一个二粒小麦LRR类受体蛋白激酶基因的克隆和鉴定

 Near the HMW-glutenin gene of wheat (Triticum aestivum), there is a locus (temporarily named TaXa) encoding LRR-receptor-like protein kinase, which is homologous to disease resistance protein Xa21 of rice (Oryza sativa). Through RT-PCR approach, a cDNA clone of ZS2002 was isolated from the orthologous locus of TaXa in Triticum turgidum. ZS2002 was 3 081 bp long and encoding a peptide composed of 1 026 amino acid. The protein included N-terminal conserved sequence, LRR domains, a transmembrane region and a serine/threonine protein kinase domain. ZS2002 was expressed in root, stem, leaf and spike. The transcribing in seedling leaves was significantly enhanced by Blumeria graminis f.sp. tritici. TaXa gene might play a role in powdery mildew resistance reaction in Triticum.     

MYB转录因子基因MIXTA及其同源基因功能的研究进展

被子植物表皮细胞的形态学建成是目前研究工作中较为流行的生物学现象,其大致包括：表皮细胞形状的改变、表皮细胞附属衍生物的形成、根毛和毛状体的分化等方面,根据大量的试验结果总结发现MIXTA及其同源基因的生物学功能与该现象密切相关。MIXTA是编码一个具有R2R3 MYB结构域的转录因子,自从1994年首次报道在金鱼草中被克隆以来,已经受到广泛的关注并在不同种属试验材料中被更深入地研究和讨论。MIXTA最早被证实的调节功能是促进金鱼草花瓣表皮细胞发生锥形化,使花瓣内表皮具有天鹅绒状质感,野生型金鱼草花瓣表面的锥形细胞在MIXTA突变时形状发生显著扁平化,花瓣内表皮的天鹅绒状质感消失,异位表达的MIXTA同时调控锥形细胞和多细胞腺体毛状体在不同组织部位的生长。近几年的研究发现,除金鱼草外,许多物种中都存在一些类似于MIXTA的基因,统称为MIXTA-like,如唐松草、猴面花、番茄、拟南芥等,特别是在拟南芥中,发现了很多与MIXTA具有高度相似性的基因,这些基因的功能与金鱼草中MIXTA的功能大同小异,并且对其下游基因的调节通路研究的较为透彻。同时,MIXTA作为MYB类转录因子可通过与bHLH转录因子及WD40转录因子结合发生互作,以复合物的形式间接地调控花青素的合成。MIXTA的存在可以影响花瓣表面的温度、气味、颜色、湿度、质感、光学特性等一系列生物学特征,并且通过改变植物花瓣的表型间接影响植物的授粉方式,建立自身的防御保护系统,由此体现MIXTA的生物学功能广泛,对其进行研究的生物学意义可见一斑。文章中首先简要介绍了MIXTA的基本结构,利用氨基酸序列比对及系统发生树等生物信息学技术比较分析MIXTA及其同源蛋白的亲源关系以及它们共同具有的R2R3 MYB结构域,然后从表皮细胞形状的改变（主要指表皮细胞锥形化）、表皮附属衍生物的形成（包括表皮蜡质的合成,毛状体和根毛细胞的分化）、参与激素代谢途径进而间接调控表皮细胞形态建成3方面来论述MIXTA及其同源基因的具体生物学功能,最后对MIXTA在农业、观赏园艺的应用及未来的研究方向进行了展望。     

DELLA家族蛋白研究进展

在已发现的植物GA信号传递分子中,有一类N端具有高度保守的DELLA结构域,称之为DELLA家族蛋白。介绍了DELLA蛋白的保守结构域和降解途径,并综述了其对多种植物激素信号的调控作用,以期提示植物生长发育和植物激素信号转导的奥秘。     

