大麻类纤维素合酶基因家族生物信息学分析

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作者 郭蓉 吕品 +7 位作者 张庆滢 张园 陈璇 许艳萍 郭孟璧 字雪靖 杨若菡 杨明 《贵州农业科学》 2025年第1期1-9,共9页

【目的】探明大麻类纤维素合酶(Cellulose synthase-like,Csl)基因家族成员的结构和功能,为调控大麻生长发育提供参考。【方法】通过生物信息学方法对大麻Csl家族成员的理化性质、系统进化、基因结构和保守基序及启动子顺式作用元件等... 【目的】探明大麻类纤维素合酶(Cellulose synthase-like,Csl)基因家族成员的结构和功能,为调控大麻生长发育提供参考。【方法】通过生物信息学方法对大麻Csl家族成员的理化性质、系统进化、基因结构和保守基序及启动子顺式作用元件等进行分析。【结果】从大麻中共鉴定得到24个Csl家族成员,除7号染色体外其余9条染色体上均有成员分布,各成员外显子数目为3~9个。系统进化树分析显示,24个家族成员被分为CslA、CslB、CslC、CslD、CslE、CslG共6个亚族,其中CslC和CslD成员最多,均有6个。保守基序分析发现,Motif2和Motif3在6个亚族蛋白中均有分布,而Motif6、Motif8和Motif9仅在CslA和CslC亚族蛋白中分布,Motif1、Motif4、Motif7和Motif10仅在CslB、CslD、CslE和CslG亚族蛋白中分布。CsCsls基因启动子区域包含光响应、激素诱导元件、逆境响应元件和MYB结合位点。经公共转录组数据分析发现,除CsCslB2在叶中特异表达外,大部分成员在根和茎中表达水平明显高于叶片。不同亚族成员在茎秆不同组织和不同部位及下胚轴不同发育时期的表达量也存在一定差异。【结论】推测Csl家族基因除介导大麻纤维中半纤维素合成外,还参与大麻生长发育和逆境响应等其他生物学进程。 展开更多

关键词 大麻 半纤维素 类纤维素合酶 基因家族 生物信息学 逆境响应

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榴莲蔗糖磷酸合酶基因的全基因组鉴定与表达分析

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作者 周丽容 郑雪文 +5 位作者 任小玉 冯学杰 陈迪 何小龙 梁清志 杨转英 《热带作物学报》 北大核心 2025年第5期1064-1075,共12页

蔗糖磷酸合酶(sucrosephosphatesynthase,SPS)在蔗糖合成过程中起重要作用,研究榴莲SPS家族的生物学功能有助于提升榴莲果实品质。本研究在榴莲基因组中查找出10个榴莲SPS成员,分别命名为DzSPS1~DzSPS10,通过研究表明,其平均疏水系数小... 蔗糖磷酸合酶(sucrosephosphatesynthase,SPS)在蔗糖合成过程中起重要作用,研究榴莲SPS家族的生物学功能有助于提升榴莲果实品质。本研究在榴莲基因组中查找出10个榴莲SPS成员,分别命名为DzSPS1~DzSPS10,通过研究表明,其平均疏水系数小于0,等电点在5.70~6.68之间,推测为亲水酸性蛋白,亚细胞定位预测显示其主要集中在细胞膜和细胞核上。基因家族保守基序分析发现每个SPSmotif的数量和分布有差异,但均含有motif3,可见motif3是榴莲SPS基因家族重要的保守结构域。基因结构分析发现,榴莲SPS结构相似,含有8~15个外显子,7~13个内含子。系统发育树显示,榴莲SPS家族可分为2个亚族,亚类Ⅱ数量多达9个,亚类Ⅰ有1个,与可可树、柑橘等园艺果树的SPS相比,榴莲SPS与拟南芥SPS、水稻SPS亲缘关系更近。榴莲SPS中有7个成员空间结构相似度较高,二级结构多为α-螺旋和无规则卷曲。顺式作用元件分析表明,榴莲SPS可能较易受光、低温、干旱、赤霉素等响应元件的诱导表达。检测到榴莲果实中可溶性糖的主要成分为蔗糖、果糖和葡萄糖,蔗糖含量显著高于果糖和葡萄糖,且不同品种间存在显著差异。荧光定量分析发现,不同品种榴莲的SPS表达水平存在显著差异,其中DzSPS3和DzSPS7在不同品种中的表达规律与总糖含量的变化一致,推测DzSPS3和DzSPS7可能是糖分积累的关键成员。本研究通过分析榴莲SPS结构和理化性质,探究不同品种榴莲SPS的积累特点,为进一步探究SPS家族在榴莲中的生物学功能提供参考。 展开更多

关键词 榴莲 蔗糖磷酸合酶(SPS) 生物信息学 基因表达

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花生蔗糖合酶基因AhSuSy的克隆和干旱胁迫表达分析 被引量：8

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作者 何美敬 刘立峰 +3 位作者 穆国俊 侯名语 陈焕英 崔顺立 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第12期2139-2146,共8页

