登录
 机构网站
  1. 首页
  2. 情报产品
  3. 快讯详情

《水稻OsNF-Y基因家族的全基因组鉴定与共同表达网络分析》

  • 来源专题：转基因生物新品种培育
  • 编译者： 丁倩
  • 发布时间：2016-08-15

  • 核因子Y（NF-Y）是一种普遍存在的转录因子，调节重要的生理和发育过程。在本研究中，我们确定了34个水稻OsNF-Y基因，包括6个新发现的基因。覆盖整个生命周期的表达谱分析显示，OsNF-Y转录以组织特异、优先或本质的方式差异积累。此外，我们进行基因复制研究和表达分析以确定OsNF-Y基因家族的进化起源。经过一个或多个非生物胁迫如干旱、高盐度和冷胁迫的幼苗处理后，9个OsNF-Y基因有差异表达。表达相关性分析和基因本体注释显示，OsNF-Y基因与参与胁迫、种子贮藏积累和植物发育的基因共同表达。共同表达分析还显示，OsNF-Y基因可能相互作用，NF-Y亚基形成的复合物参与转录调节。这些研究结果为进一步阐明NF-Y家族的功能及其调节方式提供有用的信息。

23浏览量
原文链接
相关报告

  • 《《BMC Genomics》发表高粱PAO基因家族比较基因组学分析成果，解析功能特异性、基因复制及干旱抗性作用，为作物抗旱育种提供关键靶点》
    • 编译者：季雪婧
    • 本研究通过比较基因组学、表达分析和三维结构建模，系统鉴定了高粱中的6个多胺氧化酶（PAO）基因（SbPAO）。研究发现，在干旱胁迫条件下，SbPAO5和SbPAO6特异性上调，与多胺积累和产量稳定性显著相关，为高粱抗逆育种提供了关键靶点。该成果对解析禾本科作物干旱适应机制具有重要意义。 高粱作为耐旱作物，是研究植物干旱适应机制的理想模型。多胺在植物生长发育和胁迫响应中扮演重要角色，而PAO作为降解多胺的关键酶类，可能通过产生H2O2激活下游信号级联反应，调控植物的胁迫适应能力。此前，PAO基因家族在拟南芥、水稻、玉米等物种中已有研究，但在高粱中的基因组组织和功能角色仍不清楚。 为了填补这一空白，研究人员综合利用生物信息学和实验验证方法，从高粱基因组v3.1.1中检索PAO蛋白序列并进行motif分析，利用Swiss-Model进行三维结构建模，通过Plant-mPloc等工具预测亚细胞定位，并采用系统发育和共线性分析揭示进化关系。基于PlantCARE数据库分析启动子顺式作用元件，利用公共转录组数据和qRT-PCR进行表达谱分析，使用高效液相色谱(HPLC)测定多胺含量，以耐旱型品种Dorado和敏感型品种Giza 15为材料，在开花前进行三周干旱处理，分析基因表达与农艺性状的关联。 研究鉴定出的6个SbPAO基因编码的蛋白质包含10个保守motif，其中motif 6为高粱特有，可能参与黄素依赖氧化还原酶活性。蛋白质互作网络分析显示SbPAO蛋白与多胺代谢过程显著相关，特别是精胺和热精胺的分解代谢。所有SbPAO蛋白均具有典型的FAD依赖氧化酶核心结构，其中SbPAO5和SbPAO6展现出最为复杂的三维折叠模式，暗示其可能具有特殊的稳定性或功能特性。系统发育分析将SbPAO分为四个进化枝，与水稻、玉米和拟南芥的PAO蛋白具有相似的分类模式。共线性分析发现SbPAO1和SbPAO2存在片段重复，而SbPAO3、SbPAO4和SbPAO5在6号染色体上成簇分布，表明串联重复事件。 基因定位显示PAO基因分布于4条染色体上。启动子分析发现71个顺式作用元件，包括应激响应元件(STRE、ARE)、激素响应元件(ABRE)和光响应元件等，其中SbPAO5和SbPAO6启动子含有丰富的环境和激素响应元件。组织特异性表达显示SbPAO3和SbPAO4在种子和穗部高表达，SbPAO1在根部特异性表达。胁迫处理表明SbPAO2和SbPAO3在热胁迫和复合胁迫下上调，而SbPAO5在复合胁迫下显著下调。qRT-PCR结果显示，在耐旱基因型Dorado中，SbPAO4、SbPAO5和SbPAO6在叶片和籽粒中受干旱显著诱导表达，而敏感基因型Giza 15中表达变化较小或多呈下调趋势。多胺测定发现Dorado中三种多胺在干旱下均积累，而Giza 15中仅亚精胺(Spd)含量增加。农艺性状分析表明，Dorado的千粒重在干旱下保持稳定，而Giza 15显著降低。 这项研究首次系统解析了高粱PAO基因家族的进化历程、结构分化和功能特异性。研究发现SbPAO基因通过片段重复和串联重复事件扩展，在进化过程中发生功能分化。特别值得注意的是，SbPAO4和SbPAO5具有过氧化物酶体靶向信号(PTS1)，而SbPAO5和SbPAO6的复杂三维结构提示其可能具有特殊功能。
    1浏览量
    原文链接

