- 孙卓楠;付振鑫;孙玉荣;刘旭;张宝俊;
查尔酮合酶(CHs)是植物类黄酮途径的关键酶,在植物生长发育及响应生物与非生物胁迫等方面有重要作用。利用生物信息学方法筛选了Xiaomi中CHs基因家族成员,并对其系统进化、理化性质、蛋白结构、启动子顺式作用元件及表达情况进行分析。结果表明,共鉴定到同时含有Chal_sti_synt_C和Chal_sti_synt_N保守域的谷子CHs基因33个,分布于1、2、4、5、7、8、9号染色体,其中在8号染色体上分布最多为11个,编码氨基酸平均数目423个,蛋白分子质量为16.74~57.50 ku;系统发育分析表明,CHs家族基因同源性较高,且该家族成员含有响应水杨酸和生长素等激素的顺式作用元件及调控类黄酮生物合成相关基因,不同基因在种子、根、茎、叶和穗之间存在组织特异性表达,其中SiCHs2、SiCHs27和SiCHs32基因在茎部表达量高,SiCHs18基因在根部表达量高;转录表达分析表明,受禾生指梗霉菌胁迫,22个SiCHs基因表达显著上调,类黄酮、花青素等物质合成及水杨酸、生长素等激素合成途径显著富集。综上可见,SiCHs2、SiCHs27和SiCHs32基因可能参与茎部生长调控,SiCHs18基因可能参与根部生长调控,CHs家族基因可通过合成抗病类次生代谢产物及调控激素来响应病原菌侵染。
2022年03期 v.50;No.433 281-288页 [查看摘要][在线阅读][下载 1719K] [下载次数:527 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:10 ] |[阅读次数:0 ] - 任晓庆;王波;欧阳春平;丁鑫炎;樊洁晶;高建华;
木质素类型、含量等与谷子茎秆的强度具有密切关系,肉桂醇脱氢酶(Cinnamyl Alcohol Dehydrogenase,CAD)是木质素生物合成过程中的一个关键酶。为探究谷子木质素合成过程中CAD基因家族的结构和功能,为CAD基因家族的进一步研究提供一定的参考,通过同源序列比对,在已知全基因组序列的xiaomi中共鉴定到13个SiCAD,分布于谷子1、2、4、6、7、9号染色体上。利用生物信息学方法对SiCAD基因家族成员进行亲缘关系、理化性质分析以及结构预测和表达谱分析。结果显示,SiCAD与狗尾草CAD的亲缘关系最近,且与豫谷1号CAD基因家族的同源性极高。13个SiCAD分属3个亚类,依次含有2、8、3个基因;结构预测结果显示,13个基因均为断裂基因,包含外显子数目为3~8个。表达谱分析结果表明,第1亚类基因SiCAD1具有时空表达差异性,在晋谷21号和xiaomi的茎中高表达,推测该基因编码谷子木质素生物合成的主要酶;第2亚类的SiCAD5和SiCAD8在晋谷21号和xiaomi的茎中也高表达,该基因可能也是谷子重要的CAD基因;其余SiCAD的表达量相对较低或不表达。
2022年03期 v.50;No.433 289-295页 [查看摘要][在线阅读][下载 1385K] [下载次数:871 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:3 ] |[阅读次数:0 ] - 蔡桂萍;黄旭升;史先飞;李润植;张莉;
为挖掘参与大豆胁迫应答的调控基因,研究聚焦大豆转录因子WAX INDUCER1(WIN1/SHN1)家族成员的鉴定和功能分析,以拟南芥AtWIN1编码序列为索引,在大豆转录组数据库中进行Blast比对,鉴定获得1条编码大豆GmWIN1-1转录因子的cDNA序列。通过生物信息学方法和qRT-PCR技术分析GmWIN1-1转录因子的序列特征及其在大豆各组织中和干旱胁迫下的表达水平。结果表明,该序列全长570 bp,编码189个氨基酸,蛋白分子质量为21.2 ku,理论等电点为8.45,为亲水性蛋白。GmWIN1-1蛋白二级结构主要元件为无规则卷曲,三级结构建模与模板5wx9.1蛋白氨基酸序列相似性为45%,为单体蛋白。多序列比对揭示GmWIN1-1与AtWIN1相似性最高。保守基序分析表明,WIN1蛋白具有3个基序,即AP2保守基序、中间基序、C端基序。系统发育分析显示,GmWIN1-1与MtWIN1亲缘关系较近。PlantCARE软件预测,GmWIN1-1启动子含有多个响应逆境胁迫的核心顺式元件。实时荧光定量PCR显示,GmWIN1-1在大豆各组织中的表达水平差异显著,在花器官中表达量最高。干旱胁迫条件下,GmWIN1-1的表达水平呈现先小幅度下降而后快速上调再下降的趋势。大豆GmWIN1-1转录因子在大豆各组织中的表达具有时空特异性,并且可能介导大豆干旱胁迫应答的调控。
2022年03期 v.50;No.433 296-302页 [查看摘要][在线阅读][下载 1468K] [下载次数:256 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:1 ] |[阅读次数:0 ] - 卫凯;朱慧森;岑慧芳;程映杰;
