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纤维素合成酶(CesA)是纤维素合成的关键酶。为探究毛竹(Phyllostachys edulis)中CesA基因的分子特征、表达模式及其调控关系,本研究采用生物信息学方法对毛竹CesA基因家族成员进行系统分析,基于毛竹RNA-Seq数据和实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析CesA在毛竹组织中的表达模式,借助酵母单杂交技术验证转录因子MYB对CesA的调控作用。结果表明,在毛竹中共鉴定21个CesA(PeCesA1~PeCesA21),分别含有8~14个内含子;共线性分析发现19个PeCesAs存在片段复制,且Ka/Ks值均小于1.0。PeCesAs编码蛋白长度为904~1 093 aa,分子量在101.10~123.63 kDa之间,理论等电点为5.95~8.60;亚细胞定位预测所有PeCesAs都定位在质膜上;保守基序分析发现,PeCesAs共含有20个保守基序,均含有CesA家族的特征基序D、D、D和QxxRW。系统发育分析结果表明,毛竹等4个物种的CesA家族52个成员聚类成7个分支。RNA-Seq数据分析结果表明,PeCesAs(PeCesA1/5/10/11/17)在根以及不同高度笋的中部和基部的表达量存在明显差异,而且PeMYB35和PeMYB37均与PeCesA1/5/10/11/17存在较强的共表达关系。qRT-PCR结果进一步证实,随着毛竹笋高度的增加,PeMYB35与PeCesA1/5/10/11/17呈现相似的表达趋势。此外,PeCesA1/5/10/11/17的启动子序列中均包含MYB转录因子的结合位点GAMYB,酵母单杂结果证实PeMYB35能够与PeCesA1启动子中GAMYB元件相结合,可能会进一步调控基因的表达。该结果为研究毛竹中纤维素的生物合成机制提供了参考依据。 相似文献
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以白菜种子为受体,采用生物测定的方法,研究了杨梅树皮化感效应。结果表明,不同浓度杨梅树皮浸提液对白菜种子的发芽势、发芽指数表现为抑制作用,且浓度越高抑制作用越明显,在发芽率和活力指数方面呈现出"低促高抑"现象,当浓度为0.4 g·m L~(-1)时,促进作用转变为抑制作用;对白菜幼苗的茎生长表现出促进作用,且低浓度促进作用显著,对根生长表现为抑制作用,且高浓度抑制作用显著。综上说明,杨梅树皮浸提液中存在化感物质,且其化感物质对白菜各项生理指标的化感效应和作用强度均不同。 相似文献
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【目的】微管蛋白是植物细胞骨架的重要组成部分,在植物细胞分裂与生长、细胞形态维持、细胞内物质运输和细胞壁的生物合成等过程中均发挥着重要作用。为全面了解毛竹微管蛋白的分子特征,开展了毛竹微管蛋白全基因组鉴定与分析,并初步研究了Pe TUA3基因的功能,以期为揭示微管蛋白在毛竹生长发育过程的作用提供参考依据。【方法】采用生物信息学的方法开展毛竹中微管蛋白基因的全基因组分析,利用转录组数据和实时荧光定量PCR技术分别分析微管蛋白基因的组织表达模式及其随笋高度增加的表达变化,通过在拟南芥中异位表达及表型观察初步研究Pe TUA3基因的功能。【结果】在毛竹基因组中共获得18条微管蛋白基因序列,编码蛋白具有完整的保守结构域,蛋白长度为430～634 aa,分子量为48.31～69.89 k Da。在与水稻、拟南芥微管蛋白构建的系统进化树中,被聚类到2个亚家族(TUA和TUB),且毛竹各微管蛋白成员与水稻的亲缘关系更近,这些基因分别命名为Pe TUA1-Pe TUA6和Pe TUB1-Pe TUB12。亚细胞定位预测显示PeTUAs均定位在细胞质中,而PeTUBs均定位于细胞核中。基于转录组数据的基因组织特异性表达分析表明,不同微管蛋白基因在毛竹7个不同组织中的表达量存在着一定的差异,如Pe TUA3、Pe TUA6、Pe TUB2和Pe TUB3在各个组织中均有较高的表达,而Pe TUA2和Pe TUB12在各组织中表达量均较低。