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相似文献
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1.
WRKY蛋白是植物特有的一类重要转录调控因子,它们通过与下游基因启动子上的W-box元件特异性结合诱导或抑制相关基因的表达,从而调控植物生长发育以及植物对生物和非生物胁迫的响应。植物WRKY基因组数目多,在拟南芥、大豆和水稻基因组中已经分别鉴定出74、182和109个,在植物对干旱、盐害、高温、养分匮乏和病原体感染等各种生物、非生物胁迫的响应过程中起关键作用。例如AtWRKY45和AtWRKY75参与调控拟南芥应答低磷养分胁迫,GmWRKY142正向调控拟南芥对镉胁迫的耐受性。在植物面对逆境胁迫时,WRKY蛋白通过与养分相关基因启动子的W-box元件特异性结合,进而实现自我调节或交叉调节,激活或抑制下游基因的转录以应对各种逆境胁迫。众多WRKY下游靶基因也已被鉴定出来,例如PHT家族成员与磷营养相关;3个拟南芥WRKY基因和6个大豆WRKY基因参与调控植物对氮素的吸收利用;6个拟南芥WRKY基因、10个大豆WRKY基因和5个水稻WRKY基因调节植物应对低磷胁迫;2个拟南芥WRKY基因和6个大豆WRKY基因影响植物对钾的吸收利用;3个大豆WRKY基因参与调控植物对硫营养的吸收利用;1个拟...  相似文献   

2.
MicroRNAs(miRNAs)通过使靶mRNA降解或翻译参与生物体的转录后调控,并在植物对生物与非生物胁迫的应答过程中发挥重要作用。本研究基于相关数据库,利用生物信息学方法,通过搜索预测及实验验证得到甜杨(Populus suaveolens)低温响应miR475的12条潜在靶基因,并对其降解位点进行分析;同时,以低温(0℃)处理不同时间甜杨幼苗为试材,利用荧光定量PCR对miR475及其靶基因的表达谱进行检测分析,结果发现,随着低温诱导时间的延长,miR475表达量呈下调趋势,而其靶mRNA的表达量则呈现相反趋势,表明甜杨miR475可能以降解靶mRNA的方式在抵御低温中发挥作用。本文研究结果可为甜杨抗冻机制的后续深入研究提供科学依据。  相似文献   

3.
MicroRNAs(miRNAs)作为一类21碱基左右的非编码小RNAs,参与植物生长发育的调控,并在植物对生物与非生物胁迫的应答过程中发挥重要作用。本研究依据miRNA高度保守特点,利用已公布的毛果杨(Populus trichocarpa)基因组序列设计引物,从甜杨(Populus suaveolens)基因组中克隆获得了12个miRNA基因座序列。序列比对结果表明,这些miRNA基因均为毛果杨低温响应miRNA基因的同源序列。同时,以低温(0℃)处理0~48h的甜杨幼苗为试材,通过半定量RT-PCR法对miRNA基因的成熟体序列在不同处理时间下的表达谱进行分析,结果显示,大多数miRNA成熟体序列在甜杨低温胁迫下的表达模式与其在毛果杨中的表达极为相似,由此可推测这些保守性miRNAs可能在甜杨和毛果杨两物种对低温胁迫的应答反应中发挥相似的功能,而miR168a、miR168b和miR475a在两物种间表达现象的差异,表明它们可能通过调控多种靶基因而发挥不同作用。本文结果将为进一步研究甜杨基因功能提供基础。  相似文献   

4.
miRNA(microRNA)是一类长度在19~24nt的小分子RNA,参与动植物生长发育过程中的基因转录后表达调控。miPEP(microRNA-encoded peptide)是由miRNA初始转录物(primary miRNA,pri-miRNA)翻译生成的短肽。植物中的miPEP通常促进对应pri-miRNA的表达,从而增强miRNA对靶基因表达的调控。本文从miPEP的形成、生物学功能和调控机理三个方面对植物miPEP研究进展进行综述,同时也针对miPEP研究领域一些关注的问题进行讨论。  相似文献   

