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金鱼草Expansin基因家族鉴定及其抗核盘菌相关基因筛选
1
作者
宋佳怡
苏芸丽
+3 位作者
郑兴艳
夏文念
杨冬梅
胡慧贞
《生物技术通报》
北大核心
2025年第4期227-242,共16页
【目的】探究金鱼草(Antirrhinum majus)扩展蛋白(expansin,EXPs)在响应核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum)侵染中的作用,并鉴定金鱼草EXPs基因家族,挖掘出抗核盘菌的关键候选基因,为进一步探究金鱼草EXPs基因家族的生物学功能提供基础...
【目的】探究金鱼草(Antirrhinum majus)扩展蛋白(expansin,EXPs)在响应核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum)侵染中的作用,并鉴定金鱼草EXPs基因家族,挖掘出抗核盘菌的关键候选基因,为进一步探究金鱼草EXPs基因家族的生物学功能提供基础。【方法】基于金鱼草全基因组数据,利用生物信息学方法分析该家族蛋白的理化性质、二三级结构、基因结构、蛋白质结构域、系统进化、共线性以及启动子顺式作用元件。利用金鱼草抗感材料转录组测序(RNA-seq)及实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,RT-qPCR)检测AmEXPs基因在金鱼草响应核盘菌侵染过程中的表达模式。确定候选基因并构建候选基因的超表达载体,并瞬时转化入本氏烟草进行抗性初筛。【结果】金鱼草中共鉴定到32个AmEXPs,均具有保守结构域DPBB-1和Pollen allerg1,分为4个亚族(EXPA、EXPB、EXLA及EXLB),编码211‒297个氨基酸,蛋白分子量22018.69‒31787.97 Da,等电点5.01‒9.83;各亚族基因间有高度相似的结构和保守基序;每个基因的启动子都具有与激素或胁迫相关的顺式作用元件。根据表达模式挖掘出了10个候选基因,进一步对这10个候选基因进行超表达载体构建并瞬时转化入本氏烟草进行抗性初筛,发现与对照相比,AmEXP13和AmEXLB1基因可显著增强本氏烟草对核盘菌的抗性,而AmEXPA17、AmEXPA21、AmEXPA9和AmEXPA16基因则使本氏烟草表现得更易感,AmEXLB2、AmEXPB1、AmEXPA2和AmEXPA12基因则无明显差异。【结论】从金鱼草全基因组中鉴定出32个EXPs基因家族成员,其中6个EXPs基因响应核盘菌抗性,AmEXPA13和AmEXLB1这2个基因是正向介导抗病的关键候选基因,AmEXPA17、AmEXPA21、AmEXPA9和AmEXPA16这4个基因是负向介导抗病的关键候选基因。
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关键词
金鱼草
Expansin基因家族
表达模式
核盘菌抗性
抗
性
初步筛选
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职称材料
金鱼草WAK/WAKL基因家族鉴定及抗核盘菌候选基因挖掘
2
作者
杨冬梅
夏文念
+5 位作者
宋佳怡
杨洁
严苍海
苏芸丽
汪仲毅
胡慧贞
《南方农业学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第1期24-36,共13页
【目的】鉴定金鱼草细胞壁相关受体激酶(Wall-associated kinase,WAK)及类WAK蛋白(WAK-like kinases,WAKL)基因家族成员,并挖掘抗核盘菌的候选基因,为深入解析金鱼草抗核盘菌的WAK/WAKL分子调控机制提供理论参考。【方法】以拟南芥WAK/W...