蔗糖合酶（sucrose synthase,SuSy）是蔗糖代谢途径中的关键酶,在植物生长、发育和渗透调节过程中起着重要的作用。本研究利用同源克隆、RACE和TAIL-PCR相结合的方法从花生叶片中分离了蔗糖合酶基因,命名为AhSuSy（Gen Bank登录号为JF34... 蔗糖合酶（sucrose synthase,SuSy）是蔗糖代谢途径中的关键酶,在植物生长、发育和渗透调节过程中起着重要的作用。本研究利用同源克隆、RACE和TAIL-PCR相结合的方法从花生叶片中分离了蔗糖合酶基因,命名为AhSuSy（Gen Bank登录号为JF346233）。该基因cDNA序列全长2790bp,包含一个2421bp的开放阅读框（ORF）,5′端非编码区57bp,3端非编码区为312bp。根据编码区预测AhSuSy编码806个氨基酸,与大豆、拟南芥、玉米等植物中相关蛋白的氨基酸序列同源性达75%以上;成功构建了该基因的原核表达载体pET32a-AhSuSy,在IPTG诱导下得到92kD左右的蛋白,与理论值一致。半定量RT-PCR分析表明AhSuSy在花生根、茎、叶中均有表达。利用10%PEG模拟干旱处理花生幼苗,分析胁迫后AhSuSy的转录水平,同时测定蔗糖合酶活性和蔗糖含量,发现三者均表现为处理后4~12h逐渐升高,相关性分析显示花生中蔗糖含量与蔗糖合酶活性的相关系数达0.993（P=0.007〈0.01）,处理后12~24h逐渐降低。推测该基因响应干旱调控,在花生抗旱胁迫中可能起着一定的作用。 展开更多

关键词 花生 蔗糖合酶基因 克隆 半定量RT-PCR 表达分析

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甘蔗蔗糖合酶基因Susy半定量表达体系的建立及其应用 被引量：1

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作者 黄文静 檀小辉 +4 位作者 黄静丽 何龙飞 杨丽涛 李杨瑞 王爱勤 《热带作物学报》 CSCD 北大核心 2013年第7期1288-1293,共6页

为进一步研究高等植物体内控制蔗糖合成的关键酶基因蔗糖合酶基因Susy在甘蔗中的表达情况,本研究以甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GAPDH)基因为内参基因,通过对退火温度、循环数的优化建立了一个稳定、方便的半定量RT-PCR体系。通过该体系检测干... 为进一步研究高等植物体内控制蔗糖合成的关键酶基因蔗糖合酶基因Susy在甘蔗中的表达情况,本研究以甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GAPDH)基因为内参基因,通过对退火温度、循环数的优化建立了一个稳定、方便的半定量RT-PCR体系。通过该体系检测干旱处理下甘蔗叶的Susy基因表达,并结合叶片酶活性和蔗糖含量进行分析。结果表明:甘蔗Susy基因的半定量RT-PCR扩增,以循环数30个、退火温度为54℃、内参基因与目的基因同批异管进行扩增为宜。甘蔗Susy基因在不同叶位中的表达有很大差异,总体上表现为:+1叶、+2叶>+5叶、+6叶>心叶,干旱胁迫可诱导幼嫩叶中Susy基因的表达量上升,基因表达的变化与其酶活性和蔗糖含量变化的情况相一致。 展开更多

关键词 甘蔗 蔗糖合酶 干旱 基因表达

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木薯蔗糖合酶(SuSy)基因的表达分析及SuSy1和SuSy4编码序列的克隆 被引量：3

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作者 方开星 陈新 +3 位作者 王海燕 王淑娟 马平安 王文泉 《热带作物学报》 CSCD 北大核心 2014年第10期1937-1943,共7页

依据拟南芥6个蔗糖合酶基因序列搜索木薯基因组数据库,获得了6个木薯蔗糖合酶基因亚型。将6个木薯蔗糖合酶基因亚型的外显子-内含子结构进行分析,结合其它物种蔗糖合酶基因的氨基酸序列构建进化树,将木薯蔗糖合酶基因可分为三类,分别为S... 依据拟南芥6个蔗糖合酶基因序列搜索木薯基因组数据库,获得了6个木薯蔗糖合酶基因亚型。将6个木薯蔗糖合酶基因亚型的外显子-内含子结构进行分析,结合其它物种蔗糖合酶基因的氨基酸序列构建进化树,将木薯蔗糖合酶基因可分为三类,分别为Su Sy1/Su Sy4,Su Sy2/Su Sy3和Su Sy5/Su Sy6。以木薯KU50的功能叶和5个不同时期块根的RNA为模板,利用RT-PCR的方法对蔗糖合酶基因家族进行表达分析,确定了Su Sy1和Su Sy4高表达的亚型,克隆并获得了Su Sy1和Su Sy4基因的编码区序列,对获得的序列进行同源性和功能结构域分析表明,2条序列的氨基酸同源性为97%,并且有相同的功能结构域。 展开更多

关键词 木薯 蔗糖合酶 RT-PCR 基因克隆

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大豆蔗糖合成酶家族成员的全基因组鉴定及表达分析 被引量：10

