DOF(DNA binding with one zinc finger)是植物特异性转录因子,在植物抵御逆境胁迫过程中发挥着关键作用。通过生物信息学方法对藜麦DOF基因家族成员进行全基因组鉴定,并结合qRT-PCR技术解析该基因家族在外源NO调控干旱胁迫下的表达模...DOF(DNA binding with one zinc finger)是植物特异性转录因子,在植物抵御逆境胁迫过程中发挥着关键作用。通过生物信息学方法对藜麦DOF基因家族成员进行全基因组鉴定,并结合qRT-PCR技术解析该基因家族在外源NO调控干旱胁迫下的表达模式。结果表明,藜麦DOF基因家族共鉴定出25个家族成员,其氨基酸长度为143~558 aa,分子质量为16079.9~59102.2 Da,等电点介于4.52~9.60,疏水指数小于2,预测亚细胞定位均定位在细胞核;系统发育分析将DOF基因家族分为5个亚族,25个DOF基因均匀分布在13条染色体上,6对串联重复基因;启动子区共有31个与光响应、组织特异性、压力响应及植物激素相关的顺式作用元件;DOF5.3是蛋白互作网络的核心节点。不同组织器官表达分析表明,CqDOFs在藜麦各组织中均有表达且在花和叶中表达较强,在不同非生物胁迫条件下大部分CqDOFs基因在根中强烈响应;qRT-PCR分析表明,在NO调控的干旱胁迫条件下,16个CqDOFs基因的相对表达量均明显升高,其中CqDOF10在NO调控的干旱胁迫下表达量为干旱胁迫下该基因表达量的215.3倍,表明CqDOFs基因在藜麦响应干旱胁迫的调控机制中发挥着重要作用,外源NO能有效提高干旱胁迫下基因的表达。展开更多
The soft actuator is characterized by high safety,flexibility,and adaptability.It is capable of both active and passive defor-mations.This paper presents a discrete degree of freedom(DOF)method for soft actuators to r...The soft actuator is characterized by high safety,flexibility,and adaptability.It is capable of both active and passive defor-mations.This paper presents a discrete degree of freedom(DOF)method for soft actuators to reveal DOF characteristics.The method draws on the superposition mechanism of the deformation characteristics of the sarcomere in the skeletal muscles of living organisms.Firstly,the multi-DOF deformation characteristics of the soft actuator are discretized into superimposed combinations of single-DOF micro-units.Then,the soft actuator was determined to contain deformation characteristics such as extension-contraction,bending,and twisting.Eighteen types of micro-units with basic deforma-tion characteristics were obtained depending on the axis and orientation.Further,the mapping relationship between the combination of micro-units and the motion characteristics of the soft actuator based on the GF set theory was established.Finally,an active-passive DOF co-structured soft actuator(APCSA)was developed.The graphical approach analyzes the experimental results,and it can be concluded that active and passive DOFs can coexist in the composite deformation of the soft actuator.展开更多
