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1. chinaXiv:202003.00063 [pdf]

烟草TIR-NBS基因家族的生物信息学分析

董亚萍; 杨仕梅; 赵德刚; 宋 莉
Subjects: Biology >> Botany >> Applied botany

TIR-NBS基因是一类与植物抗病调节和生长发育密切相关的基因,其特征解析有助于对植物免疫和发育调节的认识。通过生物信息学分析方法,从基因鉴定、染色体分布、基因结构、蛋白性质和结构、信号肽、亚细胞定位和顺式作用元件等方面,对烟草TIR-NBS基因家族进行鉴定和分子特性分析。研究发现,烟草TIR-NBS基因家族含有30条成员,分布在21条染色体上,含有3~8个保守基序;编码蛋白均为不稳定蛋白,无信号肽,主要分布于细胞核、细胞质和叶绿体中,二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主要构成元件;进化时主要受纯化选择作用,与番茄的TIR-NBS基因亲缘关系最近;顺式作用元件分析表明其可能受光照、温度以及生长素、茉莉酸甲酯、脱落酸、水杨酸、赤霉素等激素调控。研究结果为进一步探究TIR-NBS基因的生物学功能及提高植物产量和品质提供了依据。

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2. chinaXiv:202003.00067 [pdf]

牛大力淀粉酶基因家族的生物信息学分析

涂冬萍; 王柳萍; 赵立春; 黄志其; 翟勇进; 白隆华; 莫长明
Subjects: Biology >> Botany >> Applied botany

研究牛大力淀粉酶基因家族的生物活性,为牛大力生长发育规律的揭示及根膨大的相关基因的筛选奠定基础。该文基于不膨大和膨大的牛大力根的转录组测序结果,采用生物信息学技术对筛选到的28 个牛大力淀粉酶基因进行分析。28 个牛大力淀粉酶相关蛋白基因编码的氨基酸序列分子量从20.78 KDa到349.39 KDa不等;均为酸性蛋白;亚细胞定位部分在叶绿体;具有PLN02784 super family、AmyAc-family super family结构域;二级结构中除MsAm1, 7, 8, 15, 16, 22, 23, 28中α螺旋占比最大外,无规则卷曲的比例最大;三级结构预测具有α淀粉酶结构、β淀粉酶结构、异淀粉酶结构等;淀粉酶基因家族共有86 个作用元件,MsAm9的作用元件最多(42 个);系统发育树表明MsAm15,16归于1 类,且均具有motif 2, motif 3, motif 7, MsAm4, 24, 26归于1 类,与拟南芥淀粉酶进行比对,AtBM4和MsAM6归为一类,AtAM2和MsAM2归为一类,AtBM8和MsAM5归为一类,AtBM4和MsAM6归为一类,AtAM10和MsAM22归为一类,AtIM3和MsAM17归为一类。这些分析结果可为今后深入研究28 个牛大力淀粉酶的生物学功能和调控机制提供一定的理论依据,为牛大力根部膨大的研究及品种的改良提供参考。

submitted time 2020-03-24 From cooperative journals:《广西植物》 Hits210Downloads107 Comment 0

3. chinaXiv:202003.00069 [pdf]

乙烯对绞股蓝皂苷生物合成关键酶基因表达和皂苷含量的影响

王婷; 张世鑫; 潘凤溜; 彭小列; 田维敏; 刘世彪
Subjects: Biology >> Botany >> Applied botany

以药食两用植物绞股蓝为材料,研究了植物激素乙烯对绞股蓝皂苷生物合成关键酶基因表达及皂苷含量的影响。实验采用荧光定量PCR技术,检测了乙烯利处理后绞股蓝不同器官中皂苷生物合成关键酶基因GpFPS,GpSS和GpSE的表达水平;采用分光光度法及HPLC技术,测定了乙烯利处理对绞股蓝总皂苷和皂苷单体Rb1、Rb3和Rd含量的影响。结果表明:外施乙烯利能够不同程度地上调GpFPS,GpSS和GpSE基因的表达水平,且3个基因的表达模式在不同器官间不同,而在同一器官中相似。在乙烯利处理后3 d,所测各器官中的总皂苷含量与对照相比均有所上升,其中根、成熟叶和幼叶达到显著水平,但3个皂苷单体在不同器官中的增加或降低并不一致,以Rb3含量最高。该结果为探索利用植物激素调控绞股蓝皂苷次生代谢提供了参考。

submitted time 2020-03-24 From cooperative journals:《广西植物》 Hits43Downloads24 Comment 0

