毛竹生长素响应因子基因家族的鉴定及其在竹笋发育中的表达

以已知拟南芥和水稻生长素响应因子(ARF)蛋白质序列对毛竹基因组数据库进行比对分析显示,毛竹基因组编码39个ARF转录因子;通过生物信息学软件对毛竹ARF基因家族进行分析显示,毛竹ARF基因家族具有进化上的保守性;采用RT-PCR技术研究毛竹竹笋形成过程中ARF基因家族的动态变化,结果显示,在竹笋形成过程中ARF18和11-2基因分别在笋芽萌动和笋体形成过程中发挥调控作用,而ARF6-2基因参与竹笋发育的各个阶段.     

茄子生长素响应因子SmARF8的克隆与分析

 【目的】克隆茄子生长素响应因子新基因,为研究茄子果实形成发育的分子机制提供依据。【方法】采用RT-PCR 和RACE 技术克隆茄子ARF家族相应基因的cDNA全长序列。经序列联配进行与其它物种同源基因的保守域和进化关系分析。实时定量PCR 检测目的基因在茄子不同组织中的表达情况。【结果】将该基因命名为SmARF8,它的cDNA序列全长为3 671 bp,编码阅读框全长2 676 bp。氨基酸序列分析表明,SmARF8蛋白拥有核定位序列,蛋白质结构具有ARF家族的N-端DNA结合域,中间脯氨酸、丝氨酸和苏氨酸残基富集的非保守调控域,C-末端蛋白互作域。氨基酸与拟南芥的调控单性结实基因ARF8相似性较高,进化树分析表明它们聚集在一个分支上,进化关系非常密切。SmARF8基因在幼果中表达最强,在根、茎、叶、花蕾、花朵及成熟果实中表达较强烈。【结论】从茄子中克隆得到一个生长素响应因子家族基因SmARF8。     

青钱柳生长素响应因子CpARF2L的克隆与分析

生长素响应因子(ARF)家族基因广泛参与植物生长发育的调控过程。为了研究青钱柳生长素响应因子在青钱柳生长发育过程中的功能,我们以湖南张家界种源青钱柳为试验材料,利用荧光定量PCR(qRT-PCR)结合快速扩增技术克隆了一个青钱柳ARF家族基因(命名为CpARF2L,GenBank登录号:OM417077),对其序列特征进行生物信息学分析。结果表明,CpARF2L开放阅读框为2 559 bp,编码853个氨基酸;预测其分子量和等电点分别为94 496.33 ku和5.76,具有保守的B3 DNA结合结构域和生长素响应因子保守结构域。进化分析表明,CpARF2L与胡桃ARF2B-like蛋白亲缘关系最近。qRT-PCR结果表明,在青钱柳幼苗期CpARF2L基因存在组织表达差异,在展开的叶片中表达量最高。本研究为后继研究青钱柳CpARF2L的功能和作用机制提供了参考依据。     

植物生长素响应因子基因的研究进展

生长素响应因子(ARF)是一类调控生长素响应基因表达的转录因子,在生长素的信号传导过程中处于中心位置,它可与生长素响应元件特异结合,促进或抑制基因的表达.介绍了ARF结构特征,生物学功能以及调控机制.植物ARF由3个结构域组成:氨基端的DNA结合结构域(DBD),中间结构域(MR)以及羟基末端的二聚结构域(CTD).中间结构域包括激活结构域(AD)和抑制结构域(RD).在生长素信号转导过程中,ARF主要通过与生长素响应元件结合,促进早期基因转录,从而调节下游基因的表达.不同的ARF在不同的组织和器官中都有特异表达,同时通过ARF突变体的研究表明:不同的ARF具有各自独特的功能.这些功能特异性的产生,既可以来自在时间和空间表达上的不同,也可能是来自对目的基因启动子的亲和性差异.植物激素、外界环境因子和非编码区小RNA对ARF功能的发挥具有重要的调控作用.     

花生生长素响应因子基因AhARF3的克隆与表达分析

生长素响应因子(auxin response factor, ARF)是调控生长素响应基因表达和信号转导的一类转录因子,在植物生长发育的各个阶段均起重要的调节作用。本研究基于花生种子萌发前后转录表达差异分析,克隆到1个生长素响应因子基因AhARF3。序列分析结果显示,该基因的ORF区为2 115 bp,编码704个氨基酸,推测相对分子量为72.92 kD,等电点6.86。不同器官表达谱分析结果显示,AhARF3为组成性表达,茎中的表达量最高,根与花中的表达量较低且近似,干种子中最低。种子萌发过程的表达分析显示,萌发10～72 h的种子中AhARF3表达量均比干种子中极显著增加,尤其是萌发48～72 h,AhARF3的表达水平不仅比萌发前期各阶段种子中的大幅上调,与根、茎、叶、花及各发育阶段的种子相比,也具有明显的表达优势。     

