三七地上茎4个转录因子基因转录水平的纵向变化及其与总三萜皂苷含量的关系

为三七绿紫茎三萜皂苷合成转录调控机理提供参考,将彻底长成的绿紫茎均分为18段,用实时荧光定量PCR检测茎段的三七碱性螺旋-环-螺旋蛋白基因(bHLH)、乙烯响应因子基因(ERF)、v-myb骨髓母细胞增多症病毒癌基因同源物基因(MYB)和WRKY1蛋白基因(WRKY1)的转录水平,用香草醛-高氯酸比色法检测茎段的总三萜皂苷含量(TTSC),分析转录水平与TTSC间的Pearson相关性。结果表明:从三七绿紫茎的顶部到基部,三七bHLH、ERF、MYB和WRKY1的转录水平分别呈波动式平缓上升、不规则7峰、波动幅度逐渐增大的6峰和具2个主峰的6峰曲线;TTSC呈V型曲线,最低TTSC出现在茎上部的黄金分割点处;4个转录因子基因的转录水平和TTSC在不同茎段间的差异均达到极显著水平,且转录水平与TTSC之间的Pearson相关系数分别为0.371、0.130、-0.169和-0.195。因此,与三七绿紫茎三萜皂苷合成相关的主要转录因子应为三七的碱性螺旋-环-螺旋蛋白,其次为乙烯响应因子。     

三七绿紫地上茎bHLH、MYB和WD40转录水平的纵向变化及其与花色苷含量的关系

【目的】探究三七绿紫地上茎中三七碱性螺旋-环-螺旋蛋白基因(basic helix-loop-helix gene, bHLH)、v-myb骨髓母细胞增多症病毒癌基因同源物基因(v-myb myeloblastosis viral oncogene homolog,MYB)和WD40蛋白基因(WD40 gene, WD40)转录水平的纵向变化及其与总花色苷含量(total anthocyanin content,TAC)的相关性。【方法】将平均高度约为18 cm的一年生三七绿紫地上茎植株的地上茎均分为18个茎段,分别用实时荧光定量PCR (qRT-PCR)和分光光度法检测各茎段中bHLH、MYB和WD40的转录水平以及TAC。【结果】从三七绿紫茎的顶部到基部,三七bHLH、MYB和WD40转录水平的纵向变化大致分别表现为1条"多峰"、"W"形和"W+倒V"形曲线,其最高转录水平分别出现在茎段7、10和7,且三者转录水平在不同茎段间的差异分别到达了显著(P0.05)、极显著(P0.01)和极显著(P0.01)水平;TAC的纵向变化则粗略表现为1条"单峰"曲线,最高TAC出现在茎段8,且TAC在不同茎段间的差异达到了极显著水平;bHLH、MYB和WD40转录水平与TAC之间均呈正相关,其Pearson相关系数规律为MYBbHLHWD40。【结论】对于一年生三七绿紫茎花色苷合成而言,3个转录因子基因的差异性贡献为MYBbHLHWD40。本研究结果可为三七地上茎花色苷合成转录调控的探究提供参考。     

番茄响应南方根结线虫侵染相关转录因子的初步分析

为明确番茄接种根结线虫后基因种类和表达量在转录水平的变化规律，利用RNA-seq对未接种及接种南方根结线虫2龄幼虫6、12、24和48 h的番茄进行转录组测序，探究番茄响应南方根结线虫侵染相关的关键转录因子，并采用qRT-PCR方法对测序结果进行验证。结果显示，接种南方根结线虫后6、12、24和48 h分别有350、390、580、1 154个基因差异表达，其中差异表达转录因子分别为11、11、19、50个。这些转录因子属于15个家族，其中数量最多的为MYB家族和bHLH家族（均为20个），其次是ERF家族19个、WRKY家族15个、bZIP家族9个。南方根结线虫侵染过程差异表达最明显的主要为ERF、WRKY、MYB和bHLH家族转录因子，其中Solyc03g005520、Solyc02g094270和Solyc09g066350显著上调，接种后48 h log₂FC分别为 9.16、6.49和6.33；Solyc02g079280、Solyc12g100140 和Solyc04g072460显著下调，接种后48 h log₂FC分别为-2.60、-1.72和-1.70。qRT-PCR验证结果显示，6个随机选取基因的表达趋势与测序结果基本一致。以上结果表明，ERF、WRKY、MYB和bHLH家族转录因子可能参与番茄与南方根结线虫互作，在番茄响应南方根结线虫侵染反应中发挥着重要的调控作用。     

