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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低温胁迫对枇杷生理特性及抗寒相关基因差异表达的影响
《中国农学通报 》 2024 CSCD
摘要：研究低温胁迫下2个枇杷幼果种胚生理指标变化及抗寒相关EjICE1基因的表达规律，为枇杷抗寒新材料的筛选及枇杷抗寒分子机理的解析提供理论依据。以洞庭枇杷（黄肉，DT）及洞庭枇杷突变型（白肉，DTM）挂果容器苗为材料，研究人工模拟低温对枇杷相对电导率（REC）、丙二醛（MDA）含量、超氧化物歧化酶（SOD）活性、过氧化物酶（POD）活性、过氧化氢酶（CAT）活性及EjICE1基因的表达规律的影响。结果表明，低温胁迫下2个枇杷幼果种胚相对电导率REC均呈“S”型曲线变化，Logistic方程显示，洞庭枇杷和突变型（DTM）半致死温度LT50分别为-4.759、-2.811℃，突变型（白肉，DTM）幼果的抗寒能力强于洞庭枇杷；2个枇杷的SOD、POD及CAT活性及洞庭枇杷（DT）的MDA含量均呈现出先升后降的变化趋势，但达到最大阈值的时间点不同，而突变型（DTM）MDA含量则呈现缓慢上升趋势，洞庭枇杷SOD在1℃达到最大阈值，丙二醛（MDA）含量、POD及CAT活性在-1℃达到最大阈值；突变型（DTM）SOD、POD及CAT活性在-3℃达到最大阈值，丙二醛（MDA）含量则在-5℃达到最大阈值。EjICE1基因在2个枇杷中的表达呈先升后降的趋势，突变型（DTM）EjICE1基因的表达水平均高于同时期的洞庭枇杷，最大表达量出现在-3℃，洞庭枇杷EjICE1基因最大表达量出现在-1℃，在-5℃时2个枇杷中EjICE1基因的表达均被强烈抑制。突变型（DTM）幼果的抗寒能力强于亲本洞庭枇杷（DT），低温胁迫下，突变型（DTM）具有较高的保护酶活性，能快速激活抗寒相关基因的表达，启动低温应答机制，进而抵御和适应低温伤害。
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大肠杆菌多酚氧化酶的分子克隆及异源高效表达
《中国饲料 》 2024 北大核心
摘要：菜籽粕、棉籽粕等非粮饲料资源存在的酚类化合物芥子碱、棉酚等抗营养因子，严重影响了其饲喂价值。本课题组筛选出的一株大肠杆菌属芥子碱降解菌SDB2已被证实能通过分泌多酚氧化酶来降解芥子碱和棉酚，本试验旨在运用基因工程技术克隆SDB2多酚氧化酶基因，实现其高效表达，为SDB2多酚氧化酶在饲料工业上的规模化应用奠定基础。从大肠杆菌SDB2中克隆出多酚氧化酶基因，将其与质粒pET28a连接后转化至大肠杆菌BL21感受态细胞中培养，通过PCR鉴定及质粒酶切验证方法构建重组菌株，同时对重组克隆基因进行生物信息学分析。采用“2×2”交叉试验设计，以温度和诱导剂IPTG浓度两个影响因素诱导SDB2多酚氧化酶基因在重组菌株中高效表达，经SDS-PAGE和WB双重验证后，确立最佳诱导条件，最终纯化出目标酶蛋白。结果表明：（1）成功克隆SDB2多酚氧化酶基因，构建出异源表达重组菌株。（2）克隆出的SDB2重组多酚氧化酶基因含目标核苷酸741个，总编码氨基酸263个（含标签氨基酸20个），氨基酸组成的蛋白相对分子质量为28499.0，理论等电点为6.94，据此预测出SDB2重组多酚氧化酶三维结构模型。（3）确立SDB2多酚氧化酶异源高效表达的最佳诱导条件为温度37℃，IPTG浓度1 mmol，该条件下表达出大量可溶性酶蛋白，有利于工业化生产。本试验条件下，大肠杆菌SDB2多酚氧化酶成功实现了分子克隆及异源高效表达，为我国非粮饲料资源实现高效利用提供了技术参考。
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清远麻鸡miR-142-3p分析及其关键靶基因的筛选