【目的】鉴定金鱼草细胞壁相关受体激酶(Wall-associated kinase,WAK)及类WAK蛋白(WAK-like kinases,WAKL)基因家族成员,并挖掘抗核盘菌的候选基因,为深入解析金鱼草抗核盘菌的WAK/WAKL分子调控机制提供理论参考。【方法】以拟南芥WAK/WAKL家族蛋白为参考序列,利用生物信息学方法从金鱼草基因组数据库中鉴定出WAK/WAKL基因家族成员,并对其理化性质、系统发育、基因结构、保守基序、顺式作用元件及共线性关系等进行预测分析,并通过转录组测序和实时荧光定量PCR对该家族基因在金鱼草抗感核盘菌材料中的表达模式进行分析。【结果】从金鱼草基因组中共鉴定出27个WAK/WAKL基因家族成员,其中WAK家族基因16个(AmWAK1~AmWAK16),WAKL家族基因11个(AmWAKL1~AmWAKL11),编码的氨基酸数量为615~1085个;理论等电点(pI)为4.94~8.69,绝大多数蛋白呈酸性;所有蛋白的总平均亲水性指数(GRAVY)值小于0,均为亲水性蛋白;大多数蛋白亚细胞定位于细胞质膜区域,少部分定位于细胞外、液泡、高尔基体和细胞核。27个WAK/WAKL基因家族成员不均匀地分布在金鱼草的8条染色体上,且与拟南芥WAK/WAKL家族基因存在7对共线性同源基因;基因启动子区域含有与防御和胁迫响应、茉莉酸甲酯响应及水杨酸响应等顺式作用元件。通过叶片离体接种核盘菌试验,筛选出抗性差异明显的易感病品种Am1和抗病品种Am6。有12个WAK/WAKL家族基因在金鱼草抗感材料中显著差异表达(P<0.05),有9个基因表达模式与转录组测序结果基本一致。这9个基因中,有5个基因(AmWAK7、AmWAKL2、AmWAKL8、AmWAK6和AmWAK13)在金鱼草的根、茎和叶组织中高表达,而剩余4个基因(AmWAK2、AmWAK8、AmWAK9和AmWAK12)在根、茎和叶中基本不表达。【结论】筛选出的27个金鱼草WAK/WAKL基因家族成员,具有相似的基因结构和蛋白功能结构域,其中AmWAK6、AmWAK7、AmWAK13、AmWAKL2和AmWAKL8为金鱼草抗核盘菌的关键候选基因,具有介导抗病的潜在功能。
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关键词
金鱼草
WAK/WAKL基因家族
鉴定
核盘菌抗性
转录组测序
候选基因挖掘
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职称材料
题名
金鱼草Expansin基因家族鉴定及其抗核盘菌相关基因筛选
1
作者
宋佳怡
苏芸丽
郑兴艳
夏文念
杨冬梅
胡慧贞
机构
西南林业大学园林园艺学院、云南省功能性花卉资源及产业化技术工程研究中心
出处
《生物技术通报》
北大核心
2025年第4期227-242,共16页
基金
国家自然科学基金青年科学基金项目(31901571)
云南省基础研究专项面上项目(202401AT070274)。
文摘
【目的】探究金鱼草(Antirrhinum majus)扩展蛋白(expansin,EXPs)在响应核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum)侵染中的作用,并鉴定金鱼草EXPs基因家族,挖掘出抗核盘菌的关键候选基因,为进一步探究金鱼草EXPs基因家族的生物学功能提供基础。【方法】基于金鱼草全基因组数据,利用生物信息学方法分析该家族蛋白的理化性质、二三级结构、基因结构、蛋白质结构域、系统进化、共线性以及启动子顺式作用元件。利用金鱼草抗感材料转录组测序(RNA-seq)及实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,RT-qPCR)检测AmEXPs基因在金鱼草响应核盘菌侵染过程中的表达模式。确定候选基因并构建候选基因的超表达载体,并瞬时转化入本氏烟草进行抗性初筛。【结果】金鱼草中共鉴定到32个AmEXPs,均具有保守结构域DPBB-1和Pollen allerg1,分为4个亚族(EXPA、EXPB、EXLA及EXLB),编码211‒297个氨基酸,蛋白分子量22018.69‒31787.97 Da,等电点5.01‒9.83;各亚族基因间有高度相似的结构和保守基序;每个基因的启动子都具有与激素或胁迫相关的顺式作用元件。根据表达模式挖掘出了10个候选基因,进一步对这10个候选基因进行超表达载体构建并瞬时转化入本氏烟草进行抗性初筛,发现与对照相比,AmEXP13和AmEXLB1基因可显著增强本氏烟草对核盘菌的抗性,而AmEXPA17、AmEXPA21、AmEXPA9和AmEXPA16基因则使本氏烟草表现得更易感,AmEXLB2、AmEXPB1、AmEXPA2和AmEXPA12基因则无明显差异。【结论】从金鱼草全基因组中鉴定出32个EXPs基因家族成员,其中6个EXPs基因响应核盘菌抗性,AmEXPA13和AmEXLB1这2个基因是正向介导抗病的关键候选基因,AmEXPA17、AmEXPA21、AmEXPA9和AmEXPA16这4个基因是负向介导抗病的关键候选基因。