DNA结合单锌指蛋白(DNA binding with one finger,Dof)是植物中特有的一类转录因子,参与调控植物组织分化、种子萌发、植物抗逆及代谢等生理生化过程。为鉴定并分析高粱Dof转录因子家族成员,利用生物信息学方法从全基因组水平对高粱Dof...DNA结合单锌指蛋白(DNA binding with one finger,Dof)是植物中特有的一类转录因子,参与调控植物组织分化、种子萌发、植物抗逆及代谢等生理生化过程。为鉴定并分析高粱Dof转录因子家族成员,利用生物信息学方法从全基因组水平对高粱Dof转录因子家族成员的基本基因结构、理化性质、保守基序、启动子顺式作用元件、组织特异性表达及干旱胁迫表达等进行分析。20%PEG6000模拟干旱胁迫处理豫粱10号的幼苗后,利用qPCR技术分析Dof基因家族成员响应不同时间段干旱胁迫的表达情况。结果共鉴定了30个高粱Dof基因,分布在9条染色体上,基因保守性分析结果显示,Motif1(即锌指结构)是高粱Dof基因家族中保守的蛋白质序列;其中29个基因中都含有CX2CX21CX2C保守基序,而SbDof15基因保守序列为CX20CX2C;启动子结构分析表明,Dof基因的启动子区域中含有ABA、MYB、MeJA、低温等逆境胁迫响应元件;进化树分析结果表明,高粱Dof蛋白与玉米的同源性更高,热图分析表明Dof家族成员在高粱的不同部位都有表达。qRT-PCR结果表明,高粱Dof基因家族成员可能参与高粱应对干旱胁迫的响应,不同的Dof基因成员在应对干旱胁迫时的调控机制可能不一样。展开更多
Dof转录因子家族具有保守的Dof(DNA binding with one zine finger,Dof)结构域,是植物中一类特有的转录因子,参与植物的生长发育和响应逆境胁迫等过程。目前,关于甜菜BvDof转录因子家族全基因组鉴定的研究还未见报道。本研究基于甜菜基...Dof转录因子家族具有保守的Dof(DNA binding with one zine finger,Dof)结构域,是植物中一类特有的转录因子,参与植物的生长发育和响应逆境胁迫等过程。目前,关于甜菜BvDof转录因子家族全基因组鉴定的研究还未见报道。本研究基于甜菜基因组数据,利用生物信息学技术对甜菜BvDof转录因子家族进行全基因组鉴定,并对其理化性质、基因结构、保守结构域、系统进化、共线性、启动子顺式作用元件、盐胁迫下的表达模式及蛋白质互作网络进行分析。共鉴定到24个甜菜BvDof转录因子家族成员,它们不均等分布在甜菜基因组9条染色体中的7条上;BvDof转录因子家族成员具有相似的基因结构,在Dof结构域中均具有1个保守的C2-C2锌指结构;甜菜BvDof转录因子家族分为7个亚家族(Ⅰ~Ⅶ);在甜菜全基因组中BvDof基因间只有一对重复基因,为BvDof 1和BvDof7;上游2000 bp启动子中包含多种与光响应、激素响应和非生物胁迫响应有关的顺式作用元件;甜菜BvDof转录因子家族24个基因均能应答盐胁迫,并且部分基因呈现叶和根的表达特异性;甜菜BvDof转录因子能够与控制光周期、激素应答和盐应答的蛋白质相互作用。本研究为进一步开展甜菜BvDof转录因子家族耐逆功能研究奠定了重要的理论基础。展开更多
[目的]鉴定蒙古沙棘亚种(Hippophae rhamnoides subsp.mongolica)Dof(DNA binding with one finger)基因家族成员,探究沙棘果肉油脂合成积累过程中的关键Dof基因,为解析关键转录因子Dof调控沙棘果肉含油率提供分子依据。[方法]利用生物...[目的]鉴定蒙古沙棘亚种(Hippophae rhamnoides subsp.mongolica)Dof(DNA binding with one finger)基因家族成员,探究沙棘果肉油脂合成积累过程中的关键Dof基因,为解析关键转录因子Dof调控沙棘果肉含油率提供分子依据。[方法]利用生物信息学方法鉴定沙棘基因组中Dof基因家族成员并对各成员的蛋白质结构域、保守基序、顺式作用元件、系统发育树进行了系统分析;对12个沙棘种质果肉进行绝对定量转录组测序(Unique Molecular Identifier RNA-seq,UMI RNA-seq),根据Dof基因家族成员表达量和果肉含油率挖掘候选关键Dof基因。[结果]沙棘基因组中鉴定到47个Dof成员,均具有典型的Dof结构域,并分布在12条染色体中,识别到10个Motif且具有植物油脂合成和生长发育相关的作用元件;Dof基因家族可被分为3个亚家族,根据系统发育关系分析,部分沙棘Dof与调控大豆(NP001236530.2、NP001315363.1)油脂合成的Dof亲缘关系较近。不同沙棘种质果肉发育期间的UMI RNA-seq分析发现HrDof1.2(Hic_asm_12.3128)橙色果实时期基因表达量显著高于绿色果实时期,且与相应种质的果肉含油率变化规律密切相关。[结论]沙棘Dof基因家族成员参与油脂合成和生长发育过程,沙棘HrDof1.2基因表达与果肉含油率密切相关,为深入解析沙棘Dof基因调控油脂合成积累机理提供科学依据。展开更多
