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苎麻是一种重要的纤维作物,纤维被用作纺织工业的原料。扩展蛋白具有诱导依赖pH的细胞壁伸长和压力松弛的特性。为了对苎麻基因组中expansin家族成员数量和类型进行鉴定,并研究在纤维细度不同的苎麻茎皮中扩展蛋白基因的表达情况,研究首先在苎麻中苎1号基因组数据库挖掘到24个扩展蛋白基因家族成员,通过生物信息学方法对其分子量、等电点、信号肽、亚细胞定位、motif及基因结构进行分析和预测。系统进化树结果显示：扩展蛋白包括α亚族成员17个、β亚族4个、α类亚族1个和β类亚族2个,共分为3类;expansin家族同一进化支蛋白结构域比较保守且有一个特有的motif。然后,利用苎麻茎皮扩展蛋白基因家族成员转录组表达分析和qRT-PCR验证,发现两个基因在两个纤维细度差异显著的品种及其5个不同生长期表达量差异显著。该结果有助于了解苎麻expansin家族的进化,为影响苎麻纤维发育和纤维细度相关基因及其功能的研究奠定基础。 相似文献
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《中国麻业》2021,(3)
开花是高等植物从营养生长到生殖生长转变的重要发育过程,该过程受内外多种因素调控,该过程中成花素FLOWERING LOCUS T (FT)蛋白的诱导极其关键。苎麻和大蒜分别为短日照和长日照经济作物,对比研究两者FT基因家族特征,有助于理解植物的开花进化。研究基于苎麻和大蒜基因组注释,筛选出2个苎麻FT家族基因和11个大蒜FT家族基因。结合模式植物拟南芥AtFT蛋白和水稻Hd3a蛋白进行保守序列比对分析,发现苎麻FT蛋白进化过程中高度保守,而大蒜的11个FT蛋白发生了广泛的氨基酸序列变异,仅有4个蛋白Asa2G02821.1、Asa6G00732.1、Asa7G06383.1和Asa7G06386.1保存了开花调节功能所必需的完整关键氨基酸序列。利用MAGA软件将该15个蛋白分为3类,其中苎麻蛋白Bnt01G000036、Bnt02G002054和大蒜Asa2G02821.1、Asa6G00732.1、Asa8G04470.1、Asa0G05138.1蛋白以及AtFT/Hd3a蛋白同属一个亚家族,推测他们是AtFT/Hd3a的直系同源蛋白,可能与苎麻和大蒜的开花控制相关。研究首次揭示了苎麻和大蒜的FT基因家族进化特征,为系统分析该两个经济作物的开花进化机制奠定了基础。此外,研究也在苎麻和大蒜中鉴定到AtFT/Hd3a的直系同源基因,为开展该两个经济作物的开花时间改良研究提供了基因资源。 相似文献
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苎麻再生体系的建立及抗虫转基因苎麻的获得 总被引：9，自引：0，他引：9
建立了以下胚轴切段为外植体的高效苎麻再生体系，并通过农杆菌介导法将Bt毒蛋白基因导入到苎麻体内，获得了16株独立来源的转化植株。经点杂交分析和PCR-Southem分析，结果表明有12株苎麻转化植株的基因组中整合有外源Bt基因。 相似文献
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硝酸盐转运蛋白1.1(nitrate transporter 1.1,NRT1.1)在植物对硝酸盐的吸收与利用过程中具有非常重要的作用,明确其对苎麻的作用机制,可有助于提高苎麻的氮素利用率。研究通过克隆得到苎麻Bn NRT1.1基因的全长c DNA序列,共1869 bp,其中开放阅读框(ORF)1776 bp,编码591个氨基酸。生物信息学分析结果表明,苎麻Bn NRT1.1基因编码的蛋白质分子量为65.25 k D,等电点为8.85,为疏水性蛋白,具有12个跨膜结构域和15个磷酸化位点,在信号转导与氮素转运等代谢途径中具有重要功能。系统进化分析表明苎麻Bn NRT1.1基因与樱桃、白梨、桑树等NRT1基因具有同源关系。组织特异性表达分析发现,Bn NRT1.1主要在苎麻根中表达,而在茎、叶中的表达量相对较低;硝酸盐诱导处理发现,Bn NRT1.1在苎麻氮高效品种龙潭大麻中的表达量高于氮低效品种青皮杆麻,并且诱导处理3 d后不同品种中Bn NRT1.1表达量均达到最大值。该研究结果为苎麻对硝酸盐的吸收、转运和调控提供了分子生物学基础,旨在提高苎麻的氮素利用率。 相似文献