转录因子调控番茄抗旱性研究进展

番茄原产自热带地区，是全世界栽培面积最大的蔬菜之一。农业生产上，干旱胁迫是限制番茄产量和品质的主要制约因素。因此，挖掘抗旱基因用于番茄抗旱育种意义重大。番茄的抗旱性状是由多基因控制的复杂性状，而转录因子能通过转录级联效应同时调控干旱胁迫响应通路上的多个基因来调节植物的抗旱性，是培育抗旱番茄品种的重要遗传资源。本文对近年来有关转录因子调节番茄抗旱性和参与干旱胁迫响应的最新研究成果进行了归纳总结，综述了bHLH、MYB、NAC、bZIP、ERF、WRKY、HD-Zip等家族转录因子调控番茄响应干旱胁迫的研究进展。在干旱胁迫下，这些转录因子参与的调节网络主要涉及脱落酸(ABA)和活性氧等相关通路。对转录因子在培育番茄抗育品种中的应用进行了讨论，提出增强转录因子遗传改良在时空水平的特异性用于抗旱番茄品种选育的方法，旨在为番茄抗旱育种研究提供新思路。     

核桃JrbHLH转录因子家族鉴定与响应冷胁迫基因表达分析

为了探究核桃bHLH转录因子家族在响应冷胁迫过程中的作用，本研究通过转录组数据结合隐马尔可夫模型筛选技术在核桃全基因组挖掘出bHLH转录因子家族成员并进行结构分析，进一步对该家族成员响应冷胁迫的差异表达基因进行冷胁迫不同时间与不同组织中的表转录水平分析。结果表明，核桃bHLH转录因子家族包含72个基因，编码72条蛋白，开放阅读框为393～1 839 bp，编码的蛋白长度为130～612个氨基酸，等电点为4.61～9.51，均为亲水性蛋白；各成员均含有典型的碱性区域和螺旋-环-螺旋结构域；与拟南芥同家族聚类分析发现，核桃bHLH家族成员可分布到15个亚群，且同源性较高。结合转录组数据筛选到16个响应冷胁迫的差异表达基因，在冷胁迫不同时间后出现不同程度响应，并且在不同组织中存在特异性表达。本研究将为核桃bHLH转录因子家族在响应冷胁迫过程中的作用研究奠定基础。     

丹参和藏丹参毛状根MYB和bHLH转录因子基因表达差异研究

为了筛选参与丹参次生代谢的MYB和bHLH转录因子,选取47个MYB转录因子和47个bHLH转录因子基因进行分析。采用实时荧光定量PCR的方法,比较藏丹参和紫花丹参毛状根MYB和bHLH的基因表达差异。结果表明:4个MYB和6个bHLH在藏丹参中高表达,24个MYB和15个bHLH在丹参中高表达,19个MYB和26个bHLH在两种材料中表达差异不明显。这些差异表达基因可能与藏丹参高丹参酮和迷迭香酸积累以及低丹酚酸B积累有关。这为进一步研究藏丹参和紫花丹参次生代谢差异机制奠定了基础。     

植物花青素生物合成转录调控研究进展

花青素是高等植物中发现的一种次生代谢物,能够决定花和果实的颜色,保护植物免受各种生物和非生物胁迫损伤。花青素生物合成由一系列结构基因编码的酶催化完成,属于类黄酮途径一个特异分支,其合成结构基因的表达受由MYB、bHLH和WD40 3类转录因子组成的MBW（MYB-bHLH-WD40）转录复合体协同调控。文章主要就MYB、bHLH和WD40 3类转录因子在调节结构基因表达和花青素合成中的功能和作用进行综述。     

茶树芽叶儿茶素含量与转录因子 MYB、bHLH关联分析

以茶树芽叶为试验材料,用高效液相色谱检测儿茶素含量,用高通量测序技术分析转录因子MYB、 bHLH 表达差异,应用数据统计分析儿茶素含量与转录因子MYB、bHLH 表达的关联性。结果表明院3 个转录因子 MYB 基因comp150334_c1、comp143073_c0、comp130756_c0 与儿茶素总量、酯型儿茶素含量的关联系数均在0.80 以 上;3 个转录因子MYB 基因comp166178_c0、comp159173_c0、comp109329_c0,3 个转录因子bHLH 基因 comp159534_c2、comp159225_c0、comp142932_c0 与儿茶素总量、酯型儿茶素含量的关联系数均在0.75 以上,这将为 研究茶树儿茶素生物合成过程的关键转录因子基因提供理论依据。     

