7个桑树AP2/ERF转录因子的生物信息学及表达分析

AP2/ERF类转录因子是植物所特有的一类转录因子家族,在植物的生长发育及响应非生物胁迫中发挥着重要作用.为发掘桑树AP2/ERF类转录因子的成员及其功能,从桂桑优12中克隆到7个AP2/ERF转录因子,命名为MnAP2/ERF1～MnAP2/ERF7.生物信息学分析结果表明,这7个AP2/ERF蛋白都属于不稳定蛋白,...     

AP2/ERF转录因子对植物非生物胁迫应答的研究进展

植物AP2/ERF(APETALA 2/ethylene-responsive element binding factor)是一个庞大的转录因子超家族,其蛋白质中均含有1或2段60~70个氨基酸残基组成的AP2/ERF结构域,存在于所有植物中。AP2/ERF转录因子参与多种生物学过程,包括干旱、高盐、低温等逆境胁迫响应等。在植物受到逆境刺激后,脱落酸、乙烯等信号相应地被激活,并激活AP2/ERF转录因子的表达,从而调控功能基因的表达。文中对国内外近年来有关植物AP2/ERF类转录因子的分类、结构特点、分布、信号传导途径及基因调节等方面的研究进行了综述。     

水稻AP2/ERF转录因子家族及其相应miRNAs在叶片衰老中的表达

【目的】探究水稻AP2/ERF转录因子在叶片衰老中的功能及其受miRNA和组蛋白修饰调控的转录机制。【方法】在全基因组水平对水稻(Oryza sativa)AP2/ERF家族成员及其上游靶向的miRNAs进行鉴定和生物信息学分析。对miRNA及其靶基因在水稻叶片衰老过程中的表达谱进行分析。通过RT-qPCR检测该家族成员及miRNAs在水稻叶片衰老过程中的互作关系。【结果】在水稻中共有155个AP2/ERF基因,所有成员启动子都含有光响应元件,大多数基因都具有茉莉酸(jasmonic acid, JA)、脱落酸(abscisic acid, ABA)和厌氧诱导顺式作用元件。预测到45个miRNAs靶向调控水稻AP2/ERF家族的58个成员。鉴定出一系列在水稻叶片衰老过程中呈显著负相关的miRNA-靶基因对,暗示这些miRNAs可能通过抑制AP2/ERF基因的表达,参与水稻叶片衰老过程的调控。同时,发现4个AP2/ERF基因的表达量及其组蛋白H3K9ac富集水平随水稻叶片的衰老持续上升,说明这些基因表达同时受到H3K9ac修饰调控。【结论】在水稻叶片衰老过程中AP2/ERF基因的转录受其...     

AP2/ERF蛋白调控植物的非生物胁迫应答机制

AP2/ERF蛋白是植物所特有的转录因子,参与植物生长发育以及调控生物和非生物胁迫反应。研究表明,AP2/ERF蛋白不仅与其它类型转录因子共同形成复杂的转录调控网络,通过多种信号转导途径调控功能基因的表达,而且可以作为外界信号的感应因子调控植物的非生物胁迫应答。主要从AP2/ERF蛋白在植物激素合成、蜡质合成、低氧胁迫应答、ROS清除以及蛋白质修饰等方面综述了AP2/ERF蛋白在植物非生物胁迫应答中的研究进展,并展望了今后的研究方向。     

喜旱莲子草AP2/ERF基因家族的鉴定及其在除草剂胁迫下的表达模式

【背景】喜旱莲子草（Alternanthera philoxeroides）是一种极难防除的恶性入侵杂草，给我国生态环境造成了严重危害。AP2/ERF(APETALA2/ethylene responsive factor)家族是植物中最大的转录因子家族之一，不仅参与植物体内多种信号网络的调控，还在植物响应除草剂胁迫中发挥重要作用。【目的】系统分析喜旱莲子草ApAP2/ERF家族成员的基本特征，揭示其在除草剂胁迫下的表达模式，明确ApAP2/ERF潜在的生物功能，挖掘抗除草剂的潜在靶标基因，为精准、合理地选择除草剂提供依据。【方法】利用本地BLASTp从喜旱莲子草基因组数据库中对AP2/ERF家族成员进行鉴定，运用MEME、ExPASyServer10、Plant-mPLoc、SWISS-MODEL、NCBI SRA数据库和psRNA Target在线网站获取保守基序（Motif）、蛋白理化性质、亚细胞定位、三级结构、转录组、靶向miRNA信息。通过GFF3基因组注释文件获取基因结构信息。利用MEGA 11、TBtools和R语言绘制系统发育树、表达模式热图和miRNA靶向关系图等。采...     

