大蒜热激转录因子基因AsHSFB1的克隆、亚细胞定位及其表达分析

热激转录因子(HSF)基因是植物热胁迫响应的重要转录调节基因,在植物胁迫应答和其他抗逆反应过程中起着关键作用。为研究大蒜热激反应的分子机制,本研究基于大蒜转录组数据,以徐蒜6号为试验材料,采用同源克隆方法获得编码HSF的AsHSFB1基因。序列分析结果显示,AsHSFB1含有882 bp的开放阅读框,编码293个氨基酸,其蛋白质含有热激转录因子的特征结构域。在进化关系上,AsHSFB1与拟南芥AT4G11660(AtHSFB2B)同源性最高。亚细胞定位结果表明,AsHSFB1蛋白主要定位在细胞核和细胞质上。本研究采用同源重组技术成功构建pCAMBIA1305-AsHSFB1过表达载体,为进一步研究该转录因子基因的功能,培育耐热大蒜品种奠定基础。RT-PCR分析结果表明,不同大蒜品种中,AsHSFB1基因在叶片中相对表达水平均最高,具有组织表达特异性;38℃高温胁迫处理下,徐蒜6号中的AsHSFB1基因相对表达水平在24 h时明显上调;4℃低温胁迫下,徐蒜815和徐蒜6号中AsHSFB1基因相对表达水平的变化趋势相似,均先上升后下降,在处理4 h时相对表达水平达到峰值。     

植物热激转录因子基因家族的研究进展

热激转录因子参与调节热激蛋白的表达,在抵御生物胁迫和非生物胁迫,尤其是植物耐热方面有着重要的作用。数年来热激转录因子已得到广泛研究,文章对热激转录因子的结构、功能、多样性及表达调控等方面的研究进展作一概述。     

热激处理对草菇耐冷性的影响及对hsp90基因的诱导

热激蛋白是生物体抵御逆境胁迫的重要蛋白,高温胁迫是诱导热激蛋白产生的重要因素,其中hsP90基因可以在高温诱导时大量产生。以草菇菌株V23和VH3为试验材料,首先观察了热激处理对低温胁迫后草菇菌丝恢复生长情况的影响,然后测定了经过热激处理再进行低温胁迫后草菇hsp90基因的表达量变化。研究结果显示:热激处理显著提高了V23与VH3的恢复生长速度,增加了草菇菌丝体中hsp90基因的表达量,有助于增强草菇对低温胁迫的耐受性。     

植物热胁迫反应的复杂性分析

介绍了植物在热胁迫反应下的复杂性,包括热微量蛋白的分子伴侣作用、热激转录因子、信号途径以及一些新基因均对热胁迫产生一定影响,以为植物的热胁迫反应研究提供依据。     

香蕉Ca2+-ATPase的基因克隆与表达分析

Ca2+-ATPase是植物逆境胁迫反应中的一种重要调节器.通过设计兼并引物,首次从香蕉果实中克隆得到Ca2+_ATPase基因,命名为MaCA.进一步通过Northern杂交方法检测了MaCA基因在低温胁迫和热激下的表达.结果表明,冷害温度(7℃)下,MaCA基因在冷害症状出现时(第4d)表达最强.热激(52℃、3 min)处理后0.5～6 h迅速诱导了MaCA基因表达增强,之后逐渐减弱.研究结果说明,香蕉MaCA基因在增强对温度胁迫的适应性中起到了关键作用.     

拟南芥热激因子AtHsfA1a在低温胁迫下对细胞程序性死亡中Caspase-3活性的影响

为了研究拟南芥热激因子AtHsfA1a对低温胁迫下细胞程序性死亡(programmed cell death,简称PCD)中含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶(cysteinyl aspartate specific protease,简称Caspase)活性的影响,进一步确定拟南芥热激因子AtHsfA1a与低温胁迫中PCD的关系。以热激因子AtHsfA1a不同基因型(野生型、基因沉默型)的拟南芥为材料,首先获得单细胞,于4℃处理1 h后,测定热激因子AtHsfA1a的表达量,发现基因沉默型中AtHsfA1a的表达量低于野生型。接着用4',6-二脒基-2-苯基吲哚(4',6-diamidino-2-phenylindole,简称DAPI)进行染色,在荧光显微镜下观察细胞形态,结果表明,低温胁迫后野生型未出现凋亡小体,基因沉默型的细胞出现了细胞凋亡小体。最后根据荧光底物Ac-DEVD-p NA的断裂程度测定Caspase-3活性,结果发现,低温处理后的拟南芥Caspase-3活性明显增强,而AtHsfA1a基因沉默型拟南芥Caspase-3活性比野生型拟南芥的高,说明低温胁迫下拟南芥AtHsfA1a能够抑制Caspase-3蛋白酶的活性。研究结果初步表明,在低温胁迫下拟南芥热激因子AtHsfA1a可以通过抑制Caspase-3蛋白酶的活性而对细胞程序性死亡有一定的抑制作用,这对于揭示植物耐逆境反应机制具有重要意义。     

