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ABC1(Activity of bc1 complex)家族属于蛋白质激酶家族,其成员普遍存在于原核和真核生物中.已有研究表明,几个植物ABC1基因参与非生物胁迫应答.为了解ABC1基因在水稻中的结构和功能,采用生物信息学方法分别在水稻和拟南芥上鉴定出15个和17个ABC1基因,并进行了系统发育和表达分析.结果表明,该家族在单、双子叶植物分离之前就已经发生了分化,其基本特征已经形成;单、双子叶植物分离之后,该家族在水稻和拟南芥中均以物种特异的方式进行了扩增.内含子/外显子结构分析显示多数直系同源基因之间外显子大小接近,而内含子差别较大,水稻含有更多大的内含子;内含子获得是近期伴随水稻ABC1家族进化的重要事件.多序列比对显示,ABC1结构域具有1个保守的氨基酸片段和4个保守的氨基酸残基.在线亚细胞定位预测9个水稻ABC1蛋白定位在叶绿体上.实时定量RT-PCR分析表明,水稻ABC1基因主要在叶片中表达,并且受多种非生物胁迫因素包括H2O2、脱落酸、低温、干旱、黑暗和高盐的调控.说明水稻ABC1家族不仅在逆境胁迫应答中发挥重要作用,可能还与水稻特定的生理过程有关. 相似文献
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水稻ABC1基因家族的鉴定及在非生物胁迫下的表达分析 总被引：1，自引：0，他引：1
ABC1（Activity of bc1 complex）家族属于蛋白质激酶家族,其成员普遍存在于原核和真核生物中。已有研究表明,几个植物ABC1基因参与非生物胁迫应答。为了解ABC1基因在水稻中的结构和功能,采用生物信息学方法分别在水稻和拟南芥上鉴定出15个和17个ABC1基因,并进行了系统发育和表达分析。结果表明,该家族在单、双子叶植物分离之前就已经发生了分化,其基本特征已经形成;单、双子叶植物分离之后,该家族在水稻和拟南芥中均以物种特异的方式进行了扩增。内含子/外显子结构分析显示多数直系同源基因之间外显子大小接近,而内含子差别较大,水稻含有更多大的内含子;内含子获得是近期伴随水稻ABC1家族进化的重要事件。多序列比对显示,ABC1结构域具有1个保守的氨基酸片段和4个保守的氨基酸残基。在线亚细胞定位预测9个水稻ABC1蛋白定位在叶绿体上。实时定量RT-PCR分析表明,水稻ABC1基因主要在叶片中表达,并且受多种非生物胁迫因素包括H2O2、脱落酸、低温、干旱、黑暗和高盐的调控。说明水稻ABC1家族不仅在逆境胁迫应答中发挥重要作用,可能还与水稻特定的生理过程有关。 相似文献
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为探究大豆GAPDH家族基因应答非生物胁迫的机制,本研究采用同源分析、保守结构分析等方法对大豆GAPDH基因家族进行全基因组搜索,并对筛选出基因的系统发育关系、基因结构和保守基序、染色体分布、启动子区域的顺式作用元件进行分析,并研究了大豆GAPDH家族基因在不同组织中和非生物胁迫诱导后的表达模式.结果 显示:在全基因组水平共搜索出19个大豆GAPDH家族成员,不均匀地分布在10条染色体上;亚细胞定位预测表明16个大豆GAPDH家族成员分布在叶绿体、细胞质和线粒体中;系统发育进化树将其分为4个亚家族Sub Ⅰ、SubⅡ、SubⅢ、SubⅣ,且各个亚家族内基因的结构及保守基序具有高度保守性;基因启动子区域存在不同的与非生物胁迫响应和激素反应相关的顺式作用元件,推测其可能参与大豆非生物胁迫应答过程;大部分GAPDH基因在大豆不同组织中都有表达,并表现出明显的组织特异性;转录组分析发现分别有5和9个大豆GAPDH家族基因在干旱胁迫、盐胁迫下显著上调或者下调,其中GmGAPDH8和GmGAPDH9在干旱胁迫和盐胁迫下均显著上调表达.本研究对大豆GAPDH家族基因进行了系统分析,为进一步研究大豆的GAPDH家族基因在非生物胁迫应答过程中的调控作用提供理论基础. 相似文献
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植物bZIP转录因子的研究进展 总被引：5，自引：0，他引：5
碱性亮氨酸拉链(Basic leucine zipper, bZIP) 转录因子是真核生物转录因子中分布最广泛、最保守的一类蛋白.目前,在拟南芥基因组、豆科植物基因组、水稻基因组中发现大量的bZIP转录因子.本文围绕植物bZIP转录因子的最新研究进展,按照其不同亚家族的结构和功能进行了综述.根据植物bZIP转录因子结构的差异,可以将其划分为10个亚族:A、B、C、D、E、F、G、H、I、S亚族.这些不同家族的bZIP转录因子成员广泛参与种子贮藏基因的表达、植物的生长发育、光信号转导、病害防御、生物和非生物胁迫应答以及ABA的敏感性等各种信号的反应. 相似文献
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GLK(GOLDEN2-like)转录因子是GARP转录因子超家族的成员，可直接激活大量光合作用相关蛋白的靶基因，包括叶绿素生物合成、光捕获和电子传输相关的靶基因，在植物生理活动过程和非生物胁迫应激反应中发挥关键作用。为解析甘蓝型油菜GLK基因家族，探究其与油菜响应盐旱胁迫的相关功能，本研究在甘蓝型油菜全基因组水平上鉴定出159个BnaGLK基因，对其进行了基因结构特征、系统进化、启动子顺式作用元件、基因表达模式等分析。结果表明，159个BnaGLK基因不均匀地分布在19条染色体上。它们可被分为9个亚族，每个亚族中BnaGLK基因的外显子和内含子数量和结构都非常相似。启动子分析发现了多种激素和非生物胁迫响应相关的顺式调控元件，特别是干旱响应元件。选择在油菜叶片中高表达的8个BnaGLKs进行了盐旱胁迫下的表达模式分析。结果揭示BnaGLK基因在油菜非生物胁迫响应中发挥重要作用。本研究为进一步解析GLK基因家族在甘蓝型油菜中的生物学功能奠定了基础。 相似文献
