大豆涝渍响应NAC基因的鉴定及GmNAC038的克隆和激素应答分析

NAC是植物特有的转录因子,参与多种非生物胁迫的响应.为了研究NAC转录因子在大豆涝渍胁迫中的响应和调控作用,利用前期获得的耐涝品种齐黄34在涝渍胁迫下的转录组数据,通过分析大豆全基因组内180个NAC基因的表达情况,鉴定出45个持续响应涝渍胁迫的大豆NAC基因.利用PlantCARE在线软件分析发现这些基因的启动子中均至少含有1种逆境或激素应答元件,推测它们可能与大豆的非生物胁迫应答相关.同时,对涝渍胁迫响应程度最大的大豆NAC基因GmNAC038进行克隆和分析.利用在线分析软件CDD分析发现该基因编码的蛋白质含有保守的NAM结构域.qRT-PCR表明GmNAC038不仅受到涝渍胁迫的强烈诱导,还受到脱落酸、乙烯和茉莉酸甲酯的正向调控.研究结果可为今后探索NAC基因在大豆涝渍胁迫响应中的功能提供分子基础,为培育耐涝大豆品种提供基因资源.     

大豆MYB转录因子的全基因组鉴定及生物信息学分析

MYB转录因子是植物中最大的转录因子家族之一,近年的研究表明其广泛参与多种生物学过程。MYB转录因子在其N端含有其特有的DNA结合基序(MYB-binding domain),能够与DNA分子大沟结合而调控基因表达。本研究通过生物信息学手段,在全基因组水平上筛选鉴定出了304个大豆MYB类转录因子,并对其进行了分类和保守结构域分析;通过与拟南芥的MYB基因进行系统发生分析,将304个大豆MYB转录因子分为了22个亚类;染色体定位分析表明大豆MYB转录因子在所有染色体上都有分布,部分染色体间的MYB蛋白序列高度相似,表明此类基因在进化上具有相同的来源;利用野生大豆盐、碱胁迫下转录组数据,分析MYB基因的表达模式,发现部分MYB转录因子能够响应盐、碱胁迫的诱导,且在盐、碱胁迫下具有不同的表达模式。     

大豆GmNAC131基因的生物信息学及表达分析

NAC基因在多种作物中具有抵御生物与非生物胁迫的作用,为了分析大豆NAC131基因的功能,本研究从Williams 82大豆中克隆GmNAC131基因,对该基因及其编码蛋白质的特征、结构、功能及不同组织的表达量进行生物信息学分析;采用qRT-PCR方法分析非生物胁迫后不同时间段基因的诱导表达.结果表明:GmNAC131基因cDNA全长1 945 bp,开放阅读框长1 053 bp,编码350个氨基酸,蛋白质分子量为39.49 ku,等电点为7.62.GmNAC131基因组包含3个外显子和2个内含子.GmNAC131蛋白在16～166位氨基酸处含有1个高度保守的NAC结构域.编码蛋白中没有信号肽,没有跨膜结构,蛋白质组成具有疏水性.GmNAC131定位在细胞核中,具有8个糖基化位点和34个磷酸化位点.GmNAC131蛋白与野大豆、豇豆、绿豆及黧豆的NAC蛋白具有较高的相似性,与GsNAC在相同分支.转录组数据表明GmNAC131基因在大豆不同组织中都表达,在根中表达量最高,在叶中表达量最低.4℃低温胁迫24 h过程中GmNAC131基因表达量波动变化;250 mmol·L-1 NaCl胁迫12 h表达量出现最大值;30％PEG6000胁迫0.5 h表达量最高;100 μmol·L-1ABA胁迫6 h表达量达到最大值.表明大豆该基因可能参与响应高盐和干旱等非生物胁迫.     

暹罗炭疽菌转录因子CsAtf1互作蛋白的筛选和鉴定

碱性亮氨酸拉链bZIP是真核生物转录因子家族之一,通过调控基因的表达来参与调控生长发育及生物、非生物胁迫应答等生理过程.已有报道表明bZIP转录因子Atf1与多种病原真菌的生长发育及致病力相关.由于转录因子通常能够在其他互作蛋白的参与下与顺式作用元件特异性结合,从而调节靶基因表达,因此筛选其互作蛋白对深入了解转录因子的...     

茶树CsbHLH2基因克隆及表达分析

植物bHLH（碱性螺旋环螺旋）转录因子是植物体内一类重要的转录因子,在植物的生长发育以及胁迫应答过程中发挥着重要的调控作用。本研究以茶树品种陕茶一号为材料,采用同源克隆法从陕茶一号叶片cDNA中克隆了1个bHLH转录因子CsbHLH2。生物信息学分析表明,CsbHLH2开放阅读框（ORF）为714βbp,编码1个297个氨基酸的蛋白,预测分子量58.4βkD,等电点为5.14,氨基酸序列比对显示该蛋白与其他高等植物的bHLH蛋白具有较高同源性。拟南芥原生质体亚细胞定位表明,CsbHLH2编码蛋白定位在细胞核上。实时荧光定量PCR结果分析表明,CsbHLH2基因在茶树不同组织部位中均有表达,但是在幼叶中表达量最高;不同激素处理结果显示,CsbHLH2受SA、ETH、MEJA诱导。     

