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1.
JAZ(Jasmonate ZIM-domain)蛋白是茉莉酸信号途径中重要的负调控因子,对植物的防御反应具有重要意义。然而,鲜有关于大豆JAZ基因的报道,为了揭示大豆中JAZ基因家族的特征和潜在功能,本研究利用生物信息学方法从大豆基因组中鉴定到24个JAZ基因,分别命名为GmJAZ1～GmJAZ24,并对这24个基因进行基因结构分析、保守基序分析、系统进化树构建、染色体定位、启动子顺式作用元件分析以及大豆疫霉菌胁迫下的响应分析。结果表明:(1)24个GmJAZs基因不均匀的分布在大豆的14条染色体上,其中9号染色体上分布的数目最多,为4个;(2)大豆、拟南芥和水稻的JAZ基因家族可分成5个亚组(C1～C5),其中大豆与拟南芥的JAZ基因亲缘关系最近;(3)该家族成员大多含有响应茉莉酸和脱落酸等激素的顺式作用元件,少数含有响应逆境胁迫的顺式作用元件;(4)大豆疫霉菌处理后,C4亚组成员显著上调表达,C1亚组成员微弱上调,而C2、C3和C5亚组成员下调表达,表明大豆JAZ基因家族成员对大豆疫霉菌的胁迫具有不同的响应模式。 相似文献
2.
NAC基因在多种作物中具有抵御生物与非生物胁迫的作用,为了分析大豆NAC131基因的功能,本研究从Williams 82大豆中克隆GmNAC131基因,对该基因及其编码蛋白质的特征、结构、功能及不同组织的表达量进行生物信息学分析;采用qRT-PCR方法分析非生物胁迫后不同时间段基因的诱导表达.结果表明:GmNAC131基因cDNA全长1 945 bp,开放阅读框长1 053 bp,编码350个氨基酸,蛋白质分子量为39.49 ku,等电点为7.62.GmNAC131基因组包含3个外显子和2个内含子.GmNAC131蛋白在16～166位氨基酸处含有1个高度保守的NAC结构域.编码蛋白中没有信号肽,没有跨膜结构,蛋白质组成具有疏水性.GmNAC131定位在细胞核中,具有8个糖基化位点和34个磷酸化位点.GmNAC131蛋白与野大豆、豇豆、绿豆及黧豆的NAC蛋白具有较高的相似性,与GsNAC在相同分支.转录组数据表明GmNAC131基因在大豆不同组织中都表达,在根中表达量最高,在叶中表达量最低.4℃低温胁迫24 h过程中GmNAC131基因表达量波动变化;250 mmol·L-1 NaCl胁迫12 h表达量出现最大值;30％PEG6000胁迫0.5 h表达量最高;100 μmol·L-1ABA胁迫6 h表达量达到最大值.表明大豆该基因可能参与响应高盐和干旱等非生物胁迫. 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
4.
为了寻找大豆抗病新基因,培育大豆新型抗性品种,利用同源克隆的方法从大豆品种科丰1号中分离出1个新的GmRDR1基因,并对其进行序列分析,组织表达、抗逆境胁迫表达分析及该基因的亚细胞定位研究。结果表明:GmRDR1基因位于大豆基因组的第2号染色体,基因全长为3 956 bp,其中ORF为3 378 bp,编码1 125个氨基酸,相对分子量和等电点分别为279.72×103和4.63;GmRDR1含有RDRs家族的保守序列"DLDGD";该基因在所有被检测组织中均表达,并且在叶中的表达量最高;荧光定量结果发现:在大豆花叶病毒(Soybean mosaic virus,SMV)处理下,GmRDR1在抗病材料科丰1号中的表达量显著高于感病材料南农1138-2。盐及干旱胁迫下,48 h之内,该基因的表达量明显升高,SA诱导条件下该基因在6 h出现了早期响应,冷害处理下24 h表达量出现了突然的升高。GmRDR1基因的亚细胞定位结果表明:该基因所编码的蛋白定位在细胞核里。根据以上结果判定GmRDR1基因参与了大豆对SMV的抗性反应,并且能够强烈响应盐和干旱的胁迫,因此该基因在大豆抗逆分子育种中具有较好的应用价值。 相似文献
5.
