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烟草细胞质雄性不育系K326 MADS-box和SUPERMAN基因的特征

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作物学报 2023年第12期49卷 3204-3214页

作者：崔芳芳孟林峰刘苗苗张建强王建革刘齐元江西农业大学农学院/作物生理生态与遗传育种教育部重点实验室江西南昌330045 江西农业大学林学院江西南昌330045

细胞质雄性不育是杂种生产的重要工具,也是研究细胞核与细胞质互作的良好系统,但其机制仍不清楚。本研究以细胞质雄性不育系K326为材料,研究了烟草细胞质不育系雄蕊异常与花发育基因表达的关系。细胞质雄性不育系K326源于普通烟草天然... 详细信息

细胞质雄性不育是杂种生产的重要工具,也是研究细胞核与细胞质互作的良好系统,但其机制仍不清楚。本研究以细胞质雄性不育系K326为材料,研究了烟草细胞质不育系雄蕊异常与花发育基因表达的关系。细胞质雄性不育系K326源于普通烟草天然不育株,用烤烟品种K326连续回交培育而成,不仅具有心皮化雄蕊现象,同时也有花瓣化雄蕊现象,异常雄蕊基部融合为一体。本研究首先用生信手段对控制普通烟草花发育的MADS-box基因和边界基因SUPERMAN进行了全基因组鉴定,分析了它们染色体定位和共线性,预测了B类基因和SUPEMAN基因的顺式作用元件,并研究了它们在不育系和保持系不同时期花蕾中的表达特征。结果表明,烟草共鉴定出160个MADS-box基因和5个SUPERMAN基因。这些MADS-box基因中有7个B类基因(4个PI基因,3个AP3基因),79个MADS-box基因定位于22条染色体上,3个SUPERMAN基因定位于3条染色体上。共线性分析表明,串联和片段DNA重复、倍加作用是MADS-box基因家族扩张的驱动力。观察发现,细胞质雄性不育系K326异常雄蕊在小蕾期就已出现,暗示细胞质雄性不育K326中雄蕊异常是早期分生组织发育缺陷的结果。qPCR检测表明,细胞质雄性不育系及保持系中可以检测到7个B类基因和1个SUPERMAN基因表达。PI基因表达水平Nitmads115在保持系各个时期均高于不育系;AP3基因Nitmads72、Nitmads100表达水平在保持系各个时期均低于不育系;其他基因呈现小蕾期和大蕾期下调,中蕾期上调。SUPERMAN基因只在保持系小蕾和中蕾期可以检测到,而不育系各个时期中均无法检测到;顺式作用元件分析表明,Nitmads115具有生长素响应元件AuxRR。因此,生长素可能在烟草细胞质逆行调控细胞核起重要作用。

关键词：烟草细胞质雄性不育 MADS-box SUPERMAN 生长素

基于转录组信息的甘松MADS-box转录因子家族分析

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中草药 2023年第3期54卷 898-906页

作者：崔琪俸明康丰日落王涛张绍山李莹陈晨刘圆西南民族大学药学院四川成都610041 西南民族大学青藏高原研究院四川成都361022 四川省羌彝药用资源保护与利用技术工程实验室四川成都610225 青藏高原民族药用资源保护与利用国家民委重点实验室四川成都610225

目的基于转录组数据筛选鉴定分析甘松Nardostachys jatamansi MADS-box转录因子家族。方法利用生物信息学的方法全面分析甘松MADS-box基因家族成员的蛋白理化性质、亚细胞定位、基因结构、导肽、信号肽及跨膜结构域、系统进化树。结果... 详细信息

目的基于转录组数据筛选鉴定分析甘松Nardostachys jatamansi MADS-box转录因子家族。方法利用生物信息学的方法全面分析甘松MADS-box基因家族成员的蛋白理化性质、亚细胞定位、基因结构、导肽、信号肽及跨膜结构域、系统进化树。结果在甘松转录组数据中共鉴定出20个MADS-box转录因子,含有90~365个氨基酸,相对分子质量在10179.96~41707.68,理论等电点范围为4.87~10.43,主要在细胞核表达,均含有mads保守结构域,均不含信号肽、导肽以及跨膜结构域。系统发育分析表明甘松mads蛋白主要属于TypeⅡ型。结论利用生物信息学分析手段,鉴定了甘松MADS-box家族转录因子,为甘松深入研究甘松MADS-box蛋白的生物学功能提供参考,为甘松的药用成分合成调控机制提供研究基础,为培育优质甘松新品种提供依据。