4. chinaXiv:202003.00074 [pdf]

水曲柳中MYBL2 基因表达特征分析

韩丹宇;  于磊; 韩朝君;  张振峰;  张旭;  刘璋;  詹亚光
Subjects: Biology >> Botany >> Applied botany

MYB 转录因子家族是植物中最大的转录因子家族之一,参与植物生长、繁殖和代谢的各个时期。研究发现,MYB 转录因子能通过多种方式参与植物抗逆生长。该研究在水曲柳中克隆FmMYBL2 基因,利用生物信息学分析其结构和表达特征,并构建FmMYBL2 蛋白的系统进化树。对水曲柳幼苗进行低温胁迫、盐胁迫处理以及激素分子诱导处理(包括ABA、IAA、GA3、JA、SA)。分别在0、1、3、6、12、24、48 h取样。利用实时荧光定量PCR 对上述处理样品中FmMYBL2 基因进行定量分析,并分析了FmMYBL2 的时空表达特征。结果表明:克隆得到的FmMYBL2 基因全长为762 bp,编码253 个氨基酸。FmMYBL2 蛋白是亲水性蛋白,氨基酸序列比对表明其与棉花同源关系较近。荧光定量分析表明,FmMYBL2 基因响应低温胁迫和盐胁迫,同时ABA、IAA、GA3、JA、SA 共同调控该基因表达。在低温处理1 h、盐胁迫48 h 时FmMYBL2基因表达量最高,激素诱导后表达量持续波动,但能在短时间内迅速响应。FmMYBL2 基因在根、芽、花、种子中均有表达,雄花中的表达量最高。该研究结果为深入研究MYBL2 基因功能和水曲柳抗逆生长的调控奠定基础。

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5. chinaXiv:202003.00016 [pdf]

椰子脂肪酸积累及与FatB 基因表达关系研究

周丽霞;  吴翼;  杨耀东
Subjects: Biology >> Botany >> Applied botany

分别对椰子果实发育四个时期的脂肪酸成分及含量变化,FatB 基因的表达变化进行分析,明确椰子脂肪酸积累及FatB 基因表达量变化之间的关系,为将来筛选控制椰子果实中低碳链脂肪酸积累的关键FatB 基因奠定基础。以海南本地高种绿椰为试验材料,参考国家标准GB/T 2906-1982 谷类、油料作物种子粗脂肪测定方法,用索氏提取法提取果肉脂肪酸,应用气质联用检测技术测定各脂肪酸含量及组分。应用qRT-PCR 对椰子脂肪酸合成相关基因FatB1、FatB2 及FatB3 进行相对定量。分析椰子果实发育四个时期脂肪酸组分及含量、脂肪酸合成相关基因FatB1、FatB2 及FatB3 表达量之间的变化趋势。结果表明:椰子油含9 种脂肪酸成分,在椰子果实发育的早期(第6、第7 个月),棕榈酸、硬脂酸和油酸的含量较高,月桂酸和肉豆蔻酸相对含量较低,通过实时荧光定量PCR 发现,此时FatB1基因的相对表达量较高。而在椰子果实发育的后期(第8、第9 个月),棕榈酸、硬脂酸和油酸的相对含量迅速降低,月桂酸和肉豆蔻酸相对含量迅速升高,FatB2 和FatB3 基因的相对表达量较高,FatB1的表达量略有降低。该研究初步掌握了椰果各发育时期FatB 基因表达量与脂肪酸成分间的变化趋势,该结果为将来筛选控制椰子果实中低碳链脂肪酸积累的关键FatB 基因奠定基础,同时为椰子脂肪酸成分的分子改良提供理论依据

submitted time 2020-03-06 From cooperative journals:《广西植物》 Hits5917Downloads104 Comment 0

6. chinaXiv:202003.00018 [pdf]