STMP在拟南芥分枝发育过程中的功能鉴定

拟南芥(Arabidopsis thaliana)中含有脂/固醇结合的相关脂转移蛋白结构域(steroidogenic acute regulatory related lipid transfer,START)的膜相关蛋白(START domain containing-membrane related protein,STMP),STMP是START保守域(第84～295位)功能未知的蛋白质,由440个氨基酸组成、具有跨膜片段、属于磷脂酰胆碱转运蛋白.为明确STMP在拟南芥发育调控过程中的作用,深入了解拟南芥发育调控的分子机理,本研究用35S强启动子启动START结构域,构建START结构域的过表达载体,利用农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)侵染花序法把STMP的过表达载体转入野生型拟南芥,获得过表达STMP的转基因拟南芥,并用qRT-PCR技术进行验证;分析转基因拟南芥分枝发育状况,明确STMP在拟南芥分枝调控过程中的作用;用qRT-PCR技术分析STMP的时空表达特性;构建STMP和绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)的融合蛋白载体,把此载体转入野生型拟南芥中,对转基因拟南芥中GFP进行荧光观察,从而对STMP进行亚细胞定位.本研究获得了过表达STMP的转基因株系;过表达STMP的转基因拟南芥分枝比野生型明显增多,突变体stmp的分枝减少;STMP的时空表达特性分析表明,茎中STMP的表达量最高,STMP定位在细胞质膜和细胞质中.结果表明STMP可以促进拟南芥的分枝发育,本研究对完善拟南芥分枝调控机制具有重要的意义,可以为植物株型的定向设计提供理论依据.     

紫花苜蓿盐诱导HD-Zip类转录因子MsHB2的克隆及功能分析

【目的】在已有的一条紫花苜蓿（Medicago sativa L. cv. Zhongmu-1）盐诱导未知基因的EST序列基础上,克隆其（MsHB2）全长序列并分析其功能,以进一步了解其在紫花苜蓿中的耐盐调控机理。【方法】以先前获得的EST序列为基础设计引物,使用RACE法从紫花苜蓿中克隆得到MsHB2的3′和5′末端序列,经DNAMAN软件拼接后得到其全长序列。使用多种生物信息学软件对MsHB2的开放阅读框,编码蛋白等电点、分子量、疏水性、亚细胞定位、进化关系等进行预测分析。构建MsHB2的亚细胞定位瞬时表达载体,使用基因枪转化法将MsHB2与GFP在洋葱表皮细胞中融合瞬时表达并观察其亚细胞定位荧光信号。将生长30 d的中苜一号分别进行300 mmol?L-1 NaCl和0.1 mmol?L-1 ABA胁迫处理,取胁迫处理0、2、4、10、24 h后的根和茎叶组织提取总RNA并进行荧光定量PCR分析。构建了MsHB2的植物超表达载体,转化农杆菌GV3101菌株,使用农杆菌花序侵染法转化拟南芥并在盐胁迫条件下对转基因株系进行相关表型分析。【结果】将RACE法克隆得到MsHB2的3′和5′末端序列拼接后得到1 126 bp的全长序列,序列分析表明,其编码蛋白包含247个氨基酸,具有一个同源异型结构域和一个亮氨酸拉链结构域,与拟南芥HD-Zip第I类转录因子ATHB12具有较高相似性。进化树聚类分析表明MsHB2属于第Ⅰ类同源异型域亮氨酸拉链蛋白。洋葱亚细胞定位分析表明MsHB2定位于细胞核。转录水平表达分析表明MsHB2受300 mmol?L-1 NaCl和0.1 mmol?L-1 ABA胁迫诱导而表达量显著升高。转基因研究表明在NaCl和ABA胁迫下,过量表达MsHB2的转基因拟南芥表现比野生型拟南芥更敏感。【结论】从紫花苜蓿中克隆得到一个定位于细胞核的同源异型域亮氨酸拉链蛋白基因MsHB2,其在紫花苜蓿中受NaCl和ABA胁迫诱导,并在NaCl和ABA胁迫条件下抑制转基因拟南芥的生长。推测MsHB2可能通过ABA信号途径参与紫花苜蓿盐胁迫应激调控,并在盐胁迫等非生物胁迫下对紫花苜蓿的抗逆性起负调控作用。     

拟南芥LRR-Extensin蛋白家族的研究

LRR-Extensin(LRX)是一种定位于植物细胞壁中的蛋白,其结构中含有富含亮氨酸的重复序列和伸展蛋白结构域。LRX蛋白的功能众多,除了促进细胞生长外,还影响营养生长、形态发生、授粉受精等,随细胞基质不同具有不同的功能,并表现出高度的组织、器官和细胞特异性。介绍了拟南芥中LRX的分类、结构特征、表达形式及其在根毛和花粉发育中的作用。     