《中国农业大学学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为分析清远麻鸡不同组织中miR-142-3p的表达情况,并筛选其在脾脏中的关键靶基因,本研究利用在线数据库预测鸡miR-142-3p靶基因,并对靶基因进行GO和KEGG富集分析以及构建蛋白-蛋白互作网络.利用在线公共数据库,分析脾脏相对于其他组织的miR-142-3p表达量;再根据miRNA表达量与其靶基因表达量负相关机制,对miR-142-3p靶基因与脾脏中相对其他组织显著下调基因取交集,筛选潜在靶基因.结果表明:1)预测获得85个靶基因,GO富集分析显示,靶基因参与多种高分子化合物的合成与转运过程.2)KEGG结果显示富集到MAPK、Notch、Wnt等多条与抗肿瘤免疫相关的信号通路.3)PPI网络共筛选到4个Hub基因.4)miR-142-3p在脾脏中的表达量极显著高于肝脏、肺脏、胸肌、心脏和肾脏(P<0.01).5)共筛选到TWF1、MYH10、NFIB、FNBP1L和FERMT2 5个靶基因.综上,鸡miR-142-3p在脾脏中很可能通过TWF1、MYH10、NFIB、FNBP1L和FERMT2发挥生物学功能.本研究为解析鸡miR-142-3p的功能及其分子机制提供了参考和依据.
关键词： 清远麻鸡 miR-142-3p 生物信息学 组织表达 脾脏
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桑树MnGATA7基因克隆及干旱胁迫下的表达分析
《植物生理学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：GATA转录因子对植物的生长发育过程、生物胁迫及非生物胁迫、叶绿素合成以及碳、氮代谢等生理活动发挥着重要作用。本研究以桑树幼苗为材料,成功克隆了桑树MnGATA7基因序列,并对其进行生物信息学分析、原核表达、Western blot及干旱胁迫下在各组织中的表达等探究。结果显示, MnGATA7序列开放阅读框长933 bp,编码310个氨基酸,蛋白分子量为34.25 kDa,理论等电子点为4.76,且定位于细胞核中。原核表达及Western blot分析显示,成功构建了MnGATA7基因的原核表达载体,并在体外实现了重组蛋白体的表达与纯化。组织表达分析表明, MnGATA7基因在桑树各组织中的表达模式存在显著差异,且随着干旱胁迫时间的延长,在根和表皮中的相对表达量呈现先增后降的趋势,在叶片中是呈现逐渐下调的趋势。综合表明,桑树MnGATA7基因可能参与了桑树干旱胁迫的生理响应。
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甘薯近缘野生种三浅裂野牵牛KNOX基因家族鉴定及其在块根发育中的表达分析
《核农学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为探究甘薯近缘种三浅裂野牵牛KNOX(ItrKNOX)基因家族在块根发育过程中的作用，本研究在基因组水平对ItrKNOX基因家族进行了鉴定，并利用转录组测序技术对ItrKNOX基因在三浅裂野牵牛Y22块根发育不同阶段的表达量变化进行了分析。共鉴定到分布于10条染色体的12个ItrKNOX基因。进化分析显示，这些ItrKNOX基因可分为Class Ⅰ、Class Ⅱ和Class M三类，KNOX家族基因的类型和数目在三浅裂野牵牛、三裂叶薯、牵牛和圆叶牵牛这4个甘薯属二倍体物种基因组中都较为稳定，其中三浅裂野牵牛和三裂叶薯的亲缘关系较近。对ItrKNOX基因启动子区进行分析，发现多个与生长发育、植物激素、光和逆境胁迫相关的顺式作用元件。转录组分析显示，在Y22块根发育过程中，不同ItrKNOX基因表达模式不同。其中，Class M基因ItrKNOX12几乎不表达，而ItrKNOX02、ItrKNOX03、ItrKNOX09和ItrKNOX10在整个根部发育过程中持续高表达。从不定根时期到块根发育期，ItrKNOX01～ItrKNOX03、ItrKNOX05、ItrKNOX09和ItrKNOX11的表达量明显上调，ItrKNOX08的表达量明显下调。值得注意的是，ItrKNOX06在块根膨大到直径大于2 mm后表达量才明显上调，ItrKNOX07在不定根和成熟块根中表达水平明显低于发育中的块根。本研究为探索甘薯及其近缘野生种三浅裂野牵牛KNOX家族基因的功能和调控机制提供了参考。