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作者 晁毛妮 张自阳 +3 位作者 王润豪 张金宝 王果 黄中文 《西北植物学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期232-241,共10页

该研究基于已公布的大豆基因组序列,旨在对大豆蔗糖合成酶(SUS)家族成员进行全基因组鉴定及表达分析,以探讨大豆SUS家族基因的生物学功能,为GmSUS基因的利用及大豆高产育种奠定理论基础。结果表明:(1)在大豆基因组中共鉴定到12个蔗糖合... 该研究基于已公布的大豆基因组序列,旨在对大豆蔗糖合成酶(SUS)家族成员进行全基因组鉴定及表达分析,以探讨大豆SUS家族基因的生物学功能,为GmSUS基因的利用及大豆高产育种奠定理论基础。结果表明:(1)在大豆基因组中共鉴定到12个蔗糖合成酶基因(GmSUS1~GmSUS12)。(2)GmSUS蛋白之间序列一致性很高,均具有植物SUS家族蛋白特有的蔗糖合成结构域和糖基转移结构域;除GmSUS5外,其他GmSUS蛋白N端均具有一个保守的丝氨酸(Ser)磷酸化位点。(3)系统进化分析显示,GmSUS蛋白主要聚为3组(SUSⅠ~SUSⅢ),且位于同1组的GmSUS基因大部分具有相似的内含子/外显子分布模式。(4)12个GmSUS基因不均匀地分布在大豆的10条染色体上,片段复制可能导致了GmSUS基因在大豆基因组中的扩增。(5)表达特性分析表明,大豆SUS家族成员具有不同的组织表达模式,GmSUS8在大豆种子中表达量很高,GmSUS1、GmSUS7和GmSUS5在大豆根瘤中表达量很高,GmSUS3、GmSUS11和GmSUS12在所有被检测的组织均具有较高的表达。 展开更多

关键词 蔗糖合成酶(sus) 基因家族 进化分析 组织表达 大豆

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甘蓝型油菜蔗糖磷酸合酶(SPS)基因家族成员鉴定及表达分析 被引量：19

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作者 张莉 荐红举 +8 位作者 杨博 张翱翔 张超 杨鸿 张立源 刘列钊 徐新福 卢坤 李加纳 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期197-207,共11页

蔗糖磷酸合酶(sucrose phosphate synthase,SPS)是调控植物蔗糖合成的限速酶,对光合产物的转运和积累有重要影响。利用拟南芥SPS蛋白保守结构域在甘蓝型油菜基因组数据库鉴定出11个甘蓝型油菜SPS基因家族成员,根据系统进化分析将其分成A... 蔗糖磷酸合酶(sucrose phosphate synthase,SPS)是调控植物蔗糖合成的限速酶,对光合产物的转运和积累有重要影响。利用拟南芥SPS蛋白保守结构域在甘蓝型油菜基因组数据库鉴定出11个甘蓝型油菜SPS基因家族成员,根据系统进化分析将其分成A、B和C共3个亚家族。基因结构预测表明,SPSC-1有5个外显子,其他SPS基因均有11~15个外显子。顺式作用元件分析表明,油菜SPS基因除含基本的启动子保守元件外,还含有许多与逆境和激素响应相关的顺式作用元件。实时荧光定量PCR结果表明,Bn SPSA1在花中表达量最高,Bn SPSA2在各组织中均有不同程度的表达,Bn SPSB只在叶、蕾和花中表达,BnSPSC在叶中表达量最高,在蕾和花中有少量表达而在其他组织中基本不表达,说明SPS基因在甘蓝型油菜中的表达具有明显的组织特异性;Bn SPSA1和BnSPSC在高生物产量油菜叶片中的表达高于低生物产量油菜,Bn SPSB则在低生物产量油菜中的表达量更高,说明SPS基因与油菜生物产量密切相关。本研究为油菜SPS基因的功能研究和利用奠定了基础。 展开更多

关键词 甘蓝型油菜 蔗糖磷酸合酶 全基因组鉴定 表达分析

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大白菜SUS基因家族鉴定与节律表达分析

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作者 肖玉凡 许脉然 +3 位作者 秦田雨 王俊玲 王春阳 冯大领 《河北农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期48-54,共7页