胡杨中两个新DREB类基因的克隆、序列分析及转录激活功能研究

DREB转录因子(干旱应答元件结合因子)是逆境适应中的关键调节因子。该类转录因子的特点是拥有保守的AP2/EREBP(APETALA2/乙烯应答元件结合蛋白)结构域,能够特异性地与抗逆基因启动子上的DRE元件相结合,在低温、干旱和盐碱等条件下调节一系列下游逆境应答基因的表达。本研究从胡杨中分离出2个编码DREB2类蛋白的基因PeDREB3和PeDREB4。PeDREB3和PeDREB4在胡杨根、茎、叶中都有表达。序列分析显示,PeDREB3和PeDREB4均含有非典型性AP2/ERF结构域,即在AP2/EREBP结构域的第2个β折叠和第3个β折叠处多出8个氨基酸残基,用改进的酵母单杂交技术发现PeDREB3和PeDREB4能够在酵母中激活下游报告基因的表达,具有转录活性。     

6个柚类品种花粉形态观察

[目的]观察、分析柚品种花粉形态特征,为柚类资源研究提供参考依据.[方法]利用JSM-6360A扫描电子显微镜观察沙田柚、桂柚1号、早熟沙田柚、蜜柚、酸柚和砧板柚6个柚类品种花粉的特征,500倍观察花粉粒群体,3000倍观察赤道面,3500倍观察极面,10000倍观察花粉粒表面纹饰.用CAD软件测量花粉粒极轴长（P）、赤道轴长（E）和穿孔直径.[结果]6个柚类品种花粉粒均属于中等花粉,花粉大小为（19.73～22.60） μm＆#215;（38.64～41.99） μm.赤道面观均为近长椭圆形或长方形,极面观为近圆形或正方形.6个柚类品种花粉均具有4条萌发沟,其中沙田柚和早熟沙田柚少数或个别花粉具有5条萌发沟,萌发沟以等距环状分布,花粉粒表面具网状纹饰.[结论]6个柚类品种花粉大小、萌发沟、花粉壁纹饰均存在一定差异,可作为鉴定桂柚1号、沙田柚和早熟沙田柚亲缘关系及种间关系的依据.     

茶树AP2/ERF-B3类转录因子基因的克隆与表达特性分析

植物在受到高温、低温、干旱和盐害等逆境胁迫时,ERF作为信号转导因子被诱导并调控其他抗逆基因的表达。研究茶树AP2/ERF-B3类转录因子在不同茶树品种间的分子特性、组织表达和逆境响应情况,将有助于了解AP2/ERF转录因子在茶树逆境调控中的作用。以2个茶树品种‘安吉白茶’和‘迎霜’为试验材料,通过RT-PCR方法分别从2种茶树的cDNA中克隆得到CsERF-B3基因。利用实时定量PCR技术检测该基因在茶树根、茎、叶、花各组织和4种非生物逆境胁迫处理(4℃低温、38℃高温、200 g·L-1PEG干旱处理、200 mmol·L-1NaCl)中的表达情况。结果表明:2种茶树中CsERF-B3基因全长均为639 bp,编码212个氨基酸,含有保守的AP2结合域,是植物典型的AP2/ERF家族转录因子;该转录因子属于AP2/ERF转录因子家族中的ERF亚族B3组;该转录因子是亲水性蛋白,无序化特征明显,并与拟南芥AtERF1具有相似的三级结构;该基因在茶树根中表达量最高,并且均能快速响应高温(38℃)、低温(4℃)和高盐(200 mmol·L-1NaCl)等非生物逆境胁迫。结论:环境中常见非生物胁迫可诱导茶树中CsERF-B3基因的表达,表明该AP2/ERF-B3类转录因子在茶树非生物胁迫中起着重要调节作用。     

茶树AP2/ERF-B3类转录因子基因的克隆与表达特性分析

植物在受到高温、低温、干旱和盐害等逆境胁迫时,ERF作为信号转导因子被诱导并调控其他抗逆基因的表达。研究茶树AP2/ERF-B3类转录因子在不同茶树品种间的分子特性、组织表达和逆境响应情况,将有助于了解AP2/ERF转录因子在茶树逆境调控中的作用。以2个茶树品种‘安吉白茶’和‘迎霜’为试验材料,通过RT-PCR方法分别从2种茶树的cDNA中克隆得到CsERF-B3基因。利用实时定量PCR技术检测该基因在茶树根、茎、叶、花各组织和4种非生物逆境胁迫处理(4℃低温、38℃高温、200 g·L-1PEG干旱处理、200 mmol·L-1NaCl)中的表达情况。结果表明:2种茶树中CsERF-B3基因全长均为639 bp,编码212个氨基酸,含有保守的AP2结合域,是植物典型的AP2/ERF家族转录因子;该转录因子属于AP2/ERF转录因子家族中的ERF亚族B3组;该转录因子是亲水性蛋白,无序化特征明显,并与拟南芥AtERF1具有相似的三级结构;该基因在茶树根中表达量最高,并且均能快速响应高温(38℃)、低温(4℃)和高盐(200 mmol·L-1NaCl)等非生物逆境胁迫。结论:环境中常见非生物胁迫可诱导茶树中CsERF-B3基因的表达,表明该AP2/ERF-B3类转录因子在茶树非生物胁迫中起着重要调节作用。     

