拟南芥NiNJA基因酵母双杂诱饵载体构建及互作蛋白的筛选

JAZ蛋白是植物茉莉酸信号途径的重要负调控因子,JAZ与NiNJA形成蛋白复合体抑制茉莉酸下游转录因子的转录活性,NiNJA蛋白是联系JAZ蛋白与下游转录因子的重要因子.为了研究NiNJA调控的下游基因,首先构建了NiNJA基因的诱饵载体pGBKT7-NiNJA,然后转化酵母Y2H Gold感受态,通过自转录激活实验,发现诱饵载体pGBKT7-NiNJA没有自转录激活活性.在此基础上,从拟南芥“Mate&PlateTM”Library 进行酵母双杂筛选,获得若干个与NiNJA互作的蛋白,为下一步鉴定NiNJA的互作蛋白及茉莉酸的信号调控途径打下基础.     

水稻茉莉酸响应基因的分析

茉莉酸是植物体内天然的调节剂,在植物生长发育过程及响应外界环境胁迫方面具有重要的作用。为了分析水稻中茉莉酸的响应基因,设计了Os PDF1.2,Os VSP2,Os JAZ8的定量PCR引物,利用100μmol/L茉莉酸和100μmol/L菲尼酮(内源茉莉酸合成抑制剂)处理的叶片为材料,分析了Os JAZ8,Os PDF1.2,Os VSP2等3个基因对茉莉酸的响应情况。结果表明,Os JAZ8,Os PDF1.2随着茉莉酸处理时间的延长,表达量逐渐升高,随着菲尼酮处理时间的延长,表达量逐渐降低,而Os VSP2则与之相反;Os JAZ8对于茉莉酸的响应较Os PDF1.2,Os VSP2这2个基因更加敏感。据此结果认为,Os JAZ8的表达量可以作为水稻叶片中茉莉酸相对含量的指标。     

油松JAZ基因家族特征及其与DELLA蛋白互作的功能域鉴定

  目的  对油松JAZ基因家族特征及其与赤霉素负调控因子DELLA蛋白互作的功能域深入分析，旨在为解析针叶树以JAZ-DELLA为核心模块、茉莉酸（JA）-赤霉素（GA）介导的生长/防御平衡策略奠定基础。  方法  以油松全基因组数据为基础，筛选鉴定油松全部的JAZ家族基因成员，并分析其基本特征；构建多物种JAZ基因家族系统发育进化树，解析油松JAZ基因家族在系统进化过程中的特点；利用酵母双杂交技术，明确油松中JAZ与DELLA蛋白互作的功能域。  结果  油松中共鉴定得到53个JAZ基因家族成员，均具有TIFY和Jas保守结构，而且在degron序列中进化出了更丰富的变异。多个油松JAZ基因家族成员启动子区域包含响应JA和GA的顺式作用元件，并与模式植物中多个JAZ蛋白有着较近的进化距离。进一步实验发现，油松中5个JAZ蛋白（TIFY4、TIFY11、TIFY16、TIFY25、TIFY59）的Jas结构域与油松DPL（DELLA-like）蛋白存在相互作用，明确了油松中Jas结构域是JAZ蛋白与DELLA蛋白互作的功能域。  结论  明确了油松JAZ基因家族的基本序列特征，确定了油松中JAZ与DELLA蛋白互作的Jas功能域，为针叶树JAZ基因家族及JA-GA信号转导通路的深入研究提供了重要依据。      

