科研产出
甘薯CCD基因家族鉴定及其表达模式分析
《西南农业学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：【目的】系统鉴定和分析甘薯(Ipomoea batatas L．)类胡萝卜素裂解双加氧酶(CCD)基因家族，为进一步研究其在类胡萝卜素代谢和块根发育过程中的作用机制奠定基础。【方法】利用生物信息学方法对甘薯CCD基因家族进行全基因组鉴定，分析其成员的结构与功能。基于转录组测序数据，分析CCD基因在成熟期甘薯不同组织中的表达模式，以及其在白色、紫色、橘色薯肉甘薯块根发育不同阶段的表达量变化。【结果】在9条染色体上共鉴定到24个Ib CCD基因，可分为CCD1、CCD4、CCD7、CCD8、NCED和CCD-Like 6个亚家族。共线性分析表明片段复制和串联重复是导致Ib CCD基因扩增的关键因素。Ib CCD基因启动子区域含有与生长发育、激素响应、光响应、逆境胁迫响应相关的65种顺式作用元件。转录组分析显示，Ib CCD基因具有不同的表达模式。Ib CCD1a可能是甘薯生长发育的关键基因，其在不同组织、不同薯肉颜色甘薯块根发育不同阶段均高表达。去除始终极低表达基因，有13个Ib CCD基因在不同组织中差异表达。Ib CCD1b、Ib CCD1c、Ib CCD1d、Ib CCD4、Ib NCED2和Ib NCED4可能参与调控甘薯块根中类胡萝卜素种类和含量。NCED亚家族的Ib NCED1和Ib NCED3基因可能通过调节甘薯根部脱落酸含量影响块根膨大。【结论】本研究揭示了24个Ib CCD基因在甘薯不同组织和不同薯肉颜色块根发育过程中的表达模式，为探索甘薯CCD家族基因的功能和调控机制，以及选育高类胡萝卜素含量的甘薯新品种提供参考。
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鸡miR-133a-3p的表达、生物信息学分析及其靶基因初筛
《江苏农业科学 》 2024 北大核心
摘要：为了研究鸡不同组织中miR-133a-3p的表达情况并预测其靶基因，进行GO、KEGG富集分析，对关键靶基因进行初筛，阐明其在机体中的作用。通过miRBase检索15个物种的miR-133a-3p序列，采用MEGA 7.0进行多物种序列比对及系统进化树构建；使用TargetScan、miRDB预测鸡miR-133a-3p的靶基因，再取交集，对其进行GO、KEGG富集分析；通过qPCR检测miR-133a-3p在罗斯308肉鸡各组织中的表达量，并检测其靶基因在不同生长周龄(W0～W6)胸肌中的表达规律。结果表明，不同物种miR-133a-3p的成熟序列同源性极高，物种间保守，系统进化树分析发现，鸡miR-133a-3p与原鸽聚为一支；预测获得145个靶基因，GO富集分析显示，靶基因富集到酶活性调控、分子功能负调控、内质网系统形成、肌球蛋白结合等条目，KEGG结果显示，靶基因富集到p53、mTOR、FoxO、肌动蛋白细胞骨架调控等多条与肌肉生长发育相关的信号通路；对肌肉生长发育相关通路进行分析，挖掘到PIK3CB、NRAS、EGFR、PRKAA1、IGF1R这5个显著富集基因；miR-133a-3p仅在胸肌、腿肌、心脏中表达，且在胸肌中的表达量显著高于心脏、腿肌(P<0.01);随着生长周龄的增长，miR-133a-3p在胸肌中的表达量先升后降，而靶基因IGF1R的表达量呈先降后升的规律，它们的拐点均在第3周龄，二者负相关。综上说明，鸡miR-133a-3p在肌肉组织中特异性表达，很可能通过靶基因IGF1R调控肌肉生长发育。
关键词： 鸡 miR-133a-3p 生物信息学 表达分析 肌肉生长发育 靶基因筛选
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芦笋胆固醇C-22羟化酶基因AoCYP90B27的克隆及表达模式分析
《西北农业学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为研究芦笋(Asparagus officinalis L.)甾体皂苷合成中下游胆固醇 C-22 羟化酶基因,首先通过基因组家族结合芦笋的转录组分析,筛选、预测到 1 个胆固醇 C-22 羟化酶基因 AoCYP90B27,通过 qRT-PCR进行组织表达模式分析,利用 plantCARE数据库进行启动子顺式作用元件预测分析及该基因在脱落酸、水杨酸及茉莉酸甲酯等激素及干旱胁迫中的表达情况分析.结果表明,AoCYP90B27 基因的cDNA全长为 1 443 bp,编码含有 481 个氨基酸残基,启动子区域除含有 TATA-box等保守元件,还存在与非生物胁迫和激素诱导响应的作用元件.该基因在不同组织器官中均有表达,根中的表达量显著高于地上部组织.在干旱胁迫、脱落酸、水杨酸和茉莉酸甲酯诱导处理及其不同处理时间其基因的表达量明显不同,推测该基因在皂苷合成的下游途径中能催化胆固醇C-22 羟基化,形成多样的皂苷元参与多年生芦笋根系的逆境胁迫应答,为阐明皂苷合成的分子机制奠定了实验基础.