植物乙烯响应因子(ERF)的结构、功能及表达调控研究进展

乙烯响应因子(ERF)是植物中AP2/ERF转录因子超家族中的一部分,其结构特征为含有1个AP2结构域,在AP2域外还含有功能各异的基序。ERF在胁迫下通常正向调控植物的抗性,但也会因为一些原因负调控植物的抗性。ERF通过调节果实的色素变化及软化等调控果实成熟过程,通过调控衰老和脱落进程以控制花叶的寿命。ERF受信号分子调控启动转录,之后受其他机制调控完成表达。ERF可以通过调控信号分子对下游基因进行大范围的调控。多种ERF与蛋白质之间互作的机制丰富了ERF调控下游基因的方式。本研究综述了ERF的结构特征、生物学功能及表达调控机制。图1表1参77     

沙田柚乙烯应答因子的鉴定和生物信息学分析

利用高通量测序对沙田柚自交和异交花柱进行转录组测序,通过差异分析得到了沙田柚乙烯应答因子基因序列。采用生物信息学方法,对其编码的蛋白质从序列特征、理化性质、跨膜结构域、高级结构以及功能域等方面进行了预测和分析。该基因全长为1013 bp(Gen Bank登录号为MG905213),开放阅读框(ORF)全长498 bp,编码的蛋白质含166个氨基酸。编码蛋白质的相对分子量为18.45 k Da,理论等电点为7.90。该蛋白质具有一个与AP2 superfamily蛋白相同的保守结构域,为亲水性非分泌不稳定蛋白,不属于跨膜运动,共有24个可能的磷酸化位点。氨基酸序列分析表明,该基因编码的蛋白质与芸香科的甜橙(Citrus sinensis,XP-006467696.1)和克莱门柚(Citrus clementina,XP-006449381.1)的AP2蛋白的同源性分别为100%和98%。系统进化树表明,沙田柚的乙烯应答转录因子与甜橙和克莱门柚亲缘关系很近,属于同一进化分支。     

杨树AP2/ERF转录因子家族生物信息学分析

AP2/ERF基因家族是植物所特有的一类转录因子,该转录因子参与多种生物学过程,包括植物生长、花发育、果实发育、种子发育、损伤、病菌防御、高盐、干旱等环境胁迫响应等。从毛果杨基因组数据库中查找210个毛果杨AP2/ERF家族基因,根据其编码氨基酸序列的相似性和AP2/ERF结构域的数量可分为4类,分别为AP2、ERF、DREB和RAV亚家族及其他(Potri.002G246100)。利用生物信息学方法分析了毛果杨210条AP2/ERF蛋白序列的系统发生、基因组定位、氨基酸组成、理化性质及二级和三级结构等。研究结果可为杨树AP2/ERF家族基因的功能分析提供参考依据。     

木榄ERF转录因子基因的克隆及功能分析初探

利用RACE-PCR技术,以深圳红树自然保护区的木榄为材料,克隆出一个ERF类转录因子基因的cDNA全长序列,命名为BgERF(GenBank序列号:GU593720)。生物信息学分析表明:该基因全长1 870 bp,完整开放阅读框1 425 bp,具有一个保守的AP2/EREBP结构域,且编码的由475个氨基酸组成的蛋白具有典型的1个α螺旋,3个β转角的三维结构,在AP2/EREBP结构域的第14位为丙氨酸(A),第19位为天冬氨酸(D),属于AP2/EREBPF蛋白家族中的ERF类转录因子;NCBI-BLAST比对结果表明:该基因与胡萝卜、拟南芥、水稻、辣椒、番茄、大豆、马铃薯、陆地棉等植物ERF类转录因子具有较高的同源性;并构建了高效植物表达载体PBI121-35s-BgERF,获得的转基因烟草与野生型相比,表现出明显的耐盐性,为该基因功能的深入分析和耐盐机理的研究奠定了基础。     

转录因子介导乙烯调控番茄果实成熟的研究进展

番茄果实成熟过程既是一个复杂又是一个高度有序的过程,该过程还受多种因子调控.主要综述了MADS-box转录因子、NAC转录因子、AP2/ERF转录因子、SBP/SPL转录因子和其他转录因子介导乙烯调控番茄果实成熟的研究进展,为进一步完善转录因子介导乙烯参与番茄果实成熟的转录调控网络提供理论参考.     

