拟南芥及水稻转录因子MADS密码子的偏好性比较

拟南芥的种子及胚胎发育作者：苏国锋李从从来源：《科技视界》2014年第22期【摘要】被子植物主要的生殖方式是有性生殖，是靠种子来繁殖后代的。

因此，种子及胚胎的发育是被子植物生活史中重要的阶段，而拟南芥是遗传研究的主要模式生物，所以对拟南芥种子及胚胎发育的研究有着深远的意义，本文主要综述了拟南芥种子及胚胎发育的主要过程和影响因素。

【关键词】拟南芥；种子发育；胚胎发育拟南芥属于被子植物门，双子叶植物纲。

由于其植株小、结实多、生命周期短、基因组简单、遗传操作简便，成为遗传研究的主要模式生物。

全世界有超过六千家实验室正在对拟南芥的生长发育及其对环境应答的过程开展深入研究。

它在粮食增产、农作物耐逆、环境保护等领域做出了重要贡献。

地球上80%的绿色植物是被子植物，种子在被子植物生活史中占有重要地位，而胚胎是种子的主要组成部分。

因此对种子及胚胎的发育及其调控机制的研究意义重大。

本文主要论述了模式植物拟南芥的种子及胚胎的发育。

1 拟南芥的种子发育过程双子叶模式植物拟南芥的种子发育包括细胞分裂、器官起始及种子成熟三个主要过程。

在种子的发育过程中，合子的形成意味着种子发育的起始，拟南芥种子发育的细胞分裂阶段只有2天，在此期间，完成了双受精及受精后合子到原胚的转化（图1a-d）。

所谓双受精是指在胚囊中一个精核和卵细胞融合形成二倍体的合子，将来发育成胚胎，第二个精核和中央细胞的两个极核融合将来发育成三倍体的胚乳。

合子经第一次不对称分裂形成一个双核的胚和一个多核的胚乳。

接下来顶细胞（apical cell）进行垂直方向的分裂，基部细胞（basal cell）进行水平方向的分裂，胚乳核继续分裂形成一个多核体。

到原胚后期，顶细胞分裂形成八细胞的胚，叫做八分体（octant）（Agarwal et al.， 2011）。

受精后3-4天，胚胎从球形胚发育到心形胚时期，器官的起始由此开始，同时胚乳开始细胞化（图1e-g）。

内层细胞分裂导致胚胎轴向的形成和局部分化。

植物Dof转录因子及其生物学功能徐慧妮;王康;李昆志【摘要】Dof(DNA binding with one finger)蛋白是植物特有的一类转录因子,包含一个C_2- C_2锌指,其N-末端保守的Dof结构域是既与DNA又和蛋白相互作用的双重功能域.在过去10多年的研究中,Dof蛋白在多种单子叶和双子叶植物中被分离.Dof蛋白作为转录的激活子或抑制子在植物的生长和发育中发挥重要作用.就Dof转录因子及其生物学功能的进展进行了综述.【期刊名称】《生物技术通报》【年(卷),期】2010(000)001【总页数】6页(P19-23,29)【关键词】Dof;转录因子;转录调控【作者】徐慧妮;王康;李昆志【作者单位】昆明理工大学,生物工程技术研究中心,昆明,650224;昆明理工大学,生物工程技术研究中心,昆明,650224;昆明理工大学,生物工程技术研究中心,昆明,650224【正文语种】中文Abstract: Dof(DNA-bindingwith one finger)domain proteins asplant-specific transcription factors,presumably include a single C2-C2zinc finger.Dof domain proteinsmediate bothDNA-binding and protein-protein interactions.During the past decade,numerousDof domain proteins havebeen identified in both monocots and dicots.Dof domain proteins play critical roles as transcription activators or repressors in plants growth and development.In this paper,the Dof domain protein and its biological functionswere summarized.Key words: Dof Transcription factor Transcription regulationDof转录因子是植物特有的一类转录因子,因其具有一个单锌指结构,因此被称为Dof(DNA binding with one finger)。

广东农业科学Guangdong Agricultural Sciences 2024，51（2）：39-52 DOI:10.16768/j.issn.1004-874X.2024.02.004赵添悦，蔡金森，王敏，谢大森，杨松光，崔晓娟，高苏娟. 冬瓜WRKY基因家族鉴定及表达分析［J］. 广东农业科学，2024，51（2）：39-52.ZHAO Tianyue, CAI Jinsen, WANG Min, XIE Dasen, YANG Songguang, CUI Xiaojuan, GAO Sujuan. Identification and expression analysis of the WRKY gene family in wax gourd［J］. Guangdong Agricultural Sciences, 2024，51（2）：39-52.冬瓜WRKY基因家族鉴定及表达分析赵添悦1, 2，蔡金森2，王 敏2，谢大森2，杨松光2，崔晓娟2，高苏娟1（1.仲恺农业工程学院轻工食品学院，广东 广州 510225；2. 广东省农业科学院蔬菜研究所/广东省蔬菜新技术研究重点实验室，广东 广州 510640）摘 要：【目的】WRKY转录因子家族在植物生长发育、抵御胁迫等过程起着至关重要的作用。