The study of capture mechanisms with high capture adaptability is the key to improving the efficiency of autonomous underwater vehicle(AUV)retrieval and release.This study aims to develop a capture mechanism for the l...The study of capture mechanisms with high capture adaptability is the key to improving the efficiency of autonomous underwater vehicle(AUV)retrieval and release.This study aims to develop a capture mechanism for the launch and recovery of AUV and elucidate its kinematic characteristics.Initially,based on the principles of deployment and retraction for AUV capture movements,a design scheme for a novel foldable and deployable capture mechanism is proposed.Subsequently,a detailed analysis of the Degrees of Freedom(DoFs)for enveloping and grasping movements is conducted according to screw theory.Additionally,the structural design of the actuation units for the capture mechanism is thoroughly discussed.Motion screw topology diagram is utilized to construct the kinematic model.On this basis,kinematic simulation verification of the capture mechanism is performed.The theoretical analysis revealed that the DoF for enveloping and grasping movements are 6 and 2,respectively.By appropriately configuring the actuation mechanism,enveloping and grasping movements can be achieved with a single actuation.The displacement and velocity curves of the capture mechanism were smooth,with no interference occurring.Vibration test results validate the reliability of the capture mechanism.The research work provides a valuable reference for the development of novel capture equipment for AUVs.展开更多
Dof(DNA-binding with one finger)蛋白是植物特有的一类转录因子,在植物生长发育过程中起着重要的作用。在其N-末端有一个52氨基酸残基组成的高度保守的C2-C2单锌指结构,称为Dof保守域,能够特异性的识别植物启动子序列中的AAAG/CTTT作...Dof(DNA-binding with one finger)蛋白是植物特有的一类转录因子,在植物生长发育过程中起着重要的作用。在其N-末端有一个52氨基酸残基组成的高度保守的C2-C2单锌指结构,称为Dof保守域,能够特异性的识别植物启动子序列中的AAAG/CTTT作用元件,从而激活或抑制植物基因的表达;其C-末端的转录调控结构域,氨基酸序列较为多变,不具有保守性,是Dof蛋白在植物中功能多样性的基础;同时Dof蛋白也具有和蛋白相互作用的功能。在过去的十几年里,大量的Dof基因被克隆鉴定或从基因组数据库中预测出来,Dof蛋白在植物生长发育中的作用也受到更多关注。本文就Dof转录因子的特点,各物种中已经报道的Dof转录因子的数目、系统进化关系和分类及其生物学功能的进展进行了综述。展开更多
【目的】全基因组水平鉴定并解析玉米Dof(DNA binding with one finger)基因家族。【方法】基于玉米V3基因组数据鉴定玉米Dof基因家族,并从基因的结构、系统发育关系、染色体的位置分布、玉米不同组织和不同生理发育阶段基因的表达谱以...【目的】全基因组水平鉴定并解析玉米Dof(DNA binding with one finger)基因家族。【方法】基于玉米V3基因组数据鉴定玉米Dof基因家族,并从基因的结构、系统发育关系、染色体的位置分布、玉米不同组织和不同生理发育阶段基因的表达谱以及在充足氮(sufficient nitrogen,SN)和低氮(limiting nitrogen,LN)条件下V3期叶组织基因的差异表达5个方面分析玉米Dof基因家族。【结果】玉米参考基因组中存在46个Dof结构域基因,命名为Zm V3Dof1—Zm V3Dof46。通过系统发育关系和序列相似性将该基因家族分为8个亚类(Subgroup)S1—S8,每个亚类有3—8个Dof基因。