植物中热激蛋白的研究进展

高温是影响当前农业生产的重要不利环境因素之一。当植物受高温胁迫时会产生应激反应,降低正常基因的表达,并启动热激基因产生热激蛋白,以使植物顺应高温环境。热激蛋白在进化上是高度保守的,可以分为五大类,其中低分子量的热激蛋白是植物热激反应所特有的。很多热激蛋白的表达都受到转录因子的控制,目前已清楚热激蛋白基因的功能及表达调控机制。与耐热性相关的信号传递途径,以及整个信号传递网络系统的机理将是今后研究的热点。     

花生热激蛋白AhHSP70与热激因子AhHSF基因的克隆及表达分析

热激蛋白(heat shock proteins,HSPs)和热激转录因子(heat shock factors,HSFs)在植物热胁迫信号转导和耐热性的产生过程中发挥了重要作用。本研究从花生转录组文库中筛选到HSP70、HSF的c DNA片段,通过序列比对在花生全基因组序列中获得这两个基因的基因组序列,根据序列信息设计引物,以花生叶片c DNA为模板扩增全长ORF并进行生物信息学分析。结果显示,Ah HSP70基因的ORF全长为1 962 bp,编码653个氨基酸,分子质量为71.45 k D,理论等电点p I为4.93;Ah HSF基因的ORF全长为1 212 bp,编码403个氨基酸,分子质量为46.03 k D,理论等电点p I为4.85。Ah HSP70与Ah HSF均不具有信号肽,为可溶性蛋白,二级结构中有大量无规则卷曲。利用这两个基因的氨基酸序列分别与来源于其他物种HSP70、HSF的氨基酸序列进行同源比对,并构建进化树进行亲缘关系分析,结果表明,Ah HSP70与大豆Gm HSP70亲缘关系较近,与番茄Sl HSP70亲缘关系比较远;Ah HSF与菜豆Pa HSF亲缘关系较近,而与蒺藜苜蓿Mt HSF的亲缘关系较远。利用实时荧光定量PCR对Ah HSP70和Ah HSF在热胁迫情况下的表达进行分析,结果表明这两个基因在42℃高温条件下表达量显著升高,Ah HSP70在高温胁迫3 h后表达明显升高,热处理24 h和48 h后,表达量为对照的50倍和135倍;转录因子Ah HSF在高温胁迫3 h后表达明显升高,高温处理6 h后达到最高,随后下降。本研究初步验证了花生热激蛋白和热激因子基因在花生响应高温胁迫中的作用。     

植物热激蛋白研究进展

论述了植物热激蛋白的研究进展,对植物热激蛋白的产生和分布,热激蛋白在温度逆境下的响应机制及其生理功能和基因表达调控等方面进行了概述,并提出了热激蛋白研究中存在的问题及今后的研究方向。     

A Heat Shock-Switchable Gene Expression System

The expression of β-D-glueuronidase (Gus) gene under the control of soybean heat shock protein(HSP) promoter Gmhsp17. 5-C was investigated in transgenic Nicotiana plumbaginifolia plants after heatshock treatment. Results of histochemical stain assay showed that the Gus activity increased markedly duringthe recovery phase (21℃) after heat shock treatment at 42℃ for 2 h. Results of quantitative fluorometric as-says indicated that maximal Gus activity after heat shock treatment could reach 5 - 6 times higher than that be-fore heat shock treatment in transgenic lines HG6 and HG9. Based on several advantages of the heat shock pro-moter such as easy to induce, sensitivity to heat shock and high inductive activity, it can be potentially used tocontrol expression of gene of interest in transgenic plants.     

6种模式生物热休克蛋白70家族的进化分析

[目的]研究柄海鞘和其他5个物种的热休克蛋白70家族的系统发育关系。[方法]通过在Ensembl中下载与筛选,获得柄海鞘和其他5种生物的热休克蛋白70家族的氨基酸序列,对其进行系统发育树和基因结构分析,并阐明其系统发育关系。[结果]经过筛选,共获得了来自线虫、果蝇、柄海鞘、斑马鱼、家鸡和人类6种生物的热休克蛋白70家族的33个氨基酸序列,其中25个具有明确的基因结构。系统发育分析表明,系统发育树并未完全按照来源物种聚类;6种生物热休克蛋白70的氨基酸序列相当保守,但其内含子插入位点并不整齐,表明热休克蛋白70家族是一个多基因、多结构的家族。[结论]这6个物种均发生了基因复制事件,新产生的基因仅仅是冗余的存在,还是具有新的功能,仍需作进一步的研究。     