植物体内的蔗糖合酶(SUS)是一种糖基转移酶,它参与调控蔗糖的合成与运输,研究大白菜SUS基因家族的表达为揭示糖代谢的分子调控机制提供了重要基础。本研究利用生物信息学方法,进行大白菜SUS基因家族成员鉴定、理化性质、系统进化关系、... 植物体内的蔗糖合酶(SUS)是一种糖基转移酶,它参与调控蔗糖的合成与运输,研究大白菜SUS基因家族的表达为揭示糖代谢的分子调控机制提供了重要基础。本研究利用生物信息学方法,进行大白菜SUS基因家族成员鉴定、理化性质、系统进化关系、蛋白基序、基因结构和物种内(间)共线性分析;利用RNA-seq技术,获得SUS家族基因的相对表达量,分析大白菜SUS家族基因的节律表达模式。结果表明:大白菜中包含13个SUS基因,均含有SUS结构域;大白菜SUS基因家族可分为3个亚家族(SUSⅠ,SUSⅡ,SUSⅢ);SUSⅡ亚家族的基因motif保守基序种类最多;多数基因含有11~14个CDS序列。大白菜SUS基因家族物种内共线性分析有4对基因参与了大片段重复事件,为大白菜进化提供动力。大白菜与拟南芥的SUS基因家族物种间共线性分析,物种间共构建了13对同源基因,其中有多个“一对多,多对一”的同源基因关系,均属于SUS基因家族的基因对有10个。对SUS家族基因的KEGG和GO功能富集分析,发现富集在淀粉与蔗糖代谢、蔗糖合酶活性通路等方面上。分析SUS家族基因的节律表达模式,发现BraSUSs基因中BraA10g019840.3C基因表达呈现节律性,而其余基因多在夜晚高表达。本研究结果可为大白菜SUSs基因功能解析及蔗糖代谢调控机制研究奠定理论基础。 展开更多

关键词 大白菜 蔗糖合酶 基因家族 昼夜节律表达 生物信息分析

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观赏桃黄酮合成酶CHS基因家族分析

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作者 帅泽宇 徐曼 +1 位作者 屈成 张文斗 《绿色科技》 2024年第14期259-263,共5页

查尔酮合酶(chalcone synthase,CHS)是植物类黄酮生物合成路径中的关键酶,对观赏植物花色的形成具有决定性作用。研究旨在全面分析观赏桃PpCHSs基因家族,探究其在观赏植物花色形成中的分子机制,为育种提供理论支持。通过Uniprot和GDR数... 查尔酮合酶(chalcone synthase,CHS)是植物类黄酮生物合成路径中的关键酶,对观赏植物花色的形成具有决定性作用。研究旨在全面分析观赏桃PpCHSs基因家族,探究其在观赏植物花色形成中的分子机制,为育种提供理论支持。通过Uniprot和GDR数据库获取并比对CHS蛋白序列,使用TBtools进行基因鉴定和染色体共线性分析,MEGA 7.0构建系统发育树,NCBI CDD分析蛋白保守结构域。确认观赏桃中17个CHS同源基因,主要分布在G1染色体。共线性分析显示观赏桃CHS基因与拟南芥存在一对多关系,反映基因家族扩张。系统发生树将基因分为三类,与不同功能特化相关。蛋白结构域分析表明功能上的保守性,揭示了CHS基因家族在观赏桃花色形成中的关键作用,为基因编辑和育种提供理论基础,促进观赏植物产业发展。 展开更多

关键词 查尔酮合酶 类黄酮生物合成 基因家族 观赏桃 分子育种

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星星草脂氧合酶基因家族鉴定及生物信息学分析

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作者 冯慧婷 李跃跃 +1 位作者 齐家兴 李莹 《现代农业科技》 2024年第3期157-161,共5页

星星草具有较强的耐盐碱特性,是改良土壤盐碱化的优良牧草。脂氧合酶(lipoxygenase,LOXs)广泛存在于动植物中,催化多不饱和脂肪酸的双加氧反应,最终生成各种氧脂素,从而在植物生长发育、响应逆境胁迫中发挥重要的生物学功能。目前,星星... 星星草具有较强的耐盐碱特性,是改良土壤盐碱化的优良牧草。脂氧合酶(lipoxygenase,LOXs)广泛存在于动植物中,催化多不饱和脂肪酸的双加氧反应,最终生成各种氧脂素,从而在植物生长发育、响应逆境胁迫中发挥重要的生物学功能。目前,星星草中的LOXs家族基因仍未见报道。本研究利用生物信息学方法对PutLOXs基因家族成员进行鉴定,并对其理化性质、亚细胞定位和系统进化进行了分析。结果表明,星星草基因组中共有8个LOX基因,它们均具有lipoxygenase homology 2(简称LH2)和lipoxygenase结构域,均不包含跨膜结构域,预测定位于细胞质或叶绿体。系统发生分析表明PutLOXs蛋白分为9-LOX和13-LOX两个亚家族,并且与水稻和玉米这类单子叶植物的LOXs蛋白系统发生关系更近。本研究将为后期深入分析星星草耐盐碱分子机制提供理论依据。 展开更多

关键词 脂氧合酶 基因家族 星星草 生物信息学分析

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蔗糖合酶基因启动子克隆及其转基因水稻植物中特异性表达 被引量：13

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作者 李永春 张宪银 薛庆中 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第5期586-590,共5页

以水稻品种“明恢 6 3”基因组 DNA为模板 ,用 PCR方法克隆出水稻蔗糖合酶基因起始密码子以前 (包括第一内含子 )的上游序列 RSP1及其不包括第一内含子的上游调控序列 RSP2。测序结果显示 ,在重要的功能区段上 ,克隆的序列与 Wang(1992 ... 以水稻品种“明恢 6 3”基因组 DNA为模板 ,用 PCR方法克隆出水稻蔗糖合酶基因起始密码子以前 (包括第一内含子 )的上游序列 RSP1及其不包括第一内含子的上游调控序列 RSP2。测序结果显示 ,在重要的功能区段上 ,克隆的序列与 Wang(1992 )等的报道基本一致。构建了由 RSP1和 RSP2驱动报告基因 Gus的植物表达载体 ,并用于农杆菌介导法水稻遗传转化。对水稻品种“秀水 11”转基因植株各部位的 GUS组织化学分析表明 :RSP1和 RSP2都可以驱动Gus基因在根、茎、叶及颖壳中高效特异表达 ,但在胚和胚乳中不表达。作者认为 。 展开更多

