小麦蓝矮植原体RNA沉默抑制子互作蛋白的筛选与分析

【目的】揭示小麦蓝矮植原体(WBD phytoplasma)的致病机理及其与寄主的互作关系,为植原体病害防治提供理论依据。【方法】以SWP16为诱饵,将SWP16构建到诱饵载体pBT3-STE和pBT3-SUC上,在小麦酵母双杂交膜系统cDNA文库中筛选与SWP16互作的蛋白,并确定最佳的筛库条件。通过α-半乳糖苷酶活性检测试验对筛选到的互作蛋白进行二次验证,并运用Uniprot对其进行Gene Ontology（GO）注释分析。【结果】以pBT3STE-SWP16作为筛库的诱饵蛋白,确定20 mmol/L 3-AT为筛选文库的最佳浓度,从小麦cDNA文库中筛选到20种互作蛋白,包括Rieske 蛋白、细胞色素b5、CASP蛋白等。经过复筛和α-半乳糖苷酶活性检测试验进一步验证了互作关系,其中14种互作蛋白参与运输、pH调节、光合作用、内质网应激反应、蛋白质泛素化等生理过程;18种互作蛋白存在于线粒体、内质网、细胞膜、细胞质、叶绿体和细胞壁等6种细胞组分中;20种互作蛋白的分子功能主要包括几丁质酶活性、反转运蛋白活性、脱水酶活性、转移酶活性和转录因子活性等。【结论】筛选获得20种与小麦蓝矮植原体效应蛋白SWP16互作的蛋白,有助于推动小麦蓝矮植原体与寄主互作关系的研究。     

稻曲病菌侵染水稻颖花的酵母双杂交cDNA文库构建与应用

【目的】近年来稻曲病日益严重,但目前对稻曲病菌(Ustilaginoidea virens)与水稻相互作用机制仍不清楚。论文旨在利用水稻感病颖花材料构建酵母双杂交文库并筛选稻曲病菌效应因子互作蛋白,为解析稻曲病菌侵染水稻机制提供理论基础。【方法】以感病水稻Chuannong H2S为试验材料,在水稻破口前5—7 d左右,从水稻穗中上部接种PSB摇培7 d的稻曲病菌荧光标记菌株P4,接种13 d后取颖花进行激光共聚焦观察,收集感病颖花。提取感病颖花总RNA,使用含有Oligo(dT)的接头引物反转录cDNA第一链,并PCR扩增ds cDNA,通过琼脂糖凝胶电泳切胶回收ds cDNA片段,与载体p GADT7-Rec进行同源重组,转化酵母菌株Y187构建酵母双杂交cDNA文库。然后用稻曲病菌效应因子Uv_1261基因构建诱饵载体,将诱饵载体转化入Y2HGold酵母菌株,通过酵母双杂交自激活验证后以该诱饵载体筛选酵母双杂交文库,最终在SD/-Ade/-His/-Leu/-Trp/X-α-Gal平板上筛选出生长状况良好的蓝色单菌落,经测序得到候选互作蛋白的序列,通过NCBI在线网站进行Blast分析和Uniprot在线网站进行gene ontology(GO)注释。【结果】经检测,文库滴度为5.7×108 cfu/mL,平均插入片段大小为750 bp,表明稻曲病菌侵染水稻颖花cDNA文库质量较高。用Uv_1261构建诱饵载体,转化Y2HGold后,转化菌可在SD/-Trp、SD/-Trp/X-α-Gal平板上生长,不能在SD/-Trp/X-α-Gal/Ab A平板上生长,表明Uv_1261无自激活现象。以该诱饵载体筛选文库,对筛选到的候选互作蛋白进行测序验证并Blast分析获得了56个来自稻曲病菌或水稻的候选互作蛋白,其中有28个候选互作蛋白来自稻曲病菌,有16个来自水稻,以及12个未知蛋白。经GO注释显示,来自稻曲病菌中的候选互作蛋白参与了17个生物过程,包括翻译、代谢过程、氧化还原及胞内氨基酸合成等;分子功能包括金属离子结合活性、水解酶活性及ATP结合活性等;细胞组分包括核糖体、细胞质及线粒体等。来自水稻中的候选互作蛋白参与了11个生物过程,包括蛋白质去磷酸化、糖代谢及翻译等;分子功能包括金属离子结合活性、核苷酸结合活性及转移酶活性等;细胞组分包括核糖体、膜及细胞核等。【结论】该cDNA文库质量较好,能成功地用于稻曲病菌效应蛋白的互作蛋白筛选,可为研究稻曲病菌与水稻相互作用的分子机制提供重要资源。     

