Vandenbussche, M., Zethof, J., Souer, E., Koes, R., Tornielli, GB, Pezzotti, M., Ferrario, S., Angenent, GC, 和 Gerats, T. (2003). 通过反向和正向转座子插入诱变方法对矮牵牛 MADS Box 基因家族进行分析:B、C 和 D 矮牵牛花器官身份功能需要 SEPALLATA 样 MADS Box 基因。植物细胞 15,2680–2693。
矮牵牛在组织培养中的重要特征是其不可预测且依赖于基因型的愈伤组织发生,这对高效再生和生物技术应用提出了挑战。为了解决这个问题,机器学习 (ML) 可以被视为一种强有力的工具,用于分析愈伤组织发生数据、提取关键参数和预测矮牵牛愈伤组织发生的最佳条件,从而促进更可控和更高效的组织培养过程。该研究旨在利用 ML 算法开发矮牵牛愈伤组织发生的预测模型,并优化植物激素浓度以提高愈伤组织形成率 (CFR) 和愈伤组织鲜重 (CFW)。该模型的输入为 BAP、KIN、IBA 和 NAA,输出为 CFR 和 CFW。比较了三种 ML 算法,即 MLP、RBF 和 GRNN,结果表明 GRNN (R 2 83) 在准确性方面优于 MLP 和 RBF。此外,还进行了敏感性分析以确定四种植物激素的相对重要性。IBA 的重要性最高,其次是 NAA、BAP 和 KIN。利用 GRNN 模型的卓越性能,集成遗传算法(GA)来优化植物激素浓度,以最大化 CFR 和 CFW。遗传算法确定了最佳植物激素组合,即 1.31 mg/L BAP、1.02 mg/L KIN、1.44 mg/L NAA 和 1.70 mg/L IBA,CFR 为 95.83%。为了验证预测结果的可靠性,在实验室实验中测试了优化的植物激素组合。验证实验的结果表明,通过 GA 获得的实验结果和优化结果之间没有显著差异。本研究提出了一种结合机器学习、敏感性分析和遗传算法的新方法,用于建模和预测矮牵牛的愈伤组织形成。研究结果为优化植物激素浓度、促进愈伤组织形成以及在植物组织培养和基因工程中的潜在应用提供了宝贵的见解。
摘要 本研究旨在利用网络药理学和分子对接方法探讨瓜蒌-当归-乳香-没药(TAFM)治疗乳腺癌的关键活性成分、潜在靶点及其分子机制。利用中药系统药理学数据库与分析平台(TCMSP)数据库获取TAFM的化学成分和相关靶点;利用GeneCards、OMIM、Drugbank和治疗靶点数据库(TTD)等数据库识别乳腺癌相关靶点;利用Cytoscape 3.9.1软件和STRING(Search Tool for the Retrieval of Interaction Gene/Proteins)数据库可视化药物成分-靶点-疾病和蛋白质相互作用网络,筛选核心成分和关键靶点。使用DAVID(Database for Annotation, Visualization and Integrated Discovery)数据库进行基因本体论(GO)和京都基因和基因组百科全书(KEGG)分析,使用AutoDock和PyMOL软件进行分子对接。发现TAFM在治疗乳腺癌中的关键活性成分包括β-谷甾醇、豆固醇、鞣花酸、天竺葵素和矮牵牛素,共鉴定出ESR1、VEGFA、PTGS2、HSP90AA1、CASP3等38个关键靶点和枢纽基因。分子对接结果证实豆固醇和胱天蛋白酶3(CASP3)是相关最密切的靶点。GO富集分析显示,参与的生物学过程主要包括药物反应、凋亡过程的正向调控和基因表达双向调控等。KEGG通路分析揭示了与癌症、炎症及感染相关疾病相关的通路的参与。研究结果提供了支持性证据,表明β-谷甾醇、豆固醇、鞣花酸、天竺葵素和矮牵牛素代表TAFM的关键生物活性成分,通过调节雌激素受体α(ESR1)、血管内皮生长因子A(VEGFA)、前列腺素-内过氧化物合酶2(PTGS2)、热休克蛋白90α(HSP90AA1)和CASP3在治疗乳腺癌中表现出抗乳腺癌活性。
重瓣花表型因其在各种植物中的吸引力而被人类所选择,并且对观赏植物市场具有巨大的商业价值。在本研究中,我们调查了康乃馨、矮牵牛和玫瑰中显性重瓣花性状的遗传决定因素,并鉴定了 TARGET OF EAT (TOE) 型基因的突变等位基因,其特征是 miR172 靶序列和编码蛋白质 C 末端部分的破坏。尽管这些真双子叶植物之间存在系统发育距离,它们在白垩纪早期分化,但携带这些突变的直系同源基因都属于单个 TOE 型亚组,我们将其命名为 PETALOSA (PET)。同源性搜索使我们能够在其他各种物种中鉴定出 PET 序列。为了证实自然突变的结果,我们使用 CrispR-Cas9 在烟草 PET 基因的 miR172 靶位点内诱导病变,这导致了多余花瓣状结构的形成。本研究描述了具有经济价值的观赏物种中的 pet 等位基因,并提供了关于识别和改造 PET 基因以获得不同植物中理想的重花特性的可能性的证据。
摘要 丛枝菌根真菌 (AMF) 是一种有益的土壤真菌,可以促进宿主植物的生长。准确量化植物根部中的 AMF 非常重要,因为定植水平通常可以表明这些真菌的活性。根定植传统上用显微镜方法测量,该方法可以看到根内的真菌结构。显微镜方法劳动密集型,结果取决于观察者。在本研究中,我们提出了一种相对 qPCR 方法来量化 AMF,其中我们根据植物基因标准化了 AMF qPCR 信号。首先,我们在计算机上验证了引物对 AMG1F 和 AM1,并表明这些引物涵盖了植物根部存在的大多数 AMF 物种,而不会扩增宿主 DNA。接下来,我们基于对矮牵牛植物的温室实验将相对 qPCR 方法与传统显微镜检查进行了比较,这些植物的 AMF 根定植水平从非常高到非常低不等。最后,通过使用 MiSeq 对 qPCR 扩增子进行测序,我们通过实验证实引物对排除了植物 DNA,而主要扩增了 AMF。最重要的是,我们的相对 qPCR 方法能够区分 AMF 根定植的定量差异,并且与传统显微镜定量结果高度相关(Spearman Rho = 0.875)。最后,我们对显微镜和 qPCR 方法的优缺点进行了平衡的讨论。总之,测试的相对 qPCR 方法提供了一种可靠的替代方法来量化 AMF 根定植,与传统显微镜相比,该方法对操作员的依赖性更低,并且可扩展到高通量分析。