为更加准确地挖掘大豆株高性状候选基因,本研究利用已有研究中与大豆株高性状相关的249个QTL位点,以大豆基因组物理图谱为背景进行整合,并通过Overview分析得到32个重演性较好的置信区间,分布在大豆D1b、N、C1、A1、C2、M、K、O、B1、F、J、D2、G和L连锁群上,其中D1b、A1、C2、M、F、L连锁群的重演性较好的置信区间较多。对候选区段进行基因注释,分析得出植物激素信号转导通路(ID:Ko04075)可能为大豆株高调控的主要通路,该通路与植物细胞增大、分化、茎生长、休眠、果实成熟和抗逆性等植物生理过程紧密相关。通路中13个候选基因与大豆株高性状相关,9个基因被注释为编码生长素响应蛋白,3个基因被注释为编码脱落酸相关蛋白,1个基因为GH3生长素响应启动子。本研究为挖掘大豆株型性状候选基因、构建大豆理想株型和促进分子辅助育种提供新思路。 相似文献
6.
NAC是植物特有的转录因子,参与多种非生物胁迫的响应.为了研究NAC转录因子在大豆涝渍胁迫中的响应和调控作用,利用前期获得的耐涝品种齐黄34在涝渍胁迫下的转录组数据,通过分析大豆全基因组内180个NAC基因的表达情况,鉴定出45个持续响应涝渍胁迫的大豆NAC基因.利用PlantCARE在线软件分析发现这些基因的启动子中均至少含有1种逆境或激素应答元件,推测它们可能与大豆的非生物胁迫应答相关.同时,对涝渍胁迫响应程度最大的大豆NAC基因GmNAC038进行克隆和分析.利用在线分析软件CDD分析发现该基因编码的蛋白质含有保守的NAM结构域.qRT-PCR表明GmNAC038不仅受到涝渍胁迫的强烈诱导,还受到脱落酸、乙烯和茉莉酸甲酯的正向调控.研究结果可为今后探索NAC基因在大豆涝渍胁迫响应中的功能提供分子基础,为培育耐涝大豆品种提供基因资源. 相似文献
7.
CYP303A1基因是细胞色素P450(简称P450)家族成员之一,它在昆虫药物代谢解毒过程中发挥重要作用.本研究通过RT-PCR方法克隆了茶小绿叶蝉Empoasca flavescens CYP303A1基因编码区ORF,并通过生物信息学软件和在线网站对该基因编码蛋白的理化性质、系统进化树、氨基酸多重序列比对、三级结构及功能域进行了分析.结果表明,CYP303A1基因含有1503 bp开放阅读框,编码500个氨基酸,分子量为57.42kDa,理论等电点为8.56.系统进化树分析结果表明,CYP303A1基因与同翅目的烟粉虱Bemisia tabaci亲缘关系最近,与膜翅目的榕小蜂Ceratosolen solmsi亲缘关系最远.氨基酸系列比对结果表明,CYP303A1基因与其他物种昆虫CYP303A1的保守性较差.三级结构及功能域分析结果表明,该蛋白以β折叠为主,功能域由一信号肽和p450蛋白域(Pfam:p450)组成.该研究明确了茶小绿叶蝉CYP303A1的核苷酸序列及编码蛋白特征. 相似文献
8.
Dof家族是典型的植物特异性锌指转录因子家族,在植物中可以对非生物胁迫产生应答.为初步研究大豆Dof家族主要转录因子编码基因GmDof4和GmDof11在大豆抗非生物胁迫过程中的作用及调控原理,本研究通过实时荧光定量PCR检测大豆幼苗中GmDof4和GmDof11基因在非生物胁迫下的表达情况,并使用PlantCARE在线数据库分析两个基因上游启动子的作用元件.结果显示:GmDof4在干旱、高盐、高温和低温胁迫下表达量升高;GmDof11在干旱、高盐和低温胁迫下表达量升高,在高温胁迫下表达量下降.启动子顺式作用元件预测结果显示,GmDof4启动子中含有1个厌氧诱导元件、1个低温响应元件和1个MYB转录因子结合位点;GmDof11启动子中含有3个厌氧诱导元件、2个低温响应元件、1个防御和胁迫响应元件和1个MYB转录因子结合位点.此外,它们的启动子序列中还含有脱落酸响应元件、茉莉酸甲酯响应元件、赤霉素响应元件以及生长素响应元件.结果说明GmDof4和GmDof11的启动子区域含有逆境相关顺式作用元件,能够参与大豆对非生物胁迫的应答. 相似文献
9.