水稻化感抗（耐）稗草相关转录因子OsMYB57的靶蛋白筛选

【目的】揭示水稻化感抗（耐）稗草的转录调控机制，为遗传修饰改良水稻化感性状做铺垫，也为杂草的防控提供新途径。【方法】利用SMART技术，通过同源重组方式，在Y2H菌株中构建水稻受稗草胁迫的酵母cDNA文库；利用限制性内切酶BamHⅠ和NdeⅠ构建OsMYB57 C端缺失的pGBK-OsMYB57诱饵载体，按照YeastmakerTM YeastTransformation System 2操作检测诱饵自激活活性；用酵母双杂交技术筛选OsMYB57互作蛋白，将所得互作蛋白的编码序列构建至pGAD载体，并与诱饵载体共转化Y2HGold菌株验证蛋白互作，再以BiFC技术进一步验证蛋白间的互作。【结果】酵母cDNA文库库容量为1.36×107 CFU/mL，插入片段在250~2000 bp，平均长度大于1000 bp，重组率为100%，库容量大且质量良好；筛选出4个有注释的互作蛋白，分别是16号RZFP34、50号4HTR、51号BM1PD和74号GTP1；回转验证及BiFC结果显示RZFP34、4HTR、BMIPD、GTP1与OsMYB57在植物细胞中相互作用，其中RZFP34是一个E3亚型泛素连接酶，在植物中响应非生物逆境胁迫应答，且水稻OsRZFP34基因启动子区含有与水稻化感调控有关的水杨酸和茉莉酸等激素响应及MYB转录因子结合域相关元件。【结论】RZFP34通过与OsMYB57互作参与水稻化感转录调控而发挥作用。     

番茄细菌性斑点病抗病信号传导途径的研究进展

番茄细菌性斑点病是一种严重影响番茄质量和产量的世界性细菌性病害。目前对番茄与病原菌互作的研究取得了很大进展。番茄的Pto基因是指在基因对基因学说中,对引起番茄细菌性斑点病带有AvrPto基因的致病菌Pseudomonassyingaepv.tomato(PST)起抗性作用的基因。番茄中的抗病基因Pto与病原物中的无毒基因AvrPto互作是寄主对病原物互作的典型模式系统。这一模式识别的分子机制是Pto激酶与PST的两个效应子AvrPto和AvrPtoB中的任一个发生物理互作,然后与Prf一起激活下游多重信号传导途径,进而产生抗病性反应。已基本弄清Pto抗性传导途径,但对这个途径中的许多元件的作用及环节还有待于进一步研究。     

梨幼果FWL1膜系统酵母双杂交三框cDNA文库构建及互作蛋白的筛选

【目的】筛选与FWL1互作的蛋白,为研究FWL1基因调节果实大小机理提供依据。【方法】以杜梨、库尔勒香梨、鸭梨、早美香为材料,提取4个梨品种果实细胞分裂关键时期的果肉组织混样RNA。构建梨幼果FWL1膜系统酵母双杂交三框cDNA文库,并鉴定文库质量。构建诱饵载体并转化酵母菌,筛选与FWL1互作的蛋白,对初步筛选出的阳性酵母克隆进行测序并在NCBI中进行Blast比对,确定候选互作蛋白。【结果】文库库容约为3×10⁷ CFU,大于1×10⁷ CFU,平均插入片段大于1 000 bp,阳性率为≥98%。诱饵载体无自激活功能,利用共转化方法,筛选出272个与FWL1互作的蛋白质。【结论】梨幼果膜系统酵母双杂交三框cDNA文库符合酵母双杂文库的基本条件,适用于后期筛选相互作用的蛋白。筛选出的272个互作蛋白在果实发育过程中表达不同,其中collagen and calcium-binding EGF domain-containing protein 1和metallothionein-like protein可能与梨果实大小发育有关。     

