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茶树CsTIFY家族全基因组鉴定及非生物胁迫和激素处理中主要基因表达分析

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园艺学报 2022年第1期49卷 100-116页

作者：谢思艺周承哲朱晨詹冬梅陈兰吴祖春赖钟雄郭玉琼福建农林大学园艺学院茶产业研究院福州350002 福建农林大学园艺植物生物工程研究所福州350002 福建农林大学茶学福建省高校重点实验室福州350002

TIFY转录因子是陆地植物特有的转录因子,按照结构域特征共分为4个亚家族TIFY、PPD、JAZ、ZML,调控植物的生长发育过程。以茶树TIFY转录因子为研究对象,从茶树基因组数据库中共鉴定了22个CsTIFY转录因子家族成员,都包含了TIFY结构域。基... 详细信息

TIFY转录因子是陆地植物特有的转录因子,按照结构域特征共分为4个亚家族TIFY、PPD、JAZ、ZML,调控植物的生长发育过程。以茶树TIFY转录因子为研究对象,从茶树基因组数据库中共鉴定了22个CsTIFY转录因子家族成员,都包含了TIFY结构域。基因结构分析发现,大部分CsTIFY家族成员外显子数在5到12之间,同一亚家族所含Motif和外显子数相似。系统进化树表明,6个物种122个TIFY家族基因分为4个组,其中茶树与葡萄和杨树亲缘关系更近。启动子顺式作用元件分析发现CsTIFY家族含有大量响应SA、ABA、低温和干旱等的元件。亚细胞定位试验结果表明CsTIFY1、CsJAZ1和CsJAZ5定位于细胞核。不同茶树品种的组织表达量分析发现,大部分CsTIFY在成熟叶、根和果实中相对表达量较高。在外源ABA、SA和MeJA处理下,大部分CsHAZ上调表达,而CsZML的表达量下降;低温和干旱处理下,CsZML1表达量都极显著上升。

关键词：茶树 TIFY转录因子全基因组鉴定 ABA SA MeJA 非生物胁迫亚细胞定位

龙眼SPFH家族全基因组鉴定、进化分析与功能预测

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应用与环境生物学报 2022年第2期28卷 464-472页

作者：张春渝张梓浩陈裕坤林玉玲陈振光王晶赖钟雄福建农林大学园艺植物生物工程研究所福州350002 山西农业大学经济作物研究所汾阳032200

SPFH(stomatin,prohibitin,flotillin and hflk/C)是一种膜微区蛋白,该家族的蛋白均含有一个高度保守的SPFH结构域.在植物中,SPFH家族蛋白可以细分为Slp(stomatin-like protein)、PHB(prohibitin)、Flot(flotillin)、Elp(erlin-like protein)以及HIR(hypersensitive induced reaction)5类.目前关于SPFH在植物中的全基因组鉴定鲜见报道,在拟南芥、水稻等植物中也只是对SPFH的个别亚家族进行研究.为了解膜微区蛋白SPFH在龙眼中的分子特性,基于龙眼基因组数据库,对龙眼SPFH(DlSPFH)进行家族成员鉴定、进化分析,并结合龙眼转录组数据库对DlSPFHs在早期体胚发生过程中的表达模式进行分析.结果显示,DlSPFH家族共有14个成员,包含DlSlp(1个)、DlElp(1个)、DlFlots(2个)、DlPHBs(2个)以及DlHIRs(8个)5个亚家族;家族成员的氨基酸数目、分子量、等电点分别介于193-2 570aa、21.49×10;-282.11×10;、5.38-9.42之间;定位于8条染色体上. DlSPFHs家族间存在2对串联重复基因以及3对片段重复基因.此外,DlSPFHs还与拟南芥、甜橙、水稻SPFH家族成员分别存在17、14、2对共线性成员.基因结构与保守基序分析结果显示,DlSPFH各成员间基因结构存在较大的差异;基序以motif 1最为保守.蛋白互作结果显示,DlSPFHs不仅家族成员之间存在互作关系,还能够与多种蛋白发生互作.DlSPFHs在启动子区域存在较多激素响应元件,并且可能受到11种miRNA的精确调控.在龙眼体胚发生早期阶段DlHIR1、DlHIR2、DlHIR3、DlPHB1、DlHIR8相较其他成员在体胚发生早期各个阶段呈现出较高的表达量FPKM值.本研究表明龙眼DlSPFHs的基因重复事件主要以片段重复为主,并且可能参与龙眼的抗病、激素响应以及体胚发生过程,展现功能多样性.(图7表3参39)