甘薯等8种植物JAZ1基因的生物信息学分析

JAZ(Jasmonate ZIM-domain)蛋白是植物中茉莉酸信号调控途径中重要的负调控因子,它在调控植物发育、营养生长、衰老、抗盐、抗旱以及抗病等过程中起着至关重要的作用。为了对甘薯等JAZ1基因的生物信息学进行分析并对其功能进行预测,本研究以NCBI数据库中收集的8种植物JAZ1蛋白氨基酸序列为试验数据来源,采用系列生物信息学分析软件对甘薯等8种JAZ1蛋白的氨基酸组成及其理化性质、蛋白质亲疏水性、磷酸化位点、二级结构元件和含量、跨膜结构域、信号肽、蛋白质亚细胞定位、功能结构域进行预测和分析,并对8种植物JAZ1蛋白氨基酸序列进行多重比较和蛋白质系统进化树进行构建和分析。结果表明,8种植物JAZ1蛋白的氨基酸残基数目介于180～294;相对分子量介于19 815 670～31 550 050;理论等电点均为碱性等电点;8种植物JAZ1蛋白的主要氨基酸为丝氨酸、脯氨酸、赖氨酸和苏氨酸;稳定性预测结果表明8种植物JAZ1蛋白均为非稳定性蛋白质;磷酸化位点预测分析结果表明8种植物JAZ1蛋白磷酸化位点数量最多为丝氨酸,其次为苏氨酸;根据亲疏水性预测分析结果推测8种植物JAZ1蛋白均为亲水性蛋白质;信号肽和跨膜结构域预测结果显示这些蛋白质均为非分泌蛋白质不具有信号肽,没有明显的跨膜结构域;JAZ1蛋白二级结构元件主要为不规则卷曲,其次为α-螺旋和延伸链;亚细胞定位预测结果显示该蛋白质主要定位于细胞核;结构域预测结果表明供试8种植物JAZ1蛋白均含有JAZ蛋白家族典型的TIFY和CCT_2功能结构域;氨基酸序列多重比对和蛋白质系统进化树分析结果表明甘薯JAZ1与长春花JAZ1亲缘关系最近。本研究可为甘薯JAZ1基因功能研究和甘薯性状定向改良奠定理论基础。     

棉铃虫效应蛋白HARP1体外表达与纯化体系的建立

[目的]本文旨在通过建立棉铃虫效应蛋白HARP1体外表达纯化体系,对HARP1蛋白进行体外表达和纯化,为解析HARP1蛋白与植物茉莉酸信号途径中JAZ蛋白的互作分子机制奠定基础.[方法]对harp1基因序列进行密码子优化,使用蛋白预测软件预测HARP1中的信号肽和成熟肽.基于以上信息构建目的蛋白的表达质粒并进行诱导表达...     

拟南芥COI1基因在茉莉素信号传导中的作用

植物激素茉莉素调控植物的生长发育和防御反应等生物学过程.在茉莉素信号传导途径中,COI1基因起着非常重要的作用.该基因的突变影响所有茉莉素调控的反应.COI1基因编码一个F-box蛋白,COI1蛋白能与多种蛋白形成SCF<'COI1>泛素连接酶复合体.在茉莉素信号分子存在的情况下,SCF<'COI1>复合体可以识别茉莉素信号途径中的负调控蛋白(如JAZ蛋白),并使之通过泛素-26S蛋白酶体途径降解.拟南芥COI1-JAZ被证实是茉莉素的共受体.这一茉莉素信号传导途径中的突破性研究进展更为深入地揭示了COI1在茉莉素信号传导过程中的作用机制.综述了COI1在茉莉素信号传导中的作用机理.     

高粱颖花开放前浆片茉莉酸信号基因表达变化

茉莉酸(JA)在植物生殖发育中发挥重要调控作用,尤其是促进禾本科植物的颖花开放。然而迄今有关高粱颖花开放削浆片内JA信号相关基因的表达变化模式与颖花开放时间的关系尚不清楚。以常规高粱种质"625R"为试材,采用RNA-seq技术分析高粱颖花开放前12 h和1 h的浆片转录组差异;并通过与数据库比对,分析高粱颖花开放前茉莉酸生物合成及信号转导途径相关基因的表达变化。结果表明,2个时期浆片组织中富集于茉莉酸生物合成及信号转导途径的差异基因有51个,且以花前12 h为对照,上调基因有41个,下调基因10个。茉莉酸生物合成途径中,差异基因主要涉及JA合成的上游调控步骤,而JA信号转导途径中则以JAZ蛋白响应基因数目最多、强度最大。研究结果为进一步阐明颖花开放进程中浆片吸水膨大的分子机制提供依据。     

