中国农学通报 ›› 2026, Vol. 42 ›› Issue (16): 61-70.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2026-0234
杨明蛟1(
), 赵志磊2, 李明1, 李寒3, 张羽萌1, 樊小伟4, 郑奕宸1, 张瑞杰1, 青梦瑶1, 顾玉红1(
)
收稿日期:2026-03-26
修回日期:2026-05-15
出版日期:2026-08-25
发布日期:2026-08-20
通讯作者:
作者简介:杨明蛟,男,2001年出生,河北唐山人,研究生,研究方向:植物发育生物学。通信地址:071001 河北保定莲池区乐凯南大街2596号 河北农业大学生命科学学院,E-mail:ymj20011123@163.com。
基金资助:
YANG Mingjiao1(
), ZHAO Zhilei2, LI Ming1, LI Han3, ZHANG Yumeng1, FAN Xiaowei4, ZHENG Yichen1, ZHANG Ruijie1, QING Mengyao1, GU Yuhong1(
)
Received:2026-03-26
Revised:2026-05-15
Published:2026-08-25
Online:2026-08-20
摘要:
E2F/DP基因家族在植物生长发育和逆境胁迫响应中扮演着至关重要的调控角色。本研究旨在通过生物信息学方法对红树莓E2F/DP基因家族进行鉴定,并分析其在不同组织和经褪黑素处理后的表达模式,为深入揭示其功能奠定基础。从‘海尔特兹’红树莓的转录组数据库中筛选出3个E2F/DP基因家族成员,利用生物信息学手段进行分析;之后利用qRT-PCR技术,考察这些基因在不同组织器官、不同发育时期果实和外施褪黑素后果实E2F/DP的表达量。研究结果表明,RuE2F/DPs编码的蛋白质氨基酸数量为243~761 aa,相对分子质量范围为26.88~82.55 kDa,等电点在5.69~9.07之间。RuE2F/DP-1为稳定亲水蛋白质,RuE2F/DP2-3为不稳定亲水蛋白。所有RuE2F/DPs编码的蛋白质均定位于细胞核,不含信号肽,属于非分泌蛋白和非跨膜蛋白、含有E2F_TDP保守结构域,其二级结构均由共4种结构构成,其中包含了α螺旋、β转角、无规则卷曲、折叠延伸链,三级结构预测结果与二级结构一致。RuE2F/DP-1和RuE2F/DP-3之间表现出显著的表达相关性。RuE2F/DP基因家族含有9~14个外显子和4~10个保守基序。系统进化分析表明,RuE2F/DP家族成员分属不同亚组,红树莓与草莓的亲缘关系更密切。启动子顺式作用元件表明,RuE2F/DP基因家族主要参与植物的生长发育,并响应干旱、低温等胁迫环境。qRT-PCR分析表明,RuE2F/DP基因家族的3个成员在嫩根和青果中的表达量高于其他组织。褪黑素处理对RuE2F/DP1-2有正调控功能,对RuE2F/DP-3有负调控功能。研究结果揭示RuE2F/DP基因家族可能在红树莓根系生长、果实的生长发育、生长过程中的逆境胁迫以及对褪黑素的激素响应中发挥作用。
中图分类号:
杨明蛟, 赵志磊, 李明, 李寒, 张羽萌, 樊小伟, 郑奕宸, 张瑞杰, 青梦瑶, 顾玉红. 红树莓E2F/DP基因家族的鉴定及表达分析[J]. 中国农学通报, 2026, 42(16): 61-70.
YANG Mingjiao, ZHAO Zhilei, LI Ming, LI Han, ZHANG Yumeng, FAN Xiaowei, ZHENG Yichen, ZHANG Ruijie, QING Mengyao, GU Yuhong. Identification and Expression Analysis of E2F/DP Gene Family of Rubus idaeus[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2026, 42(16): 61-70.
