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鳗草(Zostera marina)作为适应在海洋环境中生长和繁殖的多年生被子植物,是研究海洋高等植物分子进化的理想物种。热激转录因子(HSF)在植物细胞的修复、蛋白的转录修饰以及信号转导中具有重要的作用。为全面了解鳗草基因组中HSF基因家族信息,本文采用生物信息学手段,在鳗草基因组中鉴定了11个ZmHSFs基因,基因长度差异较大,但均不含有内含子。系统发育结果显示11个基因分为HSFA和HSFB两大分支。顺式作用元件分析表明ZmHSFs基因很可能同时受到温度和光照等多种非生物因素的调节。此外,鳗草HSF基因家族数目明显小于其他高等植物,二次入海过程可能导致部分ZmHSFs基因丢失。转录组数据表明HSF基因在3种不同器官中均有表达,且存在一定的器官表达差异。 相似文献
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为全面了解鳗草基因组中WRKY基因家族信息,本文采用生物信息学手段,鉴定出44个ZmWRKYs基因,基因数目低于大多数陆生高等植物.系统发育分析表明,ZmWRKYs分为Ⅰ组、Ⅱ组和Ⅲ组3个类群,Ⅱ组可进一步划分为5个亚组(Ⅱa、Ⅱb、Ⅱc、Ⅱd和Ⅱe).顺式作用元件分析表明,ZmWRKYs基因很可能受到激素、生物和非生... 相似文献
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微管是细胞骨架的主要成分,其结构及动力学机制对提高生物体耐受性具有重要作用。微管网络如何通过结构的动态变化调控适应环境变化已成为胁迫生物学领域的研究热点之一。条斑紫菜(Pyropiayezoensis)能够适应潮间带复杂多变的环境,是研究潮间带大型海藻抗逆机制的良好材料。目前对紫菜微管相关基因家族构成及其生物学功能的研究较少。本研究利用生物信息学方法,在条斑紫菜基因组中共鉴定出4个Tubulin基因(Pyα-tubulin 1、Pyα-tubulin 2、Pyβ-tubulin和Pyγ-tubulin)和11个Kinesin基因(PyKinesin1—PyKinesin11),并对其理化性质、基因结构、蛋白特征、染色体定位、系统进化和失水胁迫下的表达模式进行了系统分析。结果显示:条斑紫菜中有3种微管蛋白(Tubulin)亚型;该家族成员散布于1号和2号染色体上, Pyα-tubulin 1和Pyα-tubulin 2为串联重复基因;PyTubulin家族成员在基因结构和蛋白特征方面均较为保守,且在转录水平对失水胁迫不敏感。条斑紫菜中有5种驱动蛋白(Kinesin)亚型,亚家族种类和基因数量均少于高等植物;该家族基因散布于1号、2号和3号染色体上,无串联重复基因; PyKinesin家族成员在基因结构和蛋白特征方面存在一定差异,PyKinesin1在中高度失水胁迫下表达量显著上调。本研究为进一步理解Tubulin和Kinesin基因家族的进化和功能、解析微管在条斑紫菜响应失水胁迫中的作用奠定了基础。 相似文献
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Smad基因介导的细胞信号在调节动物发育和细胞干性方面起着至关重要的作用。由于其功能的多样性和重要性,Smad基因家族一直受到广泛的研究。然而,双壳贝类Smad基因家族缺乏系统的鉴定和分析。为了理解双壳贝类Smad基因家族的进化和生物学功能,本文在虾夷扇贝基因组鉴定出4个Smad基因,并对其遗传和表达特征进行了分析。时空表达谱显示,Smad3基因在虾夷扇贝受精卵和2~8细胞时期有较高的表达量,而在胚胎及幼虫阶段该基因表达量迅速降低,推测其在胚胎早期细胞分裂和分化过程中发挥重要作用。Smad6在胚胎发育早期表达量较低,在囊胚期及原肠胚时期表达量显著升高,可能与母源调控向合子型调控过渡的“中期囊胚转换”有关。Smads基因在各组织中也呈现了独特的表达模式,其中Smad3、Smad5和Smad6分别在肌肉、血细胞和鳃中表达量最高。而Smad4在各个组织内均有表达且表达量相似。实验结果暗示了Smad基因在虾夷扇贝中不仅参与协调了早期胚胎的发育,也与组织器官的形成和稳态有关。本研究有助于理解贝类Smad基因的进化及功能,为深入研究该基因家族在贝类中的生物学功能和调控机制奠定基础。 相似文献