猪瘟兔化弱毒株E2蛋白ABCD抗原结构域在大肠杆菌BL21(DE3)和Rosseta(DE3)中的表达及鉴定

为获得大量的猪瘟病毒重组蛋白抗原,本文构建了猪瘟兔化弱毒株E2蛋白ABCD抗原结构域原核重组表达质粒pET-32a(+)-ABCD,对该重组表达质粒在大肠杆菌BL21(DE3)和Rosseta(DE3)中的表达产量进行了比较分析,并采用胶体金免疫层析和蛋白质免疫印迹鉴定重组蛋白的反应原性。结果表明重组质粒pET-32a(+)-ABCD在大肠杆菌BL21(DE3)和Rosseta(DE3)中均可以获得可溶性表达,目的蛋白表达量分别占总蛋白量的比例为11.4%和19.7%,大肠杆菌Rosseta(DE3)作为表达宿主菌更高效,且重组蛋白具有反应原性。该研究为猪瘟病毒重组蛋白抗原的制备提供了参考。     

结构域Tt APuX21基因的分离与克隆研究

以热产硫化氢高温厌氧杆茵茵液为模板,根据Gene Bank中登记的编码结构域Tt APuX21基因序列设计1对特异引物,利用多聚酶链反应技术,扩增出目的基因Tt apux21,并克隆到表达栽体pET21a( )中.经茵液PCR筛选和DNA测序鉴定.表达栽体pET21a( )中插入有序列正确的Tt apux21基因,重组质粒命名为pEX21.     

辣椒RWP-RK转录因子分析

RWP-RK基因家族是植物特有的转录因子家族。该家族在植物氮元素信号传导和配子体发育过程中起核心的调控作用。使用公开的中国重要栽培品种遵辣1号及其野生亲本墨西哥辣椒种"Chiltepin"的基因组序列,鉴定出辣椒基因组中含有RWP-RK结构域的基因,并进行系统进化、染色体定位、保守序列和可能功能等分析。遵辣一号基因组中与拟南芥氮代谢重要调控因子AtNLP7同源的是CaZunla01g000097、CaZunla01g004485和CaZunla00g000405。遵辣1号的2个基因Capana03g001990和Capana03g000787与拟南芥卵细胞形成相关转录因子AtRKD1、AtRKD2和AtRKD4同源。这些基因在栽培品种遵辣1号和其野生祖先品种基因组中保持了高度的保守性。此外,辣椒基因组中存在特有的RWP-RK转录因子亚家族。这一亚家族的蛋白质氨基酸序列中含有独特的保守序列。这些序列在拟南芥RWP-RK转录因子中并不存在。辣椒栽培品种遵辣1号中有在其野生祖先"Chiltepin"中不存在的RWP-RK转录因子基因。鉴定出了分别与拟南芥RWP-RK转录因子高度相似、存在重大差异以及辣椒野生种和栽培种之间存在差异的RWP-RK转录因子成员,为后期辣椒RWP-RK转录因子家族的克隆和功能研究提供了重要的信息。对这些基因进行功能研究,会极大的促进辣椒对氮元素匮乏环境响应以及辣椒配子体发育的分子机制研究。     

CRISPR/Cas9技术在获取双突变体材料中的应用

为了研究含双MATH结构域基因sb3 与sb6 的功能,需要创制这2 个紧密连锁基因的双突变体。利用CRISPR/Cas9 基因编辑技术对拟南芥Col-0 中的sb3、sb6 基因进行特异性定点双敲除。通过PCR和Singer 测序验证,共获得10 株T0代转基因植株,其中5 株在目标片段上没有发生编辑;另5 株在sb3 基因上的目标序列都发生了编辑,在sb6 基因的目标序列上只有2 株发生了编辑。至此成功获得了sb3 与sb6 基因双敲除的突变体,且获得该突变的类型为核苷酸缺失突变体。这个双突变体的获得为进一步研究双MATH结构域基因在拟南芥中的功能奠定了良好的基础