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【目的】在全基因组范围内鉴定甜菜小G蛋白BvRab基因家族成员,为研究甜菜小G蛋白BvRab基因家族功能奠定基础。【方法】本研究利用生物信息学手段对甜菜小G蛋白BvRab基因家族成员进行筛选鉴定并进行理化性质、基因结构、蛋白保守基序、系统进化、染色体定位及共线性、启动子顺式作用元件和蛋白质互作预测分析。【结果】共鉴定到58个甜菜小G蛋白BvRab基因家族成员。同一类型中的不同基因具有较为一致的外显子和内含子结构,家族成员共有5个蛋白保守基序;甜菜小G蛋白BvRab基因家族包含8个亚家族;家族成员不均匀地分布在甜菜的9条染色体上;BvRab基因家族成员与番茄、拟南芥中的小G蛋白Rab基因家族亲缘关系较近,与水稻中的小G蛋白Rab基因家族亲缘关系较远;BvRab基因家族成员启动子中含有多个激素应答元件和逆境应答元件;BvRab蛋白与参与植物生长发育及逆境应答相关的多种转录因子相互作用。【结论】本研究鉴定出58个BvRab基因家族成员,该基因家族成员可能在植物生长发育及逆境应答方面发挥重要作用。 相似文献
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Ran是一类广泛存在于真核生物中的极为保守的小G蛋白。本研究从三明野生香蕉中分离得到15条Ran家族基因DNA序列,并对基因结构、序列特征和进化关系等进行分析。结果表明,三明野生香蕉Ran家族基因与小果野蕉Ran家族基因高度同源,且具有大量多态性位点。三明野生香蕉Ran蛋白与其他植物Ran蛋白高度同源,带有GTP水解结构域、RanGAP结合结构域和酸性尾巴等Ran蛋白的典型结构域,与拟南芥AtRan3亲缘关系最近。三明野生香蕉中存在大量的Ran家族基因,预示着Ran可能具有重要的作用。本研究结果可为研究三明野生香蕉Ran家族基因的生物学功能奠定基础。 相似文献
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MIKC是MADS-box蛋白家族中一类保守的转录因子家族,参与调控植物的开花时间和花器官发育。通过对黑麦MIKC基因家族的分析,为研究黑麦各时期组织器官的功能奠定基础。利用PFam和BLASTP两种方法确定黑麦MIKC家族共47个蛋白序列,将以上蛋白序列利用TBtools软件进行理化性质、进化关系、保守基序和基因结构、共线性及聚类分析等生物信息学分析。将黑麦47个MIKC基因分为12个亚家族,共线性分析发现黑麦与小麦的共线性基因多于黑麦与水稻间的共线性基因,说明黑麦与小麦的亲缘关系更近。聚类结果结合黑麦物种内共线性分析发现,ScMIKC31基因仅在穗子表达,于其他植物组织器官及发育时期均无表达,选用课题组材料进行RNA-seq验证,结果与生物信息学结果一致,推测ScMIKC31基因为黑麦中与开花有关的基因。以上结果说明MIKC家族基因在黑麦中存在功能分化,为进一步研究该家族基因的功能提供信息参考。 相似文献
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茉莉酸类物质在调节植物对逆境的反应和生长发育方面有重要作用.最近,从模式植物拟南芥中分离鉴定了茉莉酸响应基因的转录抑制因子JAZ(茉莉酸ZIM结构域蛋白)蛋白家族的12个成员,这是植物茉莉酸信号途径分子机制研究的重大进展.JAZ蛋白不仅是联系COI1和下游茉莉酸反应基因的环节,而且COI1-JAZ蛋白的相互作用导致发现活性形式的茉莉酸类物质及其受体.笔者综述了JAZ蛋白家族的结构特点、不同成员之间及其与MYC转录因子之间的相互作用,以及JAZ蛋白对茉莉酸响应基因的转录调节机制,并展望其在橡胶生物合成中的调节作用. 相似文献
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生长调节互作因子(GRF-interacting factor, GIF)是植物体内一类转录共激活因子,在植物生长发育过程中起重要作用。为挖掘和利用黑麦GIF家族基因,利用同源比对方法对黑麦GIF基因家族进行了鉴定,并系统分析了黑麦与其他禾本科植物及模式植物拟南芥GIF基因的系统发育关系、蛋白结构域、基因结构和共线性关系。结果显示,在黑麦基因组中共鉴定到3个GIF基因家族成员,分布在4R和5R染色体上;系统进化分析发现,黑麦GIF基因家族成员与小麦和大麦的亲缘关系更近。蛋白结构域和基因结构分析发现,GIF基因家族成员在黑麦及其他禾本科植物中的蛋白结构域和基因结构相对保守,均含有4个外显子。共线性分析发现,黑麦ScGIF1基因与其他禾本科植物GIF基因间均存在共线性关系,其中与小麦间共线基因数最多。Ka/Ks分析发现,黑麦GIF基因家族成员在进化中受到纯化选择。此外,在黑麦穗部鉴定到一个特异性高表达的GIF基因(ScGIF1),其编码的蛋白含有多个磷酸化位点,推测ScGIF1蛋白可能是通过磷酸化来调控黑麦麦穗的发育和粒型的。 相似文献