挖掘参与冬瓜（Benincasa hispida Cogn.）非生物胁迫的WRKY基因家族成员，探究其生物学功能。

【方法】基于冬瓜基因组数据库鉴定冬瓜WRKY成员，利用生物信息学的方法系统分析其WRKY基因家族成员的蛋白理化性质、系统发育、保守基序、顺式作用元件，通过qPCR分析冬瓜WRKY的表达情况。

【结果】冬瓜WRKY基因家族有57个成员，氨基酸数目在126~650 之间，相对分子质量在13.92~71.68 kD之间；蛋白等电点在4.61~9.69之间。

根据系统进化树将该家族分为3个类群，第二类群又分为5个亚组。

拟南芥详细资料大全拟南芥（Arabidopsis thaliana）又名鼠耳芥，阿拉伯芥，阿拉伯草。

属被子植物门，双子叶植物纲，十字花科植物，拟南芥基因组大约为12500万碱基对和5对染色体。

基本介绍•中文学名：拟南芥•拉丁学名：Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.•别称：鼠耳芥•二名法：Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.•界：植物界•门：被子植物门•纲：双子叶植物纲•亚纲：五桠果亚纲•目：山柑目•科：十字花科•族：南芥族•属：拟南芥属•种：拟南芥•分布区域：全球除少量地区外均广泛分布形态特征,主要价值,栽培技术,温室中生长,无菌培养,病虫害及防治, 形态特征一年生细弱草本，高20-35厘米，被单毛与分枝毛。

茎不分枝或自中上部分枝，下部有时为淡紫白色，茎上常有纵槽，上部无毛，下部被单毛，偶杂有2叉毛。

基生叶莲座状，倒卵形或匙形，长1-5厘米，宽3-15毫米，顶端钝圆或略急尖，基部渐窄成柄，边缘有少数不明显的齿，两面均有2-3叉毛；茎生叶无柄，披针形，条形、长圆形或椭圆形，长5-15 (-50) 毫米，宽1-2 (-10) 毫米。

花序为疏松的总状花序，结果时可伸长达20厘米；萼片长圆卵形，长约1.5毫米，顶端钝、外轮的基部成囊状，外面无毛或有少数单毛；花瓣白色，长圆条形，长2-3毫米，先端钝圆，基部线形。

角果长10-14毫米，宽不到1毫米，果瓣两端钝或钝圆，有1中脉与稀疏的网状脉，多为桔黄色或淡紫色；果梗伸展，长3-6毫米。

种子每室1行，种子卵形、小、红褐色。

花期4-6月。

我国内蒙、新疆、陕西、甘肃、西藏、山东、江苏、安徽、湖北、四川、云南等省区均有发现。

拟南芥的优点是植株小、结子多。

拟南芥是自花受粉植物，基因高度纯合，用理化因素处理突变率很高，容易获得各种代谢功能的缺陷型。

主要价值由于有上述这些优点，所以拟南芥是进行遗传学研究的好材料，被科学家誉为“植物中的果蝇”。

1.试比较DNA复制与转录的异同点。

相同点：都以DNA链作为模板，合成的方向均为5’→3’，聚合反应均遵从碱基配对原则，核苷酸之间形成磷酸二酯键使核苷酸链延伸。

不同点：复制转录模板两股链均复制，全部信息模板链，部分信息原料dNTP NTP酶DNA聚合酶RNA聚合酶产物子代双链DNA（半保留复制）mRNA，tRNA，rRNA引物RNA引物无配对G-C; T-A A-U; T-A; C-G2.简述真核与原核基因转录方面存在的差异。

原核生物真核生物RNA聚合酶只有1种。

3种，分别转录不同的RNAmRNA结构通常5‘帽子和3’尾巴顺反子功能相近的基因通常形成一个操纵子，由共同的调控区进行转录调控。

转录起始不同的聚合酶有不同的启动子调控转录终止在RNA水平发生作用：不依赖ρ因子的终止子在柄部富含GC碱基对，而且连接一串富含U的茎环结构；依赖于ρ因子的终止子通过ρ因子与β亚基的作用促使转录终止。

