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龙眼SAP-PPD-KIX-TPL信号途径基因家族的全基因组鉴定与表达模式

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应用与环境生物学报 2022年第2期28卷 440-450页

作者：韩婕陈晓慧申序李晓斐林玉玲吴鹏飞赖钟雄福建农林大学园艺植物生物工程研究所福州350002 福建农林大学林学院福州350002

STERILE APETALA(SAP)可调控PPD-KIX-TPL转录抑制复合体的稳定性,从而调节器官大小.基于龙眼基因组数据库,对龙眼SAP-PPD-KIX-TPL信号途径的基因家族进行全基因组鉴定,分析龙眼SAP、PEAPOD(PPD)和TOPLESS(TPL)家族成员的基本理化性质、... 详细信息

STERILE APETALA(SAP)可调控PPD-KIX-TPL转录抑制复合体的稳定性,从而调节器官大小.基于龙眼基因组数据库,对龙眼SAP-PPD-KIX-TPL信号途径的基因家族进行全基因组鉴定,分析龙眼SAP、PEAPOD(PPD)和TOPLESS(TPL)家族成员的基本理化性质、基因结构及蛋白结构域、启动子顺式作用元件、蛋白互作网络、构建系统进化树;分析龙眼体胚发生过程及不同组织部位中的基因表达水平,并采用qRT-PCR检测体胚发生早期及不同激素处理下的表达模式.结果表明,DlSAP包含1个成员,具有WD40结构域,只有1个内含子.DlPPD包含7个成员,具有tify和CCT_2结构域,含有2-7个内含子,最保守基序为***包含6个成员,具有LisH、CTLH和WD40结构域,含有23-29个内含子,除motif7外,motif1-10中的剩余基序均保守.龙眼kinase-inducible domain interacting(KIX)家族包含8个成员,保守结构域为KIX.顺式作用元件预测表明,DlSAP、DlPPD和DlTPL启动子均包含大量光响应、激素应答和非生物胁迫响应元件.蛋白互作网络预测显示,SAP和PPD之间的互作关系较强,与TPL相关联的蛋白较多.qRT-PCR结果表明,DlSAP、DlTIFY4B和DlTPR2-1在球形胚阶段表达量最高;DlSAP、DlTIFY10B-1和DlTPR2-1在不同激素处理中均出现多种表达模式.总之,龙眼SAP-PPD-KIX-TPL信号途径的基因可能参与响应多种激素和非生物胁迫应答,也可能参与胚胎发育,具有多种生物学功能.(图9表2参33)

关键词：龙眼 SAP-PPD-KIX-TPL信号途径成员鉴定生物信息学分析实时荧光定量PCR

福州宦溪野生蕉CBF7的cDNA与启动子克隆及在不同温度下的表达特性

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应用与环境生物学报 2017年第2期23卷 200-208页

作者：刘炜婳林玉玲赖钟雄福建农林大学园艺植物生物工程研究所福州350002

CBF(CRT/DRE-binding factor)在植物低温响应及抗寒性的形成中起着重要的作用.香蕉基因组中只包含有1个CBF7基因,以香蕉基因组序列为参考,采用同源克隆的方法,从福建宦溪野生蕉(Musa itinerans)叶片中克隆CBF7-1基因的c DNA全长序列及... 详细信息

CBF(CRT/DRE-binding factor)在植物低温响应及抗寒性的形成中起着重要的作用.香蕉基因组中只包含有1个CBF7基因,以香蕉基因组序列为参考,采用同源克隆的方法,从福建宦溪野生蕉(Musa itinerans)叶片中克隆CBF7-1基因的c DNA全长序列及其启动子序列.生物信息学分析显示宦溪野生蕉的CBF7-1具有植物CBF家族的典型AP2结构域,物种间序列特异性强;启动子富含多种类型的顺式作用元件,并且具有Cp G岛.q PCR分析表明CBF7-1在28℃时表达量最高,随着温度降低表达量逐渐下降,但在0℃时反而又升高.这表明宦溪野生蕉的CBF7-1可能与低温胁迫、耐热性均相关.

关键词：宦溪野生蕉 CRT/DRE—binding factor cDNA 启动子 qPCR

染色质免疫共沉淀测序技术及其在园艺植物中的应用研究进展

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园艺学报 2024年第1期51卷 39-52页

作者：翟挺楷马湘玮陈燕张雪莹李卓蕴徐卢振傅卓然赖钟雄林玉玲福建农林大学园艺植物生物工程研究所福州350002

近年来,基于染色质免疫共沉淀技术(ChIP)与第二代测序技术结合的染色质免疫共沉淀测序技术(ChIP-seq)已被广泛用于研究DNA与蛋白质的相互作用,对解析园艺植物基因的表达与调控、靶基因筛选与定位、调控网络构建、染色质开放程度确认等... 详细信息

