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马铃薯PAL基因家族的全基因组鉴定及其在非生物胁迫下和块茎花色素苷合成中的表达分析 被引量:2
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作者 朱金勇 刘震 +7 位作者 曾钰婷 李志涛 陈丽敏 李泓阳 史田斌 张俊莲 白江平 刘玉汇 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第11期2978-2990,共13页
苯丙氨酸解氨酶(phenylalanin ammonia-lyase,PAL)是苯丙烷代谢途径的限速酶和关键酶,在植物生长发育过程中发挥着重要作用。本研究在马铃薯(Solanum tuberosum L.)全基因组水平下,利用BlastP和HMM 3.1鉴定到8个PAL基因家族成员,利用ExP... 苯丙氨酸解氨酶(phenylalanin ammonia-lyase,PAL)是苯丙烷代谢途径的限速酶和关键酶,在植物生长发育过程中发挥着重要作用。本研究在马铃薯(Solanum tuberosum L.)全基因组水平下,利用BlastP和HMM 3.1鉴定到8个PAL基因家族成员,利用ExPASy、CELLO、PlantCARE等在线工具,对PAL基因家族成员的进行生物信息学分析。利用PGSC数据库下载的RNA-seq数据,分析了StPALs在双单倍体(DM)马铃薯不同组织部位和非生物胁迫下的表达模式。对3个不同颜色马铃薯块茎组织(皮和肉)进行RNA-seq,以及利用3个不同颜色块茎杂交子代的薯肉进行qPCR分析。结果表明,8个StPALs分布在3、5、9和10号染色体上,它们与烟草(Nicotiana tabacum)PAL的亲缘关系较近。StPAL基因成员的启动子区域内含有多个顺式元件,包括光响应、逆境胁迫响应、激素响应、生长发育相关和转录因子调控的多种顺式元件。StPAL2在匍匐茎中特异表达,StPAL3/5/8在块茎和匍匐茎中特异表达,StPAL3在甘露醇处理下下调表达,StPAL3和StPAL8在热胁迫中上调表达。它们可能参与了马铃薯块茎的发育和非生物胁迫响应。5个StPALs(StPAL3/4/5/6/8)基因在彩色薯肉中均上调表达,可能参与马铃薯薯肉中花色素苷的生物合成。这些结果为进一步了解StPAL基因家族特征,深入分析StPALs基因在马铃薯中的功能提供了理论依据。 展开更多
关键词 马铃薯 PAL基因家族 生物胁迫 花色素苷生物合成 表达分析
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马铃薯StCytb5基因家族的全基因组鉴定及表达分析
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作者 李泓阳 刘震 +9 位作者 曾钰婷 李志涛 朱金勇 陈丽敏 史田斌 王玮璐 齐喆颖 张俊莲 白江平 刘玉汇 《甘肃农业大学学报》 北大核心 2025年第1期74-85,96,共13页
【目的】在全基因组水平下对马铃薯StCytb5基因家族成员进行鉴定,并分析了StCytb5s基因在非生物胁迫下及块茎花色素苷生物合成中的表达模式,为后续深入研究马铃薯StCytb5s基因的功能提供理论依据。【方法】在马铃薯全基因组水平下,利用H... 【目的】在全基因组水平下对马铃薯StCytb5基因家族成员进行鉴定,并分析了StCytb5s基因在非生物胁迫下及块茎花色素苷生物合成中的表达模式,为后续深入研究马铃薯StCytb5s基因的功能提供理论依据。【方法】在马铃薯全基因组水平下,利用HMM 3.1和BlastP鉴定了22个StCytb5基因家族成员,利用ExPASy、CELLO、MEME、MCScanX和GSDS等在线工具,对其理化性质、染色体定位、基因结构、蛋白保守结构域和基因复制事件进行了分析。利用PGSC数据库下载的RNA-seq数据,分析StCytb5s在双单倍体(DM)马铃薯不同组织部位、非生物胁迫和激素处理下的表达模式。为进一步了解StCytb5s在不同抗旱性马铃薯品种和不同颜色块茎中的表达模式,分别对干旱胁迫下大西洋和青薯9号的叶片以及3个不同颜色马铃薯杂交子代(‘Y’‘R’‘P’)块茎薯肉进行了转录组测序,挖掘了可能参与马铃薯干旱胁迫响应和花色素苷生物合成的候选基因。【结果】共鉴定出22个马铃薯StCytb5基因家族成员,不均匀的分布在12条染色体上;通过对其基因结构和系统发育特征的分析,把22个StCytb5基因家族成员分为4个亚组;共线性分析表明,片段复制在StCytb5基因家族的扩展中发挥主要作用;其中StCytb5-4和StCytb5-14在干旱胁迫中差异表达,StCytb5-6和StCytb5-17在彩色马铃薯块茎中上调表达。【结论】共鉴定出22个马铃薯StCytb5基因家族成员,其中StCytb5-4和StCytb5-14可能响应马铃薯干旱胁迫,而StCytb5-6和StCytb5-17可能参与马铃薯块茎花色素苷的生物合成。 展开更多
