科研产出
卷丹百合LlAGPS1基因克隆与表达分析
《中国农学通报 》 2025 CSCD
摘要：腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(ADP-glucose pyrophosphorylase,AGPase)是植物淀粉合成途径的限速酶.克隆卷丹百合AGPase同源基因并分析其表达特征,有助于深入了解珠芽生长发育期的淀粉合成规律,为开发利用珠芽作为种子的价值或膳食功能提供依据.本研究运用同源克隆技术,从卷丹百合中成功克隆到一个腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶小亚基编码基因(LlAGPS1),并采用荧光定量PCR技术对LlAGPS1在叶片、珠芽组织部位的表达差异进行分析.研究表明,LlAGPS1基因编码蛋白具有PLN02241、GlgC保守结构域,属于cl33437超级家族蛋白;蛋白序列比对显示,其与其他作物AGPase小亚基序列具有较高同源性.qPCR分析表明,LlAGPS1基因主要在珠芽中表达,其表达量显著高于叶片中表达量.摘花蕾处理能上调叶片中LlAGPS1的表达量,同时该基因在叶片和珠芽中的表达量日变化均呈现下降规律.LlAGPS1基因编码蛋白具有cl33437家族特有的PLN02241、GlgC保守结构域,是编码AGPase蛋白的同源基因,具有明显的组织表达特异性,在珠芽生长发育过程中呈现高表达.本研究结果可为后续研究LlAGPS1基因表达调节技术对卷丹百合珠芽淀粉合成及生长发育的影响,以及开发珠芽价值提供参考.
关键词： 卷丹百合 珠芽 腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶 LlAGPS1 基因表达
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干旱胁迫对芋球茎淀粉和蔗糖代谢通路相关基因表达的影响
《西南农业学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：【目的】探究芋球茎响应干旱胁迫的分子机制，特别是干旱胁迫对淀粉和蔗糖代谢通路相关基因表达的影响，为耐旱品种选育提供依据。【方法】以荔浦芋1号为试验材料，对干旱胁迫下的芋球茎进行转录组测序，对获得的差异表达基因进行GO和KEGG富集分析，进一步筛选与淀粉和蔗糖代谢通路相关的酶基因，并分析这些酶基因在干旱胁迫下的表达模式。【结果】芋球茎在干旱胁迫下筛选到差异表达基因1983个，其中上调表达基因373个，下调表达基因1610个。GO富集分析显示，差异表达基因在生物过程富集最多的是细胞过程和代谢过程，在细胞组分富集最多的是细胞解剖实体，在分子功能富集最多的催化活性和结合。KEGG富集分析显示，富集最多的通路分别是代谢通路、氮素代谢通路、抗坏血酸和醛酸代谢通路。对淀粉和蔗糖代谢通路的差异表达基因进行统计，共筛选到26个差异表达基因，涉及11种酶，其中上调表达基因5个，下调表达基因21个。在干旱胁迫下，淀粉合成酶、己糖激酶、果糖激酶、UTP-葡萄糖-1-磷酸盐尿苷酸转移酶、α-淀粉酶、内切葡聚糖酶、β-葡萄糖苷酶和β-呋喃果糖苷酶的基因下调表达；UDP-葡萄糖磷酸水解酶和海藻-6-磷酸合成/磷酸酶的基因上调表达；蔗糖合成酶和β-呋喃果糖苷酶的基因既有上调表达，也有下调表达。【结论】淀粉和蔗糖代谢通路相关基因的表达受到干旱胁迫的影响。调控淀粉代谢和海藻糖生物合成相关基因下调表达，而调控蔗糖代谢相关基因既有上调表达，也有下调表达。
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芋淀粉合成酶基因家族的鉴定、生物信息学及表达分析
《西南农业学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：[目的]鉴定芋淀粉合成酶(CeSS)基因家族,并对其生物信息学及表达模式进行分析,为芋产量、品质和营养性状的遗传改良提供参考.[方法]使用HMMER3.12b软件以SS基因家族典型保守结构域Glyco_transf_5为模型,鉴定芋基因组中SS基因家族信息,利用生物信息学软件分析其分子结构特征、系统发育关系及顺式作用元件,采用转录组和实时荧光定量PCR技术检测其在正常生长发育条件和干旱胁迫下的转录表达.[结果]在芋基因组中鉴定了 6个SS基因(CeSS1、CeSS2、CeSS3-1、CeSS3-2、CeSS4和CeGBSS1).6个预测的芋SS基因长度为4980~61 347 bp,对应的CDS长度为1275~2895 bp,编码蛋白的氨基酸残基数量为424~964个,分子质量为48 067.43~109 391.75 Da,理论等电点为5.18~6.11.系统进化分析显示6个芋SS蛋白分布在5个亚家族.基因结构分析显示,6个CeSS基因外显子数量为7~15个.在6个CeSS蛋白中鉴定出10个保守motif,其中7个获得注释.在保守结构域上,CeSS1、CeSS2、CeSS4和CeGBSS1蛋白均含有淀粉合成酶催化结构域(motif 2和motif 5)和糖基转移酶群组1(motif 1和motif 3),而CeSS3-1蛋白含有motif 1、motif 3和motif 5,CeSS3-2蛋白只含有motif 2.基因启动子区域顺式作用元件分析表明,共预测到73个顺式作用元件,其中36个具有功能注释,除了具有核心元件TATA-box和CAAT-box外,还涉及大量与光响应、激素响应、胁迫响应及生长发育等相关元件.在正常生长发育条件下,6个CeSS基因在叶片和球茎的整体表达量均高于叶柄和根,其中CeGBSS1基因的表达量远高于其他基因,且在叶片和球茎的相对表达量极显著高于叶柄和根(P<0.01,下同);在球茎不同发育阶段,CeGBSS1基因在所有的发育阶段均有较高表达量,且在30~90 d发育过程中呈上升趋势,其余基因的表达量较低.在干旱胁迫下,6个CeSS基因在叶片的相对表达量较对照组显著(P<0.05)或极显著下降.[结论]在芋基因组中鉴定了 6个SS基因,并明确其分子结构特征和表达模式,其中CeGBSS1基因可能是芋淀粉生物合成的关键基因.
