藜麦异戊烯基转移酶基因(CqIPT)家族的全基因组鉴定与分析

基于藜麦全基因组和转录组数据，利用生物信息学的方法对藜麦IPT(CqIPT)基因家族进行了鉴定和系统分析。结果表明，在藜麦基因组中鉴定到12个可分为4个亚组的CqIPT基因，同亚组CqIPT基因具有相似的基因结构和蛋白Motif结构；CqIPT基因家族所有成员的表达模式存在明显差异，CqIPT9仅在顶端分生组织和花序中显著表达，CqIPT5和CqIPT11在花和未成熟的种子及干种子中显著表达；非生物胁迫下的基因表达同样存在多种模式。本研究为深入研究藜麦CqIPT基因的功能提供了一定的理论基础。     

藜麦黄素单加氧酶基因(CqYUCCA)家族的全基因组鉴定与分析

利用生物信息学的方法从藜麦基因组中鉴定得到25个CqYUCCA基因，并对其蛋白信息、进化关系及表达模式进行了系统的分析。结果表明：25个CqYUCCA基因不均匀地分布在藜麦12条染色体上，基因家族亲缘关系显示其编码的蛋白被分成四个亚组，每组的基因结构及蛋白基序的位置、数量均具有较高的相似性。根据已发表转录组数据分析，部分CqYUCCA基因受到干旱、高温以及盐胁迫的诱导。这些结果为进一步研究CqYUCCAs蛋白的生物学功能奠定了基础。     

藜麦内参基因筛选及盐胁迫相关基因表达分析

为了利用实时荧光定量PCR(quantitative Real-Time PCR,qRT-PCR)分析藜麦(Chenopodium quinoa Willd)相关基因表达,提高结果的准确性,筛选出稳定表达的内参基因至关重要.我们分别利用geNorm、NormFinder和Bestkeeper程序分析了6个藜麦候选内参基因在NaCl胁迫下表达的稳定性,并用实时荧光定量PCR技术对藜麦盐胁迫相关基因P5CS1和CMO基因相对表达量进行分析.结果表明,藜麦在NaCl胁迫下ACT-1和TUB-6做为内参基因表达最稳定,为最佳内参基因;藜麦P5CS1基因表达水平上调6倍左右,CMO基因上调30～40倍.本研究为NaCl胁迫下藜麦基因表达分析提供了可靠的内参基因,并且对NaCl胁迫下P5CS1和CMO基因表达情况做出初步分析.     

青海47份藜麦种质资源农艺性状分析

为探索青海藜麦种质资源的遗传多样性,本研究利用47份青海藜麦种质资源,对其13个农艺性状进行测定,并进行遗传多样性分析、相关性分析、聚类分析和主成分分析。结果表明:47份藜麦种质资源具有丰富的遗传多样性,变异系数为16. 39～71. 93,其中千粒重的变异系数较小,单株产量、单株总重的变异系数较大,遗传多样性指数为1. 17～2. 05;相关性分析发现,13个农艺性状之间相互影响与制约,其中主茎直径、单株总重、经济系数和千粒重与单株产量呈极显著正相关(P 0. 01),主成分分析将13个农艺性状简化为4个主成分,累计贡献率为85. 70%;有效穗数与有效分枝数呈极显著正相关(P 0. 01);聚类分析发现,当欧式距离为55时,47份藜麦种质资源可以被划分为5类,表明所收集的藜麦种质资源遗传差异大,亲缘关系远。本研究结果可为青海藜麦种质资源创新利用和新品种选育提供理论基础。     

基于GC-MS研究不同产地三色藜麦种子的代谢物差异

为了研究不同生境对藜麦发育的影响,以不同产地的藜麦种子为研究对象,筛选显著差异代谢物质和相关代谢通路,利用GC-MS平台进行非靶向代谢组学分析,分析了青海都兰县和四川盐源县两地产出的黑藜、红藜、白藜种子的代谢轮廓,将原始数据经XCMS online平台预处理后进行后续多元统计分析。结果表明,青海都兰县和四川盐源县两地的黑、红、白藜麦种子的代谢特征均不相同,其中红藜麦种子与白藜麦种子差异较大,而黑藜麦种子差异最小;红藜存在显著差异,共有特征峰570个,上调物少于下调物;黑藜差异最小,上、下调趋势与红藜一致;白藜差异较大,上、下调趋势与红藜和黑藜相反,共有特征峰486个,上调物质多于下调物质;不同生境对藜麦的影响较大,黑藜和红藜更适宜在青海都兰县种植,而白藜更适宜在四川盐源县种植。研究结果可以指导青海都兰县和四川盐源县两地藜麦的栽培育种,也为深入研究藜麦的抗逆性机理提供了理论依据。     