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桑树花青素合成相关基因MaLAR和MaUGAT的克隆与表达分析
《蚕业科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：无色花青素还原酶(leucoanthocyanidin reductase,LAR)是催化无色花青素转化为儿茶素的一个关键酶,是植物类黄酮生物合成路径中的一个下游酶,可抑制无色花青素在花青素合成酶(anthocyanidin synthase,ANS)的催化下转化为花青素;花青素-3-O-葡萄糖苷-2-O-葡萄糖醛酸转移酶(cyanidin-3-O-glucoside 2-O-glucuronosyltransferase,UGAT)是植物花青素生物合成路径中一个关键酶,其催化花青素-3-O-葡萄糖苷转化为花青素3-O-(2-O-β-D-葡萄糖醛酸基)-β-D-葡萄糖苷,使得无色花青素最终转化为稳定的花色苷物质而累积在果实中.通过与川桑(Morus notabilis)基因组数据库进行比对鉴定到了 MaLAR和MaUGAT基因,并以粤椹大10与和田白桑的桑椹cDNA为模板克隆了 MaLAR和MaUGAT基因.聚类分析结果表明粤椹大10 MaLAR与甜樱桃(Prunus avium)亲缘关系较近,和田白桑MaLAR与川桑亲缘关系较近;粤椹大10 MaUGAT与和田白桑MaUGAT均与川桑亲缘关系较近,均属于蔷薇目.实时荧光定量PCR检测表明MaLAR在和田白桑桑椹S1—S3阶段的表达水平均高于粤椹大10;而MaUGAT则在粤椹大10桑椹S2—S3阶段中表达水平显著高于和田白桑.研究表明MaLAR在桑树花青素合成途径中可能起负调控作用,而MaUGAT在桑树花青素合成途径中可能起正调控作用.
关键词： 桑树 无色花青素还原酶 花青素-3-O-葡萄糖苷-2-O-葡萄糖醛酸转移酶 基因克隆 表达分析
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藜麦SPP基因家族全基因组鉴定及表达模式分析
《江西农业学报 》 2022
摘要：为明确CqSPPs基因家族的进化关系，以公开的藜麦基因组数据库为基础，鉴定出4个CqSPP基因，并进一步明确了各成员结构及其编码蛋白的理化性质、亚细胞定位、保守结构域、模体和启动子。以现有高通量转录组数据为基础，明确了各成员在藜麦不同组织中的表达水平，并采用qRT-PCR对各成员在苗期不同逆境下的表达水平进行了检测。CqSPPs分布于4个不同的染色体上，将其命名为CqSPP1～CqSPP4，其蛋白氨基酸数目在399～623之间，分子量介于45.24～70.77 kDa之间，理论等电点在5.64～6.93之间，同时表现出明显的亲水性。亚细胞定位预测显示除了藜麦SPP2蛋白预测结果为不确定外，其余蛋白主要定位在叶绿体上。蛋白保守模体分析结果显示，在该基因家族编码蛋白中预测得到10种保守模体，其中所有蛋白均含有8个排列顺序相同的模体。系统发育分析显示，植物中SPP基因家族可以分为5个组，其中CqSPP基因处于其中的2个组，并且与拟南芥SPP基因亲缘关系最近。启动子分析显示，各成员在启动子区域存在多种响应非生物胁迫的顺式转录元件。表达分析显示CqSPP1在各组织中均明显表达，而CqSPP4在各组织中表达量较低。在受到不同胁迫时，SPP基因家族的响应情况各不相同。结果表明CqSPPs有4个成员，且受多种非生物胁迫诱导表达，推测其可能在藜麦响应非生物胁迫过程中发挥了重要作用。
关键词： 磷酸蔗糖磷酸酶（SPP） 基因家族 藜麦 表达分析
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暗紫贝母鲨烯合酶基因的克隆及其组织表达分析
《西南农业学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：【目的】:克隆名贵药材暗紫贝母（Fritillaria unibracteata）鲨烯合酶（Squalene synthase, SQS）基因的全长ORF序列（FuSQS）,并对其进行生物信息学分析和不同组织表达水平分析。【方法】利用PCR方法,克隆得到FuSQS,利用生物信息学方法预测FuSQS蛋白的基本理化性质、保守结构域、二级及三级结构等蛋白特性,利用Clustal W和MEGA 7.0分别进行氨基酸序列对比和系统进化分析,通过Real-time PCR分析FuSQS在暗紫贝母不同组织的表达水平。【结果】FuSQS长度为1230 bp（GenBank登录号MW365404）,编码1条长度为409个氨基酸残基的肽链,相对分子质量为46.84 kDa,等电点（pI）为6.33,含有法尼基焦磷酸结合口袋和Mg2+结合位点等保守结构域。系统进化树表明FuSQS与油棕、宽瓣重楼、水稻、玉米等单子叶植物进化关系较近。Real-time PCR结果显示,FuSQS在不同组织中表达量有显著差异。【结论】FuSQS的克隆、生物信息学分析及其在鳞茎中的高表达特征,这为进一步研究FuSQS在暗紫贝母生物碱生物合成途径的调控机制提供科学依据。