关键词：甘松 MADS-box 转录因子分析花器官亚细胞定位

枣E类mads基因在花和果中的表达及其蛋白互作研究

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园艺学报 2022年第4期49卷 739-748页

作者：高玮林张力曼薛超玲张垚刘孟军赵锦河北农业大学生命科学学院河北保定071000 河北农业大学园艺学院河北保定071000

以‘金丝小枣’花和果实为试材进行E类MADS-box基因的生物信息、表达、亚细胞定位及蛋白互作研究。3个E-type MADS-box基因分别位于SEP1/2、SEP3和SEP4进化支。与其他物种的同源序列相比,E类蛋白在进化中非常保守。3个E类基因在枣的花... 详细信息

以‘金丝小枣’花和果实为试材进行E类MADS-box基因的生物信息、表达、亚细胞定位及蛋白互作研究。3个E-type MADS-box基因分别位于SEP1/2、SEP3和SEP4进化支。与其他物种的同源序列相比,E类蛋白在进化中非常保守。3个E类基因在枣的花和果实中均有表达,ZjSEP1/2在花不同发育时期表达比较稳定,ZjSEP3和ZjSEP4在花发育前期高表达,在感染枣疯病的花变叶中3个基因的表达均显著受抑制。3个蛋白均定位于细胞核。酵母单杂交结果表明ZjSEP1/2和ZjSEP3具有转录激活活性,可以作为转录因子调控下游基因,而ZjSEP4不具有此活性。酵母双杂交结果表明3个E类mads蛋白都可以和A类、C/D类蛋白发生互作,ZjSEP4与ZjSEP1/2均可与自身互作,但ZjSEP3自身不发生互作。综上,3个E类mads基因在枣花发育中具有重要作用,但功能和调控模式不同,ZjSEP3不能形成同源二聚体,ZjSEP1/2、ZjSEP4均可形成同源二聚体,3个E类蛋白均可与A、C/D类蛋白形成异源二聚体。

关键词：枣 MADS-box E-type 花果发育表达分析转录激活活性蛋白互作

当归MADS-box生物信息学及SOC1克隆与表达分析

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中草药 2023年第5期54卷 1551-1560页

作者：崔秀文刘迪黄天苗李美玲栗孟飞魏建和甘肃农业大学生命科学技术学院干旱生境作物学国家重点实验室甘肃兰州730070 中国医学科学院北京协和医学院药用植物研究所北京100193

目的对当归Angelica sinensis MADS-box基因家族进行筛选与生物信息学分析,并对SOC1-4基因进行克隆与表达验证。方法基于当归全长转录组筛选MADS-box基因家族,利用在线工具进行生物信息学分析,并利用qRT-PCR检测SOC1-4基因在不同材料中... 详细信息

目的对当归Angelica sinensis MADS-box基因家族进行筛选与生物信息学分析,并对SOC1-4基因进行克隆与表达验证。方法基于当归全长转录组筛选MADS-box基因家族,利用在线工具进行生物信息学分析,并利用qRT-PCR检测SOC1-4基因在不同材料中的表达水平。结果当归全长转录组中含有29个MADS-box基因家族成员,可分为10个亚家族,共含有6个保守基序,蛋白质序列长度为49~422 aa,相对分子质量为5697.56~49624.90,等电点为5.06~11.00,亚细胞结果显示当归MADS-box基因家族成员分别定位于叶绿体、细胞核、细胞质和线粒体,二级结构预测及3D建模显示同一亚家族结构相似;SOC1-4基因克隆片段与全长转录组测序结果一致;SOC1-4基因随种苗春化作用和植株发育时期延长呈现高表达,在抽薹植株、茎和叶中高表达,而在冷冻规避春化作用种苗中呈现低表达。结论当归含有29个MADS-box成员,各成员理化性质和结构存在一定的差异,SOC1-4基因表达水平与当归抽薹开花生理调控一致,为当归MADS-box基因家族调控抽薹开花相关研究提供借鉴。

关键词：当归 MADS-box 生物信息学 SOC1-4 基因克隆抽薹开花

茶树休眠相关基因CsAGL8的克隆与表达分析

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云南农业大学学报（自然科学版） 2023年第6期38卷 1032-1040页

作者：胡小莉付一丹崔懂夏心杰陈盛相唐茜谭礼强四川农业大学园艺学院四川成都611130 精制川茶四川省重点实验室四川成都611130

【目的】克隆茶树CsAGL8基因序列,并探究该基因与茶树休眠的关系。【方法】以峨眉问春等茶树品种的休眠芽为材料,采用RT-PCR扩增MADS-box转录因子家族基因CsAGL8,并进行BLAST比对等生物信息学分析;采用实时荧光定量PCR检测CsAGL8在茶树... 详细信息