小麦条锈菌萌发夏孢子cDNA文库中编码分泌蛋白的序列预测

【目的】植物与病原菌互作过程中,涉及许多可以与植物受体蛋白相互识别、引发植物防卫反应的病原菌激发子或其他致病因子,其中多数为分泌蛋白,深入研究分泌蛋白将有助于明确植物与病原微生物互作的分子机制。【方法】通过SignalP v3.0、TMHMM v2.0、TargetP v1.1、Protcomp v6.0 4个软件,对陕西省农业分子生物学重点实验室构建的小麦条锈菌萌发夏孢子cDNA文库中854条EST序列进行分泌蛋白预测。【结果】得到具有可溶性分泌信号肽的蛋白编码序列33条,占测定序列的3.86%,其中最小长度为196 bp,最大为1 096 bp,分泌信号肽切割位点基本位于15~42个氨基酸,平均为37个氨基酸。【结论】预测得到的分泌蛋白编码序列,可以作为小麦与条锈菌互作过程中的激发子和致病因子备选基因来进一步研究。     

小麦TaDREB6转录因子互作蛋白的筛选

 【目的】利用酵母双杂交技术从小麦cDNA文库中筛选TaDREB6互作蛋白,进一步研究DREB介导的小麦抗逆机制。【方法】以小麦的cDNA为模板扩增得到TaDREB6,构建小麦cDNA文库和pGBKT7-TaDREB6诱饵载体,将诱饵载体pGBKT7-TaDREB6以及pGADT7和cDNA文库混匀转入AH109酵母感受态细胞,在SD/-Ade/-His/-Leu/-Trp营养缺陷型培养基上,30℃培养3—5 d,挑取平板上直径大于2 mm的菌落,进行显蓝筛选。【结果】对筛选到的102个候选阳性克隆进行测序,在NCBI上进行BLAST比对分析,获得与能量代谢、抗逆和防御、转运、转录和翻译、信号转导以及生长发育等相关的候选蛋白。【结论】筛选得到候选蛋白的功能预测表明TaDREB6可能参与了多条信号转导途径,在抗逆境调控中具有重要作用。     

水稻NBS-LRR类抗稻瘟病蛋白Pik-h的互作蛋白筛选

【目的】利用酵母双杂交系统,以组成抗稻瘟病基因Pik-h介导的抗病反应途径。【方法】以含抗稻瘟病基因Pik-h的近等基因系IRBL8为材料,取稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)GD0193接种12和24 h后的水稻叶片,等量混合后提取总RNA,按照2个紧密连锁且功能独立的Pikh-1和Pikh-2蛋白为诱饵,在水稻叶片中筛选与之互作的蛋白,以便深入研究抗病基因Pik-h的酵母双杂交试剂盒（Make Your Own “Mate&Plate” Library System）的要求构建水稻叶片靶标cDNA文库。利用快速重组克隆的方法构建pGBKT7-Pikh1和pGBKT7-Pikh2诱饵载体,并分别将它们转化至酵母菌株Y2H Gold,提取细胞总蛋白后利用Western blot检测Pikh1和Pikh2的表达情况,并对这2个诱饵载体自激活和毒性分析后进行酵母双杂交筛选。提取SD/-Ade/-Leu/-Trp/ -His/X-α-Gal筛选平板培养基上呈蓝色的酵母单克隆的质粒,将其分别与对应的诱饵载体共转化酵母菌株Y2H Gold,涂布于筛选平板培养基上进行互作的重复验证,将通过重复验证的质粒测序分析所得的序列比对水稻基因组数据库以确定目的基因,并对这些基因进行gene ontology（GO）注释分析以确定其分子功能、生物过程及细胞组成。【结果】靶标cDNA文库的库容量约为2.2×10⁶,插入片段长度均大于400 bp,表明水稻cDNA文库质量高。诱饵载体pGBKT7-Pikh1和pGBKT7-Pikh2均能在酵母细胞中正确表达出对应的Pikh1及Pikh2蛋白,无自激活活性而且对酵母无毒性作用,符合文库筛选的要求。利用含有诱饵载体的酵母菌株Y2H Gold与靶标文库菌株Y187结合（Mating）的方式筛选,获得13个与Pikh-1相互作用的蛋白、5个与Pikh-2相互作用的蛋白,其中有2个与Pikh-1及Pikh-2同时存在相互作用。这些蛋白包括4个在逆境响应或激素信号转导过程中起到重要作用的（辅）转录因子、3个信号蛋白、4个参与光合作用的叶绿体蛋白、1个含有U-BOX结构域的蛋白及4个未知功能蛋白。【结论】成功构建了适宜于研究抗病基因（R基因）介导反应途径的酵母双杂交cDNA文库,筛选出Pik-h的互作蛋白,为进一步研究Pik-h或其他抗稻瘟病基因介导的抗病机制打下了基础。     

