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烟草BTB/POZ蛋白家族的鉴定及其在抗马铃薯Y病毒中的作用

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浙江大学学报（农业与生命科学版） 2024年第2期50卷 295-307页

作者：张劭文赵天伦肖钦之祝水金陈进红浙江大学农业与生物技术学院浙江杭州310058 浙江大学海南研究院海南三亚572025 浙江省作物种质资源重点实验室浙江杭州310058 湖南省烟草公司永州市公司湖南永州425000

马铃薯Y病毒(potato virus Y,PVY)侵染烟草(Nicotiana tabacum)会引起烟草脉带病,造成烟叶品质下降。broad complex,tramtrack,and bric-à-brac/pox virus and zinc finger(BTB/POZ)是动植物体内广泛存在的蛋白质家族,在植物生长和发育的各个环节都起着非常重要的作用。本研究鉴定到90个烟草BTB/POZ家族蛋白,对应71个基因。在这些蛋白质的序列中,识别到9种保守基序(motif),并根据其出现顺序将BTB/POZ家族成员划分至6个亚家族。结构域分析表明,BTB/POZ同一亚家族成员的结构域具有一致性。对BTB/POZ蛋白的三维构象进行预测发现,所有亚家族成员结构都以α螺旋为主,同一亚家族成员的三维构象相似。烟草品种K326和突变体M867(抗PVY)的BTB/POZ家族基因表达模式分析显示,叶片接种PVY后,NtBTB2M、NtBTB2K、NtBTB2L、NtBTB6E基因的表达丰度显著增加,这可能与烟草M867对PVY的抗性较强有关。顺式作用元件分析显示,NtBTB2K、NtBTB2L、NtBTB2M和NtBTB6E基因的上游2000 bp区域内含有若干逆境响应相关元件,包括水杨酸响应元件、MYB结合位点等,可能和这些基因的上调表达有关。本研究为BTB/POZ蛋白的功能研究提供了理论依据,为烟草抗病育种提供了一定参考。

关键词：烟草 BTB/POZ家族保守基序顺式作用元件

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野生稻CBF/DREB1转录因子的鉴定与生物信息学分析

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草业学报 2024年第6期33卷 126-144页

作者：霍晨敏袁敏张宝文王瑞菊河北经贸大学生物科学与工程学院河北石家庄050061 分子细胞生物学教育部重点实验室河北省细胞生物学基础学科研究中心河北省细胞信号与环境适应协同创新中心河北省分子细胞生物学重点实验室河北师范大学生命科学学院河北石家庄050024 华北理工大学生命科学学院河北唐山063210

低温冷害是限制栽培稻地域分布和产量的重要因素之一,严重影响我国的粮食安全。以CBF/DREB1为核心的C-重复结合因子-冷调节基因(CBF-COR)途径是水稻适应低温的重要信号传导途径。基于稻属9种植物的全基因测序结果和隐马尔可夫模型(HMM)... 详细信息

低温冷害是限制栽培稻地域分布和产量的重要因素之一,严重影响我国的粮食安全。以CBF/DREB1为核心的C-重复结合因子-冷调节基因(CBF-COR)途径是水稻适应低温的重要信号传导途径。基于稻属9种植物的全基因测序结果和隐马尔可夫模型(HMM)搜索,共鉴定出71个CBF/DREB1基因序列。所有基因均无内含子,由单个外显子组成。大部分DREB1s呈弱酸性,所有DREB1s亲水性平均值保守结构域和侧翼序列外,其他保守基序组成差别较大。适应性进化分析粳亚种和其他水稻的直系同源基因对,发现OsDREB1A/ObDREB1A、OsDREB1D/OnDREB1D、OsDREB1I/OsIDREB1I和OsDREB1J/OsIDREB1J四对基因非同义替换/同义替换(Ka/Ks)值均>1,受到正选择压力。旁系同源基因之间启动子顺式元件种类和数量差异较大,直系同源基因的启动子顺式元件种类和数量很相似。对日本晴、93-11和东乡野生稻7 d幼苗4℃冷处理2 h的实时荧光定量PCR分析发现早期冷响应基因可分为激活型(DREB1A/1B/1C/1E/1F/1G/1H)和抑制型(DREB1D/1I/1J)。在日本晴、93-11和东乡野生稻冷激活型基因中,DREB1B/1G/1H均是冷处理后响应最快的一级冷响应因子,且启动子均含有至少一个拷贝的CAMTA转录因子结合元件CM2(CCGCGT)。OrDREB1B/1C/1E/1F/1G/1H在东乡野生稻4℃冷处理4 h后的表达量均高于栽培稻同源基因的表达量。9种稻属植物的CBF/DREB1基因亚家族的分子进化分析结果为低温抗性基因的挖掘和利用提供了前期基础。