近年来,基于染色质免疫共沉淀技术(ChIP)与第二代测序技术结合的染色质免疫共沉淀测序技术(ChIP-seq)已被广泛用于研究DNA与蛋白质的相互作用,对解析园艺植物基因的表达与调控、靶基因筛选与定位、调控网络构建、染色质开放程度确认等方面具有较大的优势。本文综述了ChIP-seq技术的发展简史及其在园艺植物转录因子和组蛋白修饰中所取得的进展,以期为园艺植物DNA—蛋白互作研究提供参考。

关键词： DNA与蛋白质互作染色质免疫共沉淀测序转录因子组蛋白修饰

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植物DELLA蛋白家族研究进展

应用与环境生物学报 2020年第5期26卷 1299-1308页

作者：赵春丽王晓陈家兰陈何王乐赖钟雄刘生财福建农林大学园艺植物生物工程研究所福州350002

植物生长发育受外界环境和激素的影响,DELLA蛋白是多种激素信号和环境信号系统反应的整合因子,因此DELLA蛋白研究逐渐成为一个热点.从DELLA蛋白的基本特征、参与激素信号和环境信号的转导、调控植物生长发育及次生代谢产物合成等方面进... 详细信息

植物生长发育受外界环境和激素的影响,DELLA蛋白是多种激素信号和环境信号系统反应的整合因子,因此DELLA蛋白研究逐渐成为一个热点.从DELLA蛋白的基本特征、参与激素信号和环境信号的转导、调控植物生长发育及次生代谢产物合成等方面进行系统阐述,以期为深入研究DELLA蛋白调控植物生长发育的分子机制及在农业生产上的利用提供参考.(1)多种激素都可以调控DELLA蛋白基因的表达,且大多数激素对DELLA蛋白的调控通过影响GAs的信号转导来起作用.(2)环境胁迫(干旱、盐、低温、缺磷、缺氮)能够阻碍植物的生长发育,此时DELLA蛋白抑制植物的生长发育,可以增强植物对逆境胁迫的抗性.(3)DELLA蛋白通过响应环境信号和激素信号来调控植物种子萌发、株高、花期、果实品质、作物产量和次生代谢产物合成.DELLA蛋白在未来现代化的农业生产中具有广阔的应用前景;外界因子通过调控DELLA蛋白基因的表达来调控植物生长发育,但DELLA蛋白调控植物生长发育的分子机制还不清晰尚需深入研究.(图2参129)

关键词： DELLA蛋白信号转导生长发育次生代谢

eTM、microRNA319及其调控靶标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 2020年第3期26卷 566-573页

作者：苏立遥陈旭黄倏祺蒋梦琦厉雪张梓浩赖钟雄林玉玲福建农林大学园艺植物生物工程研究所福州350002

MicroRNA319作为最保守的miRNA家族之一,在植物器官形态建成、激素信号转导、抵抗外界胁迫等途径中均有重要作用.为了解miR319在植物体胚中的调控途径,利用龙眼转录组数据库筛选miR319成熟体(miR319)和前体序列(pre-miR319),并通过DNAMA... 详细信息

MicroRNA319作为最保守的miRNA家族之一,在植物器官形态建成、激素信号转导、抵抗外界胁迫等途径中均有重要作用.为了解miR319在植物体胚中的调控途径,利用龙眼转录组数据库筛选miR319成熟体(miR319)和前体序列(pre-miR319),并通过DNAMAN 6.0和Mfold分析miR319的定位和pre-miR319的二级结构;进而采用TAPIR和psRNAtarget预测选定的miR319成员的内源诱捕靶标(endogenous target mimics,eTM)及候选靶标,并通过RLM-RACE验证靶标裂解位点,最后分析eTM、miR319及其靶标在龙眼体胚发生早期的表达模式.结果显示,龙眼4个miR319成员有1个定位于miR319a scafflod517,有3个定位于miR319a scaffold225.因此,以miR319a scaffold225为研究对象,将其命名为pre-miR319a,其上的成熟体分别命名为miR319a-3p.1、miR319a-5p.1和miR319a-5p.2.裂解位点显示龙眼miR319a 3个成员中,miR319a-3p.1的靶基因为TCP2和TCP4(Dlo_022819.1,Dlo_026743.1),miR319a-5p.1的靶基因为吲哚-3-甘油磷酸合成酶(IGS)和ABI3-5抑制因子,miR319a-5p.2未验证到靶基因.qPCR显示,在龙眼早期体胚发生过程中,miR319a 3个成员的表达模式基本一致,呈显著上调趋势.另外,除eTM8637外,其余eTM的表达模式与其相应的miR319a成员基本呈现为负相关趋势,均为下调趋势.miR319a-3p.1与其靶基因基本呈现为负调控趋势,miR319a-5p.1与ABI3-5抑制因子在龙眼早期体胚发生后期呈现负调控,与IGS没有明显负相关.本研究初步验证了"eTM-miR319a-靶基因"信号途径可能参与到龙眼早期体胚发生的形态建成.

