辣椒小G蛋白CaRab11基因全长cDNA的分离及序列分析

通过分析克隆获得的辣椒Rab11全长cDNA及其编码的氨基酸序列结构特征,为进一步研究辣椒Rab11功能奠定基础.通过对辣椒均一化cDNA文库的筛选分离获得了一个与葡萄Rab11小G蛋白VvRabAlf高度同源的全长cDNA,命名为CaRab11.序列分析结果表明:该cDNA包含有1164 bp的完整开放阅读框,编码217个氨基酸.该蛋白含有Rab GTP酶超家族保守的RabSF模体;Rab亚家族蛋白所特有的五个氨基酸序列RabF模体(RabF1-RabF5);参与GTP/Mg++结合及GTP水解的G结构域(G1-G5:GDSGVGKS,T,DTAGQE,GNKADL及ETSAL);两个构象变构域(Switch Ⅰ和SwitchⅡ)及与异戊二烯化相关的CCX序列.氨基酸同源性及进化分析同样表明CaRab11为辣椒小G蛋白Rab11家族新成员.     

辣椒CaROPGEF1 cDNA的分离及其结构和表达的初步分析

ROP是植物特有的一类Rho相关GTPases,在植物体内通过GTP结合形式与GDP结合形式的切换而对生长发育和适应环境起调节作用.由GTP结合形式向GDP结合形式的转换主要依赖于鸟苷酸交换因子(guanine nucleotide exchangefactor,GEF).本文以锁定于GDP结合形式的辣椒DN-CaROP1突变体为诱饵,采用ProQuestTM酵母双杂交体系,从辣椒幼苗cDNA文库中分离了辣椒GEF阳性克隆,其推导的氨基酸序列与其他植物中发现的GEF具有较高的同源性,并含典型的植物ROPGEF保守域DUF315及N端与C端的高度变化域,将之命名为CaROPGEF1;RT-PCR分析表明,CaROPGEF1在辣椒多种组织中均有表达;进一步酵母双杂交分析表明,CaROPGEF1可与GDP结合态的ROP结合,而不能与GTP结合态的ROP结合.上述结果暗示CaROPGEF1调节的ROP从DN态向CA态的转化在辣椒植株中频繁发生,可能参与辣椒ROP介导的生长、发育和对环境适应的调控.     

一种辣椒Rop GTPase激活蛋白基因的分离及其特征分析

Rop(Rho-related GTPase of plant)是植物中存在的一种特殊的小G蛋白。其与GTP(guanosine triphosphate)结合形成激活态,与GDP(guanosine diphosphate)结合形成失活态,并通过其激活态和失活态的转换启动和终止植物多种信号过程。Rop不同结合形式的转换受到一系列调控因子的调控。本研究以一个辣椒(Capsicum annuum L.)Rop蛋白(CaRop1)的组成型激活态CA-CaRop1为诱饵,利用ProQuestTM酵母双杂交体系,从辣椒幼苗猎物文库中分离获得一种Rop GTPase激活蛋白(Rop GTPase activating proteins,RopGAP)基因,将其命名为CaRopGAP3。生物信息学分析表明,CaRopGAP3全长1597bp,包含一个1437bp的开放阅读框,编码478个氨基酸,其氨基酸序列不仅含有3个保守的GAP结构域,其N端还含有CRIB(Cdc42/Rac-interactive binding motif)结构域,属于植物特有的一类RopGAP亚家族。酵母双杂交验证显示CaRopGAP3只能与组成型激活态(CA)的CA-CaRop1互作而不能与显性失活态(DN)的DN-CaRop1互作,且含CRIB结构域的N端对他们之间的互作没有明显的调控作用。亚细胞定位分析显示,CaRopGAP3主要分布于细胞膜上,且含CRIB结构的N端在其膜定位中起重要调节作用。荧光定量PCR分析显示,CaRopGAP3基因在辣椒幼叶中的表达量最高,约为幼根的17倍、成熟根和花器官的8倍。CaRopGAP3基因的这种结构及组织表达特点可能与其参与的特定信号路径密切相关。本研究为进一步解析辣椒CaRop1介导的信号调控机制提供基础数据。     

Gateway技术构建酵母双杂分析用辣椒cDNA文库

构建cDNA文库是利用酵母双杂交技术开展特定cDNA分离的重要基础工作.利用Gateway技术,在成功提取辣椒总RNA并分离mRNA的基础上,合成了3种读码框的双链cDNA,通过BP反应构建其相应的入门文库,再通过LR反应将cDNA迅速且定向地重组到酵母双杂分析用目的载体pDESTTM22上,构建成高质量目的文库.经检测入门文库和目的文库滴度均达到(4.0～5.0)×106 cfu/ mL,文库总容量为(2.4～3.0)×107 cfu,平均插入片段大小为1 250 bp,其质量完全满足于进一步利用酵母双杂体系分析目的基因互作蛋白cDNA.     

一个辣椒PHD-finger家族转录因子CaPHD1的克隆及其表达分析

以辣椒均一化cDNA文库为模板,通过PCR扩增获得CaPHD1基因克隆,该基因序列含有1个220个氨基酸序列的开放阅读框,同其他植物具有62%~89%的氨基酸同源性。在植物亚细胞定位实验中CaPHD1与GFP的融合蛋白定位于细胞核;实时荧光定量PCR分析结果表明,该基因受到青枯菌侵染和水杨酸、茉莉酸甲酯、乙烯和脱落酸等外源激素的诱导,表明CaPHD1可能在应答病原菌中起重要的作用。