| 生物信息学分析 | 在线软件 | 网址 |
|---|---|---|
| 理化性质分析 | Protparam | |
| 疏水性预测 | ExPASy-ProtScale | |
| 磷酸化位点预测 | NetPhos 3.1 Serve | |
| 信号肽预测 | SignalP 5.0 | |
| 亚细胞定位 | Cell Ploc 2.0 | |
| 跨膜结构预测 | TMHMM 2.0 | |
| 保守结构域 | SMART | |
| 二级结构预测 | Prabi | |
| 三级结构预测 | SWISS-MODEL | |
| 生物信息学分析 | 在线软件 | 网址 |
|---|---|---|
| 理化性质分析 | Protparam | |
| 疏水性预测 | ExPASy-ProtScale | |
| 磷酸化位点预测 | NetPhos 3.1 Serve | |
| 信号肽预测 | SignalP 5.0 | |
| 亚细胞定位 | Cell Ploc 2.0 | |
| 跨膜结构预测 | TMHMM 2.0 | |
| 保守结构域 | SMART | |
| 二级结构预测 | Prabi | |
| 三级结构预测 | SWISS-MODEL | |
| 引物名称 | 引物序列5’-3’ |
|---|---|
| E2F/DP-1-F | ACATTAACGGCGACGATGC |
| E2F/DP-1-R | GTTCTGCCCTTGCTTTCCAC |
| E2F/DP-2-F | TTGAAAAGACCCACACAGCAGATAC |
| E2F/DP-2-R | CTACTTTGCCCCTCTTACAACTGAC |
| E2F/DP-3-F | TCCCAACCACCCACAATAGG |
| E2F/DP-3-R | GCATTTGAAGCGAGCTTATCG |
| GAPDH-F | CCAATGAAGTCAGTAGACAC |
| GAPDH-R | GAAAGGTTCTTCCCTCTCTC |
| 引物名称 | 引物序列5’-3’ |
|---|---|
| E2F/DP-1-F | ACATTAACGGCGACGATGC |
| E2F/DP-1-R | GTTCTGCCCTTGCTTTCCAC |
| E2F/DP-2-F | TTGAAAAGACCCACACAGCAGATAC |
| E2F/DP-2-R | CTACTTTGCCCCTCTTACAACTGAC |
| E2F/DP-3-F | TCCCAACCACCCACAATAGG |
| E2F/DP-3-R | GCATTTGAAGCGAGCTTATCG |
| GAPDH-F | CCAATGAAGTCAGTAGACAC |
| GAPDH-R | GAAAGGTTCTTCCCTCTCTC |
| 基因名称 | 基因号 | 氨基酸 数量/个 | 分子量/ kDa | 等电点 | 不稳定 指数 | 亲水性 | 磷酸化位点 | 信号肽 | 亚细胞 定位 | 跨膜结构 | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 丝氨酸 | 苏氨酸 | 酪氨酸 | 总计 | ||||||||||
| RuE2F/DP-1 | TRINITY_DN4246_c0_g1 | 375 | 41.49 | 9.07 | 39.90 | -0.732 | 33 | 8 | 3 | 44 | 无 | 细胞核 | 无 |
| RuE2F/DP-2 | TRINITY_DN5065_c0_g2 | 243 | 26.88 | 5.69 | 61.40 | -0.649 | 21 | 5 | 4 | 30 | 无 | 细胞核 | 无 |
| RuE2F/DP-3 | TRINITY_DN14014_c0_g1 | 761 | 82.55 | 5.98 | 51.92 | -0.683 | 61 | 28 | 11 | 100 | 无 | 细胞核 | 无 |
| 基因名称 | 基因号 | 氨基酸 数量/个 | 分子量/ kDa | 等电点 | 不稳定 指数 | 亲水性 | 磷酸化位点 | 信号肽 | 亚细胞 定位 | 跨膜结构 | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 丝氨酸 | 苏氨酸 | 酪氨酸 | 总计 | ||||||||||
| RuE2F/DP-1 | TRINITY_DN4246_c0_g1 | 375 | 41.49 | 9.07 | 39.90 | -0.732 | 33 | 8 | 3 | 44 | 无 | 细胞核 | 无 |
| RuE2F/DP-2 | TRINITY_DN5065_c0_g2 | 243 | 26.88 | 5.69 | 61.40 | -0.649 | 21 | 5 | 4 | 30 | 无 | 细胞核 | 无 |
| RuE2F/DP-3 | TRINITY_DN14014_c0_g1 | 761 | 82.55 | 5.98 | 51.92 | -0.683 | 61 | 28 | 11 | 100 | 无 | 细胞核 | 无 |
| 基因名称 | 占比/% | 二级结构图 | 三级结构图 | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| α螺旋 | β转角 | 无规则卷曲 | 折叠延伸链 | |||
| RuE2F/DP-1 | 35.20 | 2.40 | 55.73 | 6.67 | ![]() | ![]() |
| RuE2F/DP-2 | 43.21 | 3.29 | 42.80 | 10.70 | ![]() | ![]() |
| RuE2F/DP-3 | 34.69 | 5.39 | 46.12 | 13.80 | ![]() | ![]() |
| 基因名称 | 占比/% | 二级结构图 | 三级结构图 | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| α螺旋 | β转角 | 无规则卷曲 | 折叠延伸链 | |||
| RuE2F/DP-1 | 35.20 | 2.40 | 55.73 | 6.67 | ![]() | ![]() |
| RuE2F/DP-2 | 43.21 | 3.29 | 42.80 | 10.70 | ![]() | ![]() |
| RuE2F/DP-3 | 34.69 | 5.39 | 46.12 | 13.80 | ![]() | ![]() |
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