关键词：龙眼 miR319 内源诱捕靶标靶基因体胚发生

龙眼miR167家族分子特性及其潜在靶标在体胚发生早期的表达模式

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应用与环境生物学报 2021年第1期27卷 146-157页

作者：王静宇申序陈晓慧徐小萍张舒婷苏立遥林玉玲赖钟雄福建农林大学园艺植物生物工程研究所福州350002

为了解miR167家族成员的分子特性及其可能互作的靶标在龙眼体胚发生早期的调控机制,采用生物信息学分析方法进行龙眼miR167基因家族序列分析、二级结构预测、分子进化树分析、靶基因预测及其靶标特异表达的FPKM值分析,并采用实时荧光定... 详细信息

为了解miR167家族成员的分子特性及其可能互作的靶标在龙眼体胚发生早期的调控机制,采用生物信息学分析方法进行龙眼miR167基因家族序列分析、二级结构预测、分子进化树分析、靶基因预测及其靶标特异表达的FPKM值分析,并采用实时荧光定量PCR技术(quantitave real-time PCR,qPCR)检测miR167家族在体胚发生早期的转录水平.结果显示,龙眼miR167前体序列存在一个长为20 nt的重叠区域,miR167b的中间序列区域和3’端与此区域存在多个碱基差异;龙眼miR167前体成员均能形成茎环结构,且最小折叠自由能介于-79.95--46.90 Kal/mol之间;分子进化树显示龙眼miR167前体成员分别与番木瓜(Carica papaya)、番茄(Solanum lycopersicum)、高粱(Sorghum bicolor)和大豆(Glycine max)亲缘关系最近,miR167a、c、d、f在成熟体进化树中聚于同一支,靶标预测结果显示它们可能调控6个相同的靶基因,即E3泛素连接酶BIG BROTHER(BB)、AIRP2,MYB转录因子和生长素应答因子(ARF6、ARF8、ARF6-3),miR167b则单独分布于另一支中,并可能调控2个特异靶标,即赖氨酸特异性组蛋白去甲基化酶1(LSD1)和细胞周期素(cyclin-C1-2-like);qPCR结果显示dlo-miR167a、c、d的表达均呈上调趋势,dlo-miR167d、f在3个阶段的表达水平较低;FPKM值显示ARF6/8、BB在体胚发生早期的表达模式与dlo-miR167a、c、d趋于一致,与AIRP2呈负相关.本研究表明在体胚发生早期ARF6/8和BB可能不受龙眼miR167的靶向调控,miR167可能通过靶向AIRP2参与早期体胚发生的形态建成,提示龙眼miR167基因功能的协同性和独立性并存.(图9表3参54)

关键词：龙眼 miR167家族体胚发生早期 qPCR 靶基因 ARF6/8

苋菜蓝光受体基因AmCRY1密码子使用模式及分析

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应用与环境生物学报 2020年第1期26卷 135-143页

作者：王晓赵春丽彭丽云赖钟雄刘生财福建农林大学园艺植物生物工程研究所福州350002

为了解苋菜AmCRY1基因密码子的使用偏好性、与其他物种CRY1基因的同源关系及异源表达受体,利用CodonW与EMBOSS程序及Excel 2017、SPSS 24、Origin 2018等软件,分析苋菜与其他物种中的CRY1基因的密码子使用特性,比较苋菜AmCRY1基因与模... 详细信息

为了解苋菜AmCRY1基因密码子的使用偏好性、与其他物种CRY1基因的同源关系及异源表达受体,利用CodonW与EMBOSS程序及Excel 2017、SPSS 24、Origin 2018等软件,分析苋菜与其他物种中的CRY1基因的密码子使用特性,比较苋菜AmCRY1基因与模式生物的密码子使用频率.结果表明:苋菜AmCRY1基因的密码子的有效密码子数(ENc)值为54.42,GC含量和GC3含量均低于50%,这表明苋菜AmCRY1偏好使用以A/T结尾的密码子,且在其编码区序列中A+T含量大于G+C;苋菜AmCRY1基因中,偏好性较强的密码子有29个(RSCU>1),偏好性最强的有1个(RSCU>2),其中以A/T结尾的密码子有22个,这表明苋菜AmCRY1基因的密码子偏好以A/T结尾,一些氨基酸对密码子的使用具有较强的偏好性;苋菜AmCRY1基因的密码子在ENc绘图中的基因位点更接近期望曲线,说明在进化过程中苋菜AmCRY1基因的密码子偏好性受突变压力的影响较大;苋菜AmCRY1基因的密码子使用偏好性参数与石竹目物种相近,同源关系较近物种密码子使用偏好性具有相似性;从密码子使用频率上分析得出,酵母菌表达系统更适合苋菜AmCRY1的异源表达,模式植物拟南芥、烟草、番茄均可作为苋菜AmCRY1基因的遗传转化受体,同苋菜代谢途径相似的甜菜也可以作为苋菜AmCRY1基因的瞬时表达受体.本研究表明苋菜AmCRY1密码子偏好以A/T结尾且受突变压力影响,结果可为进一步的功能研究尤其是异源表达验证提供参考.

