ptr-MIR156a启动子克隆及特征分析

miR156a在火炬松、烟草、拟南芥中的表达与病原菌侵染密切相关。为了研究miR156a在杨树与病原菌互作过程中分子机制,以毛果杨全基因组DNA为材料,预测ptr-MIR156a启动子的大概区域,设计特异性PCR引物,克隆了ptr-MIR156a上游启动子区500、1 000和1 500 bp片段,并进行顺式作用元件分析,然后分别构建了绿色荧光蛋白(GFP)报告基因植物表达载体,最后通过原生质体的瞬时表达体系对其进行了活性检测。结果表明,1 500 bp片段活性最高,1 000 bp片段次之,500 bp片段活性最低。     

基于CRISPR/Cas9的毛果杨bHLH106转录因子的功能研究

目的 采用CRISPR/Cas9基因编辑系统创制毛果杨(Populus trichocarpa)bHLH106(Basic Helix-Loop-Helix 106)基因的突变体,分析植株的表型特征,初步揭示PtrbHLH106基因在毛果杨木材形成过程中的功能。方法 基于前期对毛果杨野生型(WT)茎干的不同细胞类型(形成层、木质部和韧皮部细胞)RNA-seq数据,克隆得到一个在形成层及木质部较高表达的bHLH基因PtrbHLH106。采用CRISPR/Cas9基因编辑技术创制毛果杨PtrbHLH106的功能缺失突变体。对生长60、90、120 d的毛果杨ptrbhlh106突变体和WT植株进行表型观察;对生长120 d的植株各茎节进行石蜡切片,利用甲苯胺蓝染色观察并进行细胞统计分析。结果 获得毛果杨ptrbhlh106突变体;与WT相比,突变体植株的株高、地径无明显差异;在整个测量的生长周期中,第8茎节长度有缩短的趋势,茎节数量有增加的趋势;形成层细胞层数有增加的趋势但差异不显著,导管细胞孔径显著增大,纤维细胞数量显著减少。结论 ptrbhlh106突变体与WT植株在导管孔径和纤维细胞数量上存在差异,初步证明PtrbHLH106基因参与了调控毛果杨次生木质部的发育。     

基于CRISPR/Cas9的毛果杨PtrHBI1基因功能解析

目的 利用CRISPR/Cas9系统创制毛果杨PtrHBI1功能缺失突变体,初步解析该转录因子在木材形成过程中的功能,为利用基因工程手段培育制浆造纸优良性状的林木新品种提供新思路。方法 以毛果杨(Populus trichocarpa)为研究材料,根据激光显微切割技术捕获的野生型毛果杨不同细胞类型(形成层、木质部和韧皮部)RNA-seq数据,筛选得到1个bHLH家族转录因子PtrHBI1,利用毛果杨木质部原生质体系统对该基因进行亚细胞定位分析,采用原位杂交技术分析PtrHBI1组织特异性表达,采用CRISPR/Cas9技术创制毛果杨ptrhbi1突变体。对ptrhbi1突变体进行生长表型分析,利用石蜡切片对茎段横切面的各细胞类型进行形态分析,利用Klason酸水解法检测突变体木质素含量,使用高效液相色谱测定突变体纤维素和半纤维素含量。结果 亚细胞定位显示PtrHBI1基因定位于细胞核,原位杂交结果表明PtrHBI1主要在形成层和木质部表达。通过CRISPR/Cas9创制的毛果杨ptrhbi1突变体株高显著增加,茎节数和地径在一定时期显著大于野生型。此外,突变体的导管孔径显著增大,纤维细胞数量显著减少。导管细胞的数量和形成层细胞层数与野生型无差异。木材组分分析表明,与野生型植株相比,ptrhbi1植株的纤维素含量增加,木质素总量无显著变化,紫丁香基木质素与愈创木基木质素之质量比(S/G)显著降低。结论 PtrHBI1参与调控毛果杨的生长及次生木质部发育,可能在木材形成过程起着较为重要的调控作用。     

大豆BGLU基因家族全基因组鉴定与表达分析

在植物中,β-葡萄糖苷酶(BGLU)参与调控许多重要的生理过程.利用大豆基因组数据库,共鉴定了42个大豆BGLU家族基因,对该家族成员的基因特征、蛋白结构、系统进化、染色体定位、启动子调控元件和表达模式等进行了全面分析.为今后研究大豆BGLU家族基因的功能提供了基因信息.     

拟南芥、水稻和杨树ACTIN家族全基因组分析

鉴定了覆盖拟南芥、水稻和杨树3种模式植物全基因组的20个拟南芥、18个水稻、22个杨树ACTIN蛋白基因,对其染色体定位、基因结构、基因复制等进行了综合分析.并在系统进化分析基础上,将ACTIN基因家族分为12个亚家族,有助于揭示植物ACTIN基因家族的进化历史,为后续ACTIN基因家族的功能提供线索,对研究植物ACTIN基因家族功能和进化上的多样性提供理论基础.     