关键词 蔗糖合酶基因 启动子 克隆 转基因 水稻 植物 特异性表达

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枇杷果实蔗糖磷酸合酶基因cDNA片段的克隆及表达分析 被引量：1

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作者 倪照君 高志红 +3 位作者 顾林平 章镇 黄蕾芳 王秀云 《江西农业学报》 CAS 2010年第9期42-45,共4页

根据GenBank中已登录的多种植物的蔗糖磷酸合成酶基因的保守序列设计引物,采用RT-PCR方法,从枇杷果实中扩增出该基因的cDNA片段并测序,分别为386 bp和383 bp。序列分析表明,枇杷果实蔗糖磷酸合成酶基因与桃果实蔗糖磷酸合成酶基因相似性... 根据GenBank中已登录的多种植物的蔗糖磷酸合成酶基因的保守序列设计引物,采用RT-PCR方法,从枇杷果实中扩增出该基因的cDNA片段并测序,分别为386 bp和383 bp。序列分析表明,枇杷果实蔗糖磷酸合成酶基因与桃果实蔗糖磷酸合成酶基因相似性达91%。半定量RT-PCR分析表明,该基因在枇杷果实生长发育过程中的表达量逐渐增加。所得基因片段已在GenBank中注册,386 bp和383 bp登记号分别为HM122759和HM146926。 展开更多

关键词 枇杷果实 蔗糖 磷酸合成酶基因 合酶基因 CDNA片段 克隆 表达分析 GENBANK 生长发育过程 分析表 RT-PCR分析 RT-PCR方法 保守序列 设计引物 基因片段 多种植物 相似性 桃果实 表达量 半定量

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铁皮石斛酸性蔗糖转化酶基因家族鉴定及低温下表达分析 被引量：1

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作者 刘博婷 唐演儿 +4 位作者 李琳 林一帆 李学诗 于白音 刘羽佳 《江苏农业科学》 北大核心 2022年第24期33-42,共10页

为了探究DcAI家族基因的生物学特性及其在逆境响应中的潜在功能,基于已公布的铁皮石斛基因组数据,对铁皮石斛DcAI基因家族进行鉴定和生物信息学分析,并用RNA-Seq(转录组测序)技术分析其在低温胁迫下的表达模式。结果表明,DcAI基因家族共... 为了探究DcAI家族基因的生物学特性及其在逆境响应中的潜在功能,基于已公布的铁皮石斛基因组数据,对铁皮石斛DcAI基因家族进行鉴定和生物信息学分析,并用RNA-Seq(转录组测序)技术分析其在低温胁迫下的表达模式。结果表明,DcAI基因家族共有4个成员,其中液泡蔗糖转化酶编码基因和细胞壁蔗糖转化酶编码基因各2个,在数量上与其他物种间的差异较大,存在基因丢失现象。DcAIs具有相似的内含子/外显子结构,且不均匀地分布在染色体上,其蛋白质结构高度保守,具有酸性蔗糖转化酶特有的氨基酸保守基序。DcAIs启动子含有多种顺式作用元件,涉及光响应、胁迫响应、激素响应、发育调节等多种生理生化过程;DcAIs在铁皮石斛不同组织中的表达丰度不同,具有明显的组织表达特异性;DcAIs在低温胁迫下呈现不同的表达模式,以同工酶形式在不同组织中对低温胁迫采取不同的响应机制,推测DcAIs可能通过调节自身基因的表达以提高细胞内可溶性多糖含量,从而增强铁皮石斛对低温的耐受能力。研究结果可为DcAIs基因的利用及铁皮石斛优良种质的分子遗传改良提供参考借鉴。 展开更多

关键词 铁皮石斛 酸性蔗糖转化酶 基因家族 生物信息学 表达分析 冷胁迫响应

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甘薯细胞壁蔗糖转化酶基因IbCWIN家族成员鉴定及表达分析 被引量：8

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作者 宋天晓 刘意 +3 位作者 饶莉萍 Soviguidi Deka Reine Judesse 朱国鹏 杨新笋 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第7期1297-1308,共12页