藜麦CqNHX基因家族鉴定及表达模式分析

NHX基因亚家族在植物响应盐胁迫的过程中起到重要作用.本研究对藜麦CqNHX基因家族进行系统分析,结果表明:藜麦基因组中存在10个CqNHX基因家族成员,基于系统发育进化树被分为3组,每组的基因结构及功能相似;部分CqNHX基因的表达具有明显的组织特异性,且部分基因受到干旱和高温胁迫的调控.     

秋播藜麦生长发育规律及观赏特性

藜麦因其丰富的遗传多样性和广泛的适应性而被世界各地引进种植,为探讨藜麦秋季种植及将其作为观赏植物开发利用的可行性,试验选取了Q1～Q13共13个材料进行秋播,通过对各材料生育进程、性状表现和单株产量的观察测定,研究秋播藜麦的生长发育规律和观赏特性。结果表明:秋播藜麦生育期较长,或不能成熟,各生育阶段中,灌浆至成熟所需时间最长;秋播藜麦植株较矮,茎细、分枝少,穗较短,单株产量较低,不同材料之间差异较大;藜麦观赏性则主要体现在株型、穗型和叶片、茎秆、穗的颜色上,多数材料在显穗至成熟期观赏特征明显,不同材料叶色、茎色、穗色差异较大。试验初步筛选出Q2、Q4和Q6具有较好的综合性状,可进一步扩大田间试验,为丰富藜麦种植模式及发展生态旅游观光农业提供一些参考。     

钙离子对灌浆期藜麦淀粉及其合成酶活性的影响

研究钙离子对藜麦籽粒中淀粉合成的影响.以LL-3,H-1藜麦为实验材料,以Hoagland营养液为对照,以Hoagland营养液加硝酸钙溶液进行高钙溶液处理,以缺钙的Hoagland营养液加钙离子螯合剂进行低钙处理,对灌浆期藜麦籽粒中的淀粉含量和淀粉合成关键酶的活性进行测定.结果表明,LL-3在高钙处理下,可明显提高其支链淀粉和直链淀粉的含量,而低钙处理下直链淀粉的含量降低,支链淀粉的含量无显著变化.淀粉合成相关酶在高钙处理下的峰值时间不变,平均酶活性与正常组相比有明显提高.低钙处理下,蔗糖合成酶(SS),可溶性淀粉合成酶(SSS)的活性峰值时间均提前,结合态淀粉合成酶(GBSS)、淀粉分支酶(SBE)的活性峰值时间与正常组一致,籽粒提前成熟衰老,淀粉含量减少.H-1在高钙处理下,直链淀粉和支链淀粉的含量无显著变化,而低钙处理下支链淀粉和直链淀粉的含量降低.在低钙处理下,SS,SSS,GBSS与正常组相比,其活性峰值时间均提前,高钙处理下,平均酶活性与正常组相比明显提高.钙离子对藜麦籽粒中淀粉的积累有重要的调节作用.     