5.
热胁迫下水稻miR396家族及靶基因OsGRFs的表达研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
miRNA是真核生物体内一类非编码的小RNA,在动植物发育过程中发挥重要作用,但迄今为止,其在水稻耐高温方面的分子机理研究很少。为进行水稻(Oryza sativa)高温胁迫下miRNA的功能研究,前期通过小RNA测序发现,miR396家族是响应水稻高温胁迫最显著的家族。为了进一步研究miR396家族响应高温胁迫的分子机制,本研究对水稻日本晴(Oryza sativa spp.japonica cv.Nipponbare)苗期叶片进行不同时间48℃高温处理,通过q RT-PCR法分析8个miR396家族成员以及12个预测的靶基因生长调节因子(growth regulating factor,GRF)家族的表达情况。结果显示,miR396家族8个成员及12个预测靶基因对高温胁迫应答不同。miR396a、miR396e和miR396f在每个时间的高温胁迫呈上升表达,而miR396b,miR396c,miR396d,miR396g,miR396h在1.5、3、6 h呈下降表达,在12、24 h呈不同程度上升表达;miR396a、miR396e和miR396f在高温胁迫下上升表达10倍以上,其中miR396f上升100倍以上。Os GRF家族随高温胁迫呈不规律的上升或下降表达,其中Os GRF2随着胁迫时间增加持续下降表达至8~10倍。并且Os GRF2与miR396a、miR396e和miR396f的表达呈高的负相关,表明Os GRF2为miR396a、miR396e和miR396f的靶基因。研究结果表明miR396在水稻耐高温方面有关键作用。  相似文献   

6.
micorRNA (miRNA)是一类长度为20~24个核苷酸的非编码小RNA(small RNA,sRNA),在植物生长发育、 生物和非生物胁迫响应方面起十分重要作用。越来越多的证据表明,miRNA在植物适应养分胁迫方面起重要的调节作用。豆科植物是一类具有生物固氮能力的植物,为人类提供蛋白和食用油,显然土壤养分胁迫会抑制豆科作物生长发育而降低产量。过去数十年对于miRNA介导模式植物拟南芥和水稻养分胁迫响应的研究较多,但近年来有关豆科作物养分胁迫相关的miRNA报道在增加。近年研究结果表明,miRNA通过对靶基因的调节在豆科植物适应营养胁迫中起关键作用,如感受外界养分状态的改变及维持体内养分的动态平衡。本文综述了近年来miRNA介导豆科作物适应养分胁迫的研究进展,主要对磷、 氮、 硫、 铁、 铜、 钙等养分亏缺或毒害反应的调控,讨论了miRNA调节豆科作物适应养分胁迫的机理,并对今后豆科作物miRNA的研究做出了展望。  相似文献   

7.
F-box蛋白家族在植物抗逆响应中的作用机制   总被引:1,自引:0,他引:1  
SCF复合体泛素连接酶E3介导的泛素化蛋白降解是翻译后水平上对生命进程进行调控的一个重要方式。它的关键组分F-box蛋白负责识别被降解的靶底物蛋白。植物F-box基因家族成员众多,极具多样性。F-box蛋白N端常含F-box基序,C端常为蛋白互作保守结构域,该结构具多样性,可识别不同底物,是F-box蛋白分类的依据。研究表明,F-box蛋白参与调控植物的许多生命进程,包括抗逆反应。本文就近年来F-box蛋白在植物抗逆反应中的作用机制进行总结。F-box蛋白大多以SCF复合体泛素连接酶E3介导的泛素化蛋白降解目标蛋白的方式调控抗逆反应,也有不依赖形成SCF复合体的方式行使功能,不少F-box蛋白参与了植物激素信号传导,通过调控转录因子活性而改变下游基因的表达,由此影响了植物的抗逆反应。基因表达谱的生物信息学预测表明,大多数F-box基因参与了植物抗逆反应,目前只有其中一小部分已报道了其抗逆调节功能。在此综述了这些F-box蛋白在植物抗逆胁迫中的研究进展。在干旱和盐碱胁迫反应中,F-box基因常通过影响植物激素脱落酸、乙烯等植物激素信号传导而调控抗逆。由于干旱和盐碱胁迫具协同性,不少F-box基因同时参与抗旱和抗盐碱胁迫,但调节方式有所不同,一些F-box基因对抗干旱和盐碱的反应具协同性,从总体上调控植物的渗透胁迫和离子毒害反应;而另一些F-box基因对干旱和盐胁迫反应的调节作用相反,它们可能在植物抗逆的精细调节中起作用。在低温胁迫反应中,F-box蛋白可调节植物抗低温的CBF信号途径。在生物胁迫反应中,F-box基因常通过影响植物激素茉莉酸和水杨酸途径来调控抗病,病原菌也以攻击植物SCF复合体使植物致病。此外,植物激素信号途径之间相互作用,共同影响抗逆反应。  相似文献   

