蒺藜苜蓿和天蓝苜蓿ARFs类转录因子的鉴定和特征分析

生长素应答因子(Auxin responsive factors)是植物内传导生长素信号、调控生长素响应的功能基因的表达过程中,起中心作用的重要转录因子,参与植物生长发育的各个方面的调控,包括组织分化、器官发生、顶端优势和根生成、趋向性等。我们利用豆科植物的模式作物,蒺藜苜蓿已有的全基因组序列数据,应用生物信息学的手段,对蒺藜苜蓿全基因组和天蓝苜蓿叶片转录组ARFs基因家族进行系统的分析和基因功能预测。共鉴定出34个完整的蒺藜苜蓿ARFs基因,其中27个基因有基因芯片的表达证据。天蓝苜蓿鉴定出11个完整的ARFs基因。染色体定位分析发现在蒺藜苜蓿第5染色体上聚集了6个基因结构和氨基酸序列均非常相似的ARFs。系统进化分析表明这6个基因在拟南芥中没有同源基因。拟南芥的部分ARFs在苜蓿中也没有同源基因。应用基因芯片数据进行基因表达分析表明蒺藜苜蓿的ARFs在不同器官特异性的表达。部分蒺藜苜蓿ARFs成员响应盐胁迫和菌根真菌侵染。Medtr8g100050不仅响应盐胁迫上调表达,菌根真菌侵染后也上调表达。     

蒺藜苜蓿和天蓝苜蓿热激因子(HSF)家族的筛选与功能分析

全球气候变化构成了对全球重要农作物和世界食品安全的主要威胁。植物生物学家和育种者迫切需要改善当前种质,开发出能够在胁迫条件下有高水平表现的新品种。热应激转录因子(Hsfs)是植物热激反应(Heat Shock Response)的中心环节,通过调节大量功能基因的转录来控制HSR的信号传导和代谢反应。利用蒺藜苜蓿基因组序列和基因芯片数据,我们筛选出蒺藜苜蓿HSFs转录因子基因家族,对蒺藜苜蓿HSFs基因家族进行基因结构、染色体位置和系统进化关系分析,并对蒺藜苜蓿HSFs基因响应生物和非生物胁迫过程中的功能进行预测。此外,我们还对天蓝苜蓿的叶片转录组进行高通量测序,并分析了天蓝苜蓿叶片中存在的HSFs基因序列。我们的结果显示,蒺藜苜蓿基因组中有23个HSF基因,这些基因参与蒺藜苜蓿对生物和非生物胁迫的响应,不仅对于苜蓿改良,对于农作物的改良也会有巨大的应用潜力。     

镉胁迫下甜菜MYB转录因子的特征分析

为探究甜菜MYB转录因子在镉胁迫下的调控作用,本研究以0.5 mmol/L CdCl2胁迫处理的甜菜幼苗为试验材料,以正常生长条件下的植株为对照,分别对叶片和根进行转录组测序,进而对有差异表达的BvMYBs进行生物信息学分析及功能预测。研究结果表明,甜菜体内共有36个BvMYBs转录因子响应镉胁迫;并且由顺式作用元件分析可知,它们在光响应、激素调控、植物生长发育调节活动、逆境响应过程中可能发挥着重要的调控作用;根据不同物种的MYB家族系统进化关系可以推测,甜菜与菠菜的亲缘关系较近;表达模式聚类分析发现,镉胁迫可诱导大多数BvMYBs的显著上调表达,并且这种差异表达主要集中于根部;通过转录因子调控机制预测,筛选出参与调控关键差异功能基因的5个BvMYBs。本研究为进一步开展甜菜应答镉胁迫的抗性分子机制提供一定的理论依据和有研究价值的基因资源。     

木薯MYB转录因子基因MeMYB60表达特征分析及其互作蛋白筛选

Myeloblastosis (MYB)类转录因子在植物对非生物胁迫的响应过程中起重要调控作用。本研究在分析栽培木薯MYB家族成员表达模式的基础上,筛选并克隆到了一个R2R3-MYB转录因子基因MeMYB60。基因表达特性分析表明,该基因在叶片特异表达,受干旱、低温负调控,同时对ABA处理也有响应。启动子活性分析发现,MeMYB60可以在保卫细胞表达,预示着该转录因子基因的表达可能与木薯气孔开闭调节有关。MeMYB60编码蛋白主要定位于细胞核中,具有转录激活活性,其转录激活结构域在蛋白C端第194～343氨基酸残基范围内。以MeMYB60蛋白N端第1～194氨基酸残基片段为诱饵,从干旱胁迫后木薯叶片的cDNA文库中筛选到18种可能与MeMYB60互作的蛋白,酵母双杂确定了MeCatlase1和MeCatalase2分别与MeMYB60存在互作关系。本研究为深入研究转录因子MeMYB60在木薯响应非生物胁迫过程中的功能并解析其调控网络奠定了基础。     

