蒙古冰草ERF转录因子生物信息学及其表达分析

ERF(Ethylene responsive factor)家族是植物中一种重要的转录因子,参与植物生长发育和逆境胁迫响应。为筛选蒙古冰草(Agropyron mongolicum Keng)抗旱相关的ERF转录因子,本研究利用生物信息学方法对其理化性质、亚细胞定位、保守基序、进化关系及其二、三级结构进行分析,同时对不同干旱处理下的ERF基因进行表达分析。结果显示：筛选得到18个具有ERF结构特征的蒙古冰草ERF转录因子,蛋白大小在70～404aa之间,分子质量在7447.54～43654.9之间,理论等电点(PI)在4.53～11.10之间,其中有2个疏水性蛋白,其余均为亲水性蛋白,大部分定位于细胞核。ERF转录因子的二、三级结构以无规则卷曲为主,推测motif1,motif2,motif3为保守基序。进化关系比对发现AmERF053,AmERF1B,AmERF4-1,AmERF4-2与已知具有抗旱功能的蛋白具有较高同源性,且在干旱处理的蒙古冰草中显著差异表达。     

植物AP2/ERF类转录因子研究进展

AP2/ERF (APETALA2/ethylene-responsive factor)是植物中广泛存在的一类超大家族转录因子,含有1～2个约由60个氨基酸组成AP2/ERF结构域,根据AP2/ERF结构域的数量及结合序列可以将其分为5个亚家族:AP2(APETALA2)、 ERF(ethylene-responsivefactor)、 DREB(dehydration-responsiveelement-bindingprotein)、 RAV(relatedto ABI3/VP1)和Soloist。该家族转录因子在调控植物生长发育及响应逆境胁迫过程中发挥重要作用,本文重点介绍了近年来AP2/ERF类转录因子参与植物花发育、果实发育、种子发育等生长发育过程以及调控植物对病原体、干旱和高盐等逆境胁迫的响应过程等方面的研究进展,可为今后挖掘和利用该类转录因子基因提供参考。     

抗逆转录因子在百脉根中的功能分析

为提高豆科牧草百脉根抗旱方面的能力,从沙生植物胡杨和铃铛刺中克隆了4个抗逆转录因子基因并进行功能分析,从中筛选了2个具有抗旱特性的基因PeDREB2a和HhERF2,构建了以磷酸甘露糖异构酶为筛选标记的单、双价植物表达载体,转化百脉根Leo品种,结果表明,转录因子基因明显改善了百脉根的抗旱特性,经过抗旱复水试验证明转基因百脉根成活率达到100%。     

四翅滨藜AcDREB2转录因子编码基因的克隆及其表达

脱水应答元件结合蛋白(DREB)在植物响应盐和干旱胁迫中发挥重要作用.为研究DREB在耐盐碱耐干旱的先锋植物四翅滨藜(Atriplex canescens)中的功能及其应用前景,本研究设计了一对简并引物,通过PCR扩增和RACE法克隆得到四翅滨藜DREB转录因子编码基因AcDREB2.该基因cDNA全长为867 bp,共编码242个氨基酸.序列BLAST比对与同源性分析结果表明,该基因与其他植物的DREB具有较高的同源性.利用RT-PCR方法进行表达模式分析发现,AcDREB2在四翅滨藜叶中高丰度表达,且其表达受NaCl和渗透胁迫处理的快速诱导,表明AcDREB2参与了四翅滨藜的抗逆响应.     

四翅滨藜AcDREB2转录因子编码基因的克隆及其表达

脱水应答元件结合蛋白(DREB)在植物响应盐和干旱胁迫中发挥重要作用。为研究DREB在耐盐碱耐干旱的先锋植物四翅滨藜(Atriplex canescens)中的功能及其应用前景,本研究设计了一对简并引物,通过PCR扩增和RACE法克隆得到四翅滨藜DREB转录因子编码基因AcDREB2。该基因cDNA全长为867 bp,共编码242个氨基酸。序列BLAST比对与同源性分析结果表明,该基因与其他植物的DREB具有较高的同源性。利用RT-PCR方法进行表达模式分析发现,AcDREB2在四翅滨藜叶中高丰度表达,且其表达受NaCl和渗透胁迫处理的快速诱导,表明AcDREB2参与了四翅滨藜的抗逆响应。     