关键词：野生稻 CBF/DREB1 保守基序选择压力启动子分析

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草地早熟禾胚胎发生标记基因BBM的鉴定及系统进化分析

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草原与草坪 2024年第2期44卷 38-48页

作者：余江弟苗佳敏李玉珠马晖玲甘肃农业大学草业学院草业生态系统教育部重点实验室甘肃省草业工程实验室中-美草地畜牧业可持续发展研究中心甘肃兰州730070

【目的】利用生物信息学方法,鉴定草地早熟禾(Poa pratensis)胚胎发生标记基因PpBBM,并通过保守基序比对和进化树分析,推测可能具有孤雌生殖功能的PpBBM基因。【方法】基于草地早熟禾转录组数据库信息,检索PpBBM基因。通过生物信息学软... 详细信息

【目的】利用生物信息学方法,鉴定草地早熟禾(Poa pratensis)胚胎发生标记基因PpBBM,并通过保守基序比对和进化树分析,推测可能具有孤雌生殖功能的PpBBM基因。【方法】基于草地早熟禾转录组数据库信息,检索PpBBM基因。通过生物信息学软件分析PpBBMs蛋白理化特性,比较不同PpBBMs蛋白的系统进化关系和保守基序差异。【结果】共获得3个具有完整开放阅读框的PpBBMs基因,其编码的蛋白均含有2个AP2结构域,其中,PpBBM1和PpBBM2具有相同的motif类型和数量。3个PpBBMs蛋白都是酸性蛋白,定位于细胞核,不存在跨膜结构和信号肽。系统进化分析表明,30个物种的BBM/BBML蛋白成员共聚为5类。其中,PpBBM1、PpBBM2聚在第2分支,分别与BdBBM和SbBBML亲缘关系最近;PpBBML位于第5分支,与ZmBBML亲缘关系最近。PpBBM1、PpBBM2和PpBBML均具有BBM基因所特有的bbm-1基序以及AP2亚家族特定的euANT2-4基序,但PpBBML蛋白的所有基序均有个别氨基酸残基存在变异。【结论】与PpBBML基因相比,PpBBM1和PpBBM2更有可能具有诱导孤雌生殖的功能。

关键词：草地早熟禾 BBM基因系统进化分析保守基序

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粳稻LSD基因家族的生物信息学分析

贵州农业科学 2024年第08期 1-7页

作者：张佳玉张煜涛韩雪杨郝爱平牡丹江师范学院生命科学与技术学院

【目的】探明粳稻LSD基因家族的结构功能，为研究LSD基因家族在粳稻生长发育过程中的作用奠定理论基础。【方法】利用生物信息学方法，分析粳稻LSD基因家族成员、蛋白质的理化性质、染色体位置、系统进化关系、保守基序及结构域。【结... 详细信息

【目的】探明粳稻LSD基因家族的结构功能，为研究LSD基因家族在粳稻生长发育过程中的作用奠定理论基础。【方法】利用生物信息学方法，分析粳稻LSD基因家族成员、蛋白质的理化性质、染色体位置、系统进化关系、保守基序及结构域。【结果】从粳稻中共鉴定出6个LSD基因，并命名为OsLSD1～OsLSD6。OsLSD蛋白氨基酸数量为131～1 463个，分子量为13 723.41～151 718.18 Da，且大部分为碱性蛋白。6个基因家族成员分别分布在粳稻12条染色体的5条上，OsLSD1、 OsLSD2、 OsLSD3、 OsLSD4/OsLSD5和OsLSD6分别分布在chr1、chr3、chr7、chr8和chr12上。根据系统发育分析，粳稻LSD基因家族可分为3个亚族，其中，OsLSD2、OsLSD4和OsLSD6为同一亚族；OsLSD5为同一亚族中的同一分支；OsLSD1、OsLSD3为同一亚族并与AtLSD1、AtLSD2、AtLSD3和AtLSD12为同一亚族；同一亚族中的LSD基因结构及排列顺序具有相似性。Motif分析发现，粳稻的6个LSD基因包含10个保守基序，其中，Motif 1是这些基因共有的保守基序，推测其与保守结构域相关。该基因主要在粳稻的幼嫩叶片、幼嫩花序及种子中表达。【结论】推测LSD基因家族在粳稻生长发育过程中起重要调控作用。

