科研产出
甜瓜果实细胞壁修饰相关基因的筛选和分析
《中国瓜菜 》 2025
摘要：甜瓜细胞壁对果实的脆度和口感具有重要影响。为了阐明细胞壁修饰相关基因对果实发育影响的分子机制，以厚皮甜瓜桂蜜12号为试材，应用转录组学、生物信息学筛选和分析雌花授粉后5 d和20 d的果实生长差异表达的基因。结果显示，果实两个发育时期差异表达基因有2950个，上调1141个，下调1809个。在富集Q值最显著的前20个条目中，GO富集指向细胞组分、生物过程等所涉及细胞壁数目最多（8个，占40%）;KEGG富集后它们指向代谢途径、遗传信息途径、环境信息处理、细胞过程等途径。筛选出多聚半乳糖醛酸酶、扩张蛋白、木葡聚糖内糖基转移酶、葡萄糖醛酸转移酶、激素合成酶等基因，推测它们共同参与细胞壁修饰，影响甜瓜果实品质。
关键词： 甜瓜 细胞壁修饰 差异表达基因 转录组学 生物信息学
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罗汉果SgTCP6基因克隆、生物信息学分析及转录激活研究
《湖南农业大学学报(自然科学版) 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：基于罗汉果基因组和转录组信息，筛选得到罗汉果TCP转录因子家族SgTCP6基因，对其进行生物信息学分析，并结合酵母单杂交实验验证其是否参与罗汉果甜苷合成关键酶基因SgUGT94的调控。结果显示：SgTCP6基因编码序列(CDS)全长为618 bp，编码205个氨基酸残基，相对分子质量为21 942，定位于细胞核中，是一种不稳定的亲水蛋白，且不含信号肽和跨膜区，为非分泌蛋白。多序列比对结果显示该基因与葫芦科苦瓜TCP基因的亲缘关系较近。罗汉果不同时期果实基因共表达关联分析结果显示，SgTCP6与SgUGT94表达存在极显著相关性。SgUGT94上游2 000 bp启动子区域含有4个TCP顺式作用元件。酵母单杂交结果表明，SgTCP6可能参与罗汉果甜苷V合成关键酶基因SgUGT94的调控。
关键词： 罗汉果 TCP转录因子 生物信息学 酵母单杂交 葡萄糖基转移酶
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香蕉磷脂酶C基因生物信息学及表达分析
《分子植物育种 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为探究香蕉磷脂酶C (phospholipase C, PLC)基因的功能，本研究通过blastp结合结构域筛选的方法，从香蕉基因组搜索鉴定出5个磷脂酶C基因，分别命名为MaPI-PLC2、MaPI-PLC6、MaNPC1、MaNPC2和MaNPC6，并对其进行了生物信息学和组织特异性表达分析。生物信息学分析表明，5个香蕉PLC蛋白氨基酸数在515～593之间，等电点在5.72～8.96之间；5个香蕉PLC蛋白均为不稳定的亲水性蛋白；跨膜结构分析发现，只有MaNPC1有跨膜结构，其他4个香蕉PLC蛋白均无跨膜结构；信号肽预测发现，所有的MaNPC均有信号肽，所有的MaPI-PLC均无信号肽。香蕉果实PLC基因不同组织特异性表达分析结果显示，MaPI-PLC-2、MaNPC-2和MaPI-PLC-6基因均在芽、嫩叶和根中有较高表达，MaNPC6在未成熟的果皮和果肉中高度表达，MaNPC1则在成熟的组织(果皮,果肉,老叶)表达含量远高于未成熟组织(果皮,果肉,芽,嫩叶)，表明香蕉磷脂酶C全程参与了香蕉发育、成熟和衰老。本研究可为后期香蕉磷脂酶C功能研究奠定基础。
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荔枝转录因子LcZAT12的克隆与表达分析
《中国南方果树 》 2024 北大核心
摘要：为探究LcZAT12在荔枝果实发育成熟中的作用，以禾荔及禾荔晚熟芽变突变株MS1、MS2作为试材，克隆出LcZAT12全长序列，并对其进行生物信息学分析，并采用实时荧光定量技术分析LcZAT12在荔枝不同组织及在果实不同发育时期中果皮和种子中的表达模式。结果表明，LcZAT12全长429 bp,编码氨基酸142个；利用在线网站对LcZAT12的蛋白性质进行预测显示，该蛋白位于细胞核，磷酸化以丝氨酸为主，无信号肽与跨膜结构域，蛋白质二级结构以α螺旋和不规则卷曲为主。氨基酸同源序列比对结果显示，LcZAT蛋白含有两个高度保守的结构域；系统进化树分析发现，LcZAT12蛋白与糖槭和漾濞槭的同源蛋白亲缘关系最近；时空表达模式表明，LcZAT12蛋白可能在荔枝果实发育期起关键作用。
关键词： 荔枝 LcZAT12转录因子 生物信息学 表达量 果实发育
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荔枝多胺氧化酶(PAO)基因家族的全基因组鉴定与表达分析
