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在全基因组水平上鉴定了马铃薯SCPL基因家族，并对其成员的基本特征、蛋白质保守结构域、进化关系和干旱胁迫下的表达模式进行了分析。同时，以干旱耐受性不同的马铃薯品种‘陇薯10号’(干旱耐受型)和‘大西洋’(干旱敏感型)为试验材料，利用高通量测序分析了干旱胁迫关键差异表达基因StSCPLs。结果表明，马铃薯中共鉴定到了41个StSCPLs,不对称分布在11条染色体中，多数成员含有多个内含子。其蛋白均含有1个细胞内分泌和转运的信号肽、底物结合位点、N-糖基化位点以及与催化作用相关的进化保守基序。在非生物胁迫下，大多数StSCPLs都具有多胁迫响应性。在干旱耐受性不同的马铃薯品种中，StSCPLs表现出差异表达特性。同时，LncRNA及其靶StSCPL介导的调控网络显示，StSCPL3和StSCPL34分别是lncRNA MSTRG.2301.1和MSTRG.19548.1的靶基因，在干旱耐受性不同的品种中显著差异表达，可能是马铃薯对干旱胁迫响应的潜在靶点。 相似文献
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利用生物信息学方法从50个物种内鉴定出283个蔗糖合酶(SUS)家族成员,对鉴定出的SUS家族成员进行系统发育分析、共线性分析、蛋白理化性质和亚细胞定位分析,以及干旱胁迫下玉米SUS基因在不同组织的表达模式分析,综合全面地分析了SUS基因家族的进化规律。系统发育树分析表明：SUS家族可划分为SUSⅠ、SUSⅡ、SUSⅢ三个亚家族,SUSⅢ内部双子叶植物进化枝明显分为两个拓扑结构相似的进化枝;亚细胞定位结果显示SUS蛋白主要在细胞质和细胞核中发挥作用,且SUSⅢ成员的理化性质与SUSⅠ、Ⅱ之间差异明显;共线性结果表明：SUSⅠ、Ⅱ中的共线性基因分别聚成一个独立的亚群,SUSⅢ的共线性基因聚成两个亚群;RNA-seq数据表明：玉米SUS基因Zm00001d045042、Zm00001d029087、Zm00001d029091、Zm00001d014876在干旱胁迫下呈现差异表达,该表达模式分别与各亚家族的基因结构模式较为一致。综合上述研究,推测出植物SUS基因的进化轨迹,即在蕨类植物到种子植物进化过程中分化出SUSⅢ,在被子植物分化以前出现SUSⅠ和SUSⅡ,且SUSⅢ在双子叶植物中具有... 相似文献
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MircoRNA156家族在小麦非生物胁迫中的表达分析 总被引：1，自引：0，他引：1
MircoRNA (miRNA)作为一类20碱基左右的非编码RNA,它在转录水平调控基因的表达,在植物抗逆境胁迫的调节网络中发挥了重要作用.通过对小麦miRNAs的研究,可以扩展小麦抵抗自然灾害的途径,减少损失.有报道表明miR156作为保守的miRNA在多种植物中参与到抗逆反应[1],Xin等[2]发现不同小麦品种的miR156在不同时间点分别受到白粉菌和热胁迫的诱导,尽管对miR156家族个别成员的研究已经有了相关报道,但对小麦miR156的整个家族的报道较少,对它们在小麦受到非生物胁迫网络中发挥的作用还不清楚.本研究拟明确小麦中miR156家族成员,并选取机械伤害、冷害和对植物损害较大的UV-B三种处理方法,探索miR156家族成员在不同的非生物胁迫中的作用. 相似文献
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逆转座子是植物基因组的重要成分, 对基因组的大小、结构、功能和进化都有重要影响。研究表明多种生物和非生物逆境胁迫可以激活植物逆转座子的转录, 但其调控机制和功能还属未知。本研究从稻瘟菌侵染后云南地方水稻品种月亮谷的基因转录谱中筛选出3个逆转座子相关基因, 通过RT PCR分析了逆境胁迫处理对其表达水平的影响。结果表明, 稻瘟病菌、水杨酸、2, 4 D和NaCl处理水稻苗都能诱导这3个基因的快速转录, 表明这3个基因能够同时响应生物逆境和非生物逆境, 是研究该类逆转座子表达调控的良好候选基因。通过生物信息学分析还发现, 它们在月亮谷基因组中没有发生大的结构变异;且在水稻基因组中都具有与植物抗病相关的旁系同源物, 意味着其表达后可能对抗性产生影响, 因此, 这些基因在逆境和非生物逆境中的表达模式和功能值得关注。 相似文献
