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植物抗病基因(R基因)中最重要的一个家族,大部分具有NBS(nucleotide-binding site)和多个LRR(leucine-rich-repeat)结构域,称为NBS-LRR基因家族。小兰屿蝴蝶兰(Phalaenopsis equestris)全基因组测序的完成为蝴蝶兰NBS-LRR基因家族的研究提供了重要生物信息学数据。大辣椒蝴蝶兰(Phalaenopsis Big Chili)对病毒复合感染具有较强的耐受性,对筛选蝴蝶兰响应病毒相关关键基因具有重要意义。本研究依据小兰屿蝴蝶兰全基因组测序和大辣椒蝴蝶兰响应病毒胁迫转录组的测序结果,采用Pfam、HMMER、Orchid Base 3.0、Uniprot、NCBI Blast、Paircoi2网站和Bioedit、MEGA5.1、Clustal W软件,对蝴蝶兰进行了NBS-LRR基因的筛选和分类,确定了蝴蝶兰的NBS-LRR基因类型、结构和系统发育学关系,从小兰屿蝴蝶兰中筛选到21个NBS-LRR家族基因,占全基因组基因总数的0.008%,其中CNL型4个,NL型5个,CN型2个,无Tir型。从大辣椒响应病毒胁迫转录组数据中筛选到34个NBS-LRR家族基因,其中有4个基因在响应不同时期差异表达明显,与小兰屿蝴蝶兰NBS-LRR基因具有较高的同源性。随后对NBS-LRR蛋白序列的motif进行分析,具有14个相对保守的motif,部分位置稳定,部分存在缺失、移位或增加等变异。NBS-LRR基因的分类,蛋白序列的motif分析和响应病毒胁迫NBS-LRR基因的筛选为研究蝴蝶兰响应病毒关键NBS-LRR家族基因的功能研究提供重要依据。 相似文献
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WRKY转录因子家族参与高等植物生理过程,并在保护植物免受非生物胁迫方面起到至关重要的作用。本研究基于小兰屿蝴蝶兰(Phalaenopsis equestris)基因组数据库对小兰屿蝴蝶兰进行WRKY基因家族成员鉴定、进化关系、保守motif分析、基因结构、功能启动子元件和基因表达分析。结果表明,共鉴定出57个WRKY家族基因,分为GroupⅠ、GroupⅡ和GroupⅢ,分别有12、37和8个成员,GroupⅡ可进一步分为Ⅱa、Ⅱb、Ⅱc、Ⅱd、Ⅱe亚组。小兰屿蝴蝶兰WRKY基因家族成员氨基酸数量长度为76～565 aa,平均长度为270 aa,等电点为4.12～10.75。保守motif分析表明,各组成员的保守基序基本一致,但有6个PeWRKY的WRKYGQK结构域发生了变异,占小兰屿蝴蝶兰WRKY家族基因的10.5%。基因结构分析表明,PeWRKY家族基因包含1～6个内含子和2～7个外显子。功能启动子元件分析表明,在PeWRKY家族基因的启动子区域发现了大量与胁迫响应或植物激素相关的顺式作用元件。基因表达分析表明,55个PeWRKY至少在一个组织中表达。本研究利用生物信息学分析手... 相似文献
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蝴蝶兰SOC1基因的克隆及表达分析 总被引：1，自引：0，他引：1
《分子植物育种》2016,(3)
为了研究蝴蝶兰SOC1基因的功能,为蝴蝶兰分子育种等方面的研究提供一定的理论依据。本研究以蝴蝶兰"聚宝"盛花期的花瓣为材料提取总RNA,采用RT-PCR方法克隆蝴蝶兰SOC1基因的编码区序列,片段长度为682 bp,共编码219个氨基酸,该基因命名为SOC1,登录号为:KT852838。对蝴蝶兰SOC1基因进行同源分析及构建系统发育树,分析结果显示,与SOC1核苷酸序列同源性最高的是小兰屿蝴蝶兰(Phalaenopsis equestris),达到93.72%,SOC1基因与兰科植物小兰屿蝴蝶兰及石斛的亲缘关系最近。实时荧光定量PCR分析表明,SOC1基因在的不同时期不同部位都有表达,但表达丰度不一致。在根中,营养生长期表达量最高;在叶中,抽葶期表达水平最高;在花葶中,抽葶期、开花期和子房发育期的表达水平相当;在花器官中,以蕊柱的表达量最高,其次是子房,而花萼、唇瓣、侧瓣中只有微量表达。研究认为SOC1基因在蝴蝶兰生长发育中既调控营养生长,又调控生殖生长;在花器官中主要参与蕊柱和子房的发育。 相似文献