关键词： 三浅裂野牵牛 KNOX基因家族 进化 基因表达 块根发育
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2个不同品种肉兔背最长肌肌纤维发育规律及相关基因表达比较分析
《中国养兔杂志 》 2024
摘要：为研究四川白兔和新西兰兔背最长肌肌纤维发育规律以及肌纤维发育相关基因的表达情况，采集四川白兔和新西兰兔35、56、84日龄3个阶段背最长肌组织，利用石蜡切片技术研究背最长肌肌纤维发育规律，同时，应用实时荧光定量PCR检测MyoG、Myf5和MSTN等基因的表达量。结果显示:2个品种肉兔的肌纤维面积和直径均随着日龄的增加而增加，密度随着日龄的增加而减少，且密度减少趋势放缓。两品种间比较，四川白兔35、84日龄的肌纤维面积和直径显著低于新西兰兔，56日龄的面积和直径显著高于新西兰兔，四川白兔35、84日龄的密度显著高于新西兰兔，56日龄的密度显著低于新西兰兔。不同日龄基因表达比较，两品种均呈现MyoG表达先下调后上调，Myf5表达下调。品种间相比，新西兰兔MyoG、Myf5表达量高，四川白兔MSTN表达量高。综上所述，其研究有助于理解四川白兔和新西兰兔背最长肌发育规律，为进一步研究四川白兔和新西兰兔的肌肉生长发育调控机制提供理论参考。
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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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大恒799肉鸡Myoz1基因CDs区克隆、序列分析及其组织表达研究
《中国家禽 》 2024 北大核心
摘要：为研究钙调神经磷酸酶肌小结结合蛋白1(Myoz1)的氨基酸序列特征及其在不同组织器官中的mRNA表达水平，试验通过PCR克隆Myoz1 CDs序列，分别利用ExPASYProtparam、ProtScale、Target P、DNAStar Protean、SWISS-MODEL、SignalP 4.1 Server、NetPhos2.0Server和STRTNG软件，进行Myoz1蛋白理化特性、亲/疏水性、亚细胞结构、蛋白二级结构、三级结构、信号肽、磷酸化位点和蛋白互作分析，并通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测Myoz1基因表达量。结果显示：大恒799肉鸡Myoz1基因CDs序列全长为881 bp，可编码293个氨基酸；大恒799肉鸡Myoz1基因氨基酸序列与雉鸡、岩雷鸟位于一个分支，同源性最高，均高于96%，亲缘关系最近；Myoz1蛋白为水溶性蛋白且大多分布于细胞核内，分子式为C1442H2244N400O430S10，分子质量约为32 384.70 ku，理论等电点为9.12;Myoz1蛋白不存在信号肽，为分泌蛋白，共存在37个潜在的磷酸化位点、1个N-糖基化潜在位点；Myoz1蛋白二级结构主要由α-螺旋、β-转角和无规则卷曲组成，三级结构预测结果与其一致；Myoz1蛋白与ACTN2、LDB3、LMOD3等Z盘蛋白（PDZ-LIM结构域蛋白，ZASP）以及肌肉生长发育相关蛋白有相互作用的关系；Myoz1在1日龄大恒799肉鸡胸肌和腿肌的表达量显著高于其他组织，且在胸肌中的表达量高于腿肌（P<0.05）。研究表明Myoz1基因可能在肌肉生长发育过程中发挥调控作用。
关键词： 大恒肉鸡 Myoz1基因 克隆 生物信息学分析 组织表达
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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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