关键词 马铃薯 Cytb5基因家族 生物胁迫 表达分析 花色素苷生物合成
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马铃薯ARM基因家族的全基因组鉴定及表达分析 被引量:1
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作者 刘震 陈丽敏 +8 位作者 李志涛 朱金勇 王玮璐 齐喆颖 姚攀锋 毕真真 孙超 白江平 刘玉汇 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1451-1466,共16页
ARM蛋白重复序列(Armadillo repeats)广泛存在于高等植物中,它们参与多种细胞过程,如信号转导、核转运以及对多种生物/非生物胁迫的响应。本研究在马铃薯(Solanum tuberosum L.)全基因组水平下鉴定出了54个马铃薯ARM基因家族成员(StARM... ARM蛋白重复序列(Armadillo repeats)广泛存在于高等植物中,它们参与多种细胞过程,如信号转导、核转运以及对多种生物/非生物胁迫的响应。本研究在马铃薯(Solanum tuberosum L.)全基因组水平下鉴定出了54个马铃薯ARM基因家族成员(StARMs),它们不均匀的分布在12条染色体上。根据其蛋白结构和系统发育特征,将54个StARMs分为3个亚家族。片段重复事件在马铃薯ARM基因家族的扩展中起主要作用。共线性分析发现,StARMs与番茄(Solanum lycopersicum)、拟南芥(Arabidopsis)、甘蓝(Brassica oleracea)、水稻(Oryza sativa)、玉米(Zea mays)分别有51对、17对、25对、6对和10对直系同源基因,这些基因均在纯化选择下进化。RNA-seq数据分析发现,4个StARM基因在匍匐茎中特异表达,2个StARM基因在根和心皮中特异表达,1个StARM基因在块茎中特异表,还有一些StARM基因参与了马铃薯对生物/非生物胁迫的响应。此外,本研究对3个不同颜色马铃薯块茎组织(薯皮和薯肉)进行了RNA-seq测序,分析了54个StARMs在不同颜色马铃薯块茎组织中的表达模式,并利用qPCR分析了StARMs在3个不同颜色块茎杂交子代薯肉中的相对表达量,筛选出了4个可能参与马铃薯块茎花色素苷生物合成的候选基因。本研究为进一步了解StARM基因家族的特征,深入分析StARM基因在马铃薯抵御生物/非生物胁迫和调控块茎花色素苷生物合成中的功能提供了理论依据。 展开更多
关键词 马铃薯 ARM基因家族 生物/非生物胁迫 花色素苷生物合成 表达分析
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脱落酸和吡效隆对荔枝果皮着色的影响 被引量:6
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作者 魏永赞 张红娜 +3 位作者 赖彪 黄旭明 胡桂兵 王惠聪 《果树学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期653-659,750,共8页
【目的】研究脱落酸(ABA)和吡效隆(CPPU)对荔枝果皮花色素苷生物合成及着色的影响,探索ABA调控荔枝果实花色素苷合成的分子机制。【方法】以‘桂味’荔枝为试材,喷施ABA和CPPU后,对果皮色泽、色素含量和花色素苷合成相关结构基因的表达... 【目的】研究脱落酸(ABA)和吡效隆(CPPU)对荔枝果皮花色素苷生物合成及着色的影响,探索ABA调控荔枝果实花色素苷合成的分子机制。【方法】以‘桂味’荔枝为试材,喷施ABA和CPPU后,对果皮色泽、色素含量和花色素苷合成相关结构基因的表达规律进行分析。【结果】荔枝果实着色过程中,叶绿素含量降低,花色素苷含量增加,色度角逐渐降低;喷施ABA促进了花色素苷的积累,加速了叶绿素含量和色度角的降低,而CPPU则起了相反的作用;从花色素苷生物合成各基因的表达情况来看,对照果皮7个参试的结构基因均在果实成熟着色期间表达量逐步增加,而只有LcUFGT对ABA和CPPU两种生长调节剂的反应与果皮花色苷的积累趋势高度吻合,即ABA增加了LcUFGT的表达量,而CPPU明显抑制了LcUFGT的表达。【结论】ABA通过上调LcUFGT基因促进了荔枝果皮花色素苷的积累,加速了着色进程;而CPPU通过抑制LcUFGT基因的表达减缓了荔枝果皮花色素苷的合成,从而延缓荔枝果实着色;ABA参与了荔枝果皮中花色素苷生物合成调控,CPPU可能通过拮抗ABA影响花色苷的合成。 展开更多
关键词 荔枝 果实 花色素苷生物合成 ABA CPPU
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彩叶植物呈色机理及其育种研究进展 被引量:18