甘薯是重要的粮食、饲料、工业原料作物和新型的生物能源作物,细胞壁蔗糖转化酶是植物源、库组织蔗糖代谢的关键酶,但关于甘薯细胞壁蔗糖转化酶基因IbCWIN家族成员的研究尚未见报道。本研究测定供试品种不同组织部位的蔗糖淀粉含量,利... 甘薯是重要的粮食、饲料、工业原料作物和新型的生物能源作物,细胞壁蔗糖转化酶是植物源、库组织蔗糖代谢的关键酶,但关于甘薯细胞壁蔗糖转化酶基因IbCWIN家族成员的研究尚未见报道。本研究测定供试品种不同组织部位的蔗糖淀粉含量,利用生物信息学方法对IbCWIN基因家族的理化性质、保守结构域、系统进化关系、启动子作用元件、组织特异性表达模式进行分析。结果表明,甘薯茎中蔗糖含量最高,须根和叶次之,块根最低;块根淀粉含量最高,极显著高于其他部位。甘薯中含有10个IbCWIN基因,编码氨基酸442~1115个,蛋白质分子量范围49.56~124.44kD,等电点为5.0~9.1。分布在8条染色体上,都含有Glyco_32保守结构域及相同或相似的保守基序motif,属于糖基水解酶基因家族GH32。IbCWIN与木薯MeCWINV同源性高,IbCWIN基因家族启动子区域含有多种类型的顺式作用元件。qRT-PCR结果表明,IbCWIN基因家族在甘薯不同组织中均有表达且有多种表达模式,其中IbCWIN2和IbCWIN9在块根中表达量显著高于其他组织部位。本研究为下一步探索甘薯IbCWIN基因家族的功能及调控甘薯源、库关系机制提供理论指导。 展开更多

关键词 甘薯 细胞壁蔗糖转化酶 基因家族 基因表达

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甘蓝蔗糖磷酸合酶家族的鉴定和表达分析 被引量：3

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作者 山溪 秦文斌 +3 位作者 张振超 姚悦梅 戴忠良 饶斌 《江苏农业科学》 北大核心 2021年第16期53-60,共8页

蔗糖磷酸合酶(SPS)是调节植物蔗糖生物合成的关键酶。SPS由不同的基因编码组成,具有不同的表达模式和功能差异。利用拟南芥SPS蛋白保守结构域在甘蓝全基因组共鉴定到6个甘蓝SPS家族成员。进化分析结果表明甘蓝SPS基因分为3个亚族。6个Bo... 蔗糖磷酸合酶(SPS)是调节植物蔗糖生物合成的关键酶。SPS由不同的基因编码组成,具有不同的表达模式和功能差异。利用拟南芥SPS蛋白保守结构域在甘蓝全基因组共鉴定到6个甘蓝SPS家族成员。进化分析结果表明甘蓝SPS基因分为3个亚族。6个BoSPSs家族成员被定位在甘蓝的5条染色体上。启动子顺式作用元件分析结果表明,BoSPSs含有许多与激素、逆境和光响应相关的顺式作用元件。RNA-Seq结果表明,BoSPSA1a在各个组织中均具有较高的表达量,BoSPSB除了在芽中表达量较高,在其他各个器官/组织中表达量均较低;冷敏甘蓝(CS-D9)和耐冷甘蓝(CT-923)中BoSPSA1b低温处理后均上调表达,且不同时间点耐冷甘蓝中的表达量均明显高于冷敏甘蓝。本研究结果有助于了解甘蓝SPS家族的信息,增加了对这些基因在甘蓝生长发育过程中及低温胁迫中所起的作用的理解。 展开更多

关键词 蔗糖磷酸合酶 甘蓝 低温胁迫 BoSPSs基因 基因表达分析

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哈姆林甜橙蔗糖合酶Ⅰ和酸性转化酶基因表达与果实糖积累的关系 被引量：5

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作者 王滕旭 李正国 +1 位作者 杨迎伍 邓伟 《热带作物学报》 CSCD 2010年第5期745-749,共5页

蔗糖合酶(Sucrose synthase,SS)与酸性转化酶(Acid invertase,AI)是甜橙糖代谢过程中的两个关键酶,SS催化尿嘧啶核苷二磷酸葡萄糖和果糖合成蔗糖的可逆反应,AI则不可逆的催化蔗糖分解为果糖和葡萄糖,它们在甜橙糖代谢过程中起着重要作... 蔗糖合酶(Sucrose synthase,SS)与酸性转化酶(Acid invertase,AI)是甜橙糖代谢过程中的两个关键酶,SS催化尿嘧啶核苷二磷酸葡萄糖和果糖合成蔗糖的可逆反应,AI则不可逆的催化蔗糖分解为果糖和葡萄糖,它们在甜橙糖代谢过程中起着重要作用。笔者以哈姆林甜橙品种为试验材料,采用半定量RT-PCR法,对4个时期哈姆林叶片中的SSI基因和AI基因的表达进行了分析。结果表明,4个时期哈姆林叶片中均可检测到SSI基因和AI基因在转录水平上的表达,但表达量存在差异。SSI基因在果实发育过程中表达量呈"低-高-低-高"趋势。AI基因在哈姆林果实发育成熟过程中的表达逐渐减弱,与果实糖累积呈负相关。 展开更多

关键词 哈姆林 蔗糖合酶I基因 酸性转化酶基因 半定量RT-PCR 糖代谢

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苦荞蔗糖合酶基因克隆及序列分析 被引量：4

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作者 燕雪芬 李玉萍 +1 位作者 张海纳 陈鹏 《西北农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第11期80-86,共7页