杜仲基因密码子使用模式分析

王艳; 赵懿琛; 赵德刚
Subjects: Biology >> Botany >> Applied botany

为了解杜仲基因密码子使用模式,以杜仲基因组密码子为研究对象,运用CodonW软件对杜仲的320个蛋白编码基因进行同义密码子相对使用频率(RSCU)分析、ENC-GC3S关联分析编码基因的密码子ENC值、PR2-plot偏倚分析编码基因的密码子碱基使用频率。运用CUSP软件与Codon Usage Database软件对杜仲基因密码子的GC含量、使用频率与代表性物种烟草、拟南芥、大肠杆菌和酿酒酵母的密码子GC含量和使用频率进行比较。结果表明:杜仲基因密码子的RSCU>1的密码子有30个,其中18个以G/C结尾、12个以A/U结尾;说明杜仲基因密码子偏好以G/C结尾,且偏好性较强。有效密码子数(ENC)范围为30~60,该范围内的密码子距离标准曲线较近其ENC值小,偏好性较强。PR2-plot偏倚分析碱基使用频率显示G>C、U>A。杜仲与代表性物种的GC含量分析显示杜仲的GC12、GC3以及平均GC含量均高于代表性物种;杜仲与代表性物种的密码子使用频率分析表明杜仲与烟草、酿酒酵母的密码子偏好较为接近,杜仲与拟南芥、大肠杆菌的密码子偏好差距较大。杜仲是我国特有的珍贵中药材对其进行密码子使用模式分析,研究其密码子偏好规律,为杜仲植物基因工程中外源基因的改良及表达提供理论基础。

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7. chinaXiv:202001.00085 [pdf]

水曲柳FmPHV 基因克隆及在形成层愈伤组织中的表达分析

张佳薇; 张旭;  肖英; 韩朝君; 刘华领; 张振峰; 梁楠松;  詹亚光
Subjects: Biology >> Botany >> Applied botany

植物PHAVOLUTA(PHV)转录因子是HD-ZIPIII 家族的重要成员之一,在茎尖分生组织形成和胚芽形成过程中起着重要调控作用。本研究通过基因克隆获得了水曲柳PHV 基因,并命名为FmPHV。生物信息学分析表明,水曲柳FmPHV 基因编码区全长为2 112 bp,包含有一个完整的开放阅读框,其编码了一个由703 个氨基酸组成的蛋白。亚细胞定位预测其主要存在于叶绿体中,为稳定亲水蛋白。保守域及同源分析表明,FmPHV 与油橄榄、芝麻和烟草等物种的同源蛋白保守结构域同源性高达99 %。我们在低温4 °C 条件下,使用50 mg•L-1 吲哚丁酸(IBA)溶液对水曲柳树皮进行处理,获得了水曲柳形成层细胞,并进一步诱导获得形成层愈伤组织。对FmPHV 基因的时空表达模式进行分析表明,FmPHV 基因六月份表达量最高,同时,FmPHV 能够在芽中高表达,树皮获得的不同来源的愈伤组织相互比较,FmPHV 在来源为形成层分生组织形成层愈伤组织中的表达量显著高于其在其他来源的愈伤组织中的表达。此外,我们对水曲柳幼苗瞬时过表达FmPHV 基因,对其所在通路关键基因的表达特征进行分析。FmPHV 瞬时过表达后,生长素相关基因表达下降,细胞分裂素相关基因表达上升,更利于芽的分化。本文揭示了水曲柳FmPHV在水曲柳植株生长过程中的表达模式以及FmPHV 过表达对芽再生通路各关键基因的调控情况,为研究水曲柳中FmPHV 调控生长发育的分子机制以及其在生长素和细胞分裂素响应通路中发挥的作用奠定基础。

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8. chinaXiv:202001.00105 [pdf]

阴地蕨全转录组分析及植物激素信号转导相关基因筛选

张林甦;  韩忠耀;  王传明;  邓先扩
Subjects: Biology >> Botany >> Applied botany

阴地蕨是蕨类阴地蕨科阴地蕨属常用植物药,其生长发育有一定的代表性,为获得其转录组等生物学信息进行了二代测序和分析。该文以新鲜阴地蕨全株为材料,用Illumina HiSeq 2500 平台进行全转录组测序,干净序列经组装后得单一基因( Unigene ) , 将Unigene 在非冗余蛋白/ 核酸数据库( nonredundant protein database,Nr)、核酸序列数据库(Nucleotide Sequence Database,Nt)、基因本体论数据库(gene ontology,GO)、蛋白质真核同源数据库(clusters of eukaryotic orthologous groups,COG ) 、东京基因与基因组百科全书( Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)、蛋白质序列数据库SwissProt 和Interpro 进行生物信息学分析。结果显示共获得干净序列6.67 Gb ,组装后得到58 646 个Unigene,平均长度1 023bp,Unigene 在上述数据库的总体注释率为69.25%,其中,在GO 数据库中20 762个基因被注释到生物功能、细胞组分和分子功能3 个本体的52 个功能组,COG 注释了20 633 个基因并将其划分为25 个功能簇,在KEGG 数据库中比对注释了29 377个基因,可划分为5 个大类、19 个亚类代谢途径,据此筛选出八类植物激素信号转导相关的41 个基因家族;通过比对共得到43 102 个编码序列(coding sequence,CDS),平均长度749 bp, N50 为1 137;筛选到60 个转录因子transcript factor,TF)家族共1 502个转录因子基因;共发现17 195 个单核苷酸多态性(single-nucleotide polymorphism,SNP)位点,其中碱基转换11 122 个,颠换6 073 个;发现了8 245 个简单序列重复(simple sequence repeat,SSR),数量最多的为二核苷酸重复和三核苷酸重复。这些结果从功能和结构方面提供了阴地蕨整体转录组信息和涉及植物激素信号转导的潜在基因,为进一步深入研究阴地蕨的生长发育、遗传、品种鉴别等提供了分子生物学的基础数据。