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泛素结合酶在泛素化级联反应中居于中心位置,是连接泛素活化酶和泛素连接酶的桥梁,在泛素化系统中发挥着关键作用。本研究基于荔枝转录组数据库,利用生物信息学方法对转录组数据库泛素结合酶UBC基因家族进行鉴定,最终得到28个LcUBC基因家族成员。通过荧光定量PCR技术对LcUBC基因家族在‘妃子笑'荔枝不同组织中进行时空表达分析,并对花穗对照和烯效唑处理花穗发育的不同时期进行表达分析。结果表明：LcUBC基因家族成员对应所编码的氨基酸数分布在85~1146 aa之间,等电点大小在4.03~9.61之间,5个LcUBC蛋白为稳定蛋白,其余均为不稳定蛋白。2个LcUBC蛋白定位于细胞质,2个LcUBC蛋白定位于细胞质和细胞核,1个LcUBC蛋白定位于内质网,其余蛋白均定位于细胞核。系统进化分析结果表明,LcUBC蛋白分为10个亚家族;28个LcUBC基因家族成员在不同组织的表达量存在差异;烯效唑处理‘妃子笑'荔枝花穗与对照相比,烯效唑处理21 d后,LcUBC基因家族成员的多个基因表达量较高。这是在转录组水平分析LcUBC基因家族成员,本研究结果对今后该基因家族的分类、克隆和功能研究提供了参考依据。 相似文献
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2S清蛋白含有动物胰蛋白酶抑制剂及过敏原等多种具有生理活性的多肽,可引起特殊人群尤其是儿童的过敏反应,其编码基因为LTP基因家族。为系统地分析2S清蛋白编码基因,利用生物信息学分析方法获得2S清蛋白基因的全序列、定位以及转录本等信息,鉴定了30个大豆LTP家族基因。基因定位结果表明:23. 33%基因在染色体上串联排布,反映了该家族基因的串联重复进化。通过基因功能注释得到22个非特异性脂质转运蛋白,1个类伸展素蛋白,4个脯氨酸蛋白,2个种子储存2S清蛋白和1个雄蕊特殊蛋白。根据系统发育分析将这些蛋白分成3个类群。类群I有类伸展素蛋白、脯氨酸蛋白、雄蕊特殊蛋白和种子储存2S清蛋白,类群II有16个非特异性脂质转运蛋白,类群III有6个非特异性脂肪转移蛋白。种子储存2S清蛋白基因在种子发育中后期特异表达,表达量显著高于其它同源基因。本研究为进一步研究其功能提供指导,为该类基因应用于大豆品质改良提供理论支撑。 相似文献
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苎麻纤维素合成酶基因BnCesA4 cDNA序列的克隆与表达分析 总被引：1，自引：0，他引：1
利用本地BLAST工具,从先期获得的苎麻转录组数据中发掘出与多种植物纤维素合成酶基因有较高同源性的序列CL6473.以苎麻（Boehmeria nivea）栽培种湘苎3号为材料,根据CL6473设计引物,先采用PCR扩增克隆了苎麻一个纤维素合成酶基因cDNA的核心片段,再运用5′及3′RACE获得该基因全长cDNA,序列分析表明该cDNA为一个新的苎麻纤维素合成酶基因cDNA,命名为BnCesA4.BnCesA4cDNA序列全长4008bp,其中编码区全长3270bp,编码一个含1090aa的多肽,具有植物纤维素酶的保守结构域及特征氨基酸序列.根据该cDNA高可变区序列设计其特异性引物,采用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）对BnCesA4基因在几个代表性苎麻品种：湘苎3号、湘苎1号、湘潭大叶白及城步青麻的木质部和韧皮部两种组织中的表达情况进行了定量分析.qRT-PCR显示BnCesA4基因在不同品种苎麻的木质部及韧皮部均有表达,表达量差异不大. 相似文献