玉米干旱响应转录因子的研究进展

干旱严重威胁着玉米产量,是限制我国玉米生产发展的主要因素。转录因子(TF)在基因调控中起着重要作用,近年来,干旱转录因子家族功能及作用机制已成为研究热点。目前研究发现玉米转录因子家族共56种,包含MYB、WRKY、HD-ZIP和bHLH等在内的15种转录因子家族与干旱胁迫响应过程有关。本文重点阐述了玉米干旱响应转录因子家族的种类与结构、生物学功能及作用机制,旨在为玉米干旱响应转录因子家族的研究及种质资源创新提供理论依据。     

植物耐低磷的转录调控机制

植物缺磷已经成为世界性的难题,越来越多的研究表明,转录调控是植物耐低磷调控的的重要环节,因此,有关植物低磷诱导转录因子转录机制的研究已成为国内外研究的热点。综述了与植物磷胁迫相关的转录因子PHR1,PHO1,WRKY6等调控磷酸饥饿的方式及其在植物生长发育、根系形态变化和激素信号等方面的功能,并对其研究前景进行了展望。     

四环素阻遏-蛋白与热激因子融合转录激活子的构建

为构建一新型低毒且受四环素负调控的基因表达调控系统,克隆了大肠杆菌XL1-BLUE四环素阻遏蛋白基因TetR和拟南芥热激因子基因Athsf1a缺失片段AtHSFC157,将两基因融合获得TetR:AtHSFC157融合片段作为四环素调控系统转录激活子,将其克隆入表达载体pXNSC2020中,成功构建了四环素负调控系统p35SC157-Om35Sgus。采用冻融法将其导入根癌农杆菌EHA105中,并通过农杆菌介导烟草叶片瞬间表达,以组织化学法检测GUS基因表达活性;结果在不加四环素处理条件下组织化学法检测到很强的GUS活性,而在含有1mg/L四环素的培养基中培养却没有检测到GUS活性;结论表明该技术所构建的新型四环素调控系统具有典型的受四环素负调控功能。     

山羊黑素皮质素受体-3基因转录水平差异分析

【目的】开展贵州地区不同山羊品种的黑皮质素受体-3(MC3R)基因转录水平研究,为研究山羊MC3R的作用部位、特点及功能提供理论参考。【方法】以黔东南小香羊、贵州白山羊、贵州黑山羊、黔北麻羊和南江黄羊5个山羊品种为研究对象,利用双标准曲线法和Taq Man实时荧光定量PCR对肝脏、肾脏、心脏、肺脏、背最长肌、半膜肌和皮下脂肪中MC3R基因的转录水平进行检测。【结果】MC3R基因在山羊的心脏、肝脏、肺脏、肾脏、背最长肌、半膜肌、皮下脂肪中均转录成m RNA,其中在皮下脂肪、肾脏、肝脏高度转录,在肺脏中度转录,而在心脏、背最长肌、半膜肌中的转录水平较低。7个组织中,MC3R基因转录水平均以贵州白山羊最高。【结论】山羊MC3R基因的转录水平存在组织及品种间差异,在非肌肉类组织中的转录水平高于在肌肉类组织,且在贵州白山羊组织中转录水平高于其他品种,在今后研究MC3R基因与生长和肉质性状关联性时应注意取材品种和部位对其转录水平的影响。     

山羊PRNP基因启动子转录活性研究

【目的】分析山羊PRNP基因启动子活性区域,旨在筛选调节朊蛋白表达水平的关键区域或转录因子,为阐明山羊PRNP基因的表达调控提供理论依据,并为从遗传学角度降低朊蛋白病的发生提供思路。【方法】以山羊PRNP基因序列（GenBank登录号：EU870890）为模板,设计特异性引物,扩增山羊PRNP基因5′侧翼区片段,并将扩增片段克隆至pEASY-T3载体,鉴定为阳性的克隆进行测序;利用生物信息学方法和在线工具进行启动子区域和转录因子结合位点的预测;利用缺失突变技术扩增启动子区不同长度的片段11个,并克隆至pEASY-T3载体后,鉴定为阳性的质粒和pGL3-Basic载体分别用限制性内切酶Mlu I和Bgl II进行酶切,并回收酶切产物;利用T4连接酶进行目的片段与pGL3-Basic连接,鉴定为阳性的荧光素酶报告基因重组质粒进行测序,并提取无内毒素质粒,用脂质体转染法瞬时转染至SH-SY5Y细胞,转染48h后,利用双荧光素酶检测试剂盒进行各缺失突变重组质粒在细胞内的启动活性检测。【结果】成功克隆了山羊PRNP基因5′侧翼区片段,长度为2 332 bp,且该片段含有预测的启动子活性区域、保守的motifs和多个转录因子的结合位点;成功克隆了11个含有不同长度启动子的片段,并与荧光素酶报告基因连接,并构建了目的片段与荧光素酶报告基因的重组质粒;转染时脂质体与DNA的比例为1﹕0.5,萤火虫荧光素酶载体与海肾荧光素酶比例为50﹕1;山羊PRNP基因5′侧翼区存在着核心启动子,启动子活性最强的区域为-519-+82 bp,且在-220-+59 bp这一区域存在着正调控元件,外显子1对启动子活性中起重要的调控作用;4个motifs可能为正调控元件结合位点;在强启动子活性区存在10个Sp1结合位点,2个AP-2 alpha结合位点和1个AP-1结合位点;山羊PRNP基因motif 3和motif 4分别预测为转录因子Foxp3和COE 1的结合位点。【结论】确定了山羊PRNP基因启动子的核心区域（-519-+82bp）,外显子1对启动子活性起重要的调控作用。     