【目的】克隆茶树CsAGL8基因序列,并探究该基因与茶树休眠的关系。【方法】以峨眉问春等茶树品种的休眠芽为材料,采用RT-PCR扩增MADS-box转录因子家族基因CsAGL8,并进行BLAST比对等生物信息学分析;采用实时荧光定量PCR检测CsAGL8在茶树8个组织和越冬期间的相对表达量;遗传转化拟南芥,对转基因植株进行表型观测及开花相关基因分析。【结果】CsAGL8的CDS全长为720 bp,编码239个氨基酸,含有高度保守的MADS-box结构域和半保守的K-box结构域,与拟南芥的AtAGL8相似性最高。CsAGL8编码区表现出一定的多态性,启动子区域存在较多的光、激素和胁迫响应等顺式作用元件。表达分析表明:CsAGL8在茶树不同组织中均有表达,在休眠顶芽中的表达量最高;越冬期间,CsAGL8的表达量呈先升高后降低的趋势,在特早生品种峨眉问春芽中的相对表达量显著低于对照品种,且下调时间早于对照品种。过表达CsAGL8,拟南芥转基因植株会早花10~15 d。【结论】CsAGL8可能参与了茶树越冬休眠调控。

关键词：茶树 MADS-box 基因克隆表达分析休眠

辣椒MADS-box基因AGAMOUS-like 6的克隆与表达分析

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分子植物育种 2023年

作者：吴鹏丁楚琦任秀丽黄思远王丽郭茜茜郭展新冯柏龙哈尔滨市农业科学院齐齐哈尔大学生命科学与农林学院抗性基因工程与寒地生物多样性保护黑龙江省重点实验室

AGAMOUS-like 6 (AGL6)基因是MADS-box转录因子家族的一员，在植物花发育和形成中起重要作用。本研究以辣椒胎座为试验材料，对AGL6基因进行克隆、生物信息学及实时荧光定量(RT-qPCR)表达分析，结果表明辣椒CaAGL6基因序列全长为1 115 b... 详细信息

AGAMOUS-like 6 (AGL6)基因是MADS-box转录因子家族的一员，在植物花发育和形成中起重要作用。本研究以辣椒胎座为试验材料，对AGL6基因进行克隆、生物信息学及实时荧光定量(RT-qPCR)表达分析，结果表明辣椒CaAGL6基因序列全长为1 115 bp，其编码269个氨基酸，理论等电点为9.34，为碱性蛋白。亚细胞定位结果表明其在细胞核上。系统发育树表明相似度最高的是曼陀罗(93.53%)。组织特异性表达分析表明，辣椒CaAGL6基因在胎座中表达量最高，在根系中表达量最低。另外，辣椒叶、根和胎座中表达量与开花天数成正相关。本研究将为明确CaAGL6基因在辣椒果实形成和辣椒素次生代谢中的分子作用机制提供理论依据。

关键词：辣椒 MADS-box AGL6 表达分析

基于转录组的油茶MADS-box转录因子的筛选及分析

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分子植物育种 2023年第5期21卷 1455-1467页

作者：徐嘉娟朱亚艳李芳杨冰霍达许杰贵州省林业科学研究院贵阳550005

MADS-box是植物中一类重要的转录因子,在植物生长发育和信号传导过程中发挥重要作用,特别是在显花植物的花器官分化、开花时间的调节等方面起到重要的调控作用。本研究基于油茶转录组数据,利用生物信息学方法筛选出20个MADS-box转录因子... 详细信息