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柑橘溃疡病菌一个单功能域反应调控蛋白的功能研究
《植物病理学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：由柑橘黄单胞柑橘亚种(Xanthomonas citri subsp.citri,Xcci)引起的柑橘溃疡病是我国柑橘生产上的一种重要病害.我们在前期研究中发现,Xcci广西菌株N8中有一个与306菌株的XAC3126同源的基因,可能参与调控病原菌的致病性.预测该基因编码一个单功能反应调控蛋白.为明确该基因的生物学功能,本研究对该基因进行缺失突变和功能互补,获得了相应的缺失突变体和互补菌株.致病性测定发现,该基因缺失导致Xcci在柑橘上的致病性显著下降,并且其胞外多糖产量、运动性,以及生物膜形成能力均显著降低,而互补菌株的这些表型恢复至野生型水平.进一步通过RT-qPCR分析该基因缺失对Xcci运动性相关基因及胞外多糖相关基因转录的影响,发现相比野生型菌株,缺失突变体在丰富培养基NB中培养时,这些基因的表达均下降,表明该基因的产物是通过调控多种致病因子的表达来影响病原菌在柑橘上的致病性.据此,我们将该基因命名为embR(Extracellular polysaccharide,motility and biofilm formation related regulator).
关键词： 柑橘溃疡病菌 单功能域反应调控蛋白 致病力 调控 表达
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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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澳洲坚果果仁MiMYB44L基因克隆与结构功能分析
《广西植物 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：澳洲坚果(Macadamia integrifolia)是一种具有高经济价值的常绿坚果树，其果仁富含脂肪酸和蛋白质等营养成分。为鉴定澳洲坚果果仁中与营养成分形成的相关基因，该研究采用转录组学、基因克隆、荧光定量和生物信息学等技术从澳洲坚果果仁营养成分含量有显著差异的品种‘桂热1号’和‘A4’的果仁转录组中挖掘调控基因。结果表明：(1)转录组分析发现‘桂热1号’相比‘A4’果仁有上调基因1 667个，下调基因1 798个；KEGG富集分析发现差异基因主要在淀粉和糖代谢、氨基酸生物合成和碳代谢路径中。(2)发现一个差异表达基因gene-LOC122077931,其编码R2R3-MYB转录因子MYB44L,并采用RACE技术在‘桂热1号’果仁中克隆了MiMYB44L,其全长1 165 bp, ORF长度999 bp,编码332个氨基酸。(3)生物信息学分析证明MiMYB44L蛋白含有R2R3-MYB家族特征的SANT结构域，不含有信号肽和跨膜结构域，含有磷酸化位点。(4)测定了10个澳洲坚果品种果仁中蛋白质含量，发现MiMYB44L在澳洲坚果高蛋白质含量品种中的表达量显著高于低蛋白质含量品种，整体相关系数为0.54,达到极显著水平。该研究结果为深入解析MiMYB44L在澳洲坚果营养成分形成中的调控作用机制提供了理论指导。
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芒果乙烯信号转导关键基因MiCTR1的克隆与序列分析
《热带作物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：芒果属于典型的呼吸跃变型果实,采后代谢旺盛且对乙烯非常敏感,CTR1 是乙烯信号转导途径的负调控因子,在乙烯信号通路中发挥着核心作用.为了研究芒果 CTR1 在芒果采后贮藏过程中的表达模式及可能的作用,本研究从台农 1 号芒果转录组数据库中筛选 1 个CTR基因(MiCTR1),利用生物学方法对其编码的蛋白质进行测序分析,并对MiCTR1 基因在芒果后熟过程中经乙烯抑制剂 1-MCP 处理后的表达模式进行分析.结果表明:MiCTR1 的开放阅读框(ORF)长度为 1551 bp,编码 516 个氨基酸,预测蛋白的分子式为 C2503H3932N712O797S26,总原子数为 7970,分子量为57.58 kDa,理论等电点(pI)为 5.72,负电荷和正电荷的氨基酸残基总数分别为 64 和 50 个,脂肪系数为 70.78,亲水性总平均值为-0.596,有 111 个磷酸化位点,且以丝氨酸(Ser)的磷酸化修饰为主,苏氨酸(Thr)为辅,无跨膜结构,无信号肽,亚细胞预测分析显示其定位于细胞核.蛋白质结构域预测发现,MiCTR1 蛋白含有 1 个保守的PB1 结构域,位于氨基酸序列 189~285 处.系统进化分析表明,MiCTR1 与扁桃(Prunus dulcis)、桃(Prunus persica)、甜樱桃(Prunus avium)、杏(Prunus armeniaca)、梅(Prunus mume)的亲缘关系较近.荧光定量PCR结果显示,MiCTR1 的相对表达量在芒果后熟过程中升高,且经 1-MCP处理后其表达量下调.本研究结果为芒果后熟的分子机制提供基础.