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利用生物信息学方法,从玉米中鉴定到45个DUF581基因家族成员,与其他物种该家族基因的比较和系统发育分析表明,DUF581基因在物种间理化性质较保守;基于系统发育树,该家族基因可分为Ⅰ～Ⅵ6个进化枝,进化枝Ⅱ～Ⅵ内的玉米DUF581基因结构保守,含有1～2个外显子,而进化枝Ⅰ内的家族成员平均含有5个外显子;玉米DUF... 相似文献
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利用生物信息学方法,从玉米中鉴定到45个DUF581基因家族成员,与其他物种该家族基因的比较和系统发育分析表明,DUF581基因在物种间理化性质较保守;基于系统发育树,该家族基因可分为Ⅰ~Ⅵ 6个进化枝,进化枝Ⅱ~Ⅵ内的玉米DUF581基因结构保守,含有1~2个外显子,而进化枝Ⅰ内的家族成员平均含有5个外显子;玉米DUF581基因散布于10条染色体上;基因复制分析表明玉米的14个串联复制基因位于4个串联复制基因簇中,两对片段复制基因Zm00001d002530/Zm00001d017646和Zm00001d017646/Zm00001d051496同时又属于串联复制基因;在正常生长条件下,接近半数（22/45）的玉米DUF581基因在玉米的3种组织（叶、雌穗和雄穗）、4个生长发育时期（V12、V14、V18和R1期）内呈现组成型表达,并且在雌穗和雄穗两个生殖组织内有较高的表达水平;干旱胁迫下,26个DUF581呈现差异表达,V14和V18期的雌穗以及V12和V14期的雄穗中差异表达基因都被下调,而雌穗V12和R1期的大部分差异表达基因都被上调;此外,大部分复制基因对表现出差异的表达模式。 相似文献
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TGA转录因子是bZIP转录因子(basic region-leucine zippers)家族成员，是植物中最早鉴定得到的一类转录因子，可以结合基因启动子的TGACG序列，调节靶基因的转录水平，在植物防御反应及花器官发育中发挥重要作用。本研究从白桦的基因组数据库中筛选出6条TGA基因，分别命名为BpTGA1～BpTGA6。生物信息分析结果表明：白桦TGA家族蛋白主要富含酸性氨基酸，亚细胞定位在细胞核，无信号肽结构，二级结构以α-螺旋为主，均属于亲水性蛋白，无跨膜结构。白桦TGA家族基因启动子区存在10～40个不等的增强启动元件(CAAT-box)和核心启动子元件(TATA-box),还具有非生物胁迫和逆境胁迫响应相关元件。系统进化分析结果表明：白桦TGA家族基因与拟南芥TGA家族基因亲缘关系较近。RT-qPCR结果表明，白桦TGA家族基因在根、茎、叶中的表达各有不同，BpTGA3在根中的表达量较高；BpTGA1、BpTGA2、BpTGA4和BpTGA6在茎中的表达量较高；BpTGA5在叶片中表达量较高。该家族成员中BpTGA2、BpTGA4、BpTGA5响应链格孢霉菌和立枯丝核菌侵染... 相似文献
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为明确重大入侵性害虫草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda CRAL_TRIO结构域基因的功能,利用同源比对法鉴定该害虫基因组中的CRAL_TRIO结构域基因,利用系统进化树和基因染色体定位探究其进化关系,使用数字基因表达谱分析其在不同发育阶段的表达情况,并采用反转录PCR技术分析19个CRAL_TRIO结构域基因在雌雄成虫不同组织中的表达特征。结果显示,从草地贪夜蛾基因组中鉴定到46个CRAL_TRIO结构域基因,所编码的氨基酸序列存在典型CRAL_TRIO结构域,且该结构域中有8个保守的氨基酸位点。系统进化树和基因染色体定位分析表明,多数草地贪夜蛾CRAL_TRIO结构域基因通过基因复制进化而来。基因表达谱分析发现,草地贪夜蛾CRAL_TRIO结构域基因在不同发育阶段的表达可聚为2组,其中一组在幼虫前期高表达,另一组在6龄幼虫期、蛹期和成虫期高表达。挑选验证的CRAL_TRIO结构域基因大部分在触角和脑中高表达,有2个基因在触角中特异性表达,部分在复眼中具有较高的表达量,表明这些CRAL_TRIO结构域基因在草地贪夜蛾嗅觉和视觉行为调控中起重要作用。 相似文献