以苦荞基因组DNA为模板，根据已构建的苦荞eDNA文库中蔗糖合酶（Sucrose synthase，SuSy）的部分eDNA序列设计引物，PCR扩增SuSy基因的核心片段，结合Genomic walking技术获得SuSy基因的完整序列。生物信息学分析表明，该基因序列全长44... 以苦荞基因组DNA为模板，根据已构建的苦荞eDNA文库中蔗糖合酶（Sucrose synthase，SuSy）的部分eDNA序列设计引物，PCR扩增SuSy基因的核心片段，结合Genomic walking技术获得SuSy基因的完整序列。生物信息学分析表明，该基因序列全长4428bp，含有12个外显子和11个内含子，剪接位点均符合经典GU—AG法则，ORF长度为2412bp，共编码803个氨基酸。其氨基酸序列与籽粒苋（Amaranthus hypo—chondriacus）、甜菜（Beta vulgaris）、红叶藜（Chenopodium rubrumL）和大豆（Glycine max）的相似性分别为86％、86％、85％和83％。保守结构域分析表明，SuSy含有1个GT1糖基化酶功能结构域（275～760）和4个ADP结合位点，能够催化果糖-6-磷酸和尿苷5L二磷酸葡萄糖形成蔗糖-6-磷酸。 展开更多

关键词 苦荞 蔗糖合酶 基因克隆 生物信息学分析

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柠檬蔗糖代谢关键酶基因家族鉴定及表达分析 被引量：3

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作者 王亚娜 卢闯 +3 位作者 杨云龙 唐腾 严晓云 黄桂香 《南方农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1327-1340,共14页

【目的】对柠檬蔗糖代谢关键酶基因家族成员进行鉴定,并分析其在蔗糖积累有明显差异的2个柠檬品种果实发育过程中的表达情况,为揭示柠檬蔗糖代谢关键酶在果实发育中的作用机制及柠檬与其他柑橘类果实蔗糖代谢分子机制提供理论依据。【... 【目的】对柠檬蔗糖代谢关键酶基因家族成员进行鉴定,并分析其在蔗糖积累有明显差异的2个柠檬品种果实发育过程中的表达情况,为揭示柠檬蔗糖代谢关键酶在果实发育中的作用机制及柠檬与其他柑橘类果实蔗糖代谢分子机制提供理论依据。【方法】运用生物信息学方法鉴定柠檬蔗糖代谢关键酶[蔗糖合成酶(SUS)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)、蔗糖转化酶(INV)]基因家族成员,对其基本理化性质、保守基序、基因结构、系统进化、蛋白质保守功能域、顺式作用元件和进化模式等进行全面分析。基于转录组数据分析柠檬蔗糖代谢关键酶基因家族成员在不同组织中的表达模式,并利用实时荧光定量PCR检测其在果皮和果肉发育过程的表达情况。【结果】从柠檬基因组共鉴定获得6个ClSUS基因家族成员(ClSUS1~ClSUS6)、4个ClSPS基因家族成员(ClSPS1~ClSPS4)和15个ClINV基因家族成员(ClINV1~ClINV15),其中ClSPSs基因编码的氨基酸数量最多,ClSUSs、ClSPSs和ClINVs基因编码的保守基序数量和种类大致相同,ClSUSs基因内含子数目为12~14个,ClSPSs基因的内含子数目为12~13个,ClINVs基因的内含子数量为1~11个。ClSUS基因家族成员和ClINV基因家族成员各分为3个亚家族,ClSPS基因家族分为2个亚家族。ClSUS6、ClINV1和ClINV8蛋白均扩张出新的结构域,依据结构域不同,ClINV蛋白家族成员分为2种不同水解酶类型。ClSUSs、ClSPSs和ClINVs基因启动子区域均含有激素响应、光响应、胁迫响应和生长发育调控元件。共25个基因不均匀地分布在染色体上,出现基因串联和片段复制现象。基于转录组数据分析,发现仅有21个基因表达,其中7个基因在柠檬不同组织中特异性表达。21个基因的相对表达量与葡萄糖、果糖和蔗糖含量呈不同程度相关性,其中有9个基因与柠檬葡萄糖、果糖和蔗糖含量呈明显正相关或负相关。实时荧光定量PCR检测结果显示,ClSUSs、ClSPSs和ClINVs基因整体上在果皮中的表达量均比果肉中的表达量高,在果皮中高表达的基因有ClSUS4、ClSPS2、ClINV14和ClINV1,推测这些基因在柠檬果实可溶性糖积累过程中起重要调控作用。【结论】鉴定出的25个柠檬蔗糖代谢关键酶基因家族成员在理化性质与基因结构方面均存在明显差异,具有明显的组织表达特异性,部分成员如ClSUS4、ClSPS2、ClINV1和ClINV14等是调控柠檬果皮和果肉可溶性糖含量差异的关键基因。 展开更多

关键词 柠檬 蔗糖合成酶(sus) 蔗糖磷酸合成酶(SPS) 蔗糖转化酶(INV) 基因家族鉴定 表达分析

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甘薯块根发育过程中关键蔗糖分解酶及其基因家族成员的鉴定 被引量：3