人源肺细胞cDNA文库构建及与流感病毒NP互作宿主蛋白的筛选

【目的】构建肺组织细胞Calu-3及A549的高质量酵母cDNA文库并筛选与流感病毒NP蛋白相互作用的宿主因子,为深入研究流感病毒NP蛋白功能、病毒复制及致病机制奠定基础。【方法】提取等量Calu-3及A549细胞的总RNA,混合后反转录生成cDNA,利用长距离PCR(LD-PCR)扩增合成dscDNA,用CHROMA SPINTM+TE-400纯化柱纯化dsDNA,按照Clontech公司的Make Your Own"MatePlate"Library System操作程序,将带有同源臂的dscDNA与线性化p GADT7-Rec共同转化Y187酵母感受态细胞,涂布SD/-Leu平板后于30℃培养4d左右,收集所有菌落,混匀分装即为Calu-3和A549细胞cDNA的酵母文库,并对文库库容、滴度及多样性进行分析。利用Eco RⅠ和Bam HⅠ双酶切将A/Auhui/2/2005(H5N1)NP定向插入pGBKT7载体,构建高致病性流感病毒NP的诱饵质粒p GBKT7-NP,经验证该质粒无自激活活性,并进一步采用构建完成的Calu-3/A549细胞酵母文库进行杂交筛选,筛选得到的正确阅读的猎物质粒与诱饵质粒共转Y2H Gold酵母菌,分别以BD-P53/AD-T7作为阳性对照和BD-Lam/AD-T7作为阴性对照,挑取最终在SD/-Trp/-Leu/-Ade/-His/X-α-gal/Aro A(SD/-4/X/A)固体培养板上生长良好且变蓝的菌落,即为候选与目标蛋白互作阳性的蛋白,提取酵母质粒,进行测序分析、序列比对和Gene Ontology分析。【结果】提取两种细胞RNA 28S与18S条带清晰,5S条带暗淡,表明所提RNA质量较高,基本无降解;对提取的RNA反转录纯化获得dscDNA,dscDNA条带呈弥散状,片段大小分布于500—2 000bp之间,说明不同丰度及大小的RNA均成功反转录;构建的dscDNA文库库容为1.5×10~7,滴度为2.2×10~8cfu/m L,重组率为88%,PCR鉴定文库插入片段,条带大小不一、多样性好;利用诱饵质粒与文库进行双杂交筛选,回交验证后得到11个与NP蛋白互作的宿主因子。经Gene Ontology分析显示,11个宿主因子参与的生物过程包括:细胞凋亡、胚胎发育、可变剪接、转录调节及细胞增殖等;涉及的分子功能包括:GTP结合活性、金属离子结合活性、DNA结合活性及转录因子活性。【结论】成功构建同时含有Calu-3和A549两种人源肺细胞cDNA的酵母文库,文库覆盖cDNA更全面,为后期筛选与流感病毒其它蛋白互作的宿主蛋白奠定基础,筛选得到与NP蛋白存在相互作用的宿主因子为进一步深入研究NP功能提供了可靠的前期数据。     

拟南芥NBS1互作蛋白的筛选和鉴定

【目的】筛选拟南芥中NBS1的互作蛋白，探究NBS1蛋白的新功能，为后续研究奠定基础。【方法】利用酵母双杂交技术筛选拟南芥c DNA文库，对得到的序列进行BLAST比对、亚细胞定位分析和基因本体注释。【结果】共有221个阳性克隆，测序后通过BLAST比对得到97个与NBS1互作的蛋白，包括膜蛋白、转运蛋白和折叠蛋白等，它们主要定位于细胞质、细胞核和叶绿体等，主要富集于4个分子功能、5个细胞组分和13个生物过程。【结论】拟南芥中与NBS1互作的蛋白在刺激响应、信号转导和细胞代谢等方面发挥着重要作用，也证明NBS1是一种多功能蛋白，但其功能及分子机制还需进一步研究。     