苹果生长素响应因子MdARF5的克隆与功能鉴定

【目的】分离苹果生长素响应因子MdARF5（Auxin Response Factor 5）,分析其对生长素的响应,鉴定其在调节花青苷合成过程中的作用,揭示MdARF5的生物学功能,为进一步研究生长素对花青苷的调节提供理论依据。【方法】以‘嘎拉’苹果（Malus×domestica ‘Royal Gala’）为材料,利用同源克隆技术,克隆得到一个ARF（Auxin Response Factor）转录因子,并将其命名为MdARF5。利用MEGA5.0软件构建多物种间系统进化树。通过农杆菌介导的遗传转化获得转基因苹果愈伤组织。比较野生型和转基因苹果愈伤组织花青苷积累的差异。利用烟草叶片瞬时转化试验,分析MdARF5对MdMYB1的转录调控。【结果】克隆获得苹果生长素响应因子MdARF5（序列号：MDP0000143749）,该基因CDS为2 691 bp,编码含有896个氨基酸的蛋白。系统进化树分析表明,苹果MdARF5与梨PbARF5同源性最高。基因表达分析显示,该基因响应生长素处理,并且与花青苷合成相关基因表现出相反的表达模式。在苹果愈伤组织中超表达MdARF5,其花青苷积累较野生型显著降低,表明MdARF5在调控花青苷积累过程中发挥重要作用。对苹果MdMYB1启动子序列进行分析,发现其序列包含一个MdARF5的结合位点。烟草瞬时表达试验显示,MdARF5能够抑制MdMYB1的表达。【结论】推测苹果MdARF5可能通过直接抑制MdMYB1的表达负调节花青苷的积累。     

植物生长素原初响应基因Aux/IAA研究进展

Aux/IAA基因家族能够在生长素诱导的早期做出响应,是生长素早期应答的3类基因家族之一。ARF则是一类调控生长素响应基因表达的转录因子,Aux/IAA就是通过其响应元件与ARF特异性结合,从而调节生长素早期应答基因的转录功能。介绍了Aux/IAA的结构特征、调控机制以及生物学功能。植物Aux/IAA基因是由4个保守结构域组成的:结构域Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ和Ⅳ。结构域Ⅰ主要负责Aux/IAA蛋白的阻遏作用,结构域Ⅱ因为含有一段亮氨酸基序,负责Aux/IAA蛋白的快速降解,而结构域Ⅲ和Ⅳ则介导Aux/IAA蛋白与ARF蛋白形成同源或异源二聚体。在生长素信号转导过程中,Aux/IAA主要通过与生长素响应因子ARF结合,促进早期基因转录,从而调节下游基因的表达。Aux/IAA基因因其种类不同在不同的组织和器官中的表达是有特异性的,同时通过Aux/IAA突变体的研究表明:不同的Aux/IAA还具有各自独特的功能。不论是由于时间和空间表达上的不同,还是由于其基因的启动子对生长素响应因子的亲合性差异都能产生这些功能特异性。而植物激素和外界环境因子对发挥Aux/IAA功能也具有重要的调控作用。     

高粱生长素反应因子(ARF)基因的全基因组分析与进化研究

生长素在植物发育中的各个阶段都起着重要作用,而生长素反应因子(auxin response factors,ARF)特异性的调节生长素反应基因的表达,是植物细胞中重要的一类转录因子家族.在拟南芥、玉米、水稻等模式作物中先后克隆了一些ARF基因,但是高粱作为一种重要的经济作物,这方面的研究未见报道.随着高粱全基因组序列的公布,利用基因组序列分析ARF基因的数目、结构、进化具有重要的意义.利用公布的高粱全基因组数据,利用DNATOOLS、BLAST、MEGA4.0以及Genomepixelizer等生物信息学软件对高粱(Sorghum bicolor)生长素反应因子ARF基因的数量、物理位置、系统进化树、氨基酸序列及保守基序(motif)的保守性等进行分析. 结果表明, 在高粱全基因组中共有26个ARF基因,26个ARF基因根据其进化关系分为A、B、C 3类; 通过对全基因组内ARF基因进行物理位置和基因家族分析,发现高粱基因组中ARF基因存在明显的基因复制现象, 基因的复制对高粱基因组中ARF基因数量扩张起到了重要的作用.     