实时荧光定量PCR结果显示,随着毛竹笋高度的增加,6个TUA亚家族成员基因的表达均呈现上调趋势,而TUB亚家族成员基因中有8个呈现上调趋势,4个表现为波动变化,表明它们在笋的不同发育阶段可能发挥着不同的作用。在拟南芥中正义表达Pe TUA3促进了转基因植株的生长,尤其是对主根的伸长有明显促进作用,而转反义Pe TUA3则抑制转基因植株的生长,主根生长明显受到抑制。【结论】从毛竹中鉴定了6个TUA基因和12个TUB基因,各基因的分子特征存在着一定的差异,并且各基因在毛竹不同组织以及不同发育阶段笋中呈现出不同的模式,说明它们在不同组织以及同一组织的不同生长发育阶段可能发挥着不同的功能;过量表达Pe TUA3能够影响转基因拟南芥的生长,说明Pe TUA3对毛竹的快速生长可能具有重要的作用。 相似文献
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本研究采用培养皿滤纸法,以小白菜为受体,依据种子发芽性状和幼苗生长性状对杨梅叶浸提液的化感活性进行测定,并采用GC-MS对其化感成分进行鉴定。结果表明:杨梅叶浸提液对小白菜种子的萌发和幼苗的生长产生不同程度的影响。当浸提液浓度为0.1 g/m L时,对小白菜种子的发芽性状有促进作用,随着杨梅叶浸提液浓度的升高,小白菜种子发芽性状都受到抑制,当浸提液浓度为0.4 g/m L时,与对照组相比小白菜种子发芽性状差异达到极显著水平,表现出"低促高抑"的规律。随着浸提液浓度的升高,小白菜幼苗生长性状也逐渐受到抑制,各性状受抑制的程度有差异。杨梅叶浸提液中初步鉴定出54种化感物质,主要是烷烃、醚、苯醌、酚、酯、烯、醇、酮、酰胺等,含量最高的是二十一烷,其次是beta-香树脂醇。 相似文献
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漆酶在细胞壁形成、逆境胁迫、花青素形成和酚类物质催化等过程中均发挥着重要作用，其基因表达受到多种外界因素的影响。为揭示竹子中漆酶基因的表达模式，以毛竹（Phyllostachys edulis）为对象，利用生物信息学手段分析了其中42个漆酶基因（PeLACs）启动子序列，利用已有的转录组数据分析了其中PeLACs的表达模式，克隆漆酶基因PeLAC20的启动子序列PeLACp，并构建了瞬时表达载体，在拟南芥（Arabidopsis thaliana）中瞬时表达。结果表明，在42个PeLACs启动子序列中包含多种与激素以及非生物胁迫相关的顺式作用元件，在GA3处理以及低温和干旱胁迫下各基因表现为不同的表达模式，表明它们参与激素和非生物胁迫的应答，而且功能存在着一定的差异。PeLACs在毛竹不同生长阶段根和笋中的表达模式也证明了各基因功能的差异性。克隆的PeLACp序列为2 000 bp，利用GUS染色法检测启动子PeLACp的活性显示，PeLACp主要在转基因拟南芥的根中表达。研究结果为进一步揭示毛竹漆酶基因的生物学功能提供了参考依据。 相似文献
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[目的]通过对毛竹(Phyllostachys edulis(Carri.)H. deLehaie)CPD基因的分子特征和表达模式进行研究分析,为揭示CPD在参与毛竹笋生长调控、光诱导以及响应胁迫过程中的作用提供参考依据。[方法]在毛竹基因组数据库(BambooGDB)中查找CPD的同源序列,设计引物并克隆PeCPD。通过生物信息学的方法分析PeCPD的基因结构、顺式调控元件、其编码蛋白的基本理化性质、保守结构域、进化关系以及该基因在不同组织中的表达模式等,利用实时定量PCR方法分析该基因在不同高度笋、昼夜节律光照条件下以及干旱、低温胁迫处理下叶片和根中的表达模式。[结果]获得了毛竹CPD同源基因PeCPD(PH01003419G0030),cDNA全长为1 584 bp,包含5′和3′端非编码区分别为110 bp和64 bp,编码区为1 410 bp,对应的基因组长度为2 796 bp,外显子和内含子数量分别为6个和5个。