8.
环状RNA(circRNAs)是一类经过反向剪切后,3′末端和5′末端共价结合形成的闭合环状单链非编码RNA,在环境胁迫下对植物生长发育有着重要调控作用。为探索circRNA在毛竹响应胁迫过程中的调控作用,本研究构建了circRNA-miRNA-mRNA调控通路。在分析毛竹的全转录组测序数据后,选择并鉴定了1个在紫外线胁迫(UV)和高温胁迫(42℃)下均差异表达的circRNA(PhcircRNA1),并利用生物信息学分析其调控的miRNA和靶基因。通过核糖核酸酶R(RNase R)法鉴定其转录的稳定性,并通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)方法分析了PhcircRNA1、靶miRNA(Ph-miR156)和靶mRNA的表达特征。本研究进一步选择GLR3.1(Glutamate Receptor–Like Gene 3.1)靶基因作为研究对象,观察毛竹水培苗根尖生长至1 cm后的circRNA-miRNA-mRNA表达调控趋势。结果表明,在UV胁迫和高温胁迫下,PhcircRNA1和靶mRNA表达量都有明显下降趋势,而miRNA表达量增高。在毛竹根尖细胞中,PhcircRNA1和G...  相似文献   

9.
光皮桦miR393及其靶基因在低氮胁迫中的表达分析   总被引:1,自引:1,他引:0  
为探讨光皮桦低氮胁迫中miR393调控机制,以光皮桦(Betula luminifera)G49-3无性系为材料,分为两组处理,低氮组以含0.03 mmol·L~(-1)NO3-的营养液浇灌,对照组以含15 mmol·L~(-1)KNO3的全营养液浇灌,分别处理1、2、4、21 d,另设一组恢复试验组(Re),低氮处理4 d后重新添加全营养液。探讨miR393及其靶基因(TIR1)与(AFB2)在低氮胁迫下的表达响应。应用RT-PCR和RACE技术克隆了Bl TIR1(Gen Bank登录号:KX771075)和Bl AFB2的c DNA序列(Gen Bank登录号:KX771074),其中Bl TIR1序列全长2 387 bp,编码582个氨基酸,Bl AFB2序列全长2 373 bp,编码572个氨基酸;2个基因预测的氨基酸序列中N端具有F-box保守结构域,5个LRR结构域;运用5'-RACE验证了miR393对预测靶基因Bl TIR1和Bl AFB2的剪切作用及靶作用位点,且靶作用位点均在靶基因中从miR393 5'端起与miR393配对的第10和第11位碱基间;采用RT-q PCR分析了miR393与2个靶基因低氮胁迫时的表达模式,结果表明,miR393a相对表达量最高,可能在低氮胁迫中发挥主要调控作用。在根和叶中,miR393a表达水平在低氮处理前期(2、4 d)受到抑制,而后升高,且在恢复试验组中,miR393a均显著上调,且miR393a与靶基因Bl AFB2在叶中呈显著负相关;在茎中,4 d时miR393a显著上调而在恢复试验组中显著下调。miR393及其靶基因Bl TIR1和Bl AFB2在光皮桦低氮胁迫处理中的表达模式暗示其可能在低氮胁迫响应中发挥调控功能。本研究结果对于阐明光皮桦miR393—Bl TIR1/Bl AFBs在低氮胁迫响应中的调控功能,揭示林木应对低氮胁迫的分子基础具有重要理论意义。  相似文献   

10.
microRNA(miRNA)是一类长度约为21-27核苷酸的小分子非编码RNA,广泛存在于真核生物中.它在转录后水平负调控靶基因的表达,因而在植物生长发育过程中发挥重要作用.miRNA的靶基因通常是调控植物生长发育和信号转导通路中的转录因子,表明miRNA处于基因表达调控网络的核心位置.本文综述近年来miRNA在植物生长发育方面的调控作用,探讨在各植物器官中发挥主要作用的miRNA以及有关miRNA的长途运输作用方式.  相似文献   

11.
microRNA(miRNA)是一类长度为18~25 nt的单链小分子RNA。它可以调控基因的表达调控。通过与目标mRNA的特定位点的结合,从而抑制蛋白质的翻译或诱导该mRNA的降解。目前鱼类miRNA方面以斑马鱼miRNA的研究较多。为发掘另一种鱼类模式生物——青鳉鱼(Oryzias latipes,medeka)的miRNA,利用BLAST同源搜索方法与比较基因组学方法,并根据成熟miRNA的序列保守性以及miRNA前体(premiRNA)的二级结构的特征,对该模式生物的pre-miRNA进行了计算鉴定与分析。通过与miRBase19中已经发布的miRNA进行比较,在青鳉鱼基因组中共找到了56条新序列。设定miRNA基因间距的阈值为5000nt,新发现的与已知的pre-miRNA共形成31个基因簇。同时,这56条新发现的pre-miRNA可以划分到33个已知的基因家族中,并分析了新发现的、保守miRNA的靶标与功能。  相似文献   