模拟消化中藜麦的酚类化合物释放和抗氧化活性

为了解藜麦(Chenopodium quinoa Willd.)功能性营养成分在人体消化系统的利用效率,以籽粒颜色白、红和黑的3种颜色藜麦为实验材料,采用模拟消化模型分析了藜麦经模拟口腔、胃和肠消化时酚酸、多酚和黄酮释放量、生物可及性及抗氧化活性.结果表明:模拟消化过程中,3种颜色藜麦的酚酸、多酚和黄酮的释放量随消化进程的进行而增加,其中酚酸和黄酮在肠消化阶段释放较多,多酚在胃消化阶段释放较多,红藜麦和黑藜麦的酚类化合物释放量多于白藜麦(P0.05);模拟消化结束时的酚酸、多酚和黄酮释放量在白藜麦、红藜麦和黑藜麦之间也差异显著(P0.05),依次分别为34.39、41.73、51.88 mg/(100 g),362.19、400.40、436.62 mg(GAE)/(100 g),28.73、48.90、41.24 mg(RE)/(100 g);模拟消化结束时的生物可及性,酚酸为白藜麦90.33%、红藜麦85.41%和黑藜麦91.61%,多酚为白藜麦81.44%、红藜麦84.09%和黑藜麦78.75%,黄酮为3种颜色藜麦无显著差异约20%(P0.05);模拟消化过程中,3种颜色藜麦的抗氧化活性(ABTS和DPPH自由基清除能力)也随消化进程的进行而增大,多酚释放量与抗氧化活性呈正相关(P0.01),红藜麦和黑藜麦的抗氧化活性大于白藜麦(P0.05).从这些结果可以推论,食用藜麦可以获取酚类化合物功能性营养成分和抗氧化生物活性,食用红藜麦和黑藜麦会获取较白藜麦更多的酚类化合物功能性营养成分和更大的抗氧化生物活性.     

葛花解酲方作用于CCL2、BIRC5调控自噬治疗肝细胞癌的研究

为探讨葛花解酲方(GHJCF)通过调控自噬干预肝细胞癌进展的作用机制，根据GEO数据库中GSE45267和GSE87630肝癌数据集，将自噬相关的222个基因与GHJCF靶点和数据集的差异表达基因用韦恩图取交集得出关键基因，进行靶点预测并建立蛋白质-蛋白质相互作用网络图；随后利用生物信息学的方法进行临床因素相关分析和生存预后分析。最后使用分子对接进而筛选出GHJCF通过调控自噬干预肝细胞癌进展的作用机制，获得4个GHJCF介导自噬干预肝细胞癌的靶点。与对照组(癌旁组织)相比，肝癌组中CCL2、NFE2L2、FAS和BIRC5表达均具有显著差异；THPA数据库病理切片验证NFE2L2、CCL2、BIRC5等蛋白在正常组中低表达，在癌症组织中高表达；CCL2和BIRC5与性别、癌症分期、淋巴结转移具有显著相关性；5年生存预后分析显示两者都有预后价值；最后分子对接显示BIRC5蛋白能与GHJCF中的染料木素、槲皮素、葛根素和木犀草素成分结合且对接分数较高，CCL2能与槲皮素成分结合且对接分数较高。通过以上生物信息学分析，结合临床数据相关性，GHJCF可能通过染料木素、槲皮素、葛根素和木犀草素...     

藜麦营养组分与加工品质的相关性分析

为探究藜麦的营养组分含量对其加工品质特性的影响,本研究选择主要营养组分含量存在较大差异的10份藜麦为实验材料,对其总淀粉、直链淀粉、总蛋白质、清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白和粗脂肪的含量进行测定,分析藜麦粉的糊化特性,并对藜麦饭的质构特性和感官品质进行分析评价,相关性分析结果表明:多种营养组分含量对藜麦加工品质特性均...     

6个藜麦品种(系)农艺性状的主成分分析

为了解与藜麦产量相关的表型性状,进而为高产藜麦的选育提供理论依据,以HX1,HX2,NKY-S4,青藜2号、陇藜1号和青藜1号6个藜麦品种(系)作为供试材料,每个品种(系)挑选100个单株进行农艺性状考察,并运用SPSS进行相关性分析和主成分分析。结果表明:相关性分析发现单株产量与株高、茎秆长、有效穗数和千粒重有正相关关系,与主穗直径、穗色、杆色和穗型有负相关关系;主成分分析提取了可反映原变量信息82.793%的2个主成分,并据此给6个藜麦品种(系)做了综合评价。本研究筛选出青藜2号在参与分析的7个农艺性状上综合表现较好。     