3类RNA聚合酶的转录因子都需要富含AT的序列。

3.简述RNA的种类及其生物学作用。

4.比较真核生物和原核生物mRNA的异同。

原核生物和真核生物mRNA的差别在于可翻译顺反子的数目，真核生物的mRNA是单顺反子。

而且真核生物的mRNA在其3’末端有多聚腺苷酸尾巴（polyA），而5’末端有7－甲基鸟嘌呤帽子。

真核生物的mRNA尾部区域有时会携带特定的去稳定因子。

5.简述真核生物mRNA基因的转录过程。

1) 模板识别：RNA聚合酶与双链DNA的启动子开始结合；DNA双链被分开；形成转录泡。

2) 转录的起始：RNA中第一个核苷酸键合成；合成前9 个核苷酸键时，酶仍旧位于启动子上；聚合酶成功地完成了RNA链的延伸并离开启动子。

3) 延伸阶段：延伸阶段包括DNA 结构的改变带来的转录泡前移。

在转录泡中，模板链的瞬间解旋区与新生的RNA链在延伸点发生配对。

RNA聚合酶沿DNA移动，RNA链逐渐延长，酶一边移动一边将DNA解螺旋，使一段新的模板以单链形式暴露出来。

Regulation of Axillary Meristem Initiation by Transcription Factors andPlant HormonesMinglei Yang and Y uling Jiao Front. Plant Sci. 7:183. doi: 10.3389/fpls.2016.00183转录因子和植物激素调控侧生分生组织起始植物胚后发育的一个发育特性就是在整个发育过程中可以持续不断的生长和器官形成。

侧生分生组织(AM)在这个过程中具有重要的作用。

过去的15年中已经鉴定出一些参与AM起始的转录因子和植物激素。

遗传发育所焦雨玲组在本综述中利用系统生物学的方法分析了侧分起始的调控网络以与生长素和细胞分裂素在AM 起始和发育过程中的作用。

在本综述中作者阐述了一个植物激素信号同多转录因子的基因调控网络之间协同调控AM起始的发育机制。

1、侧芽的形成和侧生分枝的产生植物的胚后器官产生于具有一团多能干细胞的分生组织。

在胚胎发育过程中，茎顶端分生组织（SAM）和根顶端分生组织（RAM）确立了植物的主轴而随后产生了茎和根的结构。

在种子植物中，SAM会持续不断的产生植物生长单元（phytomer），包含一个叶片，一个侧生分生组织（AM）和一个节间。

每一个AM 又会作为一个新的SAM从位于叶腋处的侧芽重新生长确立第二个生长轴。

因此SAM和AM共同决定了植物的整体株型。

总体来说，侧芽的发育包括两个时期在叶腋出起始和随后的生长或休眠。

以拟南芥为例，营养生长时期侧芽从SAM的远端起始确立了一个由下而上的梯度；反之，生殖生长时期侧芽在SAM附近刚刚形成的叶原基的叶腋处起始产生，形成一个由上而下的起始和生长模式。

这也说明侧芽的形成在营养和生殖生长时期有着不同的分子调控机制。

AM的起始依赖于叶腋处的干细胞团（stem cell niche），而这团干细胞的确立同主干和叶原基的边界特化紧密联系。

姓名沈一鸣班级生技3班同组人无科目遗传学实验题目拟南芥T-DNA插入突变体的鉴定组别无—————————————————————————————————————————————————————一、实验目的1. 学习用PCR方法检测生物遗传差异；2. 了解植物T-DNA插入突变体的鉴定原理。

二、实验原理拟南芥（Arabidopsis thaliana）：十字花科，植物遗传学、发育生物学和分子生物学的模式植物拟南芥特点：1)植株形态个体小，高度只有30cm左右；2)生长周期快，从播种到收获种子一般只需8周左右；3)种子多，每株可产生数千粒种子；4)形态特征简单，生命力强，用普通培养基就可作人工培养；5)遗传转化简单，转化效率高；6)基因组小，只有5对染色体，125MB；7)在2000年，拟南芥成为第一个基因组被完整测序的植物突变体是遗传学研究的最重要材料。

自然突变突变体的获得人工诱变拟南芥诱变常用方法：EMS诱变、T-DNA插入突变、激活标签由于T-DNA插入突变体便于对突变基因进行追踪，目前拟南芥、水稻中已经有大量的T-DNA插入突变体；SALK中心提供的拟南芥T-DNA插入突变体超过十万种。