关键词：粳稻 LSD 基因家族生物信息学分析染色体保守基序结构域

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主要伞形科蔬菜Trihelix基因家族的鉴定及生物信息分析

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分子植物育种 2022年

作者：吴彤杨启航冯书燕张雨于彤沈绍琴宋小明华北理工大学生命科学学院基因组与计算生物学中心

三螺旋转录因子是植物中一类非常重要的转录因子，在调节生长发育过程和响应各种逆境胁迫中发挥着关键作用。然而到目前为止，还没有对伞形科物种的三螺旋转录因子基因家族进行全面的分析。本研究在三种伞形科物种香菜、芹菜、胡萝卜和... 详细信息

三螺旋转录因子是植物中一类非常重要的转录因子，在调节生长发育过程和响应各种逆境胁迫中发挥着关键作用。然而到目前为止，还没有对伞形科物种的三螺旋转录因子基因家族进行全面的分析。本研究在三种伞形科物种香菜、芹菜、胡萝卜和其它模式或近缘物种拟南芥、莴苣、葡萄全基因组范围内，分别鉴定出39、38、38和27、41、36条三螺旋转录因子。通过系统发育分析和保守基序的分析，这些转录因子被分为五组，即GT-1、GT-2、GTγ、SIP1和SH4五个亚家族。其中，SIP1亚家族成员最多。通过保守基序分析，本研究推测Motif1和Motif10是导致三螺旋的重要因素。香菜、芹菜和胡萝卜的一些三螺旋转录因子基因在不同组织及不同生长发育时期具有较高的表达水平，表明这些基因在组织形成和生长发育过程中起到重要的作用。本研究对进一步探索该家族调控植物的生长的分子机制和逆境响应机制奠定了基础，同时为伞形科植物其它基因家族的研究提供了指导。

关键词：伞形科植物三螺旋转录因子保守基序表达分析

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烟草脉带花叶病毒基因组序列分析

中国烟草学报 2015年第6期21卷 113-120页

作者：蔡联合陈媛媛谢小东魏攀张剑锋王忠李锋魏春阳王燃武明珠罗朝鹏杨军林福呈广西中烟工业有限责任公司南宁市北湖南路28号530001 中原工学院中国烟草总公司郑州烟草研究院

为了探明烟草脉带花叶病毒危害和流行的机制,使用RT-PCR技术扩增获得TVBMV云南分离物YN9.1基因组全序列,并进行了基因组结构、序列同源性、氨基酸保守基序、系统进化和重组分析。结果表明:(1)YN9.1基因组具有Potyvirus属病毒典型特征,... 详细信息

为了探明烟草脉带花叶病毒危害和流行的机制,使用RT-PCR技术扩增获得TVBMV云南分离物YN9.1基因组全序列,并进行了基因组结构、序列同源性、氨基酸保守基序、系统进化和重组分析。结果表明:(1)YN9.1基因组具有Potyvirus属病毒典型特征,含有在Potyvirus属病毒中较为少见的NIb/CP切割位点Q/N;(2)YN9.1与其它分离物核苷酸序列同源性为90.5-91.1%,氨基酸序列同源性为95.2-96.2%。与YND核苷酸和氨基酸序列同源性最高;(3)对HC-Pro和CP保守基序进行了分析。YN9.1具有RITC、PTK、DAG等病毒蚜虫传播保守基序,其中RITC在Potyvirus属病毒中常见形式为KITC;(4)系统进化树分析结果显示,TVBMV进化形成2个组,云南分离物独立进化形成一组,TVBMV进化与地域具有明显的相关性;(5)重组分析发现PY为ZC1和YN的组内重组体,重组位点位于HC-Pro 3’末端和NIb 5’端。