巴西橡胶树锌指蛋白基因的克隆及功能鉴定

锌指蛋白是一类能与DNA/RNA结合并调控基因表达的蛋白。前期笔者通过酵母双杂技术筛选到1个可能与JAZ蛋白互作的巴西橡胶树锌指蛋白(命名为Hbzinc-finger),该基因的c DNA全长序列有2 262bp,编码753个氨基酸。该蛋白碳末端有1个PB1结构域,在336~381处氨基酸序列编码1个Zn F_ZZ锌离子结合结构域。红色荧光蛋白亚细胞定位结果表明,Hbzinc-finger定位于细胞核,酵母自转录激活显示该蛋白有自转录活性。该基因的表达受创伤影响,表明橡胶锌指蛋白的表达可能受茉莉酸信号调控。     

苹果MdJAZ1基因表达及蛋白互作分析

【目的】克隆苹果茉莉酸信号途径阻遏因子基因MdJAZ1,并对其表达及蛋白互作进行分析,为进一步研究MdJAZ1的功能奠定基础。【方法】以TIFY及Jas功能域为探针,在苹果基因组中进行比对,获得多个同源基因,对其中的一个基因设计引物进行克隆;利用DNAMan软件对该基因编码蛋白的分子量、等电点进行预测;利用SMART在线分析软件对该蛋白的功能域进行分析;利用MEGA5.0对该蛋白与拟南芥JAZ家族蛋白构建系统发育树;利用荧光定量PCR分析该基因在苹果不同组织器官、茉莉酸甲酯及创伤处理下的表达情况;利用PlantCARE在线软件分析该基因启动子区域的顺式作用元件;利用酵母双杂交系统检测MdJAZ1蛋白的二聚化及其与拟南芥AtCOI1蛋白的互作关系。【结果】MdJAZ1开放阅读框为1 149 bp,编码382个氨基酸残基,其蛋白的分子量为40.536 kDa,等电点9。氨基酸序列分析显示,该蛋白包含保守的TIFY及Jas结构域;系统发育树分析显示,MdJAZ1蛋白与拟南芥JAZ家族AtJAZ3、AtJAZ4亲缘关系最近;qPCR结果显示,MdJAZ1在苹果的根、茎、叶、花及果实等组织中都有表达,但表达水平存在明显差异,其中根中的表达量最高,果实中的表达量最低;该基因还能被茉莉酸甲酯及创伤处理诱导表达,均在1 h内达到最高表达水平;启动子分析显示,MdJAZ1启动子中包含多个ABA、乙烯、抗病及逆境胁迫等响应元件,此外,还包含多个MYB结合位点;酵母双杂交结果显示,MdJAZ1蛋白能与其自身相互作用形成同源二聚体,还可与拟南芥中同源性较近的AtJAZ3、AtJAZ4蛋白相互作用形成异源二聚体,并且在冠菌素存在时,MdJAZ1蛋白可与拟南芥F-box蛋白AtCOI1相互作用。【结论】MdJAZ1受茉莉酸甲酯及创伤诱导表达,其蛋白能形成同源及异源二聚体,且在冠菌素存在时可与AtCOI1互作。     