为探究大豆9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCED)基因GmNCED5对非生物胁迫的响应及原理,为植物基因工程及大豆抗逆育种提供理论基础,本研究检测GmNCED5在非生物胁迫下的表达量,并对该基因及其启动子序列进行生物信息学分析.实时荧光定量PCR结果显示,干旱、高盐、高温、低温及外源脱落酸(ABA)处理均可以不同程度地诱导GmNCED5在大豆幼苗中表达.GmNCED5基因开放阅读框(ORF)全长1 686 bp,编码561个氨基酸.亚细胞定位预测结果显示,GmNCED5蛋白主要定位于细胞质中.系统进化分析表明GmNCED5蛋白与豇豆VuNCED蛋白的亲缘关系最近.启动子预测分析结果显示,GmNCED5启动子区域含有5种激素响应相关顺式作用元件和3种胁迫响应相关顺式作用元件.由此推测GmNCED5可能通过启动子区域的顺式作用元件响应非生物胁迫. 相似文献
10.
《大豆科学》2020,(1)
为了探究大豆MADS-box编码基因在生物和非生物胁迫中的调控作用,以SMV抗感大豆品种为试验材料,从大豆中克隆GmMADS基因Glyma.02g121500,进行生物信息学分析和表达特点分析,同时检测不同逆境胁迫下GmMADS基因表达量变化情况。结果表明:GmMADS基因完整ORF长度为735 bp,编码244个氨基酸,pI 6.68,相对分子质量为28.2 kD。抗感品种间基因CDS序列存在1个SNP差异,氨基酸序列无差异。启动子序列包含防卫和胁迫响应元件、植物激素应答元件、光应答元件等许多顺式作用元件。GmMADS与木豆、花生、豇豆、羽扇豆等物种中的同源基因亲缘关系较近。亚细胞定位结果显示GmMADS在细胞核上表达。组织特异性表达分析显示GmMADS在花中的表达量最高。接种大豆花叶病毒后,抗病品种科丰1号GmMADS在2 h表达最高且显著高于感病品种南农1138-2;低温胁迫时,GmMADS表达在2 h上调;盐胁迫时,GmMADS表达在1 h下调;干旱胁迫时,GmMADS表达在2 h下调。本研究对下一步分析该基因功能、阐明该基因在调控大豆抗病和耐逆的分子机制具有重要意义。 相似文献
11.
以蚜虫差异抗性的大豆品种PI567598B(高抗)、绥农30(抗)、东农51(中抗)和Williams 82(感)为试验材料,分别于接种大豆蚜虫0,7,14和21 d时采集大豆叶片,利用q PCR对异黄酮合成关键酶基因苯丙氨酸解氨酶(PAL)、黄烷酮-3-3羟化酶(F3H)、大豆异黄酮合成基因1(ISF1)和大豆异黄酮合成基因2(ISF2)的表达量进行分析。结果表明:蚜虫取食前高抗品种PI567598B中PAL、F3H、ISF1和ISF2基因的相对表达量均高于感虫品种Williams 82;蚜虫取食后,抗蚜品种PI567598B和绥农30中PAL基因在蚜虫取食14 d时显著上调,在21 d时达到最大,F3H基因7 d时表达量最高,然后降低;IFS2表达量于蚜虫取食7 d后显著上调,在21 d时达到最大;中抗品种东农51中PAL、IFS2和F3H基因表达量在7 d时增加,但不显著;而感蚜品种Williams 82蚜虫取食后PAL和IFS2表达量增加但不显著,且相对表达量显著低于抗蚜品种,F3H基因表达量不增反降;抗感大豆品种蚜虫取食后IFS1基因表达均诱导不显著。研究表明,感蚜大豆品种蚜虫取食前后异黄酮合成关键酶基因表达量都比较低,而抗虫品种异黄酮合成关键酶基因表达量高,且防御响应持续时间长,符合其抗性差异。 相似文献
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为探索大豆油体蛋白与人bFGF蛋白在植物油体中融合表达的可行性,以大豆总DNA为模板,通过PCR扩增得到大豆油体蛋白基因（Ddoil）及启动子（Ddprm）,构建Ddprm启动的Ddoil基因与植物偏好密码子改造的bFGF基因融合表达载体p1390Ddprm-Ddoil-bFGF,花侵染法转化拟南芥,对T2代拟南芥抗性植株基因组进行PCR检测,对种子总蛋白进行SDS-PAGE分析、Western blot检测、ELISA检测及细胞活性测定,为bFGF在其他油料作物的油体系统的表达提供了参考。 相似文献
13.