《分子植物育种 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为了探究PAO基因在荔枝（Litchi chinensis Sonn.）生长发育过程中的生物学功能，本研究基于荔枝全基因组数据，利用生物信息学方法筛选与鉴定荔枝PAO基因（LcPAO）成员，并对其理化性质、系统发育、结构、染色体定位、顺式作用元件、蛋白结构、miRNA靶位点和表达模式进行了分析。结果表明，一共鉴定得到10个LcPAO基因，全部为亲水蛋白。系统发育分析发现LcPAO落在4个亚族中的Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ亚族。LcPAO1～LcPAO3和LcPAO9～LcPAO10属于典型的PAO蛋白，LcPAO4～LcPAO8还含有一个特异的SWIRM结构域，属于非典型PAO蛋白。顺式作用元件分析表明其主要含光响应元件、逆境胁迫相关元件以及激素响应相关元件。miRNA靶位点分析发现LcPAO基因受到22个miRNAs的靶向调控。转录组表达模式分析发现，除了LcPAO1和LcPAO4，余下的LcPAO基因可能与荔枝果皮着色相关。所有的LcPAO基因均可能与荔枝的化学控花相关。除了LcPAO1所有的LcPAO基因均可能与荔枝果实脱落相关。本研究为深入研究LcPAO基因的功能和调控机制提供参考。
关键词： 荔枝 多胺氧化酶（PAO） 生物信息学 表达分析
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葡萄霜霉菌糖基水解酶基因的表达模式与功能分析
《中国农业科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：【目的】克隆葡萄霜霉菌（Plasmopara viticola）糖基水解酶（glycosyl hydrolase,GH）基因（PvGH），分析其特征以及在葡萄霜霉菌侵染葡萄叶片过程中的表达模式，研究其抑制/促进烟草叶片程序性细胞死亡（PCD）以及影响烟草疫霉（Phytophthora nicotianae）侵染的能力，为深入探究调控寄主植物免疫的机制提供理论依据。【方法】以葡萄霜霉菌Pv5-27菌株作为试材，采用RT-PCR方法扩增获得8个PvGH基因全长，并对其基因及编码蛋白进行生物信息学分析；利用酵母信号肽诱捕系统（SST）验证PvGH的分泌活性；利用实时荧光定量PCR技术检测葡萄霜霉菌侵染葡萄叶片过程中PvGH的表达模式；同时利用农杆菌介导的PVX病毒表达系统在本氏烟上瞬时表达PvGH效应蛋白，分析其对INF1和BAX触发的烟草PCD的抑制能力以及促进烟草疫霉侵染的能力。【结果】8个PvGH基因序列与通过全基因组预测的序列完全一致，长度为1 092—1 392 bp，分别编码364—464个氨基酸，与其他卵菌同源蛋白相似性高达60.62%—86.36%。8个PvGH均不含跨膜结构域，其二级结构差异较大，三级结构与其他蛋白三级结构相似性较低，呈现非常独特的三级结构。使用SingalP 5.0软件对编码的蛋白进行信号肽预测，发现它们均含有20—26 aa的信号肽，但通过SST验证结果显示PvG09279和PvG13517并不具有分泌特性。保留、缺失或者替换信号肽的8个PvGH均可抑制BAX触发的本氏烟PCD，并促进烟草疫霉的侵染，表明PvGH效应蛋白发挥其毒力不依赖于信号肽。PvGH在葡萄霜霉菌侵染初期表达上调，进一步表明其在病原菌与寄主互作中的重要作用。【结论】在侵染寄主过程中，葡萄霜霉菌分泌的PvGH通过抑制寄主PTI反应参与致病过程。
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荔枝RAV家族转录因子的全基因组鉴定及表达分析
《植物生理学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：RAV是AP2/ERF家族中的一类转录因子,在植物的生长发育中发挥重要作用.本研究通过全基因组分析鉴定到荔枝(Litchi chinensis)4个RAV基因(LcRAV).系统进化和保守结构域分析表明LcRAV蛋白可分为3个亚族,同时包含AP2和B3保守结构域.无规则卷曲在二级结构中占比较大.顺式作用元件分析发现荔枝LcRAV基因启动子含有多种调控元件,其中光响应元件最多,其次分别是激素响应元件、非生物胁迫响应元件和生长发育相关元件.预测发现LcRAV1、LcRAV2、LcRAV3和LcRAV4分别含有2、4、1和1个miRNA靶位点.表达分析发现,LcRAV1和LcRAV3在荔枝果皮着色过程中表达明显上调.LcRAV1、LcRAV2和LcRAV3在乙烯利和环剥去叶处理诱导荔枝果实脱落、烯效唑控花、百草枯促花过程明显上调以及在矮化品种'紫娘喜'顶芽中表达较高.LcR4V1和LcRAV3在荔枝果实采后直接常温贮藏的前期表达明显高于经预冷处理后再常温贮藏的果实.研究结果暗示LcRAV在荔枝生长发育以及采后贮藏过程的重要作用.本研究为深入研究LcRAV基因功能调控机制提供参考.