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DELLA蛋白是参与赤霉素调控途径的关键因子,对调节植物的生长发育具有重要的作用。为了揭示甘蓝型油菜中DELLA蛋白家族的分布和特征,利用生物信息分析了家族成员、序列特征、进化关系和组织表达。结果表明,甘蓝型油菜中有13个DELLA蛋白基因,被定位到8条染色体和2条随机序列（chrC09_random和chrCnn_random）上;系统进化树分析发现,该家族被聚为4个亚家族,第一亚家族含有7个基因,第二、三和四亚家族各包括2个基因; DELLA基因呈组织特异性表达,其中BnaA10g17240D、BnaC09g40420D、BnaCnng68300D和BnaC05g47760D在各组织中表达都相对较高,在茎中BnaA06g34810D、BnaA09g18700D和BnaC09g52270D表达最高。本研究为后续基因的功能研究提供参考。 相似文献
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为了解析共生早期根瘤菌与宿主植物根组织信号交互调控作用,深入了解根瘤菌侵染早期根系的基因调控网络以及进一步解析豆科植物如何进化形成与根瘤菌共生的分子机制,本研究对根瘤菌侵染12 h后大豆的根组织材料进行转录组测序分析,对受显著调控的基因进行GO和KEGG显著性富集分析,采用qRT-PCR方法验证候选基因的表达情况,并通过构建进化树和绘制表达聚类图分析候选基因的进化及功能特征.研究共鉴定出488个在共生早期受根瘤菌侵染显著调控的基因.GO富集结果显示,上调基因中富集了参与损伤应答功能的基因,而下调基因的功能主要富集在细胞壁生物合成调控途径.KEGG通路富集分析显示,参与植物与病菌互作、植物激素转导和MAPK信号通路的基因在上调基因中富集,而编码ABC转运蛋白以及植物节律相关的蛋白基因在下调基因中富集.其中对损伤应答富集基因的分析鉴定出可能在大豆中参与根瘤菌侵染早期调控的损伤诱导短肽(Wound-Induced Peptide,WIP)家族.转录组和qRT-PCR结果显示16个WIP基因在根瘤菌侵染后受到不同程度的诱导表达.对大豆WIP家族基因序列的进化分析结果以及表达聚类分析结果均显示,受根瘤菌诱导表达的WIP基因亚家族的序列和表达均表现出与拟南芥同源的WIP基因亚家族不同的特性. 相似文献
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苎麻纤维发育相关基因FB27表达与纤维细度相关研究 总被引：2，自引：0，他引：2
利用半定量RT-PCR技术研究了纤维蛋白FB27基因在不同组织、不同基因型和不同时期的茎皮中的表达情况.结果表明,苎麻FB27基因的表达不具有组织特异性,但在苎麻纤维组织高度发达、纤维组成成分最多的茎部表达量最高,尤其是茎皮;在高纤维细度种质中相对表达量较高,在低纤维细度种质中相对表达量较低;在不同的生长季FB27基因的相对表达量为:头麻>三麻>二麻.在同季麻不同生长发育时期,伸长增粗期FB27基因的相对表达量较高,苗期和工艺成熟期较低.苎麻纤维发育相关基因FB27的表达程度与纤维细度表现出正相关. 相似文献
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对山茶重瓣花‘红十八学士’(Camellia japonica‘Hong Shibaxueshi’)中的4个B类功能基因构建了系统进化树,预测了其蛋白结构,并构建了相应的原核表达载体.生物信息学分析结果表明:4个基因分属3个亚家族,其中CjHGLO1和CjHGLO2属PI亚家族,CjHTM6属TM6-1ike亚家族,CjHDEF属AP3亚家族;4个基因的编码蛋白均为不稳定蛋白,均无信号肽存在;其蛋白二、三级结构均以α-螺旋为主,其次是无规则卷曲,然后以延伸链三种构象形式存在;分析的特定位点中磷酸化位点数量最多,尤其是蛋白激酶C磷酸化位点最多.原核表达实验结果显示:当IPTG浓度在0.2 mmol/L、30℃、经1h诱导CjHGL01蛋白可获表达;当IPTG浓度在0.1 mmol/L、30℃、诱导1.5 h CjHGLO2蛋白可获表达;当IPTG浓度在0.5 mmol/L、16℃、过夜(＞16 h)诱导CjHDEF蛋白可获表达;当IPTG浓度在0.3 mmol/L、20℃、诱导5 h CjHTM6蛋白可获表达.这些研究为山茶B-function基因的更深入研究奠定了基础. 相似文献