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为研究WRKY家族基因在大豆抵御非生物胁迫中的生物学功能及其作用机制,利用铁丰29,获得了大豆WRKY家族基因GmWRKY4的开放阅读框序列,并对其在不同非生物胁迫处理下的表达模式进行了分析。结果表明,GmWRKY4开放阅读框为1 083 bp、编码360个氨基酸残基;对其编码蛋白GmWRKY4进行保守域及同源性分析发现,属于WRKY转录因子家族第1类,与GsWRKY4高度同源;分析GmWRKY4与拟南芥WRKY转录因子系统进化树发现,与At WRKY3、At WRKY4相似性最高;进一步分析该基因在盐(NaCl处理)、干旱(PEG处理)与低温胁迫处理下的表达模式发现,GmWRKY4可参与对上述3种非生物胁迫的响应;同时分析基因在乙酰辅酶A羧化酶(ACC)、水杨酸(SA)、茉莉酸(JA)等激素处理下的表达模式发现,GmWRKY4可通过参与ACC、SA、JA信号通路实现对逆境胁迫的响应,为进一步深入研究该基因生物学功能及其作用机制奠定了基础。 相似文献
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为研究甘蓝型油菜HMG（high mobility group）基因家族的起源、进化和功能,利用生物信息学方法对甘蓝型油菜和其近缘物种HMG基因家族进行鉴定,并对其进化、基因结构、组织表达、直系旁系同源基因进行系统分析。在甘蓝型油菜中鉴定到45个HMG家族成员,并根据进化树和基因结构将其分成5组。染色体定位发现,19条染色体中有18条染色体有HMG基因,说明该家族基因分布较广泛。在甘蓝型油菜与甘蓝、白菜和拟南芥分别鉴定到47、45和26个直系同源基因对。在甘蓝型油菜中鉴定到28个旁系同源基因对,而在其它3个物种中则比较少,这可能与甘蓝型油菜的多次基因组加倍有关。对45个甘蓝型油菜BnHMG基因在根和叶中的表达模式进行分析,结果显示,大多数基因在根和叶中均有表达,且呈现出不同的表达模式。 相似文献
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长链酰基辅酶A合成酶(long-chain acyl-coenzymeA synthetase, LACS)在脂肪酸代谢、角质层角质和蜡的合成中发挥着重要作用。为研究小麦中LACS基因的特征,以中国春为材料,进行全基因组鉴定和分析。结果共鉴定出148个小麦LACS基因(TaLACS),不均匀分布于21条染色体上,且有成簇分布的现象,编码蛋白大部分为中性、亲水的水溶性蛋白,性质稳定。系统进化分析结果显示,148个TaLACS基因聚为6组,有55对旁系同源基因。表达谱分析表明,TaLACS基因在不同组织和逆境胁迫下存在明显的差异表达,说明TaLACS基因具有组织特异性,在抗低温、干旱和赤霉病过程中TaLACS基因发挥重要作用。该家族中含有响应低温、干旱和脱落酸元件的基因分别占34.9%、46.0%和85.8%,揭示TaLACS基因参与生物胁迫和非生物胁迫过程。 相似文献
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为了明确油菜NAC家族转录因子在非生物胁迫响应中的功能,通过油菜全基因组鉴定获得了379个Bn⁃
NAC转录因子家族成员,系统进化分析将其分为17个亚族。启动子作用元件分析显示BnNAC家族成员广泛参与
光响应、干旱胁迫响应、低温胁迫响应、生物钟调控等进程,同时参与ABA、茉莉酸甲酯、赤霉素、生长素、水杨酸等
激素信号途径。不同胁迫条件下基因表达分析发现,BnNAC家族基因受温度、盐、渗透等胁迫及ABA诱导调控。过
表达BnNAC253 基因使拟南芥对盐胁迫、渗透胁迫和ABA处理更为敏感。 相似文献
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过氧化物酶体膜蛋白PMP是ABC转运蛋白ABCD亚家族蛋白之一,存在于过氧化物酶体膜上。研究表明,拟南芥中的ABCD亚家族ABC转运蛋白AtABCD1主要通过参与部分物质运输进入过氧化物酶体,其中包括茉莉酸合成的前体 OPDA。本研究通过RACE技术克隆了一个ABCD亚家族ABC转运蛋白基因HbPMP1,并进行表达分析。结果表明：HbPMP1全长4 011 bp,编码1 337个氨基酸残基,其表达产物与拟南芥AtABCD1有较高的相似性(氨基酸一致性为78%);该基因在伤害及外源茉莉酸诱导下 相似文献
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Members of the activity of bc1 complex (ABC1) family are protein kinases that are widely found in prokaryotes and eukaryotes. Previous studies showed that several plant ABC1 genes participated in the abiotic stress response. Here, we present the systematic identification of rice and Arabidopsis ABC1 genes and the expression analysis of rice ABC1 genes. A total of 15 and 17 ABC1 genes from the rice and Arabidopsis genomes, respectively, were identified using a bioinformatics approach. Phylogenetic analyses o... 相似文献