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作者 晁月文 李竞芸 张广辉 《江苏林业科技》 2008年第4期46-48,52,共4页
近年来,彩叶植物因其亮丽的色彩而备受关注,越来越广泛地应用于园林绿化。但目前以改变叶片颜色、培育新的彩叶植物为目的的研究报道非常少,多数集中于研究模式植物花色素苷生物合成途径中结构基因和转录因子的功能。作者在综述彩叶植... 近年来,彩叶植物因其亮丽的色彩而备受关注,越来越广泛地应用于园林绿化。但目前以改变叶片颜色、培育新的彩叶植物为目的的研究报道非常少,多数集中于研究模式植物花色素苷生物合成途径中结构基因和转录因子的功能。作者在综述彩叶植物呈色机理和影响因素的基础上,提出异源超表达花青素生物合成途径特异转录因子是培育彩叶植物的最有效途径。 展开更多
关键词 彩叶植物 叶色基因工程 花色素苷生物合成 转录因子
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马铃薯GAUT基因家族的全基因组鉴定及表达分析 被引量:6
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作者 牛娜 刘震 +6 位作者 黄鹏翔 朱金勇 李志涛 马文婧 张俊莲 白江平 刘玉汇 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期2348-2361,共14页
半乳糖醛酸转移酶(GAUT)是一种参与催化糖基化反应的酶类,在植物生长发育过程中发挥着重要作用。本研究鉴定了马铃薯GAUT家族成员,并对其理化性质、染色体定位、基因结构、保守蛋白结构域、基因重复事件和表达模式进行了分析。结果表明... 半乳糖醛酸转移酶(GAUT)是一种参与催化糖基化反应的酶类,在植物生长发育过程中发挥着重要作用。本研究鉴定了马铃薯GAUT家族成员,并对其理化性质、染色体定位、基因结构、保守蛋白结构域、基因重复事件和表达模式进行了分析。结果表明,鉴定到的41个GAUT家族成员(StGAUT),不均匀的分布在10条染色体上。根据基因的结构和系统发育蛋白特征,将41个StGAUT分为4个亚组。共线性分析表明,StGAUT基因家族存在12对片段重复基因,均在纯化选择下进化。通过对马铃薯双单倍体(DM)的不同组织部位和非生物胁迫下的RNA-seq数据进行分析,筛选出了组织特异性表达及响应非生物胁迫的StGAUT基因。此外,进一步对不同四倍体栽培种彩色马铃薯的薯皮和薯肉进行RNA-seq测序和分析,获得了可能参与花色素苷生物合成的StGAUT基因。本研究结果为进一步阐明StGAUT基因在马铃薯中的功能提供了有价值的信息。 展开更多
关键词 马铃薯 半乳糖醛酸转移酶 表达分析 花色素苷生物合成
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紫心甘薯IbMYB1上游7个调控蛋白的互作与表达分析
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作者 付丹文 陈亚慧 +1 位作者 杨少华 高峰 《广东农业科学》 CAS 2023年第6期1-9,共9页
【目的】对前期筛选到的紫心甘薯IbMYB1上游7个调控蛋白(IbERF1、IbPDC、IbPGP19、IbSCF、IbWRKY1、IbJOX4和IbEIN3-2)的互作与表达进行分析,进一步阐明花色素苷在特定时空合成与积累的调控网络。【方法】采用酵母双杂交和双分子荧光互... 【目的】对前期筛选到的紫心甘薯IbMYB1上游7个调控蛋白(IbERF1、IbPDC、IbPGP19、IbSCF、IbWRKY1、IbJOX4和IbEIN3-2)的互作与表达进行分析,进一步阐明花色素苷在特定时空合成与积累的调控网络。【方法】采用酵母双杂交和双分子荧光互补试验,对7个调控因子之间的相互作用进行检测,使用荧光定量PCR对紫心甘薯和白心甘薯根不同发育时期花色素苷合成调控和筛选的上游调控因子进行基因表达特征分析。【结果】IbERF1与IbSCF、IbWRKY1存在相互作用。双分子荧光互补试验证实了酵母双杂交的试验结果。IbERF1基因在紫心甘薯根不同时期的表达量均低于白心甘薯,且随着根中花色素苷的积累其表达量逐渐降低,IbWRKY1和IbSCF基因在紫心甘薯和白心甘薯根不同发育时期中的表达量,与花色素苷的积累无明显的相关关系。【结论】IbMYB1上游调控蛋白IbERF1、IbSCF可分别与IbWRKY1形成复合物,以转录复合体的形式共同调控IbMYB1表达。推测IbERF1可能负调控花色素苷的合成,IbSCF和IbWRKY1参与紫心甘薯花色素苷的合成与调控,可能还存在更为复杂的机制。 展开更多
关键词 紫心甘薯 花色素苷生物合成 转录因子IbMYB1 上游调控蛋白互作 表达分析
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