白颖苔草热激转录因子基因的克隆及其序列分析

白颖苔草(Carex rigescens(Franch.)V.Krecz.)的热激转录因子基因是重要的耐热候选基因。通过序列多重比对设计简并引物,扩增出白颖苔草的热击转录因子基因cDNA的中间片断,并在此基础上利用RACE技术得到3′端cDNA片段和5′端cDNA片段。结果表明:通过序列拼接获得该基因的全长cDNA(1226bp),命名为CrHSF。序列分析表明其含有一个完整的开放阅读框(103～1023bp),编码蛋白质含有306个氨基酸,分子量为38.75kDa,等电点为5.85。CrHSF的氨基酸序列与OsHSF的同源性为59%,与已知的其他热激转录因子也具有较高的同源性。在CrHSF的氨基酸序列中没有预测到信号肽以及跨膜区域,但是具有多种翻译后修饰的加工位点。     

黄花苜蓿AP2/ERF家族MfERF028基因的表达特性与耐寒功能分析

基于黄花苜蓿（Medicago falcata L.）转录组测序数据,克隆得到MfERF028基因,蛋白质编码区（Coding sequence,CDS）长度为672 bp,编码223个氨基酸。该基因编码的蛋白质相对分子质量为25.3 kDa,等电点为6.00;亚细胞定位表明该基因所编码的蛋白在细胞核内特异表达,基因表达模式分析表明对-8℃胁迫响应强烈。构建植物表达载体,并转入截形苜蓿（Medicago truncatula Jemalong A17）中进行基因功能验证,结果表明异源表达的转化植株遭受冷冻胁迫时MfERF028可上调MtCAS15A基因的表达。该研究为阐明AP2/ERF家族基因抗逆机制提供了理论依据,并为培育抗逆豆科牧草提供了新的候选基因。     

家蚕转录因子AP-4基因cDNA的分子克隆与生物信息学分析

AP-4(activator protein 4)是一种转录因子,在生物的生长发育中有重要作用。根据家蚕表达序列标签(EST)并利用cDNA末端快速扩增(RACE)方法克隆了家蚕AP-4(Bombyx mori activator protein4)基因,结合生物信息学方法对所获的序列进行开放阅读框、序列同源性分析,预测了AP-4蛋白的理化性质。获得的家蚕AP-4基因cDNA的全长为1621bp,其开放阅读框为996bp,编码331个氨基酸,基因由3个外显子和2个内含子组成。同源性比对表明该基因推导的氨基酸序列与棉铃虫AP-4和谷蛀虫AP-4推测的蛋白同源性分别为76%和54%,第45-99位氨基酸序列是一个典型的保守结构域。实时定量RT-PCR显示该基因在所检测家蚕的各发育时期中,除幼虫1龄和蛹期第4天无表达外,其它时期均有表达,其中幼虫3龄和4龄期的表达量较高。     

山羊转录因子及其功能研究进展

山羊可提供丰富的肉、乳、绒、毛等畜产品。转录因子是一类结合特异DNA片段的蛋白质,通过调节基因表达影响山羊的各类经济性状。本文概括了约42个转录因子在绒毛、繁殖、泌乳和产肉等生产性状的功能,发现与模式生物相比,山羊转录因子功能的研究还不深入和系统：山羊已知转录因子的数目少于模式生物;已知转录因子的功能较单一,多功能转录因子的研究相对较少;大部分研究关注转录因子表达与表型的关联,对转录因子结合位点及其靶基因等机制尚未清晰阐述。为深入理解调控山羊经济性状的分子机理,今后可采用高通量技术和生物信息学等方法,从系统生物学的角度预测转录因子及靶基因、挖掘和解析关键调控模块。     

真核生物转录因子及其研究方法进展

真核生物基因的表达调控是当前分子生物学最前沿的研究领域之一,而转录水平的调控是基因表达过程中最重要的第一步,由于蛋白质-蛋白质、蛋白质-DNA之间的相互作用,以及一些复杂大分子复合物的形成,导致真核生物转录水平的调控是一个多级的复杂过程.转录因子即反式作用因子在转录调控中可以直接或间接的识别或结合在顺式作用元件8bp~112bp核心序列上,参与调控靶基因的转录效率.因此,转录因子与调控序列的相互作用在决定某个基因是否表达中占据核心位置.随着对转录因子及其研究方法的深入研究,尤其是近几年染色质免疫沉淀及生物信息学的发展,人们将会进一步研究转录调控的机制及细胞行为和疾病的发生机理.     