利用酵母双杂交筛选与苹果褪绿叶斑病毒CP互作的寄主因子

【目的】利用酵母双杂交系统筛选与苹果褪绿叶斑病毒（Apple chlorotic leaf spot virus, ACLSV）外壳蛋白（coat protein, CP）互作的寄主因子,利用生物信息学方法分析其在病毒与寄主互作过程中可能发挥的作用。【方法】首先构建ACLSV CP的酵母双杂交诱饵载体pGBKT7-CP,转化至酵母菌株Y2H gold中,测定转化菌在SD/-Trp、SD/-Trp/-His和SD/-Trp/-Ade-X-α-Gal平板上的生长情况,从而判断其在酵母双杂交过程中对报告基因的自激活活性。将pGBKT7-CP及pGBKT7分别转化至酵母菌株Y2H gold,培养不同时间后,用紫外分光光度计测定OD₆₀₀值,分析pGBKT7-CP对酵母菌生长的影响;然后通过顺序转化的方法自前期已构建好的苏俄苹果（Malus sylvestris cv. R12740-7A）cDNA文库中钓取与ACLSV CP互作的因子,最终在SD/-Ade/-His/-Leu/-Trp/X-α-Gal平板上筛选生长良好的蓝色阳性菌落,测定序列,并在GenBank中对其进行BLAST分析,根据基因注释推断其在病毒与寄主互作过程中可能发挥的作用。【结果】成功构建了酵母双杂交诱饵载体pGBKT7-CP,转化至酵母菌株Y2H gold后,转化菌只能在SD/-Trp平板上正常生长,不能在SD/-Trp/-His和SD/-Trp/-Ade-X-α-Gal平板上生长,表明重组质粒自身不能激活报告基因His及Ade的表达,没有自激活活性。酵母双杂诱饵载体pGBKT7-CP与对照空质粒转化菌生长情况相似,证明诱饵载体对酵母菌没有毒性;筛选到了69个互作寄主基因,包括转录因子活性、碳固定活性、细胞内铁离子平衡、防御反应、水解酶活性、氧化酶活性、氧化还原酶活性、光系统II组件、绑定蛋白等10类蛋白,经生物信息学分析,其中8个寄主基因（Malus3-1、Malus4-2、Malus4q1、Malus31-3、Malus49q2、Malus15-1、Malus6-2、Malus91-4）可能在病毒与寄主互作过程中起重要作用。【结论】分析筛选到的重要寄主蛋白功能,推测ACLSV CP与BZIP类、MYB类转录因子、病程相关蛋白（PR-5、PR-8、PR-10）互作,可能调控了寄主对病毒的抗性作用;与光系统II（PSII）的稳定性/装配因子蛋白、铁结合蛋白互作,影响植物光系统的稳定性及叶绿素的形成,从而降低光合作用。这将为揭示ACLSV导致寄主产生褪绿叶斑及树体衰退的原因提供理论依据。     

利用酵母双杂交系统筛选猪Calsarcin-1基因相互作用蛋白

 【目的】利用酵母双杂交系统研究与猪Calsarcin-1相互作用的蛋白,了解Calsarcin-1在猪骨骼肌纤维类型形成和信号通路的调控功能。【方法】首先用长白猪Calsarcin-1基因构建既无自激活性又无毒性的pGBKT7-CS1诱饵载体;然后从猪的骨骼肌组织样中提取mRNA,利用SMART技术合成并纯化双链cDNA;最后通过酵母双杂交系统的共转化法筛选与Calsarcin-1相互作用的蛋白,在GenBank中比对分析相互作用基因,分析Calsarcin-1在骨骼肌中的功能。【结果】构建了pGBKT7-CS1诱饵载体,获得具有完整3′端的猪骨骼肌单链cDNA,并合成双链cDNA。筛选出4个与Calsarcin-1相互作用的蛋白,经与人的基因比较分析,发现Calsarcin-1与α-1肌动蛋白和α-3辅肌动蛋白互作,与骨骼肌Z线附近结构形成有关;与肌集钙蛋白-1和肌钙蛋白T3互作,影响钙离子的调控。【结论】分析所筛选出的蛋白功能,推测Calsarcin-1通过结合这些蛋白,维持细胞结构的稳定,影响相关蛋白的钙离子结合能力,从而参与钙离子调控;而钙离子浓度的变化将影响到其它控制肌纤维分化的因子,或其它调控通路,共同调节快慢肌纤维的形成与转化。     