幼苗期小麦热激蛋白的诱导研究(英文)

高温是小麦产量提高的一个重要限制因素,小麦受到高温胁迫时会产生一系列热激蛋白来适应这种逆境,不同发育阶段的热激蛋白存在差异,不同抗热作物品种中热激蛋白也存在差异,因此,研究抗热性不同的小麦品种中热激蛋白差异对小麦耐热性的研究具有重要的理论意义与实践意义。该实验利用SDS-PAGE电泳技术对2种不同的小麦品系在34.37、40℃下处理1～7h产生的热激蛋白进行研究,发现其可溶性蛋白电泳图谱与常温下的有区别,其中新蛋白的出现说明高温能够诱导新蛋白。71321-9中发现的3种新蛋白的分子量分别为97.4kD、49kD、37kD,另外还发现3种蛋白质含量明显升高,这3种蛋白质的分子量范围在17～66kD。71321-4小麦中发现了2种新增热激蛋白(37kD和29kD)及1种蛋白质的含量明显增加。这些蛋白可能与小麦幼苗抗热性有关,其含量的增加能够提高幼苗的抗热性。     

Heat shock is lethal to fibroblasts microinjected with antibodies against hsp70

Synthesis of a small group of highly conserved proteins in response to elevated temperature and other agents that induce stress is a universal feature of prokaryotic and eukaryotic cells. Although correlative evidence suggests that these proteins play a role in enhancing survival during and after stress, there is no direct evidence to support this in mammalian cells. To assess the role of the most highly conserved heat shock protein (hsp) family during heat shock, affinity-purified monoclonal antibodies to hsp70 were introduced into fibroblasts by needle microinjection. In addition to impairing the heat-induced translocation of hsp70 proteins into the nucleus after mild heat shock treatment, injected cells were unable to survive a brief incubation at 45 degrees C. Cells injected with control antibodies survived a similar heat shock. These results indicate that functional hsp70 is required for survival of these cells during and after thermal stress.     

春小麦经热锻炼后热休克蛋白表达及对产量的影响

热休克蛋白(heat shock proteins,HSP)是细胞或生物体受到热胁迫后新合成的一类遗传上高度保守的蛋白,在干旱条件下对小麦的热休克蛋白70(HSP70)表达进行了初步的探讨.发现作物经过热锻炼(Heat Acclimation)后,热休克70的基因和蛋白表达均显著升高,其作物抗逆性有望明显提高,即通过热锻炼可以提高组织的抗逆性,进而提高农作物在干旱条件下种植时的产量.     

幼苗期小麦热激蛋白的诱导研究

高温是小麦产量提高的一个重要限制因素,小麦受到高温胁迫时会产生一系列热激蛋白来适应这种逆境,不同发育阶段的热激蛋白存在差异,不同抗热作物品种中热激蛋白也存在差异,因此,研究抗热性不同的小麦品种中热激蛋白差异对小麦耐热性的研究具有重要的理论意义与实践意义。该实验利用SDS—PAGE方法对热激蛋白的诱导条件及表现形式进行了研究,为小麦增产提供了一定的理论依据。     

肉鸡心脏热应激损伤和热休克蛋白mRNA转录水平的相关性

 通过分光光度计、组织病理学和荧光定量反转录PCR检测技术，研究肉鸡心脏热应激损伤和热休克蛋白mRNA 变化的相关性。试验结果显示，热应激过程中肌酸激酶和谷丙转氨酶的活性呈现波动性变化，肌酸激酶的变化更明显；心脏的组织病理学变化主要表现为心肌纤维变性和坏死；热应激过程中HSC70 mRNA也呈现波动性变化，而 HSP70 mRNA水平呈现上升趋势。结果提示，HSC70 mRNA与肌酸激酶活性变化呈现一定负相关，HSC70有可能作为心脏热应激损伤的标志物。     

牛双芽巴贝斯虫热休克蛋白基因外显子的克隆与原核表达

从患牛焦虫病的牛全血样品中抽提总RNA,通过设计特异性引物,经RT-PCR扩增牛双芽巴贝斯虫热休克蛋白20（HSP20）基因的外显子,将其插入pMD18-T载体进行测序、鉴定,构建原核表达质粒载体PGEX-4T-2-HSP20（exon）。试验结果显示牛双芽巴贝斯虫HSP20基因外显子已被成功克隆。该基因的外显子序列与国际标准株HSP20外显子的序列存在两个碱基的突变,导致其编码的蛋白质出现了一个氨基酸的变异。测序结果还表明,克隆出的牛双芽巴贝斯虫HSP20基因外显子已正向插入原核质粒表达载体PGEX-4T-2,成功构建了PGEX-4T-2-HSP20（exon）表达载体,并在大肠杆菌BL21（DE3）中的得到表达。