小豆 AUX/IAA 基因家族全基因组 鉴定及表达分析

【目的】生长素是一种必需的植物激素,而 AUX/IAA 是生长素原初响应因子在环境胁迫中植物 生长和发育中起着至关重要的作用。为了解 VaIAAs 在小豆生长发育过程中的生物学功能,对 VaIAAs 基因家族 进行全基因组鉴定和分析。【方法】利用生物信息学对小豆的 AUX/IAA 进行全基因组鉴定和分析,基于 RNAseq 分析 VaAUX/IAA 基因家族在各组织的表达模式。【结果】在小豆全基因组共鉴定到 41 个 VaIAAs 基因,亚 细胞定位显示均为定位为细胞核。系统发育分析显示来自小豆、拟南芥（Arabidopsis thaliana）和水稻（Oryza sativa）的 AUX/IAA 蛋白聚集成 6 组。基因结构分析表明,所有基因均含有内含子数目 1~8 个,VaIAAs 基因包 含 1~21 个外显子。顺式作用元件分析发现参与响应生物 / 非生物胁迫顺式作用元件最多,包括最常识别到的 ATTATA.bos、G-box 和 sp1 基序,还发现富集在厌氧诱导响应元件 ARE 和植物抗逆相关的 MYB 元件。蛋白 - 蛋白互作网络分析发现,所有 VaIAAs 均与 ARF 相连,此外还有部分基因与 AXR3（生长素诱导阻遏因子）、MP （转录因子 B3 家族蛋白）等基因互作。VaIAAs 具有组织特异性,在不同组织的基因表达水平差异较大。 【结论】小豆 AUX/IAA 基因家族的基因结构、系统进化、蛋白质 - 蛋白质网络互作等生物信息学分析结果,将 为揭示小豆 AUX/IAA 基因家族在小豆生长发育过程中的功能提供重要的线索。     

红地球葡萄生长素响应因子VvARF7基因克隆及其光响应分析

生长素是一类重要的植物内源激素，在植物的生长发育过程中具有重要作用，而生长素响应因子(ARF)是一类受生长素调节的转录因子，在生长素信号调控途径中起重要作用。因此，本研究以设施栽培的红地球葡萄VvARF7基因为对象，对其进行生物信息学及在红蓝光处理下的表达响应分析，为进一步研究其作用机制提供参考。结果显示，VvARF7基因全长3 468 bp,编码1 155个氨基酸，相对分子质量为12 958,蛋白质等电点为6.66。VvARF7与河岸葡萄VrARF7-like亲缘关系最近，为亲水蛋白质；二级结构中β-转角占8.14%,延伸链占14.63%,α-螺旋占27.27%,无规则卷曲占49.96%,属于核定位蛋白质。启动子序列分析结果表明，VvARF7主要包括激素应答和光调控顺式作用元件。qRT-PCR结果表明，在花芽分化过程中处理组VvARF7相对表达量在5月30日-8月15日低于对照组，花芽分化后期(6月30日-7月30日)在处理组中的相对表达量显著低于对照组。由此推测VvARF7响应红蓝光(4∶1)参与葡萄花芽分化过程的调控。     

棉花生长素应答因子ARF3功能的初步分析

生长素应答因子(auxin response factor,ARF)是转录因子的一个家族,在生长素信号传导途径中起着关键的作用。通过GenBank上登录的序列设计引物,利用RT-PCR技术扩增得到了陆地棉生长素应答因子ARF3的全长序列,并构建到植物表达载体pCAMBIA1301上,借助真空渗透转化技术,在农杆菌GV3101介导下转化模式植物拟南芥,经潮霉素筛选,得到了批量的转基因植株。通过PCR技术,检测到目的基因成功整合到拟南芥基因组中,RT-PCR检测到了目的基因在转基因植株中得到表达。     

生长素合成关键酶基因iaaM种子特异表达载体的构建及转基因油菜的获得

生长素是重要的植物激素,它对植物的生长发育具有重要的调控作用,它能诱导营养物质向其含量高的部位运输。通过转基因技术提高内源生长素在油菜种子中的含量,诱导营养物质向种子运输,为提高油菜灌浆速度,增加产量提供了新的研究方向。iaaM基因编码的色氨酸单加氧酶是催化色氨酸(Trp)转变为生长素(IAA)的关键酶,将iaaM基因与油菜(Brassica napusL.)种子发育早期特异性表达的储藏蛋白专一性启动子(Napin)融合并插入植物表达载体pCAMBIA3301中,构建iaaM基因的种子特异表达载体,并经农杆菌介导转化甘蓝型油菜。经PPT抗性筛选、GUS组织化学检测、PCR检测,初步证实外源基因已整合进油菜基因组,获得转基因植株。     

榅桲果实CAD基因的克隆、序列分析及表达

【目的】研究榅桲果实木质化与CAD基因的关系。【方法】基于GenBank报道的近缘物种CAD基因cDNA序列,应用Primer Premier 5.0 软件设计PCR 扩增引物。提取榅桲总RNA,经反转录后合成cDNA,应用RT-PCR 方法成功扩增出CAD 基因片段并克隆到pMD18-T 载体。通过DNAstar软件进行同源序列比对,ClustalX结合MEGA4.1软件构建系统进化树,采用Protparam在线程序分析蛋白质的理化性质,用DNAstar的Protean程序预测二级结构。通过间苯二酚染色鉴定果肉发育时期木质素的积累程度,并利用RT-qPCR对CAD基因在发育期时期的表达规律进行检测。【结果】榅桲CAD基因其开放阅读框(ORF)序列为1 071 bp,编码356个氨基酸,与其他物种序列同源性最高达96%,进化关系上与苹果较近。在果实6个发育时期,木质素积累逐渐降低,而CAD基因表达与果实木质化程度紧密相关,随着木质素合成趋缓呈现一个逐步下调的趋势。【结论】CAD基因是调控榅桲果实木质化的关键基因。