日本结缕草ZjERF1的克隆、转录激活活性、亚细胞定位及表达分析

ERF转录因子是植物体内最大的一类转录因子之一,在调控植物生长发育和响应环境胁迫等方面发挥着重要的作用。研究利用RACE技术,从日本结缕草中克隆到ZjERF1基因(GenBank登录号为MH294481),开放阅读框为630 bp,编码209个氨基酸残基,含有1个高度保守的AP2结构域,属于典型的ERF转录因子。利用染色体步移技术,成功获得ATG上游1581 bp的启动子序列,生物信息学分析表明其中含有多个响应MeJA等激素和非生物胁迫的作用元件。为分析其转录激活特性,构建了pGBKT7-ZjERF1载体,转化Y2HGold酵母感受态细胞,结果表明其具有较强的转录激活活性。为探析其亚细胞定位情况,成功构建35S::ZjERF1:YFP载体,本生烟草瞬时表达结果证明ZjERF1定位于细胞核。为进一步研究ZjERF1的表达特征,利用实时荧光定量的方法进行了验证,结果表明:ZjERF1在日本结缕草茎中表达量最高,并且与叶片的衰老程度呈正相关性;此外ZjERF1的表达可受200μmol·L^-1 ET、10μmol·L^-1 MeJA和300 mmol·L^-1 NaCl处理的诱导,但受到20%PEG4000的抑制。研究表明ZjERF1是一个可参与多种信号转导途径的优良转录因子,为进一步探索ZjERF1基因的功能及其调控机制奠定了基础。     

转录因子CBF及其抗寒作用机制

从植物的抗寒方面综述了转录因子CBF（CRT／DRE-binding factor）的发现、分类、结构、在植物抗寒过程中发挥作用的分子机制,并介绍了调控CBF和受CBF调控的其他分子的信息,较为系统地归纳了CBF研究的最新进展。低温是影响植物生长、生产性能的重要因素之一。随着分子生物学的发展,植物抗逆分子机制成为当前植物学研究的一个热点。转录因子是转录起始过程中RNA聚合酶所需的辅助因子。真核生物RNA聚合酶自身无法启动基因转录,只有当转录因子结合在其识别的DNA序列上后,基因才开始转录。转录因子CBF广泛存在于各种植物中,可以识别COR基因中的CRT／DRE（C repeat/dehydration responsive element）元件,从而启动COR基因转录,是植物抗逆过程中一个重要的调节因子。     

白羊草NAC转录因子基因的克隆及表达分析

NAC转录因子是植物特有的转录因子并在植物的生长发育过程中发挥重要的作用,根据其他植物NAC转录因子基因的氨基酸保守序列设计简并引物,通过RT-PCR和RACE技术从白羊草(Bothriochloa ischaemum)中获得了全长cDNA,命名为BiNAC.序列分析表明,该cDNA片段全长为1549 bp,开放阅读框1125 bp,编码374个氨基酸,具有典型的NAC类蛋白的结构特征.进化树分析表明,该蛋白属于ATAF亚族,与高粱(Sorghum bi-color)亲缘关系最近,同源性达到94％.Real-time PCR检测结果表明,BiNAC基因在茎中的表达量最高,根中表达量最少,并且受NaC1胁迫表达上调.同时成功构建了植物表达载体pBI121-BiNAC-GUS,为进一步开展NAC基因的功能研究创造了条件.     

Balb/c小鼠线粒体转录终止因子3基因克隆及其组织表达分析

旨在获得Balb/c小鼠线粒体转录终止因子3(MTERF3)基因cDNA的序列特征并进行比较分析,揭示该基因的组织特异性表达规律。应用RT-PCR技术克隆Balb/c小鼠MTERF3基因cDNA编码区序列(CDS),采用MEGA6.0软件构建小鼠MTERF3基因系统进化树,并采用Northern blot、RT-qPCR和Western blot技术研究该基因在小鼠大脑、心、脾、肺、肾、肝、骨骼肌和睾丸等8种不同组织中的特异性表达规律。结果显示,Balb/c小鼠MTERF3基因cDNA的CDS序列大小为1239bp,编码412个氨基酸。小鼠MTERF3基因与大鼠MTERF3基因同源性高达91.1%。MTERF3基因mRNA和蛋白质在Balb/c小鼠各组织中均有不同程度的表达。结果表明,成功克隆了Balb/c小鼠MTERF3基因cDNA的完整编码区序列,并揭示了该基因在各组织器官的表达规律,为进一步研究MTERF3基因在实验动物体内的功能奠定了基础。     