小麦蛋白激酶TaMAPK2互作蛋白的筛选与验证

【目的】利用构建的干旱胁迫处理的小麦cDNA文库,通过酵母双杂系统筛选与小麦TaMAPK2互作的蛋白,并对其进行验证分析。【方法】以小麦cDNA为模板克隆得到TaMAPK2,构建pGBKT7-TaMAPK2诱饵载体,将诱饵载体pGBKT7-TaMAPK2质粒以及pGADT7和小麦cDNA文库共转化酵母AH109菌株感受态细胞,在SD/-Trp/-Leu/-His/-Ade营养缺陷型培养基上30℃培养3-5 d,挑选单克隆于YPDA培养基中培养,吸取1 μL各候选克隆的菌液点至于SD/Raf/Gal/x-gal平板上培养,筛选蓝色单克隆。将筛出的单克隆经测序、序列比对分析,初步获得与TaMAPK2互作的候选蛋白。采用双酶切的方法构建pGADT7-HSP90以及pSPYNE-TaMAPK2和pSPYCE-HSP90双分子荧光互补表达载体,将重组载体质粒pGADT7-HSP90和pGBKT7-TaMAPK2共转化AH109酵母感受态细胞,利用酵母双杂交的方法验证TaMAPK2与候选蛋白HSP90的相互作用;采用PEG-Ca2+介导法将双分子荧光互补表达载体pSPYNE-TaMAPK2和pSPYCE-HSP90共转化小麦原生质体细胞,激光共聚焦显微镜下观察相互作用产生的YFP荧光信号。根据HSP90的保守序列设计特异引物,在SYBR Green Ⅰ的检测模式基础上,构建HSP90的实时荧光定量PCR检测体系,检测HSP90在不同胁迫处理以及不同组织的小麦植株中的表达量。【结果】通过对候选蛋白的初步分析表明这些候选蛋白主要参与植物体的信号转导或免疫过程,表明TaMAPK2在植物的逆境信号转导、基因转录调控过程中发挥着重要作用。通过酵母双杂交显蓝系统和双分子荧光互补技术（BiFc）进一步确认HSP90与TaMAPK2的互作关系。HSP90定位在细胞核、细胞膜以及细胞质中,且在植物的根茎叶中均有表达,在根中的表达量最高。通过实时荧光定量PCR分析显示,HSP90基因受到高温、低温、高盐和ABA胁迫后表达量上调。【结论】HSP90作为分子伴侣,在降解这些受损或异常蛋白以及调控抗逆相关转录因子表达的过程中发挥着重要的作用。非生物胁迫会引起植物体内一些受损或异常蛋白聚合物的积累,HSP90能通过折叠已损坏的蛋白底物以及构象的维持来保持细胞的完整性。表明在植物逆境信号转导过程中,TaMAPK2功能的发挥可能需要HSP90蛋白的参与。     

大豆锌指转录因子GmDi19-5对高温的响应及互作蛋白的筛选

【目的】高温胁迫已经成为威胁作物生长发育的主要非生物胁迫因素之一,转录因子在植物非生物胁迫响应中起着重要作用。通过对大豆锌指转录因子基因Gm Di19-5在高温胁迫下的响应和功能鉴定,以及利用酵母双杂交技术从大豆c DNA文库筛选与其互作的候选蛋白,研究Gm Di19-5对高温胁迫的响应机制。【方法】以大豆c DNA为模板,利用实时荧光定量PCR检测Gm Di19-5在高温处理不同时间段的表达模式;通过Plant CARE和PLACE数据库预测Gm Di19-5启动子元件,并对Gm Di19-5启动子转基因拟南芥在高温处理下进行的组织化学染色,分析Gm Di19-5启动子在高温胁迫下的活性;构建p GBKT7-Gm Di19-5诱饵载体,验证自激活活性;利用酵母双杂交技术,以p GBKT7-Gm Di19-5为诱饵筛选大豆c DNA文库,筛选与其互作的候选蛋白;进一步用酵母双杂交系统验证Gm Di19-5与候选蛋白的互作;利用实时荧光定量PCR检测候选蛋白基因在对高温处理的响应情况;构建融合表达载体,用GFP-Gm Di19-5融合表达载体转化拟南芥原生质体,检测Gm Di19-5蛋白的亚细胞定位情况。【结果】实时荧光定量PCR结果显示,Gm Di19-5在高温胁迫下上调表达;启动子元件分析表明,Gm Di19-5包含多种与胁迫应答相关的顺式作用元件,包括热响应元件HSE;组织化学染色分析发现,经高温处理后,过表达拟南芥幼苗的地上部分和地下部分均有报告基因的表达;亚细胞定位结果表明,Gm Di19-5蛋白定位于拟南芥原生质体的细胞核中;通过酵母双杂交技术筛选到了与Gm Di19-5互作的候选蛋白,试验进一步验证了Gm Di19-5与Gm Dna J在酵母细胞中互作;另外,实时荧光定量PCR结果显示,互作蛋白基因Gm Dna J受高温胁迫诱导表达。【结论】Gm Di19-5受高温诱导表达,Gm Di19-5可能与Gm Dna J互作,表明Gm Di19-5功能的发挥可能需要Gm Dna J的参与。     