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为鉴定甘蓝型油菜裂角相关基因，基于候选基因途径，利用同源克隆结合RACE方法，在甘蓝型油菜易裂角品系R2中扩增出了两个RPL基因的全长cDNA序列，其中一条序列长度为2 068bp，开放阅读框序列位置为154-1 911位，总长为1 758bp，命名为BnRPL.a。另一条序列全长为2 041bp，开放阅读框序列位置为154-1 887位，总长为1 734bp，命名为BnRPL.c。分析表明利用PCR方法得到的BnRPL基因由3个内含子和4个外显子组成，与拟南芥RPL基因结构相似。氨基酸序列同源性分析表明，BnRPL与拟南芥AtRPL和荒野独行菜（Lepidium campestre）的RPL具有较高的同源性。系统发育进化树显示RPL蛋白在双子叶植物和单子叶植物的分化过程中发生了序列变异。BnRPL基因存在时空表达的组织特异性，在发育的角果表达量最大；成熟后期在角果皮和假隔膜中表达，在种子中不表达。
相似文献
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Mechanisms for coping with submergence and waterlogging in rice 总被引：4，自引：0，他引：4
Shunsaku Nishiuchi Takaki Yamauchi Hirokazu Takahashi Lukasz Kotula Mikio Nakazono 《Rice》2011,5(1):1-14
Background
Oligopeptide transporters (OPTs) play important roles in the mobilization of organic nitrogenous compounds and usually associate with tissues that show signs of rapid protein hydrolysis, such as germinating seeds and senescing leaves. This study is to investigate rice OPT genes.Results
A total of sixteen OsOPT genes (Os for Oryza sative L.) were identified in the rice genome, which were then classified into six sections that belong to two subfamilies (the PT and YSL subfamily). The major mechanisms for evolutionary expansion of the sixteen genes during the rice genome evolution include segmental and tandem duplication. Calculation of the duplication event dates indicated that the sixteen genes originated from nine original OsOPT genes, and the duplication events could be classified into three evolutionary stages. The first evolutionary stage occurred approximately 50 million years ago (Mya) and involved the evolution of four new genes. The second evolutionary stage was approximately 20 Mya and was marked by the appearance of two new genes, and the third evolutionary stage was approximately 9 Mya when two new genes evolved. Mining of the expression database and RT-PCR analysis indicated that the expression of most duplicated OsOPT genes showed high tissue specificities. Diverse expression patterns for the sixteen genes were evaluated using both semi-quantitative RT-PCR and the MPSS data. Expression levels of some OsOPT genes were regulated by abiotic and biotic stresses suggesting the potential involvement of these gene products in rice stress adaptation. Five OsOPT gene mutants showed abnormal development and growth, the primary analysis of five OsOPT gene mutants suggested that they may be necessary for rice development.Conclusions
These results suggested that rice-specific OsOPT genes might be potentially useful in improving rice. 相似文献14.