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小麦PIN基因家族的鉴定及表达分析
《中国农业科学 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：[目的]PIN(puroindoline)是植物所特有的一类蛋白家族,对控制小麦籽粒硬度有重要功能.分析小麦PIN家族成员在全基因组的分布、结构及进化,研究其在不同组织的表达特异性以及在不同硬度种子的表达模式,为阐明小麦PIN基因家族的生物学功能奠定基础.[方法]根据已报道的小麦PIN基因和大麦HIN基因,利用BLASTP和HMM方法,在最新发布的小麦中国春参考序列中鉴定小麦PIN基因家族成员.利用UniProt、URGI、PFAM、CDD、expVIP等数据库,采用Clustal X、MEGA 7.0、ExPASy、MEME、GSDS、TB tools、GraphPad Prism5等软件进行生物信息学分析.采用qRT-PCR方法检测TaPIN基因家族在不同籽粒硬度小麦样品中的表达情况.[结果]共鉴定出19个小麦PIN基因,集中成簇分布于第1、5和7染色体同源群,编码148—327个氨基酸,编码蛋白相对分子量为16.39—37.19 kD,等电点为6.35—9.34.通过结构域和系统发育分析,可将19个TaPIN基因分为A和B两大类.大部分TaPINs基因仅有1个外显子,没有内含子,顺式作用元件分析发现其上游序列包含大量抗逆和种子发育相关的调控元件.转录组分析表明该基因家族在小麦籽粒中相对表达量很高,而在根茎叶等其他组织几乎不表达.实时荧光定量PCR表明,各基因间相对表达量差异显著,TaPIN9和TaPIN10表达量较高.随着小麦籽粒硬度降低,TaPIN9和TaPIN10表达上调,且表达比例增加,而TaPIN16和TaPIN6则呈现相反的趋势.[结论]小麦籽粒硬度的调节以Pina和Pinb为主,该基因家族其他成员也具有相同结构域,推测也具有相似功能,但受表达量低的限制,对籽粒硬度影响较小.从该基因的进化关系看,粗山羊草与小麦亲缘关系最近,其次是燕麦、黑麦和大麦.
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水稻B-box锌指蛋白基因OsBBX26的 克隆及表达分析
《南方农业学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：[目的]克隆水稻B-box锌指蛋白基因(OsBBX26),并分析其在非生物胁迫下的表达模式,为探究水稻B-box蛋白的非生物胁迫响应机制提供理论依据.[方法]以水稻模式品种日本晴为材料,采用RT-PCR克隆OsBBX26基因,对其进行生物信息学分析,并通过构建pBA-OsBBX26-YFP植物表达载体进行亚细胞定位.同时,采用实时荧光定量PCR检测分析OsBBX26基因的组织特异性及非生物胁迫(干旱、ABA、低温和高盐)下的表达模式.[结果]克隆获得的OsBBX26基因(LOC_Os08g42440)cDNA全长序列为1467 bp,编码488个氨基酸,其编码蛋白分子量为51.86 kD,理论等电点(pI)为6.63,包含1个B-box锌指结构域和1个CCT结构域,其中B-box结构域位于第13~60位氨基酸,CCT结构域位于第435~478位氨基酸,该蛋白定位于细胞核中.OsBBX26基因位于8号染色体上,启动子区域除了含有TATA-Box和CAAT-Box等基本转录元件外,还含有与逆境相关的顺式作用元件,包括低温响应元件LTR、脱落酸响应元件ABRE、水杨酸响应元件TCA-element、厌氧响应元件ARE、茉莉酸甲酯响应元件CGTCA-motif和TGACG-motif,以及MYB转录因子结合位点.OsBBX26蛋白与粳稻B-box蛋白亲缘关系最近,其次与籼稻B-box蛋白亲缘关系较近,与其他植物B-box蛋白也存在较高的相似性,其中与小米、大麦、高粱、玉米和短柄草B-box蛋白的氨基酸序列相似性分别达72%、72%、71%、69%和68%.OsBBX26基因在幼叶中的表达量最高,其次是在成熟叶片中,在幼根、成熟根、茎和幼穗中的表达量均极低,表明该基因表达具有明显的组织表达特异性.干旱、高盐、ABA和低温胁迫处理下OsBBX26基因均上调表达,干旱、高盐和ABA胁迫处理12 h达峰值,但低温胁迫处理在24 h后才达峰值.[结论]OsBBX26基因受干旱、高盐、ABA和低温胁迫诱导均上调表达,推测其参与水稻植株响应多种非生物胁迫,在逆境响应中发挥重要调控作用.
关键词： 水稻 B-box蛋白 克隆 非生物胁迫 表达分析 组织表达
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