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栉孔扇贝是我国海水养殖业的重要品种之一,但养殖扇贝陆续暴发大规模细菌性疾病,造成了巨大的经济损失。深入研究扇贝的免疫防御机制,是改良种质、培育抗病品系的必要措施。近年来研究发现,Smad基因可以通过调控增强子结合蛋白(CEBP/ε)来促进中性粒细胞的成熟和功能极化,在引发脊椎动物的先天免疫调节中发挥着重要的作用。然而目前对于Smad及其在免疫中的作用的研究大都集中于脊椎动物中,在海洋贝类中的研究还较为匮乏。因此,对栉孔扇贝的Smad基因家族进行了系统发生、共表达网络的构建、以及鳗弧菌侵染的免疫应答分析,以解析贝类Smad基因家族的表达调控机制和在免疫应答中的作用。结果表明,Smad3和Smad6可能在两侧对称动物的共同祖先中位于同一染色体上;栉孔扇贝Smad5与Toll样受体信号通路的关键基因协同表达;受鳗弧菌侵染后,血淋巴中的Smad5显著上调,说明Smad5基因可能通过与Toll样受体信号通路相互作用,参与了机体的免疫应答。研究结果可为深入研究贝类Smad基因在天然免疫系统中的作用提供重要参考。 相似文献
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组蛋白乙酰化酶(histone acetyltransferases, HATs)在机体发育和环境胁迫响应的调控中发挥着重要作用,但在海洋贝类中研究极少。缢蛏(Sinonovacula constricta)作为典型的滩涂双壳贝类,经常面临多种极端环境和细菌胁迫的挑战,基于全基因组和转录组数据系统分析了缢蛏HAT基因家族(ScHATs)的系统发育关系,以及它们在不同发育时期、不同环境因子和细菌胁迫下的表达模式。结果共鉴定出11个ScHATs基因,根据序列同源性分为GNAT、MYST和p300/CBP三类,每个亚家族中几乎所有的HAT都具有特定的保守结构域和保守基序。基因表达谱和qRT-PCR分析显示,ScHATs在幼虫发育前期表达量普遍高于发育后期;在氨氮胁迫下,ScKAT2B、ScKAT8、ScKAT9-2、Scp300在鳃中的表达量显著变化(P<0.05);在高温胁迫下,ScHATs在鳃和肝胰腺中表现出相似的表达模式,而Scp300在肝胰腺中的表达量显著降低(P<0.05);在副溶血弧菌胁迫下,ScHATs的表达均出现显著上调(P<0.05)。综上结果提示, Sc... 相似文献
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Claudin (cldn)是细胞间紧密连接蛋白的重要功能和结构组件,通过控制细胞旁通路通透性参与渗透压平衡的调节。本研究对花鲈(Lateolabrax maculatus)cldns基因家族进行了系统的鉴定分析,结果表明:花鲈cldns基因家族共包含55个成员,分布于16条染色体上,其中34个cldns基因在哺乳动物体内有对应直系同源基因,其余21个cldns是硬骨鱼所特有。选择压力分析显示预测的花鲈cldns蛋白的跨膜区域存在14个受正选择作用的氨基酸位点,这些正选择位点可能与家族内基因的多样性和功能分化有关。此外,基于花鲈鳃转录组的基因表达结果表明,至少有24个cldns基因在鳃中表达,其中cldn8c、cldn10b、cldn10c、cldn10d、cldn27a和cldn30b在不同环境盐度处理后表达差异显著,表明其可能是花鲈鳃组织中调节渗透压平衡的候选功能基因。本研究成果为研究花鲈及其他广盐性鱼类cldns基因家族成员的渗透调节机制奠定了理论基础。 相似文献
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在大气圈、水圈、岩石圈和生物圈等多圈层相互作用下,全球范围内海洋生物多样性中心的地理位置、物种组成结构和优势度都呈动态变化。迄今,海洋生物多样性中心的形成与演变机制在生态、遗传和分子等层面正逐步得到解析。在生态层面,学界涌现出了物种形成中心、物种汇聚中心、物种重叠中心和物种保存中心等重要科学假说,解析了生物多样性分布格局的重塑以及生物多样性中心的形成机理;其中,地质和洋流等是生物多样性分布格局形成的重要制约因素,从而形成了类似华莱士区这样具有特殊生物多样性的区域。在遗传层面,物种种内或种间频繁的基因交流和适应性辐射可以促进生物间不同基因型和表型的重新组合,衍生出更高更复杂的生物多样性水平,进而加速了生物多样性中心的形成。在分子层面,染色体进化、基因组多倍化、超级基因形成、基因复制、基因渗入、水平基因转移、遗传通路的进化和调控元件的进化等分子调控与进化机制可以引发新性状的形成和物种的多样化,从而推动生物多样性中心的形成。本文重点介绍了比较基因组学方法在揭示海洋生物多样性形成与演变的分子生物学机理方面的研究进展。对于海洋生物多样性中心形成和演变机制的深入了解,不仅可以提高我们对生物多样性动态变化理论的认知,亦可以促进海洋生物多样性保护和资源利用手段的改进和提高。 相似文献
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