  • 《研究揭示苹果幼苗在干旱胁迫下的动态基因表达变化，通过转录组、lncRNA、DNA甲基化和组蛋白修饰分析，绘制全基因组表观遗传图谱，为作物抗逆性育种提供理论依据》
    • 编译者：季雪婧
    • 发布时间：2025-07-21
    • 在苹果幼苗遭受干旱处理后的第6天，检测到3818个差异表达基因（DEGs），主要涉及水分剥夺、离子稳态和茉莉酸生物合成通路。特别地，TIFY10A-like等4个基因表现出持续的上调或下调。长链非编码RNA（lncRNA）通过ceRNA机制调控抗旱相关基因，57.8%的DEGs可能受lncRNA与microRNA的协同调控。 全基因组甲基化测序显示，mCG/mCHG/mCHH三种甲基化类型在干旱3天即显著升高，特别是启动子区mCHH。差异甲基化区域（DMRs）相关基因富集于ABA信号通路，CIPK6等基因的甲基化变化与表达量呈负相关。DNA去甲基化酶ROS1-like的表达波动可能介导了这些变化。 ChIP-seq揭示了6种组蛋白修饰在基因区的分布特征：激活型标记H3K4me3与H3K9ac在TSS区降低，而抑制型标记H3K27me3的缺失与高表达基因相关。2493个差异组蛋白修饰区域（DHMRs）中，28.8%的基因呈现表达变化。H3K4me3倾向于调控低倍数变化的上调基因，而H3K27me3缺失主导高倍数变化基因激活。 关键基因功能验证表明，MdABI5基因上游H3K14ac增加和H3K27me3减少共同驱动其表达上调。过表达MdABI5株系表现出更高的存活率、CAT活性和光合速率，离子渗漏率降低。MdOCP3则受H3K9ac/H3K36me3下调调控，过表达株系表现出更强的保水能力和抗氧化能力。 研究还发现，表观修饰在ABA信号通路中呈现层级调控，核心组分PYLs/PP2Cs/SnRKs受DNA甲基化和组蛋白修饰双重调控。转录因子级联网络中的关键节点，如MYB88和NCED3，也受表观修饰精细调控。DREB1家族成员受多修饰协同调控，其中DREB1B响应H3K4me3/H3K9ac/H3K36me3三种修饰。 这项研究首次绘制了苹果干旱响应的全基因组表观遗传图谱，揭示了组蛋白密码与DNA甲基化的时空动态规律，为利用表观遗传育种提升作物抗逆性提供了理论依据和分子靶点。
    57浏览量
    原文链接