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外源CPPU抑制'妃子笑'荔枝果实着色过程的基因表达分析
《分子植物育种 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为了探究花青苷和叶绿素相关结构基因与‘妃子笑’荔枝果皮着色的关系，本研究首先基于基因组数据鉴定了花青苷和叶绿素相关结构基因，然后分析了其在外源CPPU抑制‘妃子笑’荔枝着色过程的表达及对应酶活性。结果显示，花青苷合成关键酶UFGT，叶绿素降解途径NYC/NOL、MDcase以及PAO酶活性明显受到抑制，叶绿素合成途径CS和CAO及Chlase酶活性明显增加。转录组测序和RT-qPCR结果表明，外源CPPU显著抑制了花青苷合成途径结构基因LcPAL1、LcPAL3、LcC4H1、Lc4CL2、Lc4CL3、Lc4CL4、LcCHS2、LcCHS5、LcCHI、LcF3H/LcF3'H、LcDFR2、LcANS1、LcUFGT2、LcUFGT3，和叶绿素降解途径结构基因LcSGR2、LcPPH和LcPAO的表达；促进叶绿素合成相关途径基因LcHEMA、LcHEMD、LcCHLH1、LcCHLH2和LcCAO的表达，同时抑制转录因子基因LcMYB3、LcMYB4和LcWRKY3的表达。因此，推测外源CPPU可能通过抑制花青苷合成和叶绿素降解相关基因表达及酶活性，促进叶绿素合成相关基因的表达及酶活性，使‘妃子笑’荔枝果皮中花青苷与叶绿素比值在最佳可食期偏低而不能完全着色。研究结果为解决‘妃子笑’荔枝“滞绿”问题提供理论依据，也可为植物色泽问题的研究提供参考。
关键词： 荔枝(Litchi chinensis Sonn.) CPPU 着色 酶活性 基因表达
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乙烯利处理菠萝不同成熟期果实中AcMYB103基因表达规律研究
《热带作物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：菠萝属于凤梨科（Bromeliaceae）凤梨属（AnanasMerr.）的一种重要热带水果，其花果发育理论与转录调控技术研究是菠萝产业的热点之一。乙烯是调控菠萝催花和果实发育的重要激素之一。菠萝基因组测序鉴定出94个菠萝R2R3-MYB转录因子，分为26亚族，其中S19亚族的MYB103与拟南芥等植物花药和叶片发育调控相关。为证明菠萝MYB103转录因子调控菠萝果实发育的潜在功能，从菠萝台农17号果实中克隆了1个MYB转录因子AcMYB103，全长1204 bp，编码区1038 bp，编码345个氨基酸。该基因编码蛋白含有2个典型的SANT结构域，定位在细胞核，无跨膜结构域和信号肽，是植物R2R3型MYB转录因子家族的一员。将菠萝和拟南芥MYB家族成员进行聚类分析发现，AcMYB103与拟南芥AtMYB103序列相似度最高，并与AtMYB80和AtMYB35聚类于S19亚族，据此命名为AcMYB103。进一步采用体积分数为0%、0.5%、1.0%和1.5%共4个乙烯利浓度处理台农17号、小目手撕和大目手撕3个品种小果期、膨大期和成熟期果实，并分析AcMYB103的表达量。结果表明，在小果期，随着乙烯利浓度的增加，台农17号AcMYB103表达规律呈下调模式，在小目手撕和大目手撕中呈上调模式。在膨大期，在台农17号和小目手撕品种中均呈现下调模式，在大目手撕果实中呈现上调模式。在成熟期果实中AcMYB103不表达，说明AcMYB103基因表达在乙烯利处理的品种和果实发育时期具有特异性，在果实发育早期起到差异化调控作用。本研究为深入研究AcMYB103基因在菠萝果实生长发育的调控机制奠定基础。
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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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