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9. chinaXiv:202001.00106 [pdf]

基于高通量测序的都匀地区福鼎大白种茶树根茎叶分析

王芬;  裴会敏;  文狄;  陈志;  刘荣;  姚玉仙;  马媛
Subjects: Biology >> Botany >> Applied botany

茶树富含儿茶素、茶氨酸和咖啡碱等多种具有广泛保健功能的植物代谢产物,为探究茶树中茶多酚等产物代谢途径的相关基因,本研究以贵州都匀地区福鼎大白种茶树的根、茎、叶为研究对象,利用高通量测序技术构建茶的转录组数据库并筛选其根、茎、叶差异表达基因。共获得70.88 Gb Clean Data,各样品Clean Data均达到6.33 Gb,Q30碱基百分比在93.22%以上。将Clean Reads与中国种茶树参考基因组进行序列比对,比对效率从87.83%到91.14%。基于比对结果,进行可变剪接预测分析和基因结构优化分析,发掘新基因13 531个,其中10 244个得到功能注释。利用FPKM进行基因表达量分析,根据基因在不同样品中表达量识别差异表达基因。叶与茎的差异基因有5 595个,其中2 769个在茎中上调,2 826下调,叶和根有9 650个差异基因,5 056个上调,4 594个下调,茎和根中有5 644个差异基因,2 938个上调,2 706个下调,并通过GO和KEGG分析,将差异基因进行功能注释和富集分析。研究结果为揭示都匀地区福鼎大白种茶参与类黄酮、茶氨酸和咖啡碱等代谢途径相关的基因提供参考,为选育优良品种等提供理论依据。

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10. chinaXiv:202001.00107 [pdf]

石山苣苔属四种(含一变种)植物的染色体数目和倍性研究

覃信梅; 盘波;  卢永彬;  沈利娜;  张强;  梁燕妮
Subjects: Biology >> Botany >> Applied botany

石山苣苔属(苦苣苔科)约41种,主要分布于我国西南石灰岩地区。目前为止,仅其中四种的染色体数目被研究和报道,其余绝大多数物种的染色体数目和倍性尚不清楚,染色体数目和倍性在该属及其姐妹属报春苣苔属中的演变历史及其对两属物种多样性分化的影响亦不清楚。该文以叶片水培生根法获取的四种(含一变种)石山苣苔属植物[即石山苣苔原变种(Petrocodon dealbatus var. dealbatus)、齿缘石山苣苔(Petrocodon dealbatus var. denticulatus)、弄岗石山苣苔(Petrocodon longangensis)、石山苣苔未定名种(Petrocodon sp.)的根尖细胞为实验材料开展染色体实验,探索了多种不同的实验条件对染色体制片效果的影响并获取染色体数目,然后在石山苣苔属和报春苣苔属系统树上追踪了染色体数目和倍性的演变历史,并探讨染色体数目尤其倍性变化是否对两属物种多样性分化存在影响。结果表明:长度为1~1.5 cm的根尖,0.002 mol·L-1 8-羟基喹啉溶液预处理5 h,解离4 min为较适宜的染色体制备条件;四种(含一变种)石山苣苔属植物染色体数目一致,均为二倍体(2n=2x=36);两属之间及两属各自的最近共同祖先染色体数目尚不能确定,除个别物种染色体条数或倍性有变化外,其余已知染色体数目的物种均为2n=2x=36,在两属中高度一致;石山苣苔属与报春苣苔属物种多样性分化尤其两属物种多样性巨大差异与染色体数目和基因组倍性变化无关。本研究可为石山苣苔属植物及其近缘类群染色体制备提供参考,也为进一步对该类群的分类、系统演化和物种形成等方面的研究提供基础数据和启示。

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