T-DNA插入突变原理：Ti质粒是土壤农杆菌的天然质粒，该质粒上有一段特殊的DNA区段，当农杆菌侵染植物细胞时，该DNA区段能自发转移，插入植物染色体DNA中，Ti质粒上的这一段能转移的DNA被叫做T-DNA（transferred DNA ）。

人们将目的基因插入到经过改造的T-DNA区，借助农杆菌的感染实现外源基因向植物细胞的转移与整合，获得转基因植株。

T-DNA插入到植物染色体上的什么位置，是随机的。

如果T-DNA插入某个功能基因的内部，特别是插入到外显子区，将造成基因功能的丧失。

所以利用农杆菌Ti质粒转化植物细胞，是获得植物突变体的一种重要方法。

T-DNA大多为单拷贝插入，使其利于进行遗传分析。

用PCR方法鉴定T-DNA插入纯合突变体：农杆菌Ti质粒转化植物细胞后，在获得的后代分离群体中，有T-DNA插入的纯合突变体，杂合突变体，和野生型。

Botanical Research 植物学研究, 2014, 3, 218-226Published Online November 2014 in Hans. /journal/br/10.12677/br.2014.36028Progress on the Multifaceted Roles ofFlowering Control Gene FLOWERINGLOCUS T (FT)Danli Guo, Xianzhong Huang*Key Laboratory of Agrobiotechnology, College of Life Sciences, Shihezi University, ShiheziEmail: Guodanli0@, *xianzhongh106@Received: Sep. 4th, 2014; revised: Oct. 6th, 2014; accepted: Oct. 18th, 2014Copyright © 2014 by authors and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY)./licenses/by/4.0/AbstractThe FLOWERING LOCUS T (FT) protein, a mobile signal recognized as a major component of flori-gen, has a central position in mediating the floral transition. Recent research showed that FT gene not only promoted flowering, but in some plants FT also showed the function of inhibition of plant flowering. At the same time the function of FT gene has also been identified as a major regulatory factor in a wide range of developmental processes, such as fruit set, vegetative growth, stomatal control, tuberization, and branches elongation. This article reviewed the latest pleiotropic func-tions of FT and its orthologs in plant development, providing a theoretical basis for further study about the function of FT-like gene sub-family.KeywordsFlorigen, Floral Transition, Vegetative Growth, Branches Elongation植物开花控制基因FLOWERING LOCUS T (FT)功能多样性的研究进展郭丹丽，黄先忠*石河子大学，生命科学学院，农业生物技术重点实验室，石河子*通讯作者。

南方农业学报　Journal of Southern Agriculture　2023，54（9）：2604-2613ISSN 2095-1191； CODEN NNXAABDOI：10.3969/j.issn.2095-1191.2023.09.011方格星虫线粒体全基因组密码子偏好性分析韩春丽，杨果豪，李天香，王健宇，熊忠萍，许尤厚，朱鹏，杨家林*，王鹏良*（北部湾大学海洋学院，广西钦州535011）摘要：【目的】探讨方格星虫线粒体基因组密码子偏好性，明确自然选择和基因突变对其密码子偏好性的作用，并充分利用密码子偏好性的特点，为方格星虫分子遗传改良提供科学依据。

【方法】根据方格星虫线粒体基因组序列，选取长度大于300 bp且以ATG开头的10个非重复基因序列为研究对象，运用CondonW 1.4.2分析方格星虫线粒体基因组密码子偏好性参数，通过中性绘图分析、ENC-plot分析、PR2-plot分析及对应分析明确方格星虫线粒体基因组密码子偏好性形成的主导因素，并依据高频密码子和高表达密码子筛选出方格星虫线粒体基因组最优密码子。

【结果】方格星虫线粒体基因组密码子的GC含量因位置而异，GC1、GC2和GC3的平均值分别为51.06%、40.19%和47.11%，GC 含量平均值为46.12%；ENC、CAI和CBI的平均值依次为50.022、0.150和-0.023；RSCU>1.00的同义密码子有31个，以A或C结尾的密码子占87.10%。

中性绘图分析结果表明，GC12与GC3无相关性，相关系数为0.05；ENC-plot分析结果表明，全部参试基因均位于标准曲线下方，说明方格星虫线粒体基因组密码子偏好性以自然选择为主导；PR2-plot分析结果表明，除ND6基因位于左侧x轴上外，其余9个参试基因全部分布在坐标系的第二象限；对应分析结果表明，前4轴的贡献率分别为23.86%、14.96%、12.21%和10.82%，在构建的平面坐标系内细胞色素C类基因分布相对集中，而NADH还原酶类基因分布较分散。