12.
WRKY转录因子作为植物特有的一类重要转录调控因子,广泛参与植物对生物和非生物胁迫的应答反应及形态发育和组织衰老等,已引起人们的关注。本文以前期克隆得到的毛白杨WRKY转录因子基因(命名为PtWRKY1)为研究对象,开展其基因枪介导洋葱表皮细胞瞬时表达、外源信号分子(水杨酸SA,茉莉酸MeJA,脱落酸ABA)诱导表达、转PtWRKY1基因烟草植株的烟草花叶病毒(TMV)接种实验以及抗病相关基因表达的实时荧光定量RT-PCR(qRT-PCR)分析等研究。结果表明,PtWRKY1基因编码蛋白定位于细胞核,SA、ABA及MeJA处理均可诱导PtWRKY1基因表达,但不同诱导因子对PtWRKY1表达量的影响存在一定差异;同时,TMV侵染实验发现外源PtWRKY1表达能增强转基因烟草抗TMV能力,qRT-PCR分析表明PtWRKY1基因及膜保护性酶(POD,SOD,CAT)基因均受TMV诱导而增强表达。本文研究结果可为后续开展毛白杨转录因子PtWRKY1的功能鉴定及应用奠定基础。  相似文献   

13.
胁迫相关蛋白(SAPs)是一类具有A20/AN1锌指结构域的蛋白,在植物中主要参与逆境胁迫响应。为探究小麦胁迫相关蛋白基因TaSAP12-D在耐盐胁迫中的功能,本研究以小麦品种旱选10号为试材,克隆得到TaSAP12-D基因,利用农杆菌瞬时注射烟草叶片进行亚细胞定位,利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)进行不同组织和盐胁迫条件下的表达模式分析,利用蘸花法将TaSAP12-D转化到拟南芥(Arabidopsis thaliana L.)中并进行耐盐性分析。结果表明,TaSAP12-D基因全长519 bp,编码172个氨基酸,预测蛋白分子量为18.41 kDa,等电点为9.21。亚细胞定位显示,TaSAP12-D在烟草细胞核和细胞质中均有表达。qRT-PCR结果显示,TaSAP12-D在小麦萌发期和幼苗期的胚芽、根和叶中均有表达,其中在幼苗期的叶中表达量最高。在盐胁迫条件下,TaSAP12-D的表达量显著上调。在150 mmol·L-1NaCl处理条件下,过表达TaSAP12-D拟南芥的存活率显著提高,表明TaSAP12-D可以增强转基因拟南芥的耐盐性。另外,在转基因拟南芥中盐胁迫相关...  相似文献   

14.
构建了两个含西红柿原系统素基因的双元载体pNAR304(UbiI5’+Prosystemin+NOS3’)和pNAR305 (UbiI5’+Prosystemin+NOS3’+ PinⅡ5’+PinⅡ+PinⅡ3’),并用农杆菌介导方法将其转入水稻品种秀水63、合江19和日本晴。经潮霉素抗性、PCR和Southern blot确证,共获得转基因水稻14株。Northern blot检测表明,原系统素基因(Prosystemin)和马铃薯蛋白酶抑制剂基因(PinⅡ)在这些转基因植株中都能转录表达。然而,植株的二化螟和褐飞虱抗虫性鉴定表明:单独转入Prosystemin(pNAR304)不能提高转基因水稻的抗虫能力;Prosystemin和PinⅡ双价(pNAR305)转基因植株能明显提高水稻的抗虫性,但其抗性水平与PinⅡ单个基因的转基因水稻植株间并无显著差异。 这表明,Prosystemin基因转入水稻并不能有效调节转基因水稻PinII基因的表达量。据此试验结果推测,水稻中可能不存在类似于西红柿系统素的信号途径,很可能水稻的伤害信号转导是经由与双子叶植物系统素体系不同的其它途径来实现的。  相似文献   

15.
钙依赖性蛋白激酶(calcium—dependent protein kinases,CDPKsorCPKs)作为一类钙感知蛋白在植物的生长发育和胁迫应答中起着重要的作用。LeCPK2(Gen Bankaccession No.:GQ205414)是我们从番茄中分离的第3个CDPK基因,前期研究表明LeCPK2可能在植物热胁迫应答中发挥作用。为了进一步研究其在热胁迫中的功能,我们通过电子克隆的方法分离了LeCPK2的启动子序列,并通过LeCPK2过表达烟草分析其在高温胁迫中的潜在的功能。生物信息学分析显示,LeCPK2启动子中包含5个热响应元件,和前期试验结果一致。野生型植株在受到热胁迫后,对光更为敏感,强光照下植株叶片发生萎蔫,而强光本身不会对未受热胁迫的健康植株造成伤害。LeCPK2转基因植株热、光胁迫后不会出现受害表型。以上研究表明,LeCPK2在植物的热胁迫应答中发挥重要作用,能够有效保护植株免受高温胁迫的损害,是一个优秀的耐热(光)基因。本研究将为揭示番茄LeCPK2遗传功能及对其开发利用奠定基础。  相似文献   