拟南芥转录因子AtMYB73转录活性区域分析及互作蛋白的筛选

【目的】确定拟南芥抗逆转录因子AtMYB73的转录活性区域并筛选获得与其互作的蛋白,为进一步阐明AtMYB73调控拟南芥抗逆的分子机制奠定基础。【方法】构建转录因子AtMYB73的酵母诱饵表达载体pAS1-AtMYB73,检测pAS1-AtMYB73的自激活性及其对酵母Y190的细胞毒性。克隆AtMYB73的N端区域（含有R2R3结构域）和C端区域（不含R2R3结构域）,检测AtMYB73的N端和C端的转录激活活性,分析AtMYB73自激活结构域的位置。利用酵母双杂交技术,以AtMYB73为诱饵筛选拟南芥的cDNA文库,将阳性克隆进行鉴定、测序;利用TAIR数据库对筛选获得的AtMYB73的候选互作蛋白进行分析。构建AtMYB73和F12F1.4的酵母双杂交载体pGBDT7-AtMYB73和pGADT7-F12F1.4,通过酵母双杂交技术,对其互作关系进行分析。【结果】含pAS1-MYB73的酵母菌在不同浓度的3-AT的SD/-His/-Trp/、SD/-Ade/-Trp培养基上均能生长,表明AtMYB73具有较高的自激活活性。含pAS1-AtMYB73的酵母菌在SD/-Trp/Amp液体培养基中培养24 h的OD₆₀₀值大于0.8,表明诱饵载体对酵母Y190没有细胞毒性。成功构建了pAS1-AtMYB73-N和pAS1-AtMYB73-C载体,获得了含有pAS1-AtMYB73-N和pAS1-AtMYB73-C的酵母;含pAS1-AtMYB73-N的酵母在含X-a-gal的YPAD培养基上呈现无色,而含pAS1-AtMYB73-C的酵母则呈现蓝色,表明AtMYB73的C端有明显的自激活性,而N端没有自激活性。以AtMYB73为诱饵,筛选拟南芥的cDNA文库,获得了与光合作用、防御反应途径、抗逆等相关的8个蛋白。利用酵母双杂交技术,确定了MYB73与F12F1.4之间存在一定的互作。【结论】拟南芥抗逆转录因子AtMYB73具有较高的转录激活活性,其活性区域位于C端;以AtMYB73为诱饵,筛选获得了与光合作用、防御反应途径、抗逆等相关的8个AtMYB73的候选互作蛋白;利用酵母双杂交技术,确定了AtMYB73与F12F1.4之间的互作关系。     