克隆获得了PeCPD编码区,与BambooGDB中PH01003419G0030序列完全一致,编码一个470 aa的蛋白,分子量约为52.2 kDa,理论等电点为9.063。同时获得了PeCPD上游序列(1 999 bp),与数据库中序列完全一致,分析发现,其中除了启动子基本元件外,还含有多种与环境相关的作用元件,如参与低温应答的LTR、干旱响应的MBS和光响应元件AE-box、TCT-motif等。基于CPD氨基酸序列的系统进化分析表明,毛竹与水稻、玉米、谷子和二穗短柄草等单子叶植物聚类到一个大的分支,其中与二穗短柄草的亲缘关系最近。基于转录组数据的基因表达热图分析发现,PeCPD在毛竹7个不同组织中的表达存在明显差异,其中在20 cm笋中的表达量最高,根中表达量最低。实时定量PCR分析表明,随着笋的增高,PeCPD表达量呈上升趋势;在昼夜节律光照条件下,PeCPD表达量随着光照时间延长而上升,随着黑暗时间延长而下降;干旱和低温胁迫条件下,叶片和根中PeCPD的表达量均呈先上升后下降的趋势。[结论]从毛竹中获取得到了CPD同源基因PeCPD,该基因为组成型表达,且随着笋的增高其表达量呈上升趋势,可能通过参与BRs的生物合成对竹笋的生长起调控作用;PeCPD在叶片中的表达呈现昼夜节律变化,表明该基因可能会参与毛竹的光形态建成;干旱和低温胁迫条件下,PeCPD表达量的变化有助于提高毛竹适应逆境胁迫的能力。 相似文献
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4-香豆酸:辅酶A连接酶(4-coumarate: CoA ligase,4CL)基因是植物木质素、类黄酮和其他次生代谢产物合成的关键基因之一。为探究毛竹(Phyllostachys edulis)4CL基因的分子特征和表达模式,利用生物信息学方法对毛竹4CL同源基因进行鉴定,并对其基因结构、保守结构域和系统进化等进行全面分析,应用实时荧光定量PCR(qPCR)技术对基因表达模式进行研究。结果表明,在毛竹中共鉴定出15个4CL同源基因(Pe4CL1 ~ Pe4CL15),均含有内含子,数量为2 ~ 5个。Pe4CLs编码蛋白长度为520 ~ 671 aa,分子量为55 ~ 72 kDa。Pe4CLs均含有2个4CL家族高度保守的结构域,保守基序数量为6 ~ 10个,且均定位在过氧化酶体上。系统进化分析显示,毛竹、水稻、二穗短柄草、拟南芥、大豆和毛果杨的4CL家族成员分为2个亚家族(A和B),其中亚家族A又分为3个类型(Type Ⅰ ~ Type Ⅲ)。基于转录组数据的基因组织特异性表达分析发现,15个Pe4CLs在毛竹不同组织和不同生长时期中的表达量均存在明显差异。qPCR结果显示,除Pe4CL6的表达下调外,其他基因均随着竹笋高度增加呈上调趋势。组织化学染色结果表明,随着笋高度的增加,其木质化程度加深,与大多数Pe4CLs表达上调相一致。本研究为进一步探究毛竹中4CL的功能提供了参考依据。 相似文献
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不同柳树无性系一年生生长差异分析 总被引：1，自引：0，他引：1
为了研究不同柳树无性系苗期年生长差异及动态节律,本研究对5个柳树无性系1 a内的苗高和地径生长进行了测定,并采用3种曲线模型(Logistic,Gompertz和Von Berta-lanffy)对苗高和地径的年生长节律进行了拟合与分析。结果显示,不同柳树无性系间苗高均存在显著差异,而地径总体上差异不显著;柳树无性系QL和ZL的苗高和地径均高于群体平均值(158.550 cm和0.908 cm);无性系QL的苗高和地径的变异系数均低于群体平均值(15.33%和23.60%);柳树无性系苗高和地径的年生长过程呈现"慢-快-慢"的生长趋势并且符合"S"型曲线,3种模型的拟合度(R2)均在0.97以上,其中Von Berta-lanffy模型拟合效果最好,拟合度(R2)为0.996,Logistic模型拟合效果最差,拟合度(R2)为0.982。由此可为柳树优良无性系的选择提供理论依据,并可建立理想的统计模型来追踪柳树苗高和地径生长率的变化,为柳树的丰产集约化管理及制定科学的苗期管理计划奠定基础。 相似文献