DELLA基因家族是调控植物与环境互作和植物发育的重要调控因子,可以促进微生物与植物共生关系建立过程中侵染线的形成,是参与赤霉素信号通路的负调控蛋白,在影响植物激素相关基因表达,调节植物与微生物共生固氮和生长发育方面具有重要的作用,但是在大豆中DELLA基因家族的结构特征还没有详细分析。本研究对大豆中DELLA基因家族的基因结构、定位信息、蛋白结构、保守基序分析、系统进化树、顺势作用元件、与拟南芥同源基因的共线性关系和基因表达模式进行了研究。结果发现,大豆基因组中共有7个DELLA基因家族成员,分布在7条不同的染色体上,这些基因都只有一个外显子,一个N端DELLA结构域,并且基序分布相似,证明其基因编码序列结构域高度保守。系统进化树分析表明DELLA家族有三个亚族,其启动子区域含有大量的顺式作用元件,这些元件参与植物激素反应、干旱诱导和光反应。大豆DELLA基因Glyma.11G216500、Glyma.18G040000、Glyma.08G095800和Glyma.05G140400与拟南芥中的AT1G14920、AT1G66350和AT2G01570呈共线性关系;其中Glyma.18G040000和Glyma.11G216500在大豆各个组织中都有表达,而且表达量相对较高。以上研究丰富了我们对大豆DELLA基因家族的理解,为后续大豆DELLA基因的功能研究奠定了基础。 相似文献
14.
对光敏感型大豆品种“中豆24”进行长日、短日和自然光3种光周期处理,采用cDNA-AFLP的方法筛选差异片段,并进一步通过RACE技术分离了该基因。该基因全长983 bp,包含一个完整的开放阅读框,编码248个氨基酸,在遗传关系上与线粒体磷酸盐转运蛋白高度同源。通过半定量RT-PCR对该基因在不同光周期中的表达模式进行分析,结果表明,该基因在大豆生长发育的早期阶段表达,短日照抑制其表达,而长日照则增强其表达。因此,大豆线粒体磷酸盐转运蛋白基因可能是作为一种负调控因子参与大豆光周期反应。对大豆线粒体磷酸盐转运蛋白基因的研究能为进一步阐明大豆光周期反应分子机理打下基础。 相似文献
15.
课题组前期对干旱胁迫下大豆转录组的数据分析发现大豆Glyma.13G115900基因编码一个RING/U-box蛋白,其表达水平受干旱胁迫影响显著。本研究以垦丰16大豆为试验材料,克隆Glyma.13G115900基因。氨基酸多重序列比对表明其编码的蛋白与其它物种都具有高度保守的RING/U-box结构域。构建原核表达载体pET-29b-Glyma.13G115900转化到大肠杆菌中,Glyma.13G115900蛋白在大肠杆菌中能够表达。荧光定量PCR分析表明Glyma.13G115900基因的表达量受PEG、NaCl和ABA的影响显著,但基本不受冷胁迫的诱导。经PEG和NaCl处理后,该基因表达量与CK相比呈现出显著下降的趋势,PEG处理的表达量变化比NaCl下调的更明显;在ABA诱导下与CK相比该基因的mRNA丰度呈现出先上升后下降的趋势,在4 h表达量出现峰值,推测该基因可能通过依赖于ABA途径参与非生物胁迫应答。以上结果为进一步深入研究该基因的调控途径奠定基础。 相似文献
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为研究转EPSPS基因大豆NZL06-698在杂草环境中的生态适应性,试验设置杂草处理模拟野外环境,研究转基因大豆NZL06-698(GT698)的生存竞争能力以及外源EPSPS蛋白表达情况。结果表明:在相同处理下转基因大豆GT698的株高(R8期)、百粒重显著高于亲本大豆蒙豆12(MD12),但单株产量、单株籽粒数、结实率显著低于亲本大豆,说明外源基因的存在并未增强转基因大豆的生存竞争力,且转基因大豆在野外的生存竞争能力与亲本大豆相比较弱。试验注意到,杂草环境对转EPSPS基因大豆的生长有明显的限制作用,杂草处理下转基因大豆的单株产量、单株籽粒数、百粒重、结实率等指标均显著低于对照处理。ELISA检测结果表明,转基因大豆叶片及籽粒中外源EPSPS蛋白在杂草处理及对照中均正常表达,且两种处理下的EPSPS蛋白表达量无显著差异。以上结果表明杂草环境中转基因大豆的EPSPS蛋白正常表达,正常提供抗草甘膦性状,但是外源基因的存在并没有增加转基因大豆的生存竞争能力,且转基因大豆的生长受到杂草环境的显著抑制,由此得出结论:与亲本大豆相比,转EPSPS基因大豆NZL06-698在野外环境中生态适应能力较弱。 相似文献
17.