关键词
金鱼草
Expansin基因家族
表达模式
核盘菌抗性
抗
性
初步筛选
Keywords
Antirrhinum majus
Expansin gene family
expression patterns
resistance to Sclerotinia sclerotiorum
preliminary resistance screening
分类号
S435.661 [农业科学—农业昆虫与害虫防治]
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职称材料
题名
金鱼草WAK/WAKL基因家族鉴定及抗核盘菌候选基因挖掘
2
作者
杨冬梅
夏文念
宋佳怡
杨洁
严苍海
苏芸丽
汪仲毅
胡慧贞
机构
西南林业大学园林园艺学院/云南省功能性花卉资源及产业化技术工程研究中心
出处
《南方农业学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第1期24-36,共13页
基金
国家自然科学基金青年科学项目(31901571)
云南省大学生创新创业训练计划项目(202110677078)
西南林业大学科研启动基金项目(01102-112109)。
文摘
【目的】鉴定金鱼草细胞壁相关受体激酶(Wall-associated kinase,WAK)及类WAK蛋白(WAK-like kinases,WAKL)基因家族成员,并挖掘抗核盘菌的候选基因,为深入解析金鱼草抗核盘菌的WAK/WAKL分子调控机制提供理论参考。【方法】以拟南芥WAK/WAKL家族蛋白为参考序列,利用生物信息学方法从金鱼草基因组数据库中鉴定出WAK/WAKL基因家族成员,并对其理化性质、系统发育、基因结构、保守基序、顺式作用元件及共线性关系等进行预测分析,并通过转录组测序和实时荧光定量PCR对该家族基因在金鱼草抗感核盘菌材料中的表达模式进行分析。【结果】从金鱼草基因组中共鉴定出27个WAK/WAKL基因家族成员,其中WAK家族基因16个(AmWAK1~AmWAK16),WAKL家族基因11个(AmWAKL1~AmWAKL11),编码的氨基酸数量为615~1085个;理论等电点(pI)为4.94~8.69,绝大多数蛋白呈酸性;所有蛋白的总平均亲水性指数(GRAVY)值小于0,均为亲水性蛋白;大多数蛋白亚细胞定位于细胞质膜区域,少部分定位于细胞外、液泡、高尔基体和细胞核。27个WAK/WAKL基因家族成员不均匀地分布在金鱼草的8条染色体上,且与拟南芥WAK/WAKL家族基因存在7对共线性同源基因;基因启动子区域含有与防御和胁迫响应、茉莉酸甲酯响应及水杨酸响应等顺式作用元件。通过叶片离体接种核盘菌试验,筛选出抗性差异明显的易感病品种Am1和抗病品种Am6。有12个WAK/WAKL家族基因在金鱼草抗感材料中显著差异表达(P<0.05),有9个基因表达模式与转录组测序结果基本一致。这9个基因中,有5个基因(AmWAK7、AmWAKL2、AmWAKL8、AmWAK6和AmWAK13)在金鱼草的根、茎和叶组织中高表达,而剩余4个基因(AmWAK2、AmWAK8、AmWAK9和AmWAK12)在根、茎和叶中基本不表达。【结论】筛选出的27个金鱼草WAK/WAKL基因家族成员,具有相似的基因结构和蛋白功能结构域,其中AmWAK6、AmWAK7、AmWAK13、AmWAKL2和AmWAKL8为金鱼草抗核盘菌的关键候选基因,具有介导抗病的潜在功能。
关键词
金鱼草
WAK/WAKL基因家族
鉴定
核盘菌抗性
转录组测序
候选基因挖掘
Keywords
Antirrhinum majus L.
AmWAK/WAKL gene family
identification
Sclerotinia sclerotiorum resistance
transcriptome sequencing
candidate gene mining
分类号
S681.9 [农业科学—观赏园艺]
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职称材料
题名
作者
出处
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被引量
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1
金鱼草Expansin基因家族鉴定及其抗核盘菌相关基因筛选
宋佳怡
苏芸丽
郑兴艳
夏文念
杨冬梅
胡慧贞
《生物技术通报》
北大核心
2025
0
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下载PDF
职称材料
2
金鱼草WAK/WAKL基因家族鉴定及抗核盘菌候选基因挖掘
杨冬梅
夏文念
宋佳怡
杨洁
严苍海
苏芸丽
汪仲毅
胡慧贞
《南方农业学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024
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