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[目的]为研究肉桂酰辅酶A还原酶(CCR)基因表达对竹子木质素生物合成的影响,对毛竹(Phyllostachys edulis (Carrière) J. Houz.)中PeCCR基因的表达情况进行分析,并对PeCCR基因功能进行研究,以期为利用CCR基因在竹子中开展基因工程育种提供参考依据。[方法]采用实时定量PCR(qRT-PCR)方法对PeCCR基因在毛竹不同组织以及不同高度笋中的表达进行了分析,采用RT-PCR方法克隆了PeCCR基因的编码区,构建了基因过量表达载体,采用蘸花法转化拟南芥(Arabidopsis thaliana L.),采用溴乙酰法测定转基因植株茎木质素的含量。[结果]qRT-PCR结果表明:在毛竹实生苗根中PeCCR的表达量最高,其次是笋中,而未展开叶中最低;在野外随着笋高度的增加,木质化程度加强,PeCCR基因的表达量呈上升趋势,在6.7 m笋中达到最高。克隆获得PeCCR编码区长度为1 026 bp,编码一个341 aa的蛋白,具有家族蛋白特有的保守结构域"NWYCYGK"。与野生型拟南芥相比,转PeCCR基因植株叶片明显增大,且抽苔时间提前3~4 d。茎横切的组织化学染色观察发现:转基因植株茎的木质部和束间纤维组织染色面积均大于野生型;木质素含量测定表明,2个过表达PeCCR1转基因株系中的木质素含量均明显高于野生型,分别为野生型对照的123.1%和116.7%。[结论]PeCCR基因在毛竹不同组织的表达存在差异,在笋中随高度增加其表达量上调。过量表达PeCCR促进了转基因拟南芥植株的生长发育,提高了木质素含量。 相似文献
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液泡膜内在水通道蛋白（TIPs）在调节植物细胞膨压适应逆境胁迫环境过程中发挥着重要作用。研究毛竹TIP基因成员的分子特征及其在不同逆境胁迫条件下的表达模式，对揭示其在毛竹应答胁迫中的功能具有重要意义。利用生物信息学方法在毛竹基因组中共鉴定19个编码完整TIP蛋白的基因（PeTIP1-1~PeTIP1-3、PeTIP2-1~PeTIP2-4、PeTIP3-1~PeTIP3-2、PeTIP4-1~PeTIP4-7和PeTIP5-1~PeTIP5-3）；PeTIPs编码氨基酸的长度为238~434 aa，相对分子量为25.06~44.03 kDa；亚细胞位置预测显示，所有PeTIPs均定位于液泡膜上。PeTIPs包含7个保守基序，其中有4个为共有基序，不同成员的Ar/R选择性过滤器具有一定的差异，而Froger's残基均较为保守。系统进化分析显示，来自毛竹、水稻等6个物种的71条TIP氨基酸序列可分为5个分支，各分支中PeTIPs成员依次为3、4、2、7和3个。共线性分析结果表明，PeTIPs成员间共存在10对片段重复，在12个PeTIPs与水稻8个TIP基因间发现18对片段重复，这些重复基因多半发生在PeTIP4s和PeTIP5s中，且基因对的非同义对同义取代比（Ka/Ks）均小于1.0，表明PeTIPs经复制后的功能差异不大。在PeTIPs启动子区域中，发现多种与胁迫、激素响应相关的调控元件。基于叶片RNA-seq数据分析表明，不同PeTIPs响应低温、干旱和强光胁迫的表达模式均存在一定差异，既有显著性变化的成员（如PeTIP1-1和PeTIP1-2），也有几乎无变化的成员（如PeTIP5的成员）。qPCR结果显示，在不同胁迫条件下毛竹叶片和根中的PeTIPs的表达模式不同，多数呈现不同程度的显著上调，亦有在某一处理下基因表达变化不明显（如强光下叶片中的PeTIP1-1、PeTIP1-3和PeTIP4-2；干旱下根中的PeTIP1-1和PeTIP1-2），个别基因呈现下调（如低温下叶片中的PeTIP1-1）。毛竹叶片和根中PeTIPs的表达变化模式差异，说明它们在响应不同环境胁迫中可能发挥着不同的作用。 相似文献