海南龙血树DcbHLH1的克隆与表达分析

碱性螺旋-环-螺旋(basic/helix-loop-helix,bHLH)转录因子在真核生物的生长发育过程中起着重要的调控作用。在前期龙血树转录组测序结果基础上克隆了1个海南龙血树bHLH转录因子基因,命名为DcbHLH1。序列分析显示,DcbHLH1阅读框基因序列长1 080 bp,编码360个氨基酸,推测分子量为39 ku,等电点为8.21。氨基酸序列比对结果显示,DcbHLH1具有bHLH转录因子家族保守的HLH结构域。进化分析结果表明,DcbHLH1和中粒咖啡中的bHLH亲缘关系最近。定量PCR结果表明,DcbHLH1在诱导剂处理后3 d内表达量快速下降,到第6天达到最低,与转录组测序的数字表达谱一致。DcbHLH1在海南龙血树的根、茎、叶等组织中均有表达,但在叶中表达量较高,根中表达量最低。结果为进一步分析DcbHLH1在龙血树中的功能奠定了基础。     

大豆GmAMS基因及其启动子的克隆和表达分析

bHLH(basic Helix-Loop-Helix)转录因子在植物雄配子发育中具有重要的调控作用。为探究bHLH转录因子在大豆花发育中的作用,以大豆细胞质雄性不育系NJCMS5A的花芽cDNA和叶片DNA为模板,通过RT-PCR克隆得到具有典型bHLH结构域的GmAMS基因及其启动子区域,并进行生物信息学分析和时空表达分析。生物信息学分析结果显示GmAMS基因的编码区序列全长为1 716 bp,编码571个氨基酸。亚细胞定位预测GmAMS位于细胞核中。荧光定量分析结果显示,相对于保持系NJCMS5B,在不育系NJCMS5A的花芽中GmAMS基因的表达水平显著下调。组织化学染色结果表明GmAMS启动子驱动的GUS蛋白主要集中在转基因拟南芥的幼小花药中表达。研究结果为进一步探究GmAMS在大豆花发育中的生物学功能和调控机制奠定了基础。     

小麦DREB转录因子TaAIDFa的互作蛋白筛选

为进一步探讨DREB类蛋白的作用机理,以DREB类转录因子TaAIDFa为探针,利用酵母双杂交技术从cDNA文库中筛选TaAIDFa的互作蛋白,进而探讨DREB转录因子介导的互作网络,以初步阐明DREB转录因子的抗逆机制。结果表明,通过酵母双杂交从cDNA文库中筛选到84个克隆,对其进行测序和Blast序列比对分析,得到4类与TaAIDFa互作的候选蛋白。同源性分析发现,这4类候选蛋白多与信号转导或免疫过程有关,说明TaAIDFa参与了植物逆境胁迫下的信号转导,可调控与逆境胁迫相关基因的表达。     

根瘤菌侵染早期大豆根系的转录组分析

为了解析共生早期根瘤菌与宿主植物根组织信号交互调控作用,深入了解根瘤菌侵染早期根系的基因调控网络以及进一步解析豆科植物如何进化形成与根瘤菌共生的分子机制,本研究对根瘤菌侵染12 h后大豆的根组织材料进行转录组测序分析,对受显著调控的基因进行GO和KEGG显著性富集分析,采用qRT-PCR方法验证候选基因的表达情况,并通过构建进化树和绘制表达聚类图分析候选基因的进化及功能特征.研究共鉴定出488个在共生早期受根瘤菌侵染显著调控的基因.GO富集结果显示,上调基因中富集了参与损伤应答功能的基因,而下调基因的功能主要富集在细胞壁生物合成调控途径.KEGG通路富集分析显示,参与植物与病菌互作、植物激素转导和MAPK信号通路的基因在上调基因中富集,而编码ABC转运蛋白以及植物节律相关的蛋白基因在下调基因中富集.其中对损伤应答富集基因的分析鉴定出可能在大豆中参与根瘤菌侵染早期调控的损伤诱导短肽(Wound-Induced Peptide,WIP)家族.转录组和qRT-PCR结果显示16个WIP基因在根瘤菌侵染后受到不同程度的诱导表达.对大豆WIP家族基因序列的进化分析结果以及表达聚类分析结果均显示,受根瘤菌诱导表达的WIP基因亚家族的序列和表达均表现出与拟南芥同源的WIP基因亚家族不同的特性.     

大豆GmNF⁃YB2基因生物信息学和表达分析及与GmNF⁃YA10互作鉴定

NF-Y三聚体复合物是由NF-YA、NF-YB和NF-YC 3个不同亚基组成,为探究大豆GmNF-YB2亚基在NF-Y三聚体复合物中的作用及其对干旱胁迫的响应,本研究克隆GmNF-YB2基因,对其进行生物信息学分析和表达模式分析,并鉴定GmNF-YA10与GmNF-YB2蛋白之间的互作关系。结果表明:GmNF-YB2基因序列全长1 109 bp,编码区长498 bp,编码165个氨基酸。预测该蛋白分子量为18.19 kD,理论等电点6.10,进化树分析发现其与AtNF-YB2和AtNF-YB3处于同一分支。转录组数据和组织表达模式分析发现GmNF-YB2基因在检测的所有组织中均有表达,其中在子叶和叶片中的表达量较高;干旱胁迫时叶片中的表达量降低。酵母双杂交分析表明GmNF-YA10和GmNF-YB2之间不存在蛋白互作关系。