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利用生物信息学方法,对4个禾本科物种玉米、高粱、二穗短柄草和水稻的NAC基因家族进行鉴定和系统进化分析。结果表明：4个禾本科物种共556个NAC 基因可以聚类为6个进化枝;物种内NAC转录因子有相似的理化性质,但在进化枝上又表现出差异,进化枝1、2、3和进化枝4、5、6分别表现出相似的相对分子质量,进化枝1、2、3、5表现出相似的等电点,进化枝4、6表现出相似的等电点;4个物种共鉴定出27个含跨膜结构域的NAC基因,并且大部分（88.9%）都位于进化枝4上;使用溯源法共鉴定出174个禾本科祖先基因,每个物种NAC基因丢失和保留都存在差异;基因复制分析发现,串联复制对禾本科NAC基因家族扩张贡献明显（20.3%,113/556）,而玉米的大片段复制事件对玉米NAC基因家族扩张贡献明显（30.5%,50/164）;干旱胁迫下玉米转录表达分析鉴定出51个差异表达基因,且不同组织内的差异表达基因数目存在差异,叶和雌穗内的差异表达基因数目多于雄穗。 相似文献
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从向日葵转录组测序结果中获得了3个对盐胁迫有响应的谷胱甘肽-S-转移酶（GST,EC2.5.1.18）GST基因,构建了系统进化树并进行分析,得知这3个基因属于Tau型GST,并将它们命名为HaGSTU26（HanXRQChr04g0127901）、HaGSTU8（HanXRQChr06g0177581）、HaGSTU27（HanXRQChr10g0316331）,然后以向日葵Sk02R为试验材料,克隆这3个基因,并进行了不同组织和不同胁迫条件下的表达分析。序列分析表明：HaGSTU26基因组为1674bp,CDS（编码蛋白序列）长666bp,编码221个氨基酸,由2个外显子和1个内含子组成;HaGSTU8基因组为2271bp,CDS长654bp,编码217个氨基酸,由2个外显子和1个内含子组成; HaGSTU27基因组为663bp,CDS长663bp,编码220个氨基酸,由1个外显子组成。实时荧光定量PCR分析表明：向日葵HaGSTU26、HaGSTU8、HaGSTU27基因在不同组织（根、幼叶、成熟叶、茎、幼茎、苞叶）中表达量不同,其中,HaGSTU26基因和HaGSTU27基因在根中表达量最高,而HaGSTU8基因在苞叶中表达量最高,但这3个基因均在成熟茎中的表达量最低。在不同胁迫条件下,测定这3个基因在向日葵幼苗中的表达量,结果表明在盐及ABA胁迫下,基因表达量均随着处理时间的增加而呈现先增加后下降的趋势。其中,在盐胁迫下,HaGSTU26基因在12 h后相对表达量最高,HaGSTU8及HaGSTU27基因表达量在3h后相对表达量最高。在ABA胁迫后,HaGSTU26及HaGSTU27基因表达量在12 h后相对表达量最高,HaGSTU8在24 h后相对表达量最高。在冷胁迫下,HaGSTU26和HaGSTU27基因上调表达,它们分别在3、24 h后相对表达量最高,HaGSTU8基因下调表达,其相对表达量随处理时间的延长呈现逐渐减少的趋势。在热胁迫条件下,这3个基因的相对表达量随着胁迫时间的延长而增加,均在24 h后表达量最高。以上结果说明这3个基因对不同非生物胁迫（盐、ABA、冷、热胁迫）均有响应。 相似文献
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为明确甜菜中由抗性基因R编码的包含富亮氨酸重复序列（leucine-rich repeat,LRR）和核苷酸结合位点（nucleotide-binding site,NBS）的家族成员及其功能,基于甜菜基因组全长序列,利用HMMER、TBtools、Pfam、NCBI等软件和在线程序对甜菜NBS-LRR家族成员进行筛选和鉴定,采用生物信息学方法对鉴定到的成员进行亚家族分类、染色体定位、结构域分析、进化树构建、顺式元件分析和同源序列筛选。