外源茉莉酸诱导方式对长白落叶松针叶内防御蛋白活力的影响1）

为明确用茉莉酸不同处理方式对林木诱导抗虫性的影响,以长白落叶松（ Larix olgensis）幼苗为试验材料,分别用浓度为1．00、0．10、0．01 mmol · L－1的茉莉酸进行全株或局部喷施诱导,分析不同处理对其针叶内SOD、PPO、PAL、CI、TI 5种防御蛋白活力的影响。结果表明：用外源茉莉酸局部喷施长白落叶松,可以系统诱导增强其防御蛋白的活性,且诱导效果与全株喷施处理的诱导效果相近。0．10、1．00 mmol· L－1的茉莉酸在1～10 d内即可诱导产生较强的诱导抗性,而在15～25 d时其诱导的抗性强度显著低于0．01 mmol· L－1浓度的诱导效果。说明高浓度茉莉酸能快速诱导长白落叶松产生较强的化学防御能力,低浓度茉莉酸诱导长白落叶松化学防御的速度相对迟缓,但其持效时间长于高浓度茉莉酸诱导效果。在害虫控制实践中,可根据害虫的生物特性,选择合适浓度的茉莉酸,采用局部喷施方式施用,将更为经济和便于操作。     

Genome-wide identification and characterization of the JAZ gene family and its expression patterns under various abiotic stresses in Sorghum bicolor

The jasmonate ZIM domain (JAZ) protein belongs to the TIFY ((TIF[F/Y]XG) domain protein) family, which is composed of several plant-specific proteins that play important roles in plant growth, development, and defense responses. However, the mechanism of the sorghum JAZ family in response to abiotic stress remains unclear. In the present study, a total of 17 JAZ genes were identified in sorghum using a Hidden Markov Model search. In addition, real-time quantification polymerase chain reaction (RT-qPCR) was used to analyze the gene expression patterns under abiotic stress. Based on phylogenetic tree analysis, the sorghum JAZ proteins were mainly divided into nine subfamilies. A promoter analysis revealed that the SbJAZ family contains diverse types of promoter cis-acting elements, indicating that JAZ proteins function in multiple pathways upon stress stimulation in plants. According to RT-qPCR, SbJAZ gene expression is tissue-specific. Additionally, under cold, hot, polyethylene glycol, jasmonic acid, abscisic acid, and gibberellin treatments, the expression patterns of SbJAZ genes were distinctly different, indicating that the expression of SbJAZ genes may be coordinated with different stresses. Furthermore, the overexpression of SbJAZ1 in Escherichia coli was found to promote the growth of recombinant cells under abiotic stresses, such as PEG 6000, NaCl, and 40°C treatments. Altogether, our findings help us to better understand the potential molecular mechanisms of the SbJAZ family in sorghum in response to abiotic stresses.     

橡胶HbJAZ1基因的原核表达与纯化分析

为了鉴定巴西橡胶树中存在与JAZ蛋白特异性结合的蛋白,利用pGEX-6p-1载体构建橡胶JAZ（HbJAZ1）与GST（Glutathione S-transferase）融合表达载体,并成功转化大肠杆菌进行原核表达,同时利用谷胱甘肽-琼脂糖填料成功纯化gcHbJAZ1-GST融合表达蛋白。在纯化实验中,发现HbJAZ1融合表达蛋白在大肠杆菌原核表达中是难溶蛋白,大多存在于裂解菌液的沉淀物中。     

3种激素处理对大蒜鳞茎性状、产量及保护酶活性的影响

以徐蒜815为材料,研究18%氯化胆碱·萘乙酸、水杨酸、茉莉酸甲酯3种激素4个时间段处理对大蒜鳞茎性状、小区产量、POD、SOD、CAT活性的影响。结果表明,3种激素皆能提高大蒜叶片内的POD、SOD活性,抑制CAT活性。3种激素、4个时间段处理,水杨酸与处理时间1组合可最大限度地提高大蒜鳞茎高;水杨酸+处理时间2处理的鳞茎盘直径最大;水杨酸与茉莉酸甲酯处理对大蒜横径、大蒜单株产量都有较大幅度的提高,前期处理效果优于后期处理效果;茉莉酸甲酯、水杨酸在处理时间1的小区产量最高,且2个组合在5%水平上与所有其他组合呈显著差异。说明水杨酸与茉莉酸甲酯在处理时间1对大蒜进行处理增产效果最明显。     