通过分析该家族染色体分布,发现玉米10条染色体,除Chr.9外,均有Dof基因的分布,其中,在Chr.1上分布最为密集,有12个Zm V3Dofs;在Chr.5和Chr.3上分布次之,分别为8和7个Zm V3Dofs;在其他染色体上则分布较少,此外,Dofs在Chr.1的底部、Chr.5的顶部和底部分布密度相对较高。表达谱分析结果表明,Dof基因家族成员在不同组织及不同发育阶段均有差异表达,预示不同Dof基因功能的多样性以及在植物发育过程中扮演着不同角色,且同一亚类Dof基因表达模式存在一定程度的相似性。此外,玉米Dof基因家族对氮响应较为敏感,充足氮(SN)和低氮(LN)条件下,V3期叶组织基因的RNAseq表达结果显示35个Dof基因在2种氮处理下表达量存在差异,其中13个基因表达量差异较大。值得注意的是21个Dof基因在低氮处理下表达量上调,其中8个基因只在低氮条件下表达。【结论】基于最新版基因组数据鉴定玉米在自交系B73基因组中存在46个Dof基因,Dof基因家族成员参与玉米不同生理发育过程中,部分基因可能在氮代谢调控中发挥积极作用。展开更多
文摘DOF(DNA binding with one zinc finger)是植物特异性转录因子,在植物抵御逆境胁迫过程中发挥着关键作用。通过生物信息学方法对藜麦DOF基因家族成员进行全基因组鉴定,并结合qRT-PCR技术解析该基因家族在外源NO调控干旱胁迫下的表达模式。结果表明,藜麦DOF基因家族共鉴定出25个家族成员,其氨基酸长度为143~558 aa,分子质量为16079.9~59102.2 Da,等电点介于4.52~9.60,疏水指数小于2,预测亚细胞定位均定位在细胞核;系统发育分析将DOF基因家族分为5个亚族,25个DOF基因均匀分布在13条染色体上,6对串联重复基因;启动子区共有31个与光响应、组织特异性、压力响应及植物激素相关的顺式作用元件;DOF5.3是蛋白互作网络的核心节点。不同组织器官表达分析表明,CqDOFs在藜麦各组织中均有表达且在花和叶中表达较强,在不同非生物胁迫条件下大部分CqDOFs基因在根中强烈响应;qRT-PCR分析表明,在NO调控的干旱胁迫条件下,16个CqDOFs基因的相对表达量均明显升高,其中CqDOF10在NO调控的干旱胁迫下表达量为干旱胁迫下该基因表达量的215.3倍,表明CqDOFs基因在藜麦响应干旱胁迫的调控机制中发挥着重要作用,外源NO能有效提高干旱胁迫下基因的表达。
基金The Central Government Guides Local Foundation for Science and Technology Development(Grant No.YDZJSX2024B004).
文摘The soft actuator is characterized by high safety,flexibility,and adaptability.It is capable of both active and passive defor-mations.This paper presents a discrete degree of freedom(DOF)method for soft actuators to reveal DOF characteristics.The method draws on the superposition mechanism of the deformation characteristics of the sarcomere in the skeletal muscles of living organisms.Firstly,the multi-DOF deformation characteristics of the soft actuator are discretized into superimposed combinations of single-DOF micro-units.Then,the soft actuator was determined to contain deformation characteristics such as extension-contraction,bending,and twisting.Eighteen types of micro-units with basic deforma-tion characteristics were obtained depending on the axis and orientation.Further,the mapping relationship between the combination of micro-units and the motion characteristics of the soft actuator based on the GF set theory was established.Finally,an active-passive DOF co-structured soft actuator(APCSA)was developed.The graphical approach analyzes the experimental results,and it can be concluded that active and passive DOFs can coexist in the composite deformation of the soft actuator.