新型冠状病毒复制依赖基因MTHFD1的表达及功能

【目的】研究新型冠状病毒(SARS CoV 2)复制依赖基因MTHFD1在人群间的功能差异以及该基因与病毒蛋白的相互作用关系。【方法】使用千人基因组计划和gnomAD数据库，系统分析MTHFD1基因的重要功能变异(包括有害错义变异和eQTL变异)在世界不同人群间的分布。并进一步通过蛋白互作数据库STRING和IntAct，以及手工文献检索，寻找与MTHFD1蛋白有相互作用的其他蛋白。【结果】MTHFD1基因上有419个错义突变，其中有害变异195个；大部分的有害变异都是低频的，唯一的例外是变异位点rs10813，它在全世界总人群中等位基因频率大于001且该位点在物种间具有保守性。此外，在肺组织中发现了1个MTHFD1基因的eQTL变异(rs57087457)，该位点在东亚人群中具有更低的等位基因频率，说明在东亚人群中MTHFD1基因可能具有较高表达水平。通过蛋白相互作用研究，发现GGH，ACSL3，MAT2B，ARF6，CUL2，BRD4等6个蛋白与MTHFD1蛋白存在蛋白互作。【结论】在不同人群中，MTHFD1存在天然抗性变异，这些变异的等位基因频率在人群间存在差异，可能对新型冠状病毒的易感性和感染后症状有影响；蛋白互作研究结果则提示MTHFD1基因在新型冠状病毒感染细胞中发挥了多种功能。     

绵羊肺炎支原体新疆分离株黏附素与溶血素A基因的克隆及序列分析

根据Gen Bank报道的绵羊肺炎支原体(MO)基因组序列,设计特异性引物,对MO新疆分离株黏附素基因和溶血素A基因进行PCR扩增、克隆及测序;应用分子生物学软件对该基因及其编码蛋白进行分子特征分析,并与其他支原体相应序列进行同源性分析,构建该基因系统进化树。结果显示:黏附素基因长为3426 bp,溶血素A基因长为777 bp;黏附素在第1-23位氨基酸残基为信号肽、1个跨膜区,可能为分泌型蛋白;溶血素A无信号肽和跨膜区、有RNA结合位点和甲基转移酶结合位点。系统发生分析表明,黏附素基因与猪肺炎支原体P146株进化关系较近,与其他的支原体进化关系远;溶血素A基因与猪肺炎支原体232株、结膜支原体HRC581株位于同一分枝上,进化关系近。本研究克隆了MO黏附素基因和溶血素A基因,为了解MO毒力相关基因生物学功能及其致病中的作用奠定了前期基础。     

人参亲环素基因表达载体构建及其在拟南芥中的抗盐活性分析

摘 要 为研究人参亲还素基因的抗盐活性,为该基因在人参抗逆育种方面的应用提供参考,通过植物转基因技术和外施不同浓度NaCl的方法获得阳性拟南芥植株,研究了不同植株类型不同盐浓度下的种子萌发率、植株生存率、植株主根长、植株分支数等相关指标。结果表明：在盐胁迫作用下转基因拟南芥种子萌发率高于野生型拟南芥;在盐胁迫作用下转基因拟南芥植株生存率显著高于野生型拟南芥;在盐胁迫作用下转基因拟南芥植株主根长大于野生型拟南芥;在盐胁迫作用下转基因拟南芥植株分支数与野生型拟南芥植株分支数没有明显差异。可见人参亲还素基因提高了转基因拟南芥抵御高盐胁迫的能力。     

念珠藻类(蓝藻)psbA基因的进化分析

蓝藻psbA基因家族编码不同形式的D1蛋白，该蛋白是光系统II反应中心的重要组成部分.以39条念珠藻属(Nostoc)及与其同源性较高的psbA基因序列为研究对象，构建最大似然树进行系统发育分析，然后运行PAML4.9软件，使用分支模型、位点模型和分支-位点模型估测氨基酸位点ω值，进一步探讨psbA基因所受到的选择压力.结果表明：(1)系统发育树呈现出内类群中念珠藻分为2个大分支.(2)在分支-位点模型和位点模型下检测出13S,42V,75S,152R和255K为统计学上显著的正选择位点，绝大多数为负选择位点.揭示了念珠藻psbA基因所经历的正选择可能在其适应极端环境中起着重要作用.     