结果显示,从甜菜基因组中最终筛选鉴定到267条NBS-LRR家族基因序列,占甜菜基因组的0.614%,通过对267条基因序列进行结构域预测并进行分类,分属于N型、NL型、CNL型、TNL型和RNL型5个亚家族,分别包含110、25、128、3和1条序列。甜菜NBS-LRR家族基因大多位于2号、3号、4号和7号染色体上,根据基因簇划分原则发现有73.25%的基因以基因簇形式存在。经Clustal Omega和MEME在线程序对CNL型亚家族中具有完整卷曲螺旋（coiled-coil,CC）、NBS和LRR结构域的24条基因序列进行结构域保守性分析,共发现7个保守性较高的基序,基于CNL型亚家族128条基因序列构建的进化树显示CNL型亚家族的系统进化受CC、NBS和LRR结构域的影响较大。甜菜NBS-LRR家族基因含有大量植物激素相关顺式元件和多种胁迫响应元件,部分序列含有植物生理响应元件。甜菜NBS-LRR家族基因与菠菜和藜麦的抗病蛋白同源性较高。 相似文献
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卵黄原蛋白(vitellogenin, Vg)作为雌性多功能生殖蛋白, 为卵黄发生提供所需的储备能源。为明确Vg基因在广聚萤叶甲Ophraella communa生殖过程中的潜在作用, 本研究通过RT-PCR技术克隆得到广聚萤叶甲的3个Vg基因, 其OcVg1, OcVg2和OcVg3开放阅读框(ORF)分别为5 310、5 322 bp和5 298 bp, 对应编码1 768、1 772和1 764个氨基酸。其OcVgs蛋白具有LLTP超家族的保守结构域:LPD_N、DUF1943和VWD结构域; 多位于N-端的多聚丝氨酸区(polyserine domains), 保守的GL/ICG、R/KXXR/K、DGXR基序和C-端半胱氨酸残基等。构建系统进化树发现, OcVgs与鞘翅目昆虫聚为一支。时空表达分析发现, OcVgs基因在不同组织及发育阶段的表达动态相似, 在脂肪体中特异性高表达(P<0.05); 在成虫羽化后的性成熟阶段的表达量最高, 幼虫期的表达水平可以忽略不计(P<0.05)。研究结果为深入理解广聚萤叶甲生殖作用的分子机制奠定基础。 相似文献
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禾谷缢管蚜气味降解酶鉴定及其与关键信息化学物质的分子对接 总被引：1，自引：0，他引：1
为探究禾谷缢管蚜Rhopalosiphum padi气味降解酶(odorant degrading enzyme,ODE)与关键信息化学物质的作用模式,从其触角转录组中筛选属于ODE的细胞色素P450与谷胱甘肽-S-转移酶,利用IQ-tree 2.1.1软件构建进化树;根据FPKM值筛选出高表达蛋白,用SWISS-MODEL软件进行同源建模;并应用AutoDock软件与寄主植物挥发性气味和信息素进行分子对接。结果表明,筛选获得禾谷缢管蚜细胞色素P450基因30个,谷胱甘肽-S-转移酶基因10个,且40个基因均有完整的开放阅读框;根据FPKM值筛选出9个在禾谷缢管蚜触角表达量较高的基因,其中同源建模成功的有5个;同一蛋白与不同气味分子结合时,结合能有差异;结构相似的气味分子与不同蛋白结合时,结合位点与结合能相似。表明与气味结合蛋白相比较,禾谷缢管蚜ODE对气味分子的选择特异性较低。 相似文献
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Rho族蛋白是Ras超家族小G蛋白最主要成员,在真核生物中极为保守,包括Rho、Rac、Cdc42等,作为分子开关,参与细胞极性、细胞运动、细胞形状、细胞间及细胞与其基质互作等多个信号转导途径。基因组数据库分析显示,稻瘟菌中含有30余个小G蛋白,其中7个可能是Rho族蛋白,包括Cdc42、Rac1及5个Rho亚家族蛋白。结构分析表明,7个推导的Rho族蛋白均具有典型结构域。进一步以半定量RT-PCR分析了稻瘟菌7个Rho族蛋白编码基因在菌丝、分生孢子、芽管以及附着胞等不同生长发育阶段的表达情况。结果表明,Rho族蛋白编码基因具有不同的表达模式。通过BLASTP搜索GenBank等数据库,获得迄今已公布的真菌Rho1、Cdc42和Rac1蛋白序列,建立了系统发育树,一定程度地反映了真菌进化关系,说明在真菌进化中Rho族蛋白的结构与功能也经历了共同演化的过程。 相似文献