16.
为了探明在浓核病毒镇江株(BmDNV-ZJ)侵染早期,家蚕部分组织蛋白所产生的免疫抵抗性变化机制,本实验采用差异蛋白质组学技术研究分析了BmDNV-ZJ感染早期,家蚕的中肠、血液组织中特异性表达的差异蛋白。实验结果表明:在浓核病毒侵染初期,感受性家蚕的中肠组织受病毒感染而得到特异性表达的蛋白可能为丝氨酸蛋白酶抑制剂和巯基抗氧化酶蛋白,前者具有调控蛋白酶活性和细胞凋亡的功能,后者具有抗氧化的作用。血液组织受病毒感染诱导而产生的蛋白可能是丝裂原活化蛋白激酶和类抗氧化酶蛋白,前者具有调控细胞凋亡的功能,后者具有抗氧化、消除自由基作用。由于试验中所得的差异蛋白点很少,这表明在BmDNV-ZJ感染早期,蚕体对浓核病毒的感染而产生的反应很小。蚕体可通过被侵染的中肠组织(浓核病毒感染的靶部位)P2及血液(免疫组织)共同产生一些抗氧化或调控细胞凋亡的酶蛋白等来抗击浓核病毒的侵染。  相似文献   

17.
叶绿体核糖体是植物特有的细胞器之一,其主要功能是合成质体基因编码的蛋白质.已有研究表明在叶绿体核糖体内含有6个质体特有蛋白PSRP (plastid-specific ribosomal protein),分别命名为PSRP1~PSRP6.然而,这些蛋白在叶绿体蛋白合成过程以及光合作用中的作用机制研究尚处初级阶段.在本研究中,为了阐明PSRP-4蛋白在叶绿体发育过程中的作用机制,我们利用Gateway系统构建了Psrp-4基因(At2g38140)的RNAi表达载体,转化野生型拟南芥后获得了Psrp-4基因表达量明显降低的psrp-4突变体.研究结果表明:psrp-4突变体比野生型生长略微缓慢,但叶片颜色与野生型差别不大,能够进行正常的光合作用.在高光胁迫条件下,测定psrp-4突变体光合化学效率,发现与野生型差异不明显;进一步的蛋白免疫印记实验证明Psrp-4基因表达量的降低对PSⅡ反应中心D1蛋白的周转也没有明显影响.因此,推测PSRP-4蛋白可能不是叶绿体蛋白合成以及光合作用的正常进行所必需的.  相似文献   

18.
以高羊茅茎基部与叶基部的mRNA为模板,引用基于多年生黑麦草GAPDH基因序列设计的引物,进行RT-PCR分析,同时结合3'RACE和5'RACE方法从高羊茅中扩增出两个GAPDH基因,命名为Fa-GAPDH1(GQ480772)与FaG4PDH2(GQ480773)。两序列cDNA全长分别为1281bp和1348bp,具有完整的开放阅读框(ORF,FaGAPDHI:74~1087bp;FaGAPDH2:106~1119bp),编码蛋白都为337个氨基酸。保守结构域功能分析表明两基因编码的蛋白质都具有典型的Rossman—NAD连接折叠和C-末端结构域。FaGAPDH1和FaGAPDH2蛋白与禾本科植物的该基因蛋白产物比较发现氨基酸序列的同源性都在90%以上,说明两基因具有高度的保守性。  相似文献   

19.
MicroRNAs(miRNAs)为一类大小约22个核苷酸的非编码小分子RNA,它们能通过与靶mRNA 的3′UTR(非编码区)完全互补导致mRNA降解,或不完全互补结合阻断mRNA翻译。研究表明,miRNAs在动植物的生长发育,免疫调节,病毒感染等过程中发挥了重要作用。本文分别利用构建小RNA的cDNA文库和RNA加尾、引物延伸RT-PCR克隆法从猪骨骼肌中鉴定了miRNAs let-7b和let-7c,并综合比较了这两种方法的优缺点,为推动猪miRNA的克隆鉴定提供了新的策略。  相似文献   

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