凝集素类受体蛋白激酶属于类受体蛋白激酶（RLKs）家族,在植物的抗病防御反应、生长发育、胞内信号传导以及非生物胁迫反应过程中发挥重要作用。实验室前期对过表达抗逆转录因子GmNFYB1大豆进行转录组测序,获得了差异表达基因GmLecRlk（Glyma.07G005700）,其开放阅读框长度为546 bp,编码181个氨基酸,蛋白结构域分析显示其含有两个丝氨酸/苏氨酸激酶结构域,属于一种G型凝集素类受体蛋白激酶。实时荧光定量PCR结果显示,GmLecRlk基因在大豆的根、茎、叶、荚中均有不同程度的表达,在根中表达量最高;200 mmol/LNaCl处理下,GmLecRlk 的mRNA丰度先降低后升高,在12 h时达到最高值,表明该基因参与大豆对盐胁迫的响应。利用发根农杆菌K599获得GmLecRlk过表达转基因发状根复合植株,在盐胁迫处理下,其存活率高于对照;在拟南芥中异源表达GmLecRlk基因,转基因拟南芥在盐胁迫处理下的萌发率、绿化率和根长均高于野生型拟南芥。综上所述,GmLecRlk参与大豆对盐胁迫的反应,过量表达基因能提高大豆和拟南芥的耐盐性,为培育和改良抗盐大豆新品种提供新的途径和理论指导。 相似文献
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大豆异黄酮是苯丙氨酸代谢途径中合成的一类次级代谢产物,在苯丙氨酸代谢途径中,苯丙氨酸解氨酶(PAL)是关键酶和限速酶。本课题组前期研究发现PAL基因的相对表达量与大豆异黄酮含量具有明显的协同增减趋势,并且在PAL基因家族成员时空表达模式分析中发现,PAL2-3(XM_003542493)是PAL基因家族中相对表达量较高的主要表达成员之一。本试验首先通过克隆大豆中PAL2-3基因;然后构建pCAMBIA3301-GmPAL2-3植物过表达载体,将构建好的pCAMBIA3301-GmPAL2-3表达载体重组质粒转化到根癌农杆菌EHA105中;采用农杆菌介导的大豆子叶节转化体系获得转化植株,并对T1代转化植株进行PPT检测,外源标记基因Bar检测以及荧光定量PCR检测,对转基因阳性植株进行大豆籽粒异黄酮含量的测定。结果表明T_1代转基因植株中PAL2-3基因的表达量是对照的5.11~11.24倍,总异黄酮含量最高的(2 587.63μg·g~(-1))是对照(1 616.90μg·g~(-1))的1.6倍。因此在大豆中过量表达PAL2-3基因可以提高大豆籽粒中异黄酮含量。 相似文献
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为探究大豆木质素含量及合成关键基因在与大豆疫霉菌互作过程中的变化趋势及相关性,利用大豆疫霉菌株P6497接种大豆品种Williams,分别于6,8,10和15 d分析了根部组织木质素含量及合成相关基因的表达。结果表明:根组织中木质素含量在疫霉菌侵染过程中积累速度显著增加;对木质素合成过程中9个合成关键基因表达模式分析表明,PAL、C4H和F5H表达水平在所选4个时间点均显著高于未接种对照;CCo AOMT在接种后第8,10和15天3个时间点的表达水平显著高于对照;4CL的表达在接种后第10和15天时比对照上调超过100倍;CAD和CCR表达水平分别在接种后8和10 d与对照存在显著差异;C3H和COMT的表达量在处理组和对照组中差异不显著。在接种样品中,C4H、4CL和CCR基因表达与木质素含量变化模式呈显著正相关。以上结果表明:大豆根部木质素积累受疫霉侵染诱导,暗示木质素参与大豆与疫霉互作过程,同时根据试验结果推测C4H、4CL和CCR是诱导木质素含量提高的关键基因。 相似文献
20.
MIKC型MADS-box是一类生物功能丰富的转录因子家族，参与调控植物的生长发育。为深入研究豆科MIKC型MADS-box基因家族生物学特性，利用生物信息学方法在大豆和蒺藜苜蓿中分别鉴定出92和45个MIKC型基因，并将其分为15个亚类。蛋白基序分析发现，大豆与蒺藜苜蓿不同亚类的共同基序不同，基因结构发生变化；共线性分析及KS分析表明，大豆90.5%的基因对和蒺藜苜蓿87.1%的基因对产生于双子叶植物共同经历的三倍化事件之前；大豆基因表达模式分析表明，大豆幼苗期总体表达量高于其他时期，其中SVP、SOC1、AGL12亚类表达量较高；蛋白互作网络分析表明，大豆SVP蛋白与CO、FT和TFL1蛋白相互作用，一起调控植物开花发育。本研究为进一步揭示MADS-box家族基因的生物学功能奠定基础。 相似文献