紫花苜蓿MsWRKY11基因的克隆及其耐盐功能分析

本研究从紫花苜蓿cDNA中克隆到一个MsWRKY11基因,进化分析表明MsWRKY11与蒺藜苜蓿WRKY11亲缘关系最近.MsWRKY11受NaCl、水杨酸(SA)和茉莉酸(JA)的诱导表达.将PHB-MsWRKY11-Flag表达载体转入紫花苜蓿获得超表达紫花苜蓿.250 mmol·L-1 NaCl处理下,转基因株系的株高和地上生物量,以及过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性和K+/Na+均明显高于野生型,而Na+含量、电导率、丙二醛(MDA)含量和超氧阴离子含量均显著低于野生型.进一步分析发现盐胁迫下耐盐性相关的关键基因MsNHX1、MsSOS3、MsAPX、MsGRX、MsNAC和MsP5CS的表达量受到强烈诱导,转基因紫花苜蓿叶片中6个基因的表达量高于野生型.上述结果表明,MsWRKY11通过调节细胞K+/Na+内稳态和保护过氧化物酶活性,从而降低Na+对细胞膜结构的破坏,提高紫花苜蓿的耐盐能力.     

秦川牛PLAG1基因启动子克隆及转录因子预测

【目的】探究秦川牛多形性腺瘤基因1(pleomorphic adenoma gene 1,PLAG1)的组织表达规律,并克隆其启动子区序列,预测分析其关键转录因子结合位点,为探究其转录调控机制提供理论参考。【方法】采集3头20月龄秦川牛成年公牛心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、皮下脂肪、背最长肌、瘤胃组织,用实时荧光定量PCR方法检测PLAG1基因在不同组织中的相对表达量,同时克隆PLAG1基因上游启动子区序列,利用生物信息学软件预测PLAG1基因转录起始位点及启动子核心区域,分析、筛选核心启动子区域的关键转录因子结合位点。【结果】PLAG1基因在秦川牛各组织中均有表达,且在背最长肌中的表达量显著高于其他组织(P<0.05)。PLAG1基因启动子序列全长1 861 bp,生物信息学预测分析发现PLAG1基因核心启动子区位于-297―+42 bp,存在高度保守的Krüppel样因子5(KLF5)、cAMP反应元件结合蛋白1(CREB1)和早期生长反应因子1(EGR1)转录因子结合位点,且CpG岛位于PLAG1基因核心启动子区域内。【结论】PLAG1基因在肌肉组织中高表达,其核心启动子区...     

野牛草有性繁殖特性及其抗旱转录因子DREB的克隆

野牛草(Buchloe dactyloides(Nutt.)Eng elm.)是一种抗逆性强、管理粗放的暖季型草坪草。20世纪40年代,该草作为水土保持植物由美国引种到我国甘肃天水试种,表现出较好的适应性。目前,我国的野牛草品种较为单一,种子产量较低且不稳定,绝大部分种子依赖从国外进口,价格十分昂贵,国内多采用分株无性繁殖方法建植野牛草草坪,但费工费时、建坪效率低,大面积远距离应用十分困难,因此选育绿期长、种子产量高的野牛草新品种是野牛草研究的主要方向。     

小鼠睾丸组织中转录因子Ets1、Ets2cDNA的克隆与测序

为了研究转录因子Ets1、Ets2在睾丸组织中有无表达,试验采用Trizol法提取了正常小鼠睾丸组织的总RNA,RT - PCR反应后进行序列测定.结果表明:转录因子Ets1、Ets2在正常小鼠睾丸组织中均有表达.     

梭梭HabHLH74转录因子基因的克隆及在大肠杆菌中的表达

利用分子生物学技术从梭梭中克隆了HabHLH74转录因子基因, 在大肠杆菌中表达HabHLH74蛋白, 旨在为梭梭抗逆分子机理提供研究基础。研究结果表明：①利用RT-PCR技术成功扩增了HabHLH74的完整编码区cDNA序列, HabHLH74编码区cDNA序列长度为1 218 bp。根据HabHLH74编码区序列预测出其编码蛋白的理化性质。②成功构建了HabHLH74基因的原核表达载体pET28a（+）-HabHLH74, 并在大肠杆菌中成功表达了梭梭HabHLH74蛋白, 其分子量为43.6 kDa。③对诱导条件进行单因素试验后获得的最佳诱导表达条件：诱导剂IPTG浓度为0.5 mmol/L, 诱导温度为37 ℃, 诱导时间为6 h。④对在优化条件下诱导后的菌体进行超声破碎后发现梭梭HabHLH74蛋白主要以包涵体形式存在;降低诱导温度（16 ℃、25 ℃诱导）未能得到可溶性表达的梭梭HabHLH74蛋白。