分蘖洋葱-番茄套作系统中番茄叶片差异蛋白表达分析

【目的】明确套作对番茄叶片差异蛋白表达的影响,从蛋白质水平进一步揭示套作分蘖洋葱减轻番茄连作障碍的机理,探明套作控病增产的原因,推动番茄高效优质栽培模式的建立和推广。【方法】以番茄为主栽作物,分蘖洋葱为套作作物,番茄叶片为试材,将4个不同化感潜力的分蘖洋葱品种（化感潜力强的‘绥化’和‘五常红七社’,化感潜力弱的‘宁安市红城村’和‘七台河’）与番茄套作,运用蛋白质双向电泳和MALDI-TOF-MS质谱鉴定技术,鉴定套作不同化感潜力分蘖洋葱对番茄叶片蛋白质表达谱的变化,分析差异蛋白的种类和功能。【结果】套作后不同处理番茄叶片共鉴定出39个差异表达蛋白,分为7类,包括光合作用相关蛋白、代谢相关蛋白、能量代谢相关蛋白、植物抗性相关蛋白、蛋白质合成相关蛋白、核酸合成相关蛋白和未知功能蛋白,差异较大的是与光合（11个）、代谢（11个）、植物抗性（8个）相关的蛋白。套作处理后,热激蛋白、硫氧还蛋白、多酚氧化酶、景天庚酮糖-1,7-二磷酸酶、S-腺苷硫氨酸脱氢酶、ATP结合蛋白在番茄叶片中的表达量均有不同程度上调,化感潜力强的品种表达量显著高于弱的品种。【结论】套作分蘖洋葱对番茄叶片的蛋白表达存在差异,且化感潜力强的品种差异蛋白表达量高于化感潜力弱的品种,表明套作化感潜力强的品种有利于促进番茄的生长,增强其抗逆性,从而减轻连作障碍。     

小麦锌指转录因子TaDi19A对低温的响应及其互作蛋白的筛选

【目的】锌指类转录因子在植物逆境信号转导和非生物胁迫响应中发挥重要的作用。通过对小麦锌指转录因子基因Ta Di19A的耐冷性能进行鉴定,利用酵母双杂交技术筛选并获得与Ta Di19A互作的候选蛋白,以解析Ta Di19A介导的抗逆调控机制。【方法】通过对低温处理的小麦转录组测序结果进行分析,获得一个锌指类转录因子Ta Di19A。利用生物信息学的方法分析Ta Di19A的分子特性,用SMART在线工具进行蛋白结构分析;用GSDS和PHYRE2在线工具分别对Ta Di19A结构和蛋白三级结构进行分析;用Net Phos 2.0 Server数据库预测Ta Di19A蛋白磷酸化位点。以低温处理的小麦c DNA作为模板,通过SYBR Green染料法进行实时荧光定量PCR,检测Ta Di19A在低温处理不同时间段的表达模式。构建植物表达载体p BI121-Ta Di19A,通过花序侵染法转化拟南芥,用T3代拟南芥进行耐冷性鉴定,分析低温处理对转基因拟南芥的根长、鲜重和存活率的影响。检测转Ta Di19A拟南芥中抗逆相关基因表达变化,分析Ta Di19A调控植物耐冷性的作用机制。构建诱饵载体p GBKT7-Ta Di19A,验证自激活活性;利用酵母双杂交技术,将诱饵载体p GBKT7-Ta Di19A和小麦c DNA文库共转化酵母AH109感受态细胞,通过SD/-Trp/-Leu/-His/-Ade和X-α-gal显蓝反应筛选得到阳性克隆,测序和BLAST分析获得候选蛋白。【结果】小麦Ta Di19A编码区全长747 bp,编码248个氨基酸,分子量为28.03 k D,等电点为4.74,基因含4个外显子,3个内含子。Ta Di19A蛋白靠近N-端包含锌指结合结构域,C端为Di19结构域,预测的Ta Di19A蛋白三级结构包含2个α螺旋结构。磷酸化位点分析结果显示Ta Di19A蛋白含有12个丝氨酸、9个苏氨酸和3个酪氨酸磷酸化位点。实时荧光定量PCR结果显示,Ta Di19A受低温胁迫诱导表达。正常生长条件下,转基因和野生型拟南芥没有明显差异,低温处理下,转基因拟南芥的根长明显大于野生型拟南芥,并且耐冷性强于野生型拟南芥。下游基因检测结果表明,低温处理后,CBL1、CBL2和KIN1等冷胁迫响应相关基因在野生型和转基因植株中表达量都升高,在转基因植株中的表达量显著高于野生型,表明Ta Di19A可能通过调节下游冷胁迫响应相关基因的表达提高转基因植物的耐冷性。通过对酵母双杂交系统筛选到的候选互作蛋白进行初步分析表明,这些候选互作蛋白主要参与植物体的信号转导和非生物胁迫响应过程,表明Ta Di19A在植物的逆境信号转导及非生物胁迫响应过程中发挥着重要作用。【结论】小麦Ta Di19A受低温诱导表达,过表达能够提高转基因拟南芥的耐冷性;而Ta Di19A功能的发挥可能需要其他蛋白的参与。