发育及杜仲胶的形成。     

杜仲TCP转录因子鉴定及生物信息学分析

目的 对杜仲TCP（teosinte branched 1/cycloidea/proliferating）基因家族进行筛选分析,以期为EuTCPs基因功能深入研究奠定基础。方法 以杜仲基因组数据库为基础,通过生物信息学系统分析TCP基因家族的理化性质、系统进化、基因结构、启动子顺式作用元件及其在杜仲叶片发育及胶形成中的表达水平。结果 从杜仲基因组中共鉴定到14个EuTCPs,氨基酸数目介于139～492,理论等电点分布在5.54～9.72,相对分子质量区域为18 880～53 620,亚细胞定位预测在细胞核中,均为亲水性蛋白。系统进化分为PCF、CIN和CYC/TB1 3个亚家族,分别包含5、6、3个EuTCPs蛋白。表达模式分析显示,EuTCPs在杜仲叶片不同发育时期存在显著差异,每个发育时期EuTCPs表达量各不相同,EuTCPs正调控杜仲胶的形成。结论 杜仲中TCP家族包含14个成员,各成员的分子特征和组织表达特异性存在差异,EuTCPs可能参与杜仲叶片发育及杜仲胶的形成。     

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...     

潞党参道地性形成相关转录因子筛选及表达分析

为了挖掘影响山西道地药材潞党参道地性形成的转录因子,该研究基于山西潞党参与甘肃白条党转录组数据筛选潞党参特异性转录因子,并对其进行基因表达模式分析,为通过分子辅助育种进行潞党参优种选育提供理论基础。根据不同产地潞党参与白条党转录组数据,对差异转录因子进行GO功能注释、鉴定、保守基序分析及基因表达模式分析。自转录组数据库中共筛选出61个差异基因,分属最多的AP2/ERF-ERF家族的保守基序为[2X]-[LG]-[3X]-T-[3X]-[AARAYDRAA]-[3X]-[RG]-[2X]-A-[2X]-[NFP]。分析发现,差异基因中43个在潞党参中表达量显著高于白条党,包括AP2/ERF-ERF家族11个、NAC家族5个、bHLH家族1个、RWP-RK家族2个,而有18个转录因子基因在白条党中上调表达。转录结合活性、代谢进程、应激反应相关的GO terms分别为103、26、23个。不同器官特异性表达分析表明转录因子基因CpNAC92、CpNAC100、CpbHLH128、CpRAP2-7不仅在潞党参中上调表达,在根系中表达量也显著高于其他器官。环境胁迫条件下基因表达模式分析发现,除C...     

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...     

秦艽WRKY转录因子家族生物信息学分析

目的 利用生信技术分析秦艽WRKY家族，为进一步研究GmWRKY转录因子对秦艽次生代谢产物生物合成的分子调控机制提供信息。方法 基于秦艽转录组注释结果挖掘WRKY家族成员，通过NCBI-tBlastx和SMART保守结构域预测进一步筛选得到41条WRKY序列并进行生信分析。基于getorf预测开放阅读框（open reading frame，ORF）区，对41条序列的ORF片段进行MEME保守基序分析和ClustalW比对，采用MEGAX构建邻接法（neighbor-joining，NJ）系统发育树。利用Omicshare GO对41个WRKY成员进行富集分析，利用String进行WRKY成员蛋白互作网络预测分析。通过转录组FPKM值对GmWRKY成员的基因表达情况进行热图分析，并对蛋白互作核心成员进行基因相对表达分析。结果 41个秦艽WRKY成员中大部分成员的保守基序为“WRKYGQK”，仅GmWRKY27保守基序发生氨基酸突变，为“WRKYGKK”。依据WRKY特征结构域将41条序列的51个结构域分为3大类和8个亚类型，第I大类为氮端（N）和碳端（C），第II大类下设5个亚类型，以及第III大类；此外，系统进化树可将51个WRKY结构域分成4大组，GroupI[I(N)]、GroupII（IIa＋IIb）、GroupIII[I(C)＋IIc]、GroupIV（IId＋IIe和III），该结果与经典的WRKY家族分类特点基本一致。GO分析发现秦艽WRKY家族成员广泛参与代谢调控过程。当茉莉酸甲酯（jasmonic acid methyl ester，MeJA）诱导秦艽后，蛋白网络互作的核心成员GmWRKY1和GmWRKY17表达显著提高，推测这些WRKY成员与秦艽次生代谢产物的调控关系密切。结论 为进一步开展秦艽WRKY转录因子功能研究奠定基础。     

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。     

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。     

基于转录组的新疆紫草ERF转录因子家族生物信息学分析

从新疆紫草转录组分离出27个ERF转录因子家族基因, 平均大小为1 010 bp, 每个基因平均编码了212个氨基酸。以紫草ERF基因gi261363612为参考, 对27AeERFS从基因结构、表达量、理化性质、亚细胞定位、信号肽、高级结构和保守域的预测和分析等方面做了研究, 并对新疆紫草ERF家族做了系统进化分析, 认为最合适的建树方法为最大似然法。结果显示, 该家族存在3个保守域, 高级结构以无规则卷曲为主, 聚为CBF/DREB, ERF 2个亚族。     

当归AP2/ERF转录因子家族鉴定及干旱胁迫下的表达分析

目的 对当归Angelica sinensis中的AP2/ERF转录因子基因进行鉴定以及生物信息学分析,并分析其在干旱胁迫下的表达差异,以期筛选出与响应干旱胁迫相关的AsAP2/ERF基因,为后续深入研究2品种当归抗逆性差异及抗性育种提供参考依据。方法 基于全长转录组测序数据,利用生物信息学方法对AsAP2/ERF转录因子家族成员进行鉴定,并分析该家族特征。基于干旱胁迫转录组数据分析AsAP2/ERF基因的表达模式,并利用qRT-PCR技术进行验证。结果 从当归中共鉴定到53个AP2/ERF转录因子,包括28个ERF、18个DREB、5个RAV、2个AP2亚家族成员。AsAP2/ERF转录因子的氨基酸数量是142～440 aa,均为亲水性蛋白,亚细胞定位预测结果显示多数成员定位于细胞核。基因表达模式的分析结果表明,在响应干旱胁迫条件下,“岷归2号”（M2）中表达上调的基因数量多于“岷归1号”（M1）,其中8个基因在2品种当归D2组表达差异显著,这可能与2品种当归的抗旱性相关。qRT-PCR分析结果表明,6个基因与干旱胁迫转录组数据基本一致。结论 鉴定了当归中的AP2/ERF转录因子家族,探究了不同基因在干旱胁迫下的表达模式,最终获得了6个响应干旱胁迫的AsAP2/ERF候选基因,为后期开展当归抗旱功能基因的研究奠定基础。     

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。