猪链球菌4型转录调控因子GalR的生物学特性

【目的】 研究分析猪链球菌4型（Streptococcus suis serotype 4,SS4）强毒株SH1510 转录调控因子GalR基因的缺失对细菌生物学特性的影响,为进一步研究GalR对半乳糖代谢途径的调控及其致病机理提供理论依据。【方法】 利用同源重组双交换的方法构建了SS4强毒株SH1510 转录调控因子GalR基因缺失株SH1510ΔGalR,通过GalR基因内部扩增引物I1/I2进行缺失株初步筛选,进一步通过PCR和Western blotting鉴定缺失株SH1510ΔGalR。对亲本株SH1510和缺失株SH1510ΔGalR进行革兰氏染色以比较形态差异;配置基础培养基,分别加入葡萄糖、蔗糖、D-半乳糖后培养细菌,绘制细菌生长曲线,比较细菌对不同糖的利用率;将亲本株和缺失株的菌液浓度分别调整为2.5×10 ⁹、5×10 ⁸、1×10 ⁸、2×10 ⁷ CFU/mL,对BALB/c小鼠进行腹腔注射以观察小鼠致死率并使用Reed-Muench法计算菌株LD₅₀。将浓度为2×10 ⁷CFU/mL的亲本株和缺失株1﹕1等体积混合后腹腔注射BALB/c小鼠,24 h后取脑、脾、血在氯霉素抗性和无抗性THB平板上进行细菌计数,比较细菌在小鼠体内的定植能力;并以健康猪的全血模仿体内环境,将亲本株和缺失株分别加入含有SS4抗血清的健康猪全血中,37℃孵育2 h进行平板计数,比较细菌在全血中的存活能力。【结果】 使用内部检测引物I1/I2做PCR,缺失株SH1510ΔGalR检测为阴性,进一步使用引物C1/C2、O1/C2、O2/C1、O1/O2鉴定缺失株SH1510ΔGalR,分别扩增出1 056、2 121、2 094、3 147 bp的片段,结果和预期相符。Western blotting 鉴定结果表明亲本株SH1510可与粗制GalR多抗兔血清发生特异性结合,在37 kD处出现单一条带,但缺失株SH1510ΔGalR没有条带出现。PCR和Western blotting鉴定结果均表明缺失株SH1510ΔGalR已构建成功。亲本株和缺失株经革兰氏染色,光学显微镜下观察可见亲本株和缺失株均呈链状排列,长度相似,形态无显著差异。在葡萄糖和蔗糖作为唯一糖原的生长条件下,亲本株和缺失株的生长情况相仿,而当糖原为D-半乳糖时,缺失株的生长速率和OD₆₀₀值明显低于亲本株。另外,从最高OD₆₀₀值可以看出,猪链球菌SH1510对糖的利用率为葡萄糖>蔗糖>D-半乳糖。 小鼠致病性试验中,亲本株和缺失株的LD₅₀分别为1×10 ⁸CFU和1.62×10 ⁸CFU,缺失株对小鼠的致病性下降了1.62倍。体内竞争感染试验结果显示,缺失株在小鼠的脑、脾、血液中的细菌分离数均远低于亲本株,差异极显著（P＜0.01）。全血存活试验表示,亲本株的存活率为35.2%,缺失株的存活率为27.3%,缺失株SH1510ΔGalR比亲本株SH1510在全血中的存活率显著下降（P＜0.05）。【结论】 GalR 基因可促进猪链球菌4型对半乳糖的利用,同时对SH1510的毒力有直接或间接的调控作用。