关键词：烟草脉带花叶病毒保守基序序列分析进化分析重组分析

HCpro WGxRE(G)基序在马铃薯Y病毒致病过程中作用机制

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HCpro WGxRE(G)基序在马铃薯Y病毒致病过程中作用机制

作者：王姝雯山东农业大学

学位级别：硕士

马铃薯Y病毒(Potato virus Y,PVY)属于马铃薯Y病毒属(Potyvirus),是世界上分布最广、危害最严重的植物病毒之一。能够侵染烟草、马铃薯等多种重要经济作物,给农业生产造成极为惨重的损失。根据PVY分离物与不同抗性基因的识别关系及在寄... 详细信息

马铃薯Y病毒(Potato virus Y,PVY)属于马铃薯Y病毒属(Potyvirus),是世界上分布最广、危害最严重的植物病毒之一。能够侵染烟草、马铃薯等多种重要经济作物,给农业生产造成极为惨重的损失。根据PVY分离物与不同抗性基因的识别关系及在寄主上的症状,可将其分为PVY、PVY、PVY等多个株系,其中PVY株系包括PVY、PVY和PVY等重组型亚组,是目前危害烟草和马铃薯最严重的类群。这些PVY分离物都含有相似的辅助成分蛋白酶(Helper component proteinase,HCpro)。本研究比对了26种马铃薯Y病毒属病毒的HCpro序列,发现在中间区域存在一个保守基序WGxRE(G),在PVY605侵染性克隆基础上,通过突变基序中的保守位点分析HCpro在RNA沉默抑制、症状形成等过程中的作用。结果如下:(1)获得PVY衣壳蛋白(Coat protein,CP)特异性多克隆抗体。将原核表达的PVY CP纯化后免疫新西兰大白兔,获得了PVY CP抗血清。经ELISA检测表明,获得的PVY CP抗血清效价为1:16 384。该抗血清与原核表达PVY CP蛋白以及PVY侵染的烟草具有特异性反应;与健康烟草或感染马铃薯X病毒的烟草叶片样品均无反应。以上结果表明本研究制备的抗血清具有较高的灵敏性和特异性。(2)WGxRE(G)保守基序参与HCpro抑制RNA沉默功能。将PVY605 HCpro编码基因克隆到瞬时表达载体pCa-35S;通过点突变技术分别将HCpro WGx RE保守基序中W和E位点突变为A,获得HCpro和HCpro突变体。利用RNA沉默试验体系分析PVY HCpro及其突变体抑制RNA沉默能力的变化。研究发现,与野生型HCpro相比,HCpro抑制RNA沉默能力增强,HCpro抑制RNA沉默能力减弱。(3)WGxRE(G)保守基序参与PVY在烟草上坏死症状形成。在PVY605侵染性克隆的基础上,将WGxRE基序中所有位点及上游L分别突变为A,获得六种突变体。通过农杆菌浸润方法将PVY605侵染性克隆及突变体接种到3周的三生烟。研究发现四个保守位点突变及L206A突变体均丧失三生烟上引起坏死的能力,同时在三生烟中病毒积累水平降低。(4)筛选并鉴定了PVY HCpro蛋白复合体中的互作蛋白。通过同源重组方法将StrepⅢ标签融合到PVY605侵染性克隆及突变体E211A HCpro蛋白的N端,经测序验证后,利用农杆菌浸润方法接种4周珊西烟和本氏烟。提取系统发病叶片总蛋白,利用免疫共沉淀(Co-IP)获得与HCpro互作的蛋白复合体,质谱分析蛋白复合体中的蛋白种类。比较PVY605和突变体E211A HCpro的差异蛋白发现,AGO4-2、翻译控制肿瘤蛋白(TCTP)、RAN GTP酶激活蛋白1、GTP结合蛋白At2g22870、胞质甘油醛-3-磷酸脱氢酶2等仅存在于野生型HCpro蛋白复合体中。(5)HCpro蛋白复合体中寄主NtTCTP基因参与PVY在普通烟上坏死症状形成。将PVY605分别接种到过表达或沉默NtTCTP的转基因珊西烟后发现,PVY605能够在过表达NtTCTP的珊西烟上引起坏死症状,而不能够在沉默NtTCTP的珊西烟上引起坏死症状。