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水稻纹枯病菌谷氨酸合成酶RsGLT1基因的克隆及生物信息学分析
《分子植物育种 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：谷氨酸是生物体内重要的氨基酸,谷氨酸的体内平衡对维持生物的正常生长和代谢非常重要.同时,谷氨酸的稳态也影响病原真菌对宿主的附着、侵染等过程,是其致病力的重要影响因子.谷氨酸合成酶,是谷氨酸合成途径中的重要影响因子.为了对水稻纹枯病菌中的GLT1基因编码蛋白进行结构和分子功能分析,本研究从水稻纹枯病菌中克隆获得了一个谷氨酸合成酶相关基因RsGLT1(NADPH-dependent glutamate synthase,GLT1),并运用多种在线生物信息学分析工具,对该基因的同源性、理化性质、亲/疏水性、信号肽、功能域等进行了分析.结果显示,RsGLT1基因CDS长6 471 bp,编码2 156个氨基酸;该基因具有典型的GltB和GltD两个结构域,是一个非跨膜的亲水蛋白,不具有信号肽结构.本研究为研究水稻纹枯病菌谷氨酸合成调控途径及RsGLT1基因对水稻纹枯病菌致病力的影响奠定了理论基础.
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甘蔗耐寒相关miRNA的生物信息学分析及其靶基因预测
《广西植物 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为了解不同基因型甘蔗（Saccharum officinarum）响应低温胁迫的分子机制，该研究以低温胁迫4℃处理24 h后的3个不同耐寒性甘蔗品种的叶片为材料进行Illumina HiSeqTM 2000高通量测序，构建了18个低温胁迫前后sRNA文库。结果表明：（1）共获得分属于84个家族的322个已知miRNA及预测得到110个新miRNA,并在已知miRNA中筛选出100个差异表达miRNA（61个上调，39个下调）,新miRNA中筛选出37个差异表达miRNA（15个上调，22个下调）。（2）利用psRNATarget、TargetFinder、Tapirhybrid软件对所获得的差异表达miRNA进行靶基因预测，得到1 844个靶基因并进行GO分析揭示其主要功能类别，即分子功能、细胞组分与生物过程。（3）为验证高通量测序数据的可靠性，筛选14个miRNA及其靶基因进行qRT-PCR验证，结果显示这些miRNA均被检测发现且大多表达结果与测序结果一致。（4）鉴定出部分差异表达miRNA的靶基因，这些基因参与植物生长、发育及低温胁迫反应。综上认为，耐寒型甘蔗体内miRNA直接或间接作用靶基因实现表达调控相关代谢途径，对其重要农艺性状均起着关键的调控作用。
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澳洲坚果bHLH基因家族成员MibHLH48的结构与功能分析
《分子植物育种 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：bHLH （Basic/helix-loop-helix）转录因子具有螺旋-环-螺旋结构,在植物中参与调控植物体生长发育、信号传导和抗逆生理等过程。澳洲坚果含有丰富的具有药用和保健价值的营养物质,但其产量和品质问题影响了澳洲坚果产业在中国的发展。为分析bHLH家族成员在澳洲坚果产量形成中的结构与功能,本研究采用电子克隆技术对MibHLH48进行组装拼接,并利用生物信息学方法对其结构进行分析预测。结果表明,MibHLH48 cDNA全长为1 838 bp,开放阅读框的长度为669 bp,共编码222个氨基酸;MibHLH48蛋白存在bHLH结构域,定位于细胞核、无信号肽、无跨膜结构的稳定亲水的bHLH家族蛋白。同源分析表明MibHLH48与荷花NnbHLH48氨基酸序列同源性最高。系统进化分析将MibHLH48与拟南芥AT3G-57800.1 （bHLH060）、AT2G42300.1 （bHLH048）聚为一枝。利用转录组数据分析MibHLH48基因在‘桂热一号’和‘695’澳洲坚果品种枝条、花和叶片中的表达模式表明,MibHLH48在‘桂热一号’品种花中的表达量最高,‘695’品种花中的表达量最低。推测MibHLH48与澳洲坚果产量形成相关。研究结果为研究MibHLH48基因在澳洲坚果中花发育的机理和产量形成机制的作用打下基础。
关键词： 澳洲坚果 MibHLH48 电子克隆 生物信息学 产量
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