关键词：龙眼 SPFH 全基因组鉴定进化特性功能预测

茯苓基因组中MYB转录因子基因家族鉴定及表达分析

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中草药 2023年第1期54卷 245-253页

作者：陈泓宇董树廷郭妙弦罗红梅中国医学科学院北京协和医学院、药用植物研究所中草药物质基础与资源利用教育部重点实验室北京100193

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... 详细信息

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(PcMYB5、PcMYB6和PcMYB7)在诱导3 h时表达量明显上调。结论从茯苓全基因组中系统鉴定MYB转录因子基因家族,为进一步研究MYB基因在调控茯苓发育及次生代谢物合成方面的生物学功能奠定基础。

关键词：茯苓 MYB转录因子全基因组鉴定生物信息学分析基因表达分析

高粱CIPK家族基因的全基因组鉴定及非生物胁迫下的表达特征

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江苏农业学报 2024年第4期40卷 591-598页

作者：徐鹏李春宏范昕琦梁笃沈新莲江苏省农业科学院经济作物研究所/农业农村部长江下游棉花与油菜重点实验室江苏南京210014 山西农业大学农学院山西晋中030801 山西省农业科学院高粱研究所/高粱遗传与种质创新山西省重点实验室山西晋中030600

钙调磷酸酶B样蛋白互作蛋白激酶(CIPK)是一种重要的Ca^(2+)信号传感器,在植物应答逆境非生物胁迫过程中发挥着重要作用。为了探究高粱中CIPK家族基因的功能,本研究从高粱基因组中鉴定了31个SbCIPK基因,这些基因不均匀地分布在高粱的9条... 详细信息

钙调磷酸酶B样蛋白互作蛋白激酶(CIPK)是一种重要的Ca^(2+)信号传感器,在植物应答逆境非生物胁迫过程中发挥着重要作用。为了探究高粱中CIPK家族基因的功能,本研究从高粱基因组中鉴定了31个SbCIPK基因,这些基因不均匀地分布在高粱的9条染色体上,编码蛋白质的氨基酸数量为403~519个,等电点为6.07~9.38,相对分子质量为46 357.31~58 316.97。基因结构分析结果表明,SbCIPK家族基因分为内含子缺失型和内含子富集型2类。进化树分析结果表明,SbCIPK家族蛋白质成员分为8个亚族。基于转录组数据的表达模式分析结果表明,SbCIPK基因广泛参与对盐胁迫、干旱胁迫等非生物胁迫的响应。本研究结果可以为高粱CIPK家族基因的功能研究奠定基础。

关键词：高粱 CIPK基因全基因组鉴定非生物胁迫

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糜子SBP基因家族全基因组鉴定及表达分析

植物学报 2024年第2期59卷 231-244页

作者：段政勇丁敏王宇卓丁艺冰陈凌王瑞云乔治军山西农业大学农学院太谷030801 山西农业大学玉米研究所忻州034000 山西农业大学农业基因资源研究中心/农业农村部黄土高原作物基因资源与种质创制重点实验室/杂粮种质资源发掘与遗传改良山西省重点实验室太原030031

SBP(squamosapromoterbindingprotein)家族广泛参与植物生长发育、信号转导及多种生理生化过程。从糜子(Panicum miliaceum)全基因组中筛选并鉴定到25个SBP基因。系统发育分析表明,PmSBP家族成员分为6个亚家族。同一亚家族成员具有相似... 详细信息

SBP(squamosapromoterbindingprotein)家族广泛参与植物生长发育、信号转导及多种生理生化过程。从糜子(Panicum miliaceum)全基因组中筛选并鉴定到25个SBP基因。系统发育分析表明,PmSBP家族成员分为6个亚家族。同一亚家族成员具有相似的基因结构和保守基序。共线性分析表明,PmSBP与拟南芥(Arabidopsisthaliana)AtSBP和水稻(Oryzasativa)OsSBP分别形成7对和31对直系同源基因。顺式作用元件分析表明,PmSBP启动子区富含逆境胁迫、光反应及激素信号响应元件。基因表达模式分析表明,PmSBP基因表达具有明显的组织特异性、品种特异性及发育阶段特异性,表明SBP基因在糜子生长发育中发挥重要作用。研究结果为揭示SBP基因在糜子生长发育中的生物学功能奠定了基础,也为其它作物SBP基因研究提供了借鉴参考。