关键词：马铃薯Y病毒 HCpro 保守基序翻译控制肿瘤蛋白

球茎甘蓝MYB115转录因子的克隆与表达分析

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青海大学学报 2023年第1期41卷 21-27页

作者：赵文菊王紫莹王鑫淼巴桑措姆李江任延靖青海大学农林科学院青海省蔬菜遗传与生理重点实验室青海西宁810016 玉树藏族自治州农牧业综合服务中心青海玉树815000 青海大学三江源生态和高原农牧业国家重点实验室青海西宁810016

为了深入挖掘MYB115转录因子的生物学功能,本研究以球茎甘蓝为试验材料,采用基因克隆获得球茎甘蓝MYB115转录因子,并对其进行生物信息学和荧光定量分析。生物信息学分析结果显示,BocMYB115转录因子gDNA序列全长742 bp,开放阅读框(ORF)... 详细信息

为了深入挖掘MYB115转录因子的生物学功能,本研究以球茎甘蓝为试验材料,采用基因克隆获得球茎甘蓝MYB115转录因子,并对其进行生物信息学和荧光定量分析。生物信息学分析结果显示,BocMYB115转录因子gDNA序列全长742 bp,开放阅读框(ORF)长度为549 bp,编码182个氨基酸,具有一个高度保守的SANT结构域,属于1R-MYB类转录因子,与甘蓝型油菜的MYB115-like亲缘关系最近。荧光定量PCR结果显示,BocMYB115在绿色球茎甘蓝中的表达量显著高于紫色球茎甘蓝。本研究可为后续MYB115转录因子功能鉴定提供理论依据。

关键词：球茎甘蓝 MYB115 序列分析保守基序亲缘关系荧光定量PCR

苹果阳离子氨基酸转运蛋白(CAT)的鉴定、比较与表达分析

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植物生理学报 2020年第12期56卷 2631-2646页

作者：王寻韩月彭由春香王小非郝玉金山东农业大学园艺科学与工程学院作物生物学国家重点实验室山东果蔬优质高效生产协同创新中心山东泰安271018 中国科学院武汉植物园中国科学院植物种质创新与特色农业重点实验室武汉430074

阳离子氨基酸转运蛋白(CAT)在植物氨基酸转运与氮素代谢中具有重要作用,重要经济作物苹果中尚未见此类蛋白的相关报道。本文利用生物信息学和分子生物学的方法,对苹果CAT (命名为MdCAT)成员进行鉴定、比较与表达分析。根据拟南芥CAT蛋... 详细信息

阳离子氨基酸转运蛋白(CAT)在植物氨基酸转运与氮素代谢中具有重要作用,重要经济作物苹果中尚未见此类蛋白的相关报道。本文利用生物信息学和分子生物学的方法,对苹果CAT (命名为MdCAT)成员进行鉴定、比较与表达分析。根据拟南芥CAT蛋白序列,在苹果基因组中共鉴定出15个MdCAT成员,它们不均衡地位于8条染色体上。大多数MdCAT具有10个及以上的跨膜区,并具有相似的二级结构组成和三维空间构象。遗传进化树分析表明, MdCAT蛋白分为4组(I、II、III和IV),并且4组成员在保守基序分布上,表现出各自的独特性。电子表达谱分析显示, MdCAT广泛表达于各组织中,尤其在花和果实等表达较高,不同成员稍有差异。在果实发育中, MdCAT3/7/6/14等转录丰度有明显的增加,在果实的氨基酸转运中可能扮演关键角色;休眠芽的表达数据提示,部分MdCAT参与到苹果芽的休眠过程。除此之外,利用实时荧光定量PCR试验,检测了氮素匮乏状态下MdCAT的相对表达,结果表明MdCAT1/6/10/13响应氮饥饿,可能在氮素代谢中发挥重要作用。

关键词：苹果阳离子氨基酸转运蛋白跨膜区蛋白结构保守基序表达模式