蔷薇科植物中有多种具有重要价值的水果,如苹果、梨、桃、草莓和黑树莓等。这些水果普遍容易发生由多酚氧化酶(PPO)介导的酶促褐变而导致重大经济损失,从全基因组角度分析比较PPO基因家族,有助于加深对PPO基因家族和功能的认识。采用比较基因组学的方法,对这5种植物的PPO基因家族进行了基因鉴定、染色体定位、编码蛋白的亚细胞定位、内含子统计分析、基因系统进化、基因倍增与丢失等特征分析。从这5种植物中,共计鉴定出了42个PPO基因,其中6个基因被认定是假基因;绝大多数基因编码的蛋白定位于叶绿体,2个定位于线粒体,3个是分泌型蛋白;PPO基因在染色体上有串联重复和散布两种形式;9个基因具有内含子,聚类结果显示可以将它们分为6个类型,每个基因类型在进化过程中都发生过基因倍增和丢失;同型基因内含子的位置和大小具有相似性。这些结果揭示蔷薇科植物PPO基因内含子是伴随着基因倍增产生的,基因倍增也是推动PPO基因多样化的重要动力,PPO基因倍增和丢失差异导致PPO基因数量在不同物种之间产生差异。 相似文献
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利用生物信息学的方法鉴定31个玉米的WOX家族基因,对这31个玉米WOX家族基因进行分析。多序列对比结果表明,玉米WOX家族和拟南芥WOX成员均具有高度保守的HOX结构域组helix1-loop-helix2-turnhelix3结构。以拟南芥WOX家族成员作为参照,构建系统进化树,玉米WOX家族成员和拟南芥WOX家族成员共46个基因被分为3个进化支。通过进一步的内含子以及motif分析,结果显示,各个进化支内部的内含子和motif相似度极高,而不同的进化支间有较大的差别。对玉米WOX家族基因的表达模式和功能初步分析,结果表明,有6个WOX家族基因参与了玉米生长发育的调控。 相似文献
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OsWRKY IIa Transcription Factors Modulate Rice Innate Immunity 总被引：3，自引：0，他引：3
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类钙调磷酸酶B亚基蛋白（calcineurin B like proteins,CBL）是植物细胞中重要的Ca2+传感器,必须与蛋白激酶CIPK（CBL interacting protein kinases）特异性互作才能发挥生物学功能。根据水稻OsCIPK（Oryza sativa CIPK）基因家族的预测序列,从粳稻日本晴（Nipponbare）中克隆了15个OsCIPK基因。基因结构分析表明15个OsCIPK可归为多内含子和少内含子两类,OsCIPK3和OsCIPK24的mRNA存在可变剪接。系统进化树分析显示水稻CIPK家族与拟南芥、杨树来源于同一个祖先。这15个OsCIPK在不同程度上受生物胁迫（白叶枯病）和非生物胁迫（Hg2+、高盐、冷和ABA）的诱导表达;其中,5个基因（OsCIPK1、OsCIPK2、OsCIPK10、OsCIPK11和OsCIPK12）在接种白叶枯病菌后表达显著上调;而4个基因（OsCIPK2、OsCIPK10、OsCIPK11和OsCIPK14）的表达受所有胁迫处理诱导,表明这些基因可能参与多种逆境信号的转导。揭示了CIPK可能在植物的生物和非生物胁迫应答中都具有重要的作用。 相似文献
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Suhas Gorakh Karkute Vishesh Kumar Mohd Tasleem Dwijesh Chandra Mishra Krishna Kumar Chaturvedi Anil Rai Amitha Mithra Sevanthi Kishor Gaikwad Tilak Raj Sharma Amolkumar U. Solanke 《水稻科学》2022,29(4):375-384
von Willebrand factor A (vWA) genes are well characterized in humans except for few BONZAI genes, but the vWA genes are least explored in plants. Considering the novelty and vital role of vWA genes, this study aimed at characterization of vWA superfamily in rice. Rice genome was found to have 40 vWA genes distributed across all the 12 chromosomes, and 20 of the 40 vWA genes were unique while the remaining shared large fragment similarities with each other, indicating gene duplication. In addition to vWA domain, vWA proteins possess other different motifs or domains, such as ubiquitin interacting motif in protein degradation pathway, and RING finger in protein-protein interaction. Expression analysis of vWA genes in available expression data suggested that they probably function in biotic and abiotic stress responses including hormonal response and signaling. The frequency of transposon elements in the entire 3K rice germplasm was negligible except for 9 vWA genes, indicating the importance of these genes in rice. Structural and functional diversities showed that the vWA genes in a blast-resistant rice variety Tetep had huge variations compared to blast-susceptible rice varieties HP2216 and Nipponbare. qRT-PCR analysis of vWA genes in Magnaporthe oryzae infected rice tissues indicated OsvWA9, OsvWA36, OsvWA37 and OsvWA18 as the optimal candidate genes for disease resistance. This is the first attempt to characterize vWA gene family in plant species. 相似文献