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为研究蝴蝶兰对低温胁迫响应的分子调控机理,本研究采用RT-PCR及RACE的方法从蝴蝶兰叶片中克隆了一个C3型PEPC基因PhPEPC (登录号为:MK482383),该基因cDNA全长序列为3 448 bp,开放阅读框长度为2 898 bp,编码965个氨基酸;该蛋白包含一个PEPC酶结构域,具有2个PEPCase活性位点,86个磷酸化位点和7种motifs,为一酸性亲水性蛋白。系统进化分析显示,蝴蝶兰PhPEPC蛋白与兰科植物小兰屿蝴蝶兰、铁皮石斛、深圳拟兰等的PEPC蛋白亲缘关系最近。分析表明,PhPEPC基因在蝴蝶兰根中表达水平最高,在花器官中的表达水平次之,在叶和花梗中的表达水平最低;在13℃/8℃的昼/夜温度条件下,PhPEPC基因的表达水平先升高后降低,当恢复培养3 d时,该基因的表达水平又趋于升高。结果表明,蝴蝶兰PhPEPC基因参与了对低温胁迫的调控。本研究结果将有助于理解蝴蝶兰对低温胁迫的适应机制,并为蝴蝶兰新品种的遗传改良提供依据。 相似文献
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《分子植物育种》2021,19(16):5318-5325
CO (CONSTANS)是植物成花诱导中光周期途径的关键基因。为探明黑喉石斛(Dendrobium ochreatum)CO同源基因在其花发育过程中的表达模式,以黑喉石斛不同时期叶片为试验材料,基于转录组测序结果,结合同源克隆和3'RACE克隆技术得到黑喉石斛CO同源基因,命名为DoCOL10。DoCOL10基因编码区长度为1 263 bp,共编码421个氨基酸;该基因编码的氨基酸序列有2个完整且相连的B-box元件和1个CCT结构域,属于CO家族第1类,为CO同源基因;Do COL10不具备跨膜结构域和信号肽,为亲水性蛋白;进化树分析结果显示,DoCOL10与兰科植物如铁皮石斛、小兰屿蝴蝶兰、墨兰等的同源基因的氨基酸序列亲缘关系最为接近,单子叶和双子叶植物之间CO进化较远,处在不同分枝中。Real-time PCR分析结果显示,DoCOL10的表达量在花芽始分化阶段出现显著上调并达到峰值,随着花芽形成呈下降趋势;DoCOL10不仅在叶片中高表达,其在花芽中的表达量也处于较高水平,在花器官中也有一定表达。为深入研究DoCOL10基因在黑喉石斛嫩茎成花机制中的作用提供理论依据。 相似文献
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<正>笔者日前从中国农科院油料作物研究所获悉,由我国科学家领衔的白菜、甘蓝和油菜全基因组测序项目再次取得阶段性重大成果,项目组完成了甘蓝基因组测序和分析,并在此基础上与其它近缘种植物基因组比较,发现了作物种间和种内基因组呈现多层次的不对称进化规律。据悉,我国主要油料作物油菜(基因组命名为AACC)、主要蔬菜作物白菜(基因组为AA)和甘蓝(基因组为CC)同属于芸薹属作物,而油菜是由白菜和甘蓝杂交后进化而来的。甘蓝和白菜共同祖先种的基因组含三份同源基因组(三倍 相似文献
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<正>2010年8月,由中国科学院昆明植物研究所高立志研究员带领的团队,完成了普通野生稻基因组高覆盖的序列测定、拼接和组装工作,获得普通野生稻全基因组从头测序的框架图。这是中国科学家自主完成的第一个野生稻全基因组测序计划,也是世界上第一个完成的高杂合度野生稻全基因组框架图谱。研究表明,普通野生稻的基因组大小约为3.70亿个碱基对,含有的基因总数目约为4.0万个,测序深度已达基因组大 相似文献
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《分子植物育种》2020,(12)
植物光敏色素B (PHYB)是一种可吸收红光/远红光的光受体,参与调控植物光形态建成、开花时间、种子萌发等生长发育过程。本研究在芸薹属白菜(AA)、甘蓝(CC)、甘蓝型油菜(AACC)、黑芥(BB)和芥菜(AABB)中鉴定了9个PHYB基因,其中芸薹属A基因组和B基因组中均只有1个PHYB基因,而C基因组中有2个PHYB基因。C基因组中定位在MF2亚基因组上的BoPHYB2和BnCPHYB2有较多的片段缺失。比较分析芸薹属PHYB基因上游调控序列发现这些PHYB基因中均有多种光调控元件,每个PHYB基因上游均有2个保守的G-box元件,在其两侧至少有2个SORLIP2元件。基于转录组测序数据,显示白菜BrPHYB基因在根、茎、叶、花和角果中以及在不同胚胎发育阶段均有表达。通过对全基因组已测序的芸薹属植物PHYB基因的鉴定、进化关系、启动子基序及基因表达等分析,对进一步深入研究芸薹属植物PHYB基因提供了理论依据。 相似文献