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作者 张文杰 辛曙丽 +5 位作者 黄哲瑞 祝志欣 司成成 陈艳丽 朱国鹏 刘永华 《热带作物学报》 CSCD 北大核心 2022年第8期1535-1544,共10页

蔗糖分解酶在马铃薯和胡萝卜等块根/块茎的生长发育中发挥着重要作用,但在甘薯块根发育中的作用机制尚不清楚。本研究以2个在块根数量和鲜重上存在显著差异的甘薯品种‘高系14’及其突变体为材料,对其不同发育时期(30、60、90、120 d)... 蔗糖分解酶在马铃薯和胡萝卜等块根/块茎的生长发育中发挥着重要作用,但在甘薯块根发育中的作用机制尚不清楚。本研究以2个在块根数量和鲜重上存在显著差异的甘薯品种‘高系14’及其突变体为材料,对其不同发育时期(30、60、90、120 d)块根中的可溶性糖(蔗糖、葡萄糖和果糖)、淀粉含量、蔗糖分解酶活性以及相关基因家族成员的表达水平进行测定,以明确调控块根数量和大小的关键蔗糖分解酶及主要基因家族成员。结果表明:(1)阐明了4种蔗糖分解酶活性在薯块根发育过程中的变化规律,细胞质转化酶(CIN)和液泡转化酶(VIN)活性的整体变化趋势呈现‘u’形曲线,即块根发育早期、晚期活性相对较高,发育中期最低;细胞壁转化酶(CWIN)和蔗糖合成酶(Sus)活性整体变化趋势呈‘n’形曲线,与前者正好相反,即在块根发育早期、晚期较低,发育中期最高。(2)和突变体相比,具有较高块根数量和鲜重的‘高系14’在块根发育早期(30 d)具有较高的Sus和CIN活性,而高Sus和CIN活性可以促进蔗糖由叶片向块根转运,从而提高块根中的淀粉、蔗糖和葡萄糖含量,最终为块根的生长发育提供能量和碳骨架以增加块根数量和鲜重。(3)从甘薯基因组中共鉴定出9个Sus基因家族成员和12个CIN基因家族成员,其中有1个Sus基因(IbSus6)和5个CIN基因(IbCIN4、IbCIN6、IbCIN8、IbCIN10和IbCIN11)的表达水平在30 d时表现为‘高系14’显著高于突变体,同时IbSus6和IbCIN4、IbCIN8、IbCIN10、IbCIN11分别为30 d块根中表达的主要Sus和CIN基因家族成员,因此上述1个Sus基因家族成员和4个CIN基因家族成员可能是调控甘薯块根发育的主要蔗糖分解酶基因。总之,Sus和CIN在甘薯块根早期发育中发挥着重要作用,其关键基因家族成员的阐明可为优异甘薯新品种的选育提供理论依据。 展开更多

关键词 甘薯 转化酶 蔗糖合成酶 块根发育 基因家族

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菜心酸性蔗糖转化酶基因家族的鉴定及表达分析 被引量：1

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作者 冯献君 吴英华 +2 位作者 史艳 侯雷平 李梅兰 《江苏农业科学》 北大核心 2022年第19期44-50,共7页

酸性蔗糖转化酶包括细胞壁蔗糖转化酶和液泡蔗糖转化酶,该家族的基因是植物体内蔗糖代谢的关键基因。为了更好地了解该基因家族在菜心蔗糖代谢调控过程中的作用机制,对该基因家族成员的理化性质、染色体定位、系统进化树、蛋白质二级结... 酸性蔗糖转化酶包括细胞壁蔗糖转化酶和液泡蔗糖转化酶,该家族的基因是植物体内蔗糖代谢的关键基因。为了更好地了解该基因家族在菜心蔗糖代谢调控过程中的作用机制,对该基因家族成员的理化性质、染色体定位、系统进化树、蛋白质二级结构预测及亚细胞定位、基因结构和保守基序进行生物信息学分析,同时测定该基因家族成员在菜心不同器官中的表达量。结果共鉴定出13个菜心酸性蔗糖转化酶基因家族成员,这些基因分为2类,其中有9个为细胞壁蔗糖转化酶基因(CWINV),4个为液泡蔗糖转化酶基因(VINV),不均匀地分布在7条染色体上。菜心酸性蔗糖转化酶基因家族的蛋白质氨基酸数量大部分集中在500~650个范围内,分子量变化与氨基酸数量变化趋势一致。其蛋白质的二级结构无规则卷曲所占比例最高。该家族蛋白质大部分被定位在细胞质和周质中。基因结构分析结果显示,13个基因中有8个基因均含有10个保守基序。部分酸性蔗糖转化酶存在外显子丢失的情况,大部分基因均含有6个或7个外显子。13个酸性蔗糖转化酶基因在菜心薹茎和花蕾中高表达的成员较多。这为进一步研究菜心酸性蔗糖转化酶基因家族成员在蔗糖代谢调控中的作用提供了数据基础。 展开更多

关键词 菜心 酸性蔗糖转化酶 基因家族 生物信息学 基因表达

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