草莓乙烯响应因子FaERF003基因克隆与表达模式分析

[目的]为了探明乙烯响应因子FaERF003在草莓果实成熟中的作用.[方法]转录组测序和实时荧光定量PCR检测FaERF003基因在草莓果实不同发育时期的表达水平,利用生物信息学方法分析FaERF003 DNA结合域的氨基酸序列与蛋白质结构,烟草叶片瞬时转化分析FaERF003亚细胞定位.[结果]FaERF003基因CDS区全长894 bp,编码297个氨基酸,预测FaERF003蛋白的分子量为32.9 kD,等电点为8.55,属于AP2/ERF蛋白超家族.FaERF003在草莓果实成熟过程中表达迅速升高且与乙烯前体ACC含量变化趋势相似,推测该基因与乙烯信号转导相关.FaERF003蛋白定位于细胞核和胞质.[结论]FaERF003可能作为乙烯响应因子与乙烯调控草莓果实成熟密切相关.     

瞬时过表达MnERF2基因对桑树耐盐性的影响

为探明桑树AP2/ERF转录因子MnERF2基因对桑树耐盐胁迫能力的影响,利用构建好的植物过表达和抑制表达载体瞬时转化桑树,并比较分析NaCl胁迫前后瞬时转化桑树中的活性氧(ROS)含量、抗氧化酶活性、抗氧化物质含量以及抗氧化酶基因的表达量,以综合评定MnERF2基因的耐盐功能.通过荧光定量RT-PCR对盐胁迫后MnE...     

一个麻疯树AP2/ERF家族基因的克隆和植物表达载体的构建

[目的]克隆1个麻疯树AP2/EFR家族的基因,并构建其植物表达载体。[方法]利用麻疯树EST数据库中的AP2/ERF相关信息设计引物,通过RT-PCR克隆麻疯树AP2/EFR家族的基因,用生物信息学方法对其序列进行分析,并构建其植物表达载体。[结果]试验克隆到1个AP2/EFR家族基因JcERF;从cDNA序列、氨基酸序列、保守域序列、功能组成、理化性质、进化树等方面进行分析,结果显示JcERF属于AP2/EFR家族中的ERF亚家族;将JcERF连接至pCAMBIA1301载体上,构建了以35S为启动子的植物表达载体。[结论]该研究为麻疯树中JcERF的功能研究及提高麻疯树的抗逆性奠定了基础。     

ERF转录因子研究进展

ERF(Ethylene-responsive factor)转录因子是AP2/ERF大家族中的一个大的亚家族,仅含1个AP2/ERF结构域,每个成员都含有1个由大约60个氨基酸组成的非常保守的DNA结合域。有研究表明,每种植物有100种以上ERF转录因子,其功能各不相同,分别具有调节植物生长发育、抗生物胁迫和非生物胁迫的作用等。本文就ERF转录因子的研究现状及发展趋势进行分析,以期为ERF转录因子的应用提供参考。     

葡萄中一类AP2/EREBP-B1亚族转录因子的电子克隆及生物信息学分析

采用电子克隆(In silico cloning)的方法获得3个葡萄ERF类转录因子VvERF2.1、VvERF2.2、VvERF2.3,利用生物信息学方法对基因推导的氨基酸序列从氨基酸组成、理化性质、进化关系、高级结构和功能等方面进行了预测和分析.结果表明:3个转录因子属于AP2/EREBP-B1亚族,与其他物种的E...     

一个葡萄抗逆相关转录因子VvPF1基因的in silico克隆及生物信息学分析

AP2/EREBP是植物所特有的一类转录因子,广泛参与植物生长、发育以及多种生理生化反应的信号传导.本文利用in silico克隆方法获得葡萄VvPF1 基因,并利用生物信息学方法对该基因编码产物从氨基酸组成、理化性质、进化关系、二级及三级结构、功能等方面进行预测和分析.结果表明:VvPF1 是一个含有明显AP2结构域,具有潜在核定位能力的ERF类转录因子.此外,VvPF1与CaPF1, JERF1等抗逆相关的转录因子具有较高的同源性,因此推测,VvPF1很可能参与葡萄对生物和非生物胁迫的信号传导.