MADS-box是植物中一类重要的转录因子,在植物生长发育和信号传导过程中发挥重要作用,特别是在显花植物的花器官分化、开花时间的调节等方面起到重要的调控作用。本研究基于油茶转录组数据,利用生物信息学方法筛选出20个MADS-box转录因子,并对其理化性质、保守结构域、亚细胞定位、二级结构等进行预测分析,同时构建和模式植物拟南芥MADS-box蛋白家族的系统进化树。依据保守结构域将20个Comads基因分为TypeⅠ型和TypeⅡ型(MIKC),所编码的蛋白序列长度为89~564 aa,理论等电点在5.75~10.28之间,大部分蛋白为碱性不稳定蛋白,并具有一定的亲水性,氨基酸组成以亮氨酸(Leu)含量最为丰富。所有蛋白均不含有信号肽和导肽,不具有跨膜结构,二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主,均定位于细胞核。聚类分析发现1个TypeⅠ型Comads蛋白聚类到拟南芥Mλ亚族,3个TypeⅠ型Comads聚类到型Mδ亚族;5个Comads蛋白单独聚类,没有归属到拟南芥MADS-box蛋白中;10个MIKC型Comads蛋白归属于拟南芥MIKCc型MADS-box蛋白的不同亚家族,其中SVP (Comads07, Comads08, Comads11)和SOC1 (Comads13, Comads18, Comads20)亚族各包含3个成员,有2个成员(Comads05, Comads10)归属于FLC亚族,AP1/FUL和AG亚族均只有一个成员,分别为Comads03和Comads05。本研究结果有助于今后进一步探究MADS-box转录因子在油茶生长发育特别是生殖发育调控方面发挥的作用。

关键词：油茶 MADS-box 转录因子生物信息学

蓖麻MADS-box基因全基因组鉴定及生物信息学分析

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分子植物育种 2023年

作者：杨俊芳景盼盼王宙赵宜婷王亚张宏斌曹越王宏伟山西农业大学经济作物研究所山西农业大学农学院山西农业大学财务资产部

花器官是果实的直接来源。关于蓖麻花器官发育基因的研究较少，尚未见到MADS-box基因家族在蓖麻花器官发育上的研究报道。为了解蓖麻MADS-box基因家族的特征，本研究通过生物信息学方法在全基因组水平上对蓖麻中的MADS-box基因进行鉴定... 详细信息

花器官是果实的直接来源。关于蓖麻花器官发育基因的研究较少，尚未见到MADS-box基因家族在蓖麻花器官发育上的研究报道。为了解蓖麻MADS-box基因家族的特征，本研究通过生物信息学方法在全基因组水平上对蓖麻中的MADS-box基因进行鉴定、理化性质分析、系统进化分析、基因复制分析及GO富集分析。结果表明，蓖麻基因组中存在41个非冗余的MADS-box基因，根据系统发育结果将其分为type-Ⅰ型(24个)和type-Ⅱ型(17个)，位于同一亚族的RcMADS-box有着十分相似的保守基序及基因结构。其中MIKC*亚型，在花器官发育中发挥着重要的作用。串联重复和纯化选择是推动RcMADS-box基因进化的主要因素，其进化过程可能相对保守。结合顺式作用元件分析表明，RcMADS-box基因可能在蓖麻生长发育及花器官的发育中发挥着重要作用。GO富集分析表明：RcMADS-box基因与转录因子活性、核酸结合转录因子活性及转录调控等方面有着十分密切的联系。本研究可为蓖麻MADS-box基因生物学功能的进一步研究提供了参考。

关键词：蓖麻 MADS-box 生物信息学花器官发育

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沙棘MADS-box基因家族鉴定及分析

分子植物育种 2023年

作者：李鸿燕李嘉欣刘丽娥李昕娟周武青海大学生态环境工程学院

MADS-box基因是真核生物中一类参与生长发育的重要转录因子，具有广泛的生物学功能。为深入了解沙棘MADS-box基因家族的生物学特性，本研究利用生物信息学方法对沙棘MADS-box基因家族进行鉴定分析。结果表明，从沙棘中鉴定出30个mads-bo... 详细信息

MADS-box基因是真核生物中一类参与生长发育的重要转录因子，具有广泛的生物学功能。为深入了解沙棘MADS-box基因家族的生物学特性，本研究利用生物信息学方法对沙棘MADS-box基因家族进行鉴定分析。结果表明，从沙棘中鉴定出30个MADS-box基因家族成员，根据蛋白质序列可将30个MADS-box基因分为10个亚类，不均匀分布于12条染色体上。共线性分析发现沙棘种内具有6对片段复制基因，沙棘与拟南芥的种间分析发现8对片段复制基因，推测MADS-box基因家族主要由片段复制而来。沙棘MADS-box基因内含子密度差异较大，且具有广泛的响应元件，其中光响应元件数目相对较多。沙棘30个MADS-box基因在不同组织中的表达量具有差异性，说明MADS-box基因具有不同的组织特异性表达模式。沙棘MADS-box蛋白质与植物开花时间密切相关，可能为植物成花发育的关键蛋白。本研究为进一步探讨MADS-box基因家族在植物发育中的功能提供了一定的参考。

关键词： MADS-box 沙棘基因家族生物信息