冬凌草PAL基因的克隆及表达分析

苯丙氨酸解氨酶是植物酚酸类化合物合成通路途径中的关键酶。迷迭香酸是冬凌草中的重要的酚酸类活性物质,具有抗菌消炎等药用功效。为了研究PAL基因在冬凌草酚酸类物质合成中的作用,采用RT-PCR技术克隆冬凌草PAL基因,得到序列全长1 116 bp的cDNA,最长的开放阅读框522 bp,编码173个氨基酸,相对分子质量为25.45 kD,GenBank登录号为MK304488。通过生物信息学分析,推测其为游离蛋白,三级结构的建模结果支持二级结构由19段α-螺旋组成的预测。qPCR结果显示,IrPAL基因在冬凌草叶片中表达量最多,茎次之,根中最少。该研究首次获得了IrPAL基因的全长cDNA序列,并检测在冬凌草各组织中的表达差异,为后续进一步研究IrPAL基因在冬凌草迷迭香酸合成途径中的功能奠定了基础。     

α-微管蛋白与玉米细胞质雄性不育的相关性研究

采用两个核背景（Mo17,77)的同核异质、同质异核细胞质雄性不育系及正常品系为材料，以合成的α-微管蛋白基因片段为探针，对玉米细胞质雄性不系转育前后的mRNA进行Northern杂交分析，首次直接从转录水平上了玉米细胞质雄性不育系在败育前后α－微管蛋白基因转录量的差异。结果表明，玉米细胞质雄性不育系α－微管蛋白基因在败育前后的转录量存在着明显的差异，败育前的相对转录量大于败育后的相对转录量，证明了α－微管蛋白基因在花粉发育中起着重要作用，与玉米细胞质雄性不育性密切相关。     

依折麦布对高迁移率族蛋白1诱导血管内皮细胞激活的影响机制研究

目的探讨依折麦布对高迁移率族蛋白1(HMGB1)诱导血管内皮细胞激活影响的分子机制.方法分离、培养雄性SD大鼠胸主动脉内皮细胞,分为空白对照组、HMGB1刺激组、依折麦布组(HMGB1刺激前10μmol/L依折麦布预处理)、CLI-095组(HMGB1刺激前1μmol/L CLI-095预处理).荧光定量分析中性粒细胞与内皮细胞的黏附能力;RT-PCR和Western blot检测内皮细胞中TLR4,ICAM-1、可溶性E选择素mRNA和蛋白表达水平;EMSA法检测NF-κb-p65的DNA结合活性.结果 HMGB1活化的内皮细胞与中性粒细胞黏附活力均明显高于空白对照组,差异具有统计学意义(P0.05);依折麦布组、CLI-095组内皮细胞与中性粒细胞黏附活力均明显低于HMGB1诱导组,差异具有统计学意义(P0.05).HMGB1刺激组的内皮细胞TLR4,mRNA和蛋白表达量明显高于空白对照组,差异具有统计学意义(P0.05);依折麦布组和CLI-095组mRNA和蛋白表达量均明显低于HMGB1组,差异具有统计学意义(P0.05).HMGB1组内皮细胞NF-κb p65亚单位核位移明显强于空白对照组,差异具有统计学意义(P0.05);依折麦布组和CLI-095组较HMGB1组核位移明显减弱,差异具有统计学意义(P0.05).HMGB1组ICAM-1、可溶性E选择素表达水平明显高于空白对照组,差异具有统计学意义(P0.05).而经依折麦布、CLI-095干预后可明显降低ICAM-1、可溶性E选择素表达水平,与HMGB1组之间差异具有统计学意义(P0.05).结论依折麦布可通过调节黏附分子(ICAM-1、可溶性E选择素)的表达而有效抑制HMGB1诱导的血管内皮细胞活化效应,其机制与抑制TLR4的表达和NF-κb激活有关.     

藜麦热激蛋白60(CqHSP60)基因家族生物信息学和表达模式分析

为了探究藜麦HSP60基因(CqHSP60)的结构特征、基因功能和表达模式,基于藜麦全基因组和转录组数据,利用生物信息学方法对CqHSP60基因家族进行鉴定和系统分析。依据亚细胞结构定位分为了三个亚组,每个亚组具有相似的Motif和基因结构;通过RNA-Seq数据对CqHSP60基因在不同发育阶段进行了表达分析,并对在热、干旱、盐胁迫等不同处理条件下CqHSP60基因的胁迫响应进行了分析,结果表明CqHSP60基因在花簇和干种子中表达量较高,并对不同的胁迫模式均有响应;在CqHSP60基因的启动子区发现了多个与胁迫相关的顺式调控元件,这表明这些基因在多重胁迫下受到应激响应。