文摘DNA结合单锌指蛋白(DNA binding with one finger,Dof)是植物中特有的一类转录因子,参与调控植物组织分化、种子萌发、植物抗逆及代谢等生理生化过程。为鉴定并分析高粱Dof转录因子家族成员,利用生物信息学方法从全基因组水平对高粱Dof转录因子家族成员的基本基因结构、理化性质、保守基序、启动子顺式作用元件、组织特异性表达及干旱胁迫表达等进行分析。20%PEG6000模拟干旱胁迫处理豫粱10号的幼苗后,利用qPCR技术分析Dof基因家族成员响应不同时间段干旱胁迫的表达情况。结果共鉴定了30个高粱Dof基因,分布在9条染色体上,基因保守性分析结果显示,Motif1(即锌指结构)是高粱Dof基因家族中保守的蛋白质序列;其中29个基因中都含有CX2CX21CX2C保守基序,而SbDof15基因保守序列为CX20CX2C;启动子结构分析表明,Dof基因的启动子区域中含有ABA、MYB、MeJA、低温等逆境胁迫响应元件;进化树分析结果表明,高粱Dof蛋白与玉米的同源性更高,热图分析表明Dof家族成员在高粱的不同部位都有表达。qRT-PCR结果表明,高粱Dof基因家族成员可能参与高粱应对干旱胁迫的响应,不同的Dof基因成员在应对干旱胁迫时的调控机制可能不一样。
文摘Dof转录因子家族具有保守的Dof(DNA binding with one zine finger,Dof)结构域,是植物中一类特有的转录因子,参与植物的生长发育和响应逆境胁迫等过程。目前,关于甜菜BvDof转录因子家族全基因组鉴定的研究还未见报道。本研究基于甜菜基因组数据,利用生物信息学技术对甜菜BvDof转录因子家族进行全基因组鉴定,并对其理化性质、基因结构、保守结构域、系统进化、共线性、启动子顺式作用元件、盐胁迫下的表达模式及蛋白质互作网络进行分析。共鉴定到24个甜菜BvDof转录因子家族成员,它们不均等分布在甜菜基因组9条染色体中的7条上;BvDof转录因子家族成员具有相似的基因结构,在Dof结构域中均具有1个保守的C2-C2锌指结构;甜菜BvDof转录因子家族分为7个亚家族(Ⅰ~Ⅶ);在甜菜全基因组中BvDof基因间只有一对重复基因,为BvDof 1和BvDof7;上游2000 bp启动子中包含多种与光响应、激素响应和非生物胁迫响应有关的顺式作用元件;甜菜BvDof转录因子家族24个基因均能应答盐胁迫,并且部分基因呈现叶和根的表达特异性;甜菜BvDof转录因子能够与控制光周期、激素应答和盐应答的蛋白质相互作用。本研究为进一步开展甜菜BvDof转录因子家族耐逆功能研究奠定了重要的理论基础。
基金Supported by Jiangsu Provincial Natural Science Foundation(Grant No.BK20220649)Natural Science Foundation of the Jiangsu Higher Education Institutions of China(Grant No.23KJB460010)+2 种基金Provincial Key Laboratory of High-end Deepsea Machinery Equipment(Grant Nos.SYH2024003 and SYH2025001)the Jiangsu Provincial Key R&D Project(Grant No.BE2022062)Postgraduate Research&Practice Innovation Program of Jiangsu Province(Grant No.SJCX25_2526).
文摘The study of capture mechanisms with high capture adaptability is the key to improving the efficiency of autonomous underwater vehicle(AUV)retrieval and release.This study aims to develop a capture mechanism for the launch and recovery of AUV and elucidate its kinematic characteristics.Initially,based on the principles of deployment and retraction for AUV capture movements,a design scheme for a novel foldable and deployable capture mechanism is proposed.Subsequently,a detailed analysis of the Degrees of Freedom(DoFs)for enveloping and grasping movements is conducted according to screw theory.Additionally,the structural design of the actuation units for the capture mechanism is thoroughly discussed.Motion screw topology diagram is utilized to construct the kinematic model.On this basis,kinematic simulation verification of the capture mechanism is performed.The theoretical analysis revealed that the DoF for enveloping and grasping movements are 6 and 2,respectively.By appropriately configuring the actuation mechanism,enveloping and grasping movements can be achieved with a single actuation.The displacement and velocity curves of the capture mechanism were smooth,with no interference occurring.Vibration test results validate the reliability of the capture mechanism.The research work provides a valuable reference for the development of novel capture equipment for AUVs.
文摘Dof(DNA-binding with one finger)蛋白是植物特有的一类转录因子,在植物生长发育过程中起着重要的作用。在其N-末端有一个52氨基酸残基组成的高度保守的C2-C2单锌指结构,称为Dof保守域,能够特异性的识别植物启动子序列中的AAAG/CTTT作用元件,从而激活或抑制植物基因的表达;其C-末端的转录调控结构域,氨基酸序列较为多变,不具有保守性,是Dof蛋白在植物中功能多样性的基础;同时Dof蛋白也具有和蛋白相互作用的功能。在过去的十几年里,大量的Dof基因被克隆鉴定或从基因组数据库中预测出来,Dof蛋白在植物生长发育中的作用也受到更多关注。本文就Dof转录因子的特点,各物种中已经报道的Dof转录因子的数目、系统进化关系和分类及其生物学功能的进展进行了综述。