关键词：糜子 SBP基因全基因组鉴定基因表达分析

龙眼SnRKs家族全基因组鉴定、进化特性及其在龙眼体胚发生早期的表达模式

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应用与环境生物学报 2022年第2期28卷 473-484页

作者：刘蒲东张舒婷申序苏炳茜张梓浩陈裕坤林玉玲陈振光赖钟雄福建农林大学园艺植物生物工程研究所福州350002

植物蔗糖非发酵-1相关蛋白激酶(sucrose non-fermenting-1-related protein kinase,SnRK)在细胞代谢及响应渗透胁迫过程中起着关键作用.基于第三代基因组对龙眼SnRKs(DlSnRKs)家族进行全基因组鉴定及命名,对成员理化性质、亚细胞定位、... 详细信息

植物蔗糖非发酵-1相关蛋白激酶(sucrose non-fermenting-1-related protein kinase,SnRK)在细胞代谢及响应渗透胁迫过程中起着关键作用.基于第三代基因组对龙眼SnRKs(DlSnRKs)家族进行全基因组鉴定及命名,对成员理化性质、亚细胞定位、系统发育进化树、蛋白互作、染色体定位、保守基序与基因结构、全基因组共线性及启动子顺式作用元件进行预测分析,并结合转录组数据分析DlSnRKs在龙眼体胚发育3个阶段[胚性愈伤组织(EC)、不完全胚性紧实结构(ICpEC)、球形胚(GE)]的表达模式.结果显示,DlSnRKs家族共28个成员.系统发育进化树分析发现DlSnRKs家族成员分布于3个亚组中.染色体定位分析发现28个成员定位在10条染色体中.蛋白互作预测分析发现DlSnRKs家族存在复杂的蛋白互作关系.蛋白保守基序分析发现各亚组成员motif分布相似性与保守性并存.对DlSnRKs家族成员的基因结构进行分析,发现其内含子数目在0-14之间.启动子顺式作用元件分析发现各成员启动子区包含光、激素、生长发育及胁迫等响应元件.全基因组共线性分析发现有8个DlSnRKs成员在拟南芥和水稻中均发现共线基因.对DlSnRKs在EC-ICpEC-GE阶段的表达模式进行分析,发现有11个成员呈持续上调表达,3个成员呈持续下调表达,并且DlSnRK1.2在EC-ICpEC阶段以及DlSnRK2.5和DlSnRK3.9在ICpEC-GE阶段出现显著差异表达.本研究表明通过预测分析发现DlSnRKs家族在进化过程中较保守,其家族成员可能参与调控龙眼体胚发育过程,结果可为SnRK家族基因的深入研究和功能表征奠定基础.(图7表2参52)

关键词：龙眼 SnRKs 全基因组鉴定进化特性表达模式

睡莲WRKY家族的全基因组鉴定和分子进化分析

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园艺学报 2022年第5期49卷 1121-1135页

作者：潘鑫峰叶方婷毛志君李兆伟范凯福建农林大学农学院作物遗传育种与综合利用教育部重点实验室福州350002

在睡莲中共鉴定出69个NcWRKY转录因子,将其分成3个亚家族,即Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ,其中Ⅱ亚家族可进一步分为Ⅱa、Ⅱb、Ⅱc、Ⅱd和Ⅱe,与拟南芥中WRKY亚家族分类相同。Ⅱc亚家族中含有17个成员,是睡莲WRKY家族中成员数最多的亚家族。所有成员的蛋... 详细信息

在睡莲中共鉴定出69个NcWRKY转录因子,将其分成3个亚家族,即Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ,其中Ⅱ亚家族可进一步分为Ⅱa、Ⅱb、Ⅱc、Ⅱd和Ⅱe,与拟南芥中WRKY亚家族分类相同。Ⅱc亚家族中含有17个成员,是睡莲WRKY家族中成员数最多的亚家族。所有成员的蛋白质二级结构中无规则卷曲所占比例高达为39%~78%。motif 1和motif 3被注释为WRKY保守结构。NcWRKY成员在睡莲14条染色体中均有分布,其中Ⅱa亚家族中所有成员都定位在Nc4号染色体。启动子顺式调控元件分析发现,NcWRKY成员广泛参与激素调控反应,通过不同组织中表达量分析筛选出在成熟叶柄中高表达的NcWRKY04与NcWRKY18,在花瓣中高表达的NcWRKY05和在雄蕊中高表达的NcWRKY61。基因复制事件分析发现,NcWRKY家族主要以片段复制事件为主。基因表达网络关系分析预测NcWRKY61和NcWRKY63可能与其他成员有共表达关系。

