近年来全球极端低温天气频发,严重影响了茶树的产量和品质。ICE(Inducer of CBF expression)基因家族主要参与植物的低温胁迫响应,但在茶树领域中的相关研究还不够全面。本研究从茶树基因组中鉴定出51个茶树CsICEs基因,对其理化性质、...近年来全球极端低温天气频发,严重影响了茶树的产量和品质。ICE(Inducer of CBF expression)基因家族主要参与植物的低温胁迫响应,但在茶树领域中的相关研究还不够全面。本研究从茶树基因组中鉴定出51个茶树CsICEs基因,对其理化性质、基因结构和启动子顺式作用元件展开生物信息学分析。茶树CsICEs基因的启动子区域富含光响应、植物激素、生长发育及非生物胁迫相关顺式作用元件,其可能参与多种逆境胁迫响应。转录组分析和RT-qPCR验证结果发现,低温下CsICE43基因的表达量上升了4.24倍,其可能与茶树低温响应相关。以茶树品种‘保靖黄金茶1号’的cDNA为模板,克隆获得了CsICE43基因,其在不同组织中的表达模式存在差异,在顶芽和嫩叶中特异性高表达。蛋白氨基酸序列和系统进化树分析表明,CsICE43基因包含与ICE家族其他成员一致的S-rich、bHLH、ACT等保守结构域,且与毛花猕猴桃(Actinidiaeriantha)的亲缘关系较近。在STRING在线网站中以拟南芥AtICEs为模型,推测茶树CsICE43蛋白与HOS1、MYB15、DREB1/2存在潜在的互作关系。亚细胞定位试验表明CsICE43定位于细胞核,与跨膜结构分析结果一致。综上所述,本研究发现CsICE43基因可能与茶树低温响应关联,为深入挖掘其基因功能与抗寒分子机理提供了一定的理论基础。展开更多
糖外排转运蛋白(sugars will eventually be exported transporter,SWEET)和蔗糖转运蛋白(sucrose transporter,SUT)是植物的2种糖转运蛋白。为分析TaSWEET和TaSUT基因在小麦基因组中的进化特征、功能及其对外源糖的响应,本研究对小麦Ta...糖外排转运蛋白(sugars will eventually be exported transporter,SWEET)和蔗糖转运蛋白(sucrose transporter,SUT)是植物的2种糖转运蛋白。为分析TaSWEET和TaSUT基因在小麦基因组中的进化特征、功能及其对外源糖的响应,本研究对小麦TaSWEET和TaSUT家族成员进行了全基因组鉴定,并对其系统发育关系、基因结构、启动子顺式作用元件和表达特性进行了分析。结果表明,小麦中包含101个TaSWEET基因和16个TaSUT基因,二者均分为4个亚家族。基因结构显示,TaSWEET和TaSUT家族成员的外显子和内含子数量存在差异,数量为4~18个。保守基序分析显示,TaSWEET家族和TaSUT家族成员中存在20个基序,各亚家族内的基序结构相似。染色体分布模式和同源性分析表明,TaSWEET家族和TaSUT家族成员在3个亚基因组上数量分布均匀,全基因组片段重复和串联重复促进了小麦TaSWEET扩增。亚细胞定位预测显示,多数TaSWEET家族成员和全部TaSUT家族成员定位于质膜上,TaSWEET家族成员含4~7个跨膜螺旋结构,TaSUT家族成员含8~12个跨膜螺旋结构。启动子元件分析表明,TaSWEET和TaSUT家族成员的启动子区富含大量生长发育类、激素响应类和非生物胁迫类顺式作用元件。小麦基因表达模式分析显示,大部分TaSWEET和TaSUT家族成员在小麦叶片中表达量较低,在叶、芽、根、穗和籽粒中分别有28、25、33、39、21个成员高表达。通过qRT-PCR检测发现,经外源糖处理后,TaSWEET和TaSUT家族基因在根中表达量全部下调,在叶中有3个基因在果糖处理下表达量上调,1个基因在3种外源糖处理表达量均上调。上述结果为深入研究TaSWEET和TaSUT基因在调控小麦生长发育与在外源糖处理下的响应提供了理论依据。展开更多
文摘近年来全球极端低温天气频发,严重影响了茶树的产量和品质。ICE(Inducer of CBF expression)基因家族主要参与植物的低温胁迫响应,但在茶树领域中的相关研究还不够全面。本研究从茶树基因组中鉴定出51个茶树CsICEs基因,对其理化性质、基因结构和启动子顺式作用元件展开生物信息学分析。茶树CsICEs基因的启动子区域富含光响应、植物激素、生长发育及非生物胁迫相关顺式作用元件,其可能参与多种逆境胁迫响应。转录组分析和RT-qPCR验证结果发现,低温下CsICE43基因的表达量上升了4.24倍,其可能与茶树低温响应相关。以茶树品种‘保靖黄金茶1号’的cDNA为模板,克隆获得了CsICE43基因,其在不同组织中的表达模式存在差异,在顶芽和嫩叶中特异性高表达。蛋白氨基酸序列和系统进化树分析表明,CsICE43基因包含与ICE家族其他成员一致的S-rich、bHLH、ACT等保守结构域,且与毛花猕猴桃(Actinidiaeriantha)的亲缘关系较近。在STRING在线网站中以拟南芥AtICEs为模型,推测茶树CsICE43蛋白与HOS1、MYB15、DREB1/2存在潜在的互作关系。亚细胞定位试验表明CsICE43定位于细胞核,与跨膜结构分析结果一致。综上所述,本研究发现CsICE43基因可能与茶树低温响应关联,为深入挖掘其基因功能与抗寒分子机理提供了一定的理论基础。
文摘糖外排转运蛋白(sugars will eventually be exported transporter,SWEET)和蔗糖转运蛋白(sucrose transporter,SUT)是植物的2种糖转运蛋白。为分析TaSWEET和TaSUT基因在小麦基因组中的进化特征、功能及其对外源糖的响应,本研究对小麦TaSWEET和TaSUT家族成员进行了全基因组鉴定,并对其系统发育关系、基因结构、启动子顺式作用元件和表达特性进行了分析。结果表明,小麦中包含101个TaSWEET基因和16个TaSUT基因,二者均分为4个亚家族。基因结构显示,TaSWEET和TaSUT家族成员的外显子和内含子数量存在差异,数量为4~18个。保守基序分析显示,TaSWEET家族和TaSUT家族成员中存在20个基序,各亚家族内的基序结构相似。染色体分布模式和同源性分析表明,TaSWEET家族和TaSUT家族成员在3个亚基因组上数量分布均匀,全基因组片段重复和串联重复促进了小麦TaSWEET扩增。亚细胞定位预测显示,多数TaSWEET家族成员和全部TaSUT家族成员定位于质膜上,TaSWEET家族成员含4~7个跨膜螺旋结构,TaSUT家族成员含8~12个跨膜螺旋结构。启动子元件分析表明,TaSWEET和TaSUT家族成员的启动子区富含大量生长发育类、激素响应类和非生物胁迫类顺式作用元件。小麦基因表达模式分析显示,大部分TaSWEET和TaSUT家族成员在小麦叶片中表达量较低,在叶、芽、根、穗和籽粒中分别有28、25、33、39、21个成员高表达。通过qRT-PCR检测发现,经外源糖处理后,TaSWEET和TaSUT家族基因在根中表达量全部下调,在叶中有3个基因在果糖处理下表达量上调,1个基因在3种外源糖处理表达量均上调。上述结果为深入研究TaSWEET和TaSUT基因在调控小麦生长发育与在外源糖处理下的响应提供了理论依据。