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线粒体是进行呼吸代谢、为生命活动提供能量的细胞器;其基因组相对独立于核基因组,表现为半自主遗传特性。植物线粒体基因组较大,基因组重排、重复序列重组,以及基因获得/缺失/转移/重复等频繁发生,很大程度影响其基因的正常功能行使;同时,也增加了研究其基因功能及其基因组进化的难度。新一代测序技术降低了测序成本,数据库中测序基因组数据激增。其中,也包括大量已获得的植物细胞器——线粒体和叶绿体的基因组序列。本文使用公用数据库的线粒体基因组序列,通过对高等植物线粒体DNA序列、结构、功能基因丢失/迁入、DNA片段水平转移、重复序列及RNA编辑等方面比较分析,试图从某些侧面揭示植物线粒体基因组复杂的进化特征与过程,为解析植物线粒体基因组的进化、探讨细胞质雄性不育机制提供新证据。 相似文献
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NBS-LRR是植物抗病基因家族中一类重要的基因,根据编码的蛋白质氨基端的保守结构域不同,可分为CC-NBS-LRR和TIR-NBS-LRR两类基因。本研究在10个已测序豆科植物中对NBS-LRR进行序列比对,鉴定了各基因组中两类结构域基因的同源拷贝,发现在蒺藜苜蓿中包含1 207个NBS-LRR基因的同源拷贝,在10个基因组中同源拷贝数最多;并且其中88.2%的NBS-LRR基因是具有CC结构域。基因组同源共线分析,发现全基因组加倍有利于抗病基因拷贝数的扩增,为家族基因序列和功能多样化提供了创新资源。基于NBS-LRR基因系统发育分析,发现抗病基因存在大量串联重复,并基于进化树拓扑结构的变迁揭示抗病基因在不同的基因组中进化速率不同;另外,通过对旁系同源基因对间的核苷酸同义替换率(Ks)比较,进一步证实不同结构的抗病基因进化速率不同;同一结构的抗病基因在不同基因组中进化速率也表现有明显差异,与其他豆科物种相比,大豆抗病基因进化速率一直处于较低水平。研究结果为揭示抗病基因在豆科植物中的进化过程提供了重要的基因组信息学基础,对于在全基因组范围认识泛豆科抗病基因进化具有重要的意义。 相似文献
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大连齿兰环斑病毒RT-PCR检测体系的建立 总被引：1，自引：0，他引：1
《分子植物育种》2017,(2)
齿兰环斑病毒(odontoglossum ringspot virus,ORSV)是严重危害兰科植物的主要病毒之一。本研究根据NCBI基因库中ORSV外壳蛋白基因设计特异性引物,应用RT-PCR方法对ORSV进行检测研究。本试验所使用的植物总RNA提取方法,可以提取出完整且纯度高的总RNA,能够满足RT-PCR的要求;本研究所建立起的ORSV RT-PCR检测体系,可以从感病的指示植物及染病蝴蝶兰中扩增出与预期的332 bp大小完全一致的扩增产物,而健康的指示植物无此扩增产物。对此片段的测序研究也证明了RT-PCR的检测。利用BLAST及DNAMAN 6.0.3.99软件将我们检测的蝴蝶兰齿兰环斑病毒与来自中国海南、台湾以及新加坡的病毒分离物进行同源性分析,其同源性均达98%以上。 相似文献
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《分子植物育种》2017,(4)
V-ATPase在植物适应逆境中起着非常重要的作用,本研究以重要模式植物拟南芥V-ATPase相关基因为目标序列,通过在6个禾本科植物(水稻,大麦,玉米,高粱,谷子和二穗短柄草)基因组中进行比较分析,揭示该基因家族扩增机制和适应性进化进行研究。分析发现,七个不同的植物基因组虽然经历了不同全基因组加倍,其中谷子与玉米加倍关联的基因数量最多,但V-ATPase基因数量在每个基因组非常相近,尤其是禾本科中玉米相对其它物种多一次单独的特异性加倍,然而这一基因家族数量并未增加,这表明全基因组加倍虽然在一定程度上使得家族基因扩增,但是基因丢失可能也维持了该基因组的剂量;对七个基因组中的161个V-ATPase基因进行motif分类确定,不同物种基因组中的motif结构不同,拟南芥和水稻中c-亚基相关的基因数量最多;系统发育分析发现,拟南芥基因和水稻基因进化相对较快,并且在拟南芥中这一基因家族有3个基因簇,它们与基因的串联重复加倍有关联;适应性进化分析揭示B-亚基相关的基因在进化过程中受正选择压力影响进化。 相似文献