毛果杨苯丙氨酸解氨酶活性比较及肉桂酸制备

【目的】苯丙氨酸解氨酶(PAL)在苯丙烷代谢途径中具有重要作用,PtrPAL基因的挖掘、酶学性质分析和应用为毛果杨苯丙烷代谢途径的研究和肉桂酸(t-ca)合成提供参考。【方法】基于基因组注释信息,挖掘毛果杨PtrPAL基因,进行原核表达和酶学性质分析。以L-苯丙氨酸(L-Phe)为底物,通过全细胞催化合成t-ca。【结果】通过挖掘毛果杨基因组得到了5个PtrPAL基因,系统发育树分析表明其在进化上分为两组。PtrPAL3和PtrPAL4来自不同进化分支,选取其进行原核表达和酶学性质分析。镍柱纯化后的重组蛋白rePtrPAL3和rePtrPAL4最适温度分别是55 ℃和60 ℃,最适pH分别是8.5和8.0,比酶活分别为3.363和3.381 U/mg,且均具有微弱的酪氨酸解氨酶活力。重组蛋白的动力学分析表明,rePtrPAL3对L-Phe的亲和力更高。将rePtrPAL3应用于L-Phe脱氨生产t-ca,全细胞催化7 h可产生104 mmol/L t-ca。【结论】具有不同转录特异性的两种rePtrPAL酶学性质接近,但rePtrPAL3表现出更高的催化效率,更适合用于t-ca的生物合成。而且,其产量高于文献报道的28 mmol/L水平,具有良好的应用潜力。     

茶树GELP基因家族的鉴定与表达分析

从拟南芥数据库中获得GELP基因家族注册号,运用生物信息学分析的方法,在茶树数据库中得到了GELP基因家族成员86个,这些基因可分为9个亚族.其编码蛋白的氨基酸数为171～753,理论等电点为4.35～9.48,蛋白质分子量为18.59419～84.55054 kDa.基因结构分析表明,有3条基因只有2个外显子,其余基...     

植物抗坏血酸过氧化物酶基因家族研究进展

抗坏血酸过氧化物酶(APX,EC1.11.1.11)是植物体内尤其是叶绿体中清除H2O2的关键酶.就抗坏血酸过氧化物酶的酶学特性、基因家族成员组成与细胞内分布、基因诱导表达特性与其在基因工程中的应用做了介绍,并讨论了其进一步的研究方向.     

植物4CL基因家族结构功能与表达特性研究进展

4-香豆酸：辅酶A连接酶（4CL）是植物苯丙烷衍生物,如类黄酮和木质素等,生物合成途径的一种关键酶,在大多数维管植物中4CL基因以基因家族的形式出现.4CL基因家族成员在植物组织中存在差异表达,并参与不同的苯丙烷类衍生物的生物合成.从4CL酶的基因结构、基因家族组成与表达特性等方面详细论述了当前最新研究进展,这将有助于更好地理解植物4CL基因参与苯丙烷类衍生物途径的合成与代谢机制.     

DMRT基因家族的研究进展

DMRT家族是在动物中发现的一类编码转录因子的基因家族，DMRT家族成员的共同特征是含有一个高度保守的DM基序，其产物能识别特异DNA序列，主要参与性别决定与分化，在脑、眼等器官的形成及早期胚胎发育中也承担重要作用．     

家蚕基因组P450基因家族的分析

利用家蚕基因组mRNA和氨基酸数据库对P450基因进行搜索．结果显示：在家蚕基因组中发现77个P450基因．分别归于18个P450家族和26个亚家族,其中有9个多基因家族。3个基因家族的成员超过10个,CYP4有20个成员。是一个典型的多基因家族。对P450基因进行正选择、基因转换和基序分析。结果表明：1个组（包含3个P450s基因）中检测出了显著的正选择替换位点,在这1个组中．转换事件的次数为3次。     

人类SSX基因族简介

人类的SSX基因家庭包括5个成员，SSX1，SSX2，SSX3，SSX4和SSX5，它们都位于X染体色上，这5个基因有很高的序列同源性：碱基序列有885－95％同源；所编码188个氨基酸残基构成的蛋白质有77％－91％同源，它们所编码的蛋白质中含有KRAB（Kruppel associated box），SSX蛋白质也是癌／睾丸抗原（CT：Cencer/testis antingns)中的成员，研究SSX基因结构，基因表达等对于肿瘤免疫疗法的建立具有重要意义。     

欧洲山杨bHLH转录因子家族全基因组分析

为了研究欧洲山杨中bHLH转录因子家族成员的分类和进化,分析其在干旱胁迫应激中可能行使的功能,本研究利用多种生物信息学手段从全基因组水平鉴定和解析欧洲山杨bHLH转录因子,并对干旱胁迫下的欧洲山杨根部转录组进行分析.结果显示,欧洲山杨的基因组中有167个bHLH转录因子家族蛋白.通过与拟南芥bHLH蛋白序列进行系统发育分析将其分为15个亚家族,并推测出39个PtbHLH的功能,这些功能表明bHLH转录因子家族涉及到欧洲山杨生长发育的多个生理过程.基因结构和motif分析显示,同一亚家族中几乎所有的PtbHLH都有相似的外显子/内含子排布和蛋白质motif结构.此外,利用RNA-seq数据分析干旱胁迫处理下PtbHLH基因的表达情况,筛选出4个潜在的bHLH抗旱蛋白.     

DELLA基因家族在被子植物中的系统演化关系

基于被子植物各主要分支代表类群的DELLA氨基酸序列，开展它们在被子植物中演化关系的系统发育分析.DELLA基因家族在双子叶植物早期演化阶段经历了一次复制事件，形成2大分支，每支都包含相应的蔷薇类和菊类；单子叶植物没有经历早期的复制事件，所有的DELLA基因聚在一起形成单一的支系.另外，证实了在被子植物的双子叶植物中存在第3个DELLA基因支系.     

水稻bHLH基因家族成员表达模式分析

为了研究碱性-螺旋-环-螺旋（basic-helix-loop-helix，bHLH）转录因子的生物学功能，通过对开源数据库TIGR中水稻基因序列的预测，我们找到了水稻中的部分bHLH转录因子家族成员．用反转录-聚合酶链式反应（RT-PCR）的方法在水稻根、茎、叶、花和种子中，对这些成员的表达模式进行分析，然后与已有的拟南芥的表达信息进行比较．结果显示，部分序列相似度较高的bHLH基因，表达模式也较为相似，说明其在功能上可能存在联系．