关键词：苋菜 AmCRY1基因密码子使用模式

香蕉MaPFK基因家族鉴定、MaPFK3克隆和表达

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应用与环境生物学报 2021年第1期27卷 137-145页

作者：刘彦英倪珊珊王晓付帅吴昊赖钟雄福建农林大学园艺植物生物工程研究所福州350002

为研究香蕉中MaPFK基因的功能和生物学特性,采用生物信息学分析法对香蕉A基因组的MaPFK基因家族成员进行鉴定、蛋白特性分析、分子进化树分析、FPKM值分析,同时以‘天宝蕉’为材料,通过RT-PCR技术克隆MaPFK3基因,进行生物信息学分析;采... 详细信息

为研究香蕉中MaPFK基因的功能和生物学特性,采用生物信息学分析法对香蕉A基因组的MaPFK基因家族成员进行鉴定、蛋白特性分析、分子进化树分析、FPKM值分析,同时以‘天宝蕉’为材料,通过RT-PCR技术克隆MaPFK3基因,进行生物信息学分析;采用qRT-PCR技术进行低温胁迫下的表达分析.结果表明,MaPFK家族包含12个成员,分子进化树分析可分为3类,FPKM值分析表明MaPFK成员在13、4、0℃不同低温胁迫下有不同程度的上调或下调表达.采用RT-PCR技术克隆了MaPFK3,其基因编码区长1 617 bp,预测编码538个氨基酸,MaPFK3编码蛋白属于PFK超家族,是不稳定的酸性亲水蛋白,无信号肽,亚细胞预测定位于细胞质;MaPFK3启动子顺式作用元件预测分析结果显示,MaPFK3启动子含有光响应、激素响应以及与逆境胁迫相关的作用元件.qRT-PCR分析结果显示,香蕉MaPFK3基因的表达具有组织差异性,且表达量为叶片>假茎>根;低温胁迫引起‘天宝蕉’中MaPFK3基因下调表达,在13、4、0℃不同低温胁迫下,MaPFK3的表达量为13℃研究表明MaPFK基因家族成员能在香蕉应对低温胁迫的过程中发挥着重要作用.(图11表2参32)

关键词：香蕉 MaPFK家族基因克隆低温胁迫表达分析

温度对苋菜幼苗中甜菜色素含量及其相关基因表达的影响

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应用与环境生物学报 2020年第6期26卷 1484-1489页

作者：赵春丽陈家兰王乐陈何郑友峰肖昉赖钟雄刘生财福建农林大学园艺植物生物工程研究所福州350002

温度是影响植物生长发育的重要环境因子,为探究温度对苋菜幼苗生长发育及甜菜色素合成的影响,以‘大红’苋菜7 d幼苗为试验材料,分析不同温度、不同时间处理下苋菜幼苗形态、甜菜色素含量和甜菜色素合成相关基因表达量的差异.结果显示:... 详细信息

温度是影响植物生长发育的重要环境因子,为探究温度对苋菜幼苗生长发育及甜菜色素合成的影响,以‘大红’苋菜7 d幼苗为试验材料,分析不同温度、不同时间处理下苋菜幼苗形态、甜菜色素含量和甜菜色素合成相关基因表达量的差异.结果显示:(1)形态观察发现,高温(35℃、40℃)和低温(15℃、20℃)都会使苋菜幼苗生长势变弱、植株红色变淡,且处理时间越久变化程度越明显,其最适温度范围在25-30℃之间.(2)甜菜色素含量测定结果发现,随着温度的升高,甜菜色素含量呈现先上升后下降的趋势,且处理时间越久变化趋势越明显,25℃时甜菜色素含量最高,但30℃和25℃之间没有显著差异.(3)qPCR分析发现,随着温度的升高,AtGAI、AmMYB1、AmCYP76AD1、AmaDODA基因相对表达量大致都呈现先上升后下降的趋势,且处理时间越久变化趋势越明显.上述结果表明苋菜幼苗生长及甜菜色素合成的最适温度范围为25-30℃,且温度可能通过调控AtGAI基因的表达来调控AmMYB1基因和甜菜色素合成基因AmCYP76AD1、AmaDODA的表达,进而影响苋菜幼苗生长发育及甜菜色素合成,结果可为苋菜栽培中的环境调控提供理论参考.

关键词：温度苋菜甜菜色素基因表达