前体物质和诱导子对红松松多酚合成的影响

研究不同浓度的前体物质(苯丙氨酸和肉桂酸)和诱导子(茉莉酸甲酯和水杨酸)对红松树皮中松多酚合成 的影响,初步探讨前体物质和诱导子影响红松松多酚合成的机制。结果表明:苯丙氨酸和肉桂酸作为松多酚合成 的前体物质,可以显著提高红松树皮中松多酚的含量,最佳添加浓度分别为400 和100 μmol/ L,与对照组相比含量 增加了(11.74 ±1.09)mg/ g 和(8.90 ±0.912)mg/ g,两者不具有协同作用;茉莉酸甲酯和水杨酸可以有效诱导松多 酚的合成,最佳诱导浓度为60 和80 μmol/ L,松多酚的含量分别增加了(7.23 ±1.05)mg/ g 和(14.68 ±1.04)mg/ g, 两者之间存在拮抗作用。前体饲喂和激素诱导这2 条途径均可以促进红松树皮中松多酚的合成。      

Plackett-Burman和Box-Benhnken Design设计优化促进红松多酚合成诱导条件的研究

[目的]优化促进红松多酚合成的诱导条件.[方法]以红松不定芽为试验材料,通过单因素试验、Plackett-Burman设计试验和Box-Benhnken Deign设计试验研究8种诱导子（苯丙氨酸、肉桂酸、茉莉酸甲酯、水杨酸、壳聚糖、酵母提取物、镧、铕）对红松不定芽中多酚合成的影响,并且对促进多酚合成的诱导子组合条件进行优化.[结果]除了肉桂酸外,其他7种诱导子都能不同程度地提高多酚含量.Plackett-Burman试验确定了3种影响多酚合成的关键因素：壳聚糖、镧和茉莉酸甲酯.Box-Benhnken Design试验对3种关键因素（壳聚糖、镧、茉莉酸甲酯）协同作用的诱导条件进行优化,优化得到的最佳诱导条件为：壳聚糖浓度79.58 mg/L、镧浓度42.21 μmol/L、茉莉酸甲酯浓度16.63 μmol/L,预测多酚含量最高可达到14.28 mg/g,实际多酚含量为13.42 mg/g,与对照组相比提高了122.19％.[结论] Plackett-Burman设计结合Box-Benhnken Design响应面分析法可以很好地对促进多酚合成的诱导条件进行优化,3种诱导子（壳聚糖＋镧＋茉莉酸甲酯）协同组合比单一诱导子更有效地提高红松不定芽中多酚含量,更有利于地促进多酚的合成.     

水稻C端结合蛋白家族基因OsCtBP-A的克隆及表达分析

利用5′-RACE方法克隆了在水稻与白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzae,简称Xoo)互作过程中下调表达的水稻C端结合蛋白家族基因OsCtBP-A的全长序列。通过生物信息学方法分析了该基因及编码蛋白质的结构特征,OsCtBP-A由424氨基酸组成,N端具有2-Hacid_dh_C保守结构域,C端具有植物CtBPs家族特有的NLS和PEST基序,氨基酸序列与拟南芥和牵牛花CtBPs同源物的同源性为63%;基因启动子区推测具有ABA和SA应答调控元件。OsCtBP-A基因对不同信号分子应答的RTQ-PCR分析表明,水杨酸(SA)、茉莉酸甲酯(MeJA)、乙烯(ETH)和脱落酸(ABA)处理水稻后均能诱导该基因的转录表达,但诱导能力有所差异,其中ABA诱导活性最强。     

茉莉素生理作用及其信号传导研究进展

茉莉酸及其衍生物茉莉酸甲酯等衍生物统称为茉莉素,广泛存在于植物中,是一类认识时间较短的植物内源激素,在植物生长发育过程中起着非常重要的作用。概述了茉莉素在植物体内的主要生理作及生物合成过程,并介绍了茉莉素信号传导途径的研究历程和最新进展。