当前全球极端天气频发,干旱严重制约牧草的产量和品质。偏关苜蓿(Medicago sativa ‘Pianguan’)是山西地方品种,具有抗寒、抗旱性强以及营养价值高等特点。研究采用20%PEG对偏关苜蓿苗期进行干旱胁迫处理0(对照组)、72 h(干旱组),测定叶片SOD、POD、CAT和APX活性,利用高通量Illumina Hiseq测序技术对对照组和干旱组的叶片进行转录组测序。结果表明,偏关苜蓿干旱组的SOD、POD、CAT及APX的活性较对照组均显著上升;结果共得到79 794个Unigene,平均长度1 018 bp,对照组和干旱组差异表达基因中上调和下调表达数量分别是2 715、3 152个。差异表达基因的GO分析表明,对照组和干旱组的基因功能在代谢过程、催化活性、金属伴侣活性、抗氧化活性和酶调节活性差异显著;KEGG富集分析表明,差异表达基因在次生代谢物的生物合成、淀粉和蔗糖代谢以及植物激素信号转导等通路显著富集。研究获得干旱胁迫下偏关苜蓿对照组与干旱组差异表达基因的功能信息,发现bHLH35、ERF25、PCF7、RF2b等转录因子在偏关苜蓿响应干旱胁迫中具有重要作用,这些转录因子与苯丙氨酸酶、类胡萝卜素结合蛋白、光合作用蛋白、淀粉酶以及蔗糖合酶有关的基因可作为偏关苜蓿响应干旱胁迫的候选基因。
2022年03期 v.50;No.433 303-313页 [查看摘要][在线阅读][下载 1314K] [下载次数:873 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:14 ] |[阅读次数:0 ] - 任静;郝琴琴;成俊丽;李鹏飞;
PC12作为模式细胞已被广泛应用于多种疾病研究。为探究高效、低毒的PC12的细胞转染方法,试验采用化学转染法,以带有5′-羧基荧光素(FAM)标记的NC mimics作为外源基因,分别用RFect、D-Portal、TransIntro~(TM)EL、Lipofectamine 3000和Lipofectamine 2000等5种转染试剂转染PC12细胞以筛选最佳转染试剂;然后设置NC-FAM mimics浓度为50、60、70、80、90、100 nmol/L,通过倒置荧光显微镜观察PC12细胞在最佳转染试剂下的荧光信号对转染效果进行评定。结果表明,在相同的培养条件下,不同转染试剂对PC12细胞的转染效果之间存在较大差异,其中,TransIntro~(TM)EL转染后荧光强度最高,D-Portal、Lipofectamine 3000和Lipofectamine2000转染后荧光信号次之,RFect转染后荧光信号最弱;且不同处理对细胞损害无显著差异。以TransIntro~(TM)EL作为最佳转染试剂进一步优化NC-FAM mimics转染浓度发现,荧光强度随NC-FAM mimics浓度的增加呈现先增强后降低的趋势,且在NC-FAM mimics浓度为70 nmol/L时荧光信号最强;此外不同浓度下的细胞数量无显著差异。综上可见,以TransIntro~(TM)EL作为转染试剂、NC-FAM mimics浓度为70 nmol/L时,转染后PC12细胞荧光强度最高,转染效果最好。
2022年03期 v.50;No.433 314-318页 [查看摘要][在线阅读][下载 1358K] [下载次数:285 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ] - 赵春超;张宏江;臧敦秀;崔红利;李润植;
单细胞光自养雨生红球藻富集虾青素(AST)和三酰甘油(TAG)的合成调控机制目前还未得到解析。以雨生红球藻-797株系为试验材料,克隆编码磷脂-二酰甘油酰基转移酶(HpPDAT)的基因、鉴定酶蛋白理化特征和分析不同光质下的表达谱。结果显示,基于雨生红球藻转录组数据,鉴定获得一条编码HpPDAT的cDNA序列,全长3 138 bp,编码978个氨基酸,蛋白的分子式为C_(4437)H_(6997)O_(1396)N_(1289)S_(38),分子质量为101.95 ku,理论等电点为6.15。多序列比对结果显示,HpPDAT具有LCAT家族典型保守域。系统发育分析显示,HpPDAT与微藻中的PDATs亲缘关系较近,而与高等植物的PDATs亲缘关系较远。不同光质(白光、高白光、高蓝光、紫外和白光+紫外)条件下HpPDAT基因的表达谱分析揭示,与黑暗条件下的藻细胞相比,所测光质条件下藻细胞HpPDAT基因的表达均上调,特别是高蓝光(10 000 lx)显著促进了HpPDAT基因的表达,表达量达到黑暗条件下的9.6倍;不同光质条件下的细胞脂质合成发现,光照处理的总脂积累量要明显高于黑暗处理。HpPDAT的表达量与总脂的积累量呈现出一致性,在高蓝光处理下获得了最高的总脂积累量(27%),是黑暗处理的1.9倍。
2022年03期 v.50;No.433 319-326页 [查看摘要][在线阅读][下载 1637K] [下载次数:252 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:2 ] |[阅读次数:0 ]