关键词：睡莲 WRKY 全基因组鉴定分子进化

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枳WOX基因家族全基因组鉴定及表达分析

果树学报 2022年第5期39卷 712-729页

作者：马青龄梁贝贝杨莉胡威刘勇刘德春江西农业大学农学院南昌330045

【目的】探讨枳WOX(WUSCHEL-related homeobox)家族基因在植物中的系统进化、蛋白结构特征及非生物胁迫下的表达模式,为进一步研究枳WOX家族基因在柑橘逆境响应中的功能提供理论依据。【方法】利用生物信息学分析方法,对枳WOX家族基因(P... 详细信息

【目的】探讨枳WOX(WUSCHEL-related homeobox)家族基因在植物中的系统进化、蛋白结构特征及非生物胁迫下的表达模式,为进一步研究枳WOX家族基因在柑橘逆境响应中的功能提供理论依据。【方法】利用生物信息学分析方法,对枳WOX家族基因(PtrWOXs)进行筛选与鉴定,通过qRT-PCR分析PtrWOXs在非生物胁迫下根、茎、叶中的表达模式。【结果】鉴定出10个PtrWOXs,不均等分布在7条染色体上,其编码蛋白均为亲水性蛋白。PtrWOXs在枳根、茎、叶中的表达存在差异。多数PtrWOXs可以被多种非生物胁迫诱导表达,并且在根中的表达变化程度高于叶和茎。另外,PtrWOX1、PtrWOX3、PtrWOX6、PtrWOX9和PtrWOX11可以在根中被低温、干旱、盐和ABA胁迫诱导表达,说明这些基因可能主要在枳根系响应非生物胁迫过程中发挥重要作用。【结论】鉴定出10个PtrWOXs,它们可能在柑橘抵御各种非生物胁迫过程中起重要作用。

关键词：枳 WOX基因家族全基因组鉴定非生物胁迫表达分析

花生NAS家族全基因组鉴定及其基因表达对缺铁和镉胁迫的响应

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植物生理学报 2022年第6期58卷 1119-1132页

作者：罗艳芳王朝慧张铮史刚荣淮北师范大学生命科学学院安徽淮北235000

烟酰胺合成酶(NAS)家族对植物吸收金属离子起重要作用,其催化产物烟草胺(NA)能够螯合Fe(II)、Mn(II)、Zn(II)等金属阳离子。为揭示NAS在花生(Arachis hypogaea)铁稳态调控中的生理功能,本文对花生NAS基因家族进行了全基因组鉴定和生物... 详细信息

烟酰胺合成酶(NAS)家族对植物吸收金属离子起重要作用,其催化产物烟草胺(NA)能够螯合Fe(II)、Mn(II)、Zn(II)等金属阳离子。为揭示NAS在花生(Arachis hypogaea)铁稳态调控中的生理功能,本文对花生NAS基因家族进行了全基因组鉴定和生物信息学分析。在花生全基因组中鉴定出6个AhNAS基因,包括经全基因组复制形成的3对直系同源基因:Ah NAS1.1/Ah NAS1.2、Ah NAS2.1/Ah NAS2.2和Ah NAS3.1/Ah NAS3.2。进化树分析表明,AhNAS1.1和AhNAS1.2属于第6组,其他4个基因属于第9组。6个AhNAS蛋白的保守基序组成、特征结构域(NAS)和三维结构均很相似,且都可能定位于细胞质,说明它们在花生中都可能参与烟草胺生物合成。与第9组的4个基因相比,AhNAS1.1和AhNAS1.2在基因结构及编码蛋白理化性质、保守基序、保守结构域等方面存在很大差异,说明这些基因在系统进化和功能上出现了严重分化。顺式作用元件分析表明,AhNAS基因可能受光周期和植物激素调控并在应答各种胁迫中发挥作用。不同AhNAS基因在花生响应缺铁和镉胁迫中的作用不同,AhNAS2.1和AhNAS2.2似乎主要参与黄色条纹样蛋白3 (YSL3)介导的铁的木质部运输,而AhNAS1.2、AhNAS3.1和AhNAS3.2可能参与花生对镉的解毒机制。

关键词：花生 AhNAS 全基因组鉴定缺铁镉胁迫