真菌MYB转录因子的研究进展

随着转录因子成为分子遗传学和细胞分子生物学研究领域的重要内容,MYB转录因子也逐渐成为该领域的研究热点。区别于其他类型的转录因子,MYB转录因子包含一个十分保守的Myb类型DNA结合结构域,其广泛存在于真核生物并参与调控一系列细胞生长、分化和发育过程。目前,动植物MYB类型转录因子已经有了广泛的研究和报道,而真菌MYB转录因子的研究较少,也没有文献对其研究进展进行总结和归纳。本研究梳理了真菌中已报道的MYB转录因子,重点阐述了它们在细胞周期、次级代谢、孢子发育和致病侵染过程中的作用。     

在低氮肥胁迫下马铃薯MYB转录因子的特征分析

MYB转录因子对调控植物生长发育和抗逆等多种生理反应发挥着重要作用。为探究MYB转录因子对马铃薯低氮肥胁迫的调控作用,对马铃薯苗期进行了低氮肥胁迫处理后,分别取根和叶片进行转录组测序,进而对有差异表达的MYB转录因子家族基因进行生物信息学分析。结果表明,36个MYB转录因子基因在根和叶片中显著性差异表达,且对应启动子区域的激素相关调控元件也呈现出差异的组成与分布;其中6个候选的响应低氮肥胁迫MYB转录因子与拟南芥中主要参与抗逆的MYB转录因子存在较近亲缘关系。基于对马铃薯MYB转录因子的研究,推测这6个表达差异的MYB类转录因子基因可作为马铃薯响应低氮肥胁迫的重要候选基因,可为后续研究氮高效马铃薯新品种提供理论依据。     

蒺藜苜蓿转录因子MtMYB的克隆、表达分析及拟南芥转化

MYB转录因子家族基因具有保守的DNA结合域,是植物最大的转录因子家族之一,广泛参与植物的代谢调控,在植物生长发育和胁迫响应等方面发挥重要作用。为改良品种性状和提高生产实践能力,本研究采用RT-PCR法克隆蒺藜苜蓿MYB转录因子基因MtMYB,其编码区长255 bp,编码84个氨基酸。生物信息学分析表明,该基因编码蛋白与其他物种MYB蛋白具有很高的同源性,其中与红三叶同源性最高。荧光定量结果表明,MtMYB基因在蒺藜苜蓿叶片中的表达量最高。MtMYB基因在外源IAA、6-BA的诱导下,总体都呈现先上升后下降的趋势。同时本研究成功构建35S::MtMYB的植物表达载体,并通过转基因技术将其转化至拟南芥中,PCR检测表明,MtMYB已成功整合至转基因拟南芥基因组中。RT-PCR检测表明,MtMYB能够在转基因拟南芥中正常转录。本研究为进一步探明MtMYB基因的功能提供了数据参考和实验材料。     

罗布麻MYB转录因子家族生物信息学分析

MYB (v-myb avian myeloblastosis viral oncogene homolog)是近年来发现的参与调控植物生长发育、生理代谢和响应逆境等的一类重要转录因子。为了探究MYB转录因子家族在罗布麻中的功能,本研究基于罗布麻第二代和第三代转录组测序数据,共查找到57条MYB基因,其氨基酸数目介于88～1 088,分子量大小介于10.45～121.49 kD,保守结构域分为1R-MYB和R2/R3-MYB两个亚类;经理化性质分析发现,罗布麻MYB转录因子家族蛋白均为亲水性蛋白,并具有较高的热稳定性;由保守基序分析发现,不同MYB转录因子包含的保守基序的数目不同,数目介于1～5;经高级结构预测发现,MYB转录因子家族蛋白以α-螺旋和无规则卷曲结构为主;由系统进化树发现,罗布麻MYB序列在进化上可分为18个小类,根据与罗布麻具有很高的同源性的拟南芥R2/R3-MYB亚族的功能,可以预测罗布麻MYB基因的功能。     

植物转录因子MYB基因家族的研究进展

植物转录因子MYB(v-myb avian myeloblastosis viral oncogene homolog)是近年来发现的一类与调控植物生长发育、生理代谢、细胞的形态和模式建成等生理过程有关的一类转录因子,在植物中普遍存在,同时也是植物中最大的转录家族之一,MYB转录因子在植物的代谢和调控中发挥重要作用。大多数MYB蛋白在N端含有一段氨基酸残基组成的Myb结构域,根据这个高度保守的结构域的结构特征可将MYB转录因子分为四类:1R-MYB/MYB-related;R2R3-MYB;3R-MYB;4R-MYB(4个R1/R2的重复)。MYB转录因子具有多种生物学功能,广泛参与植物根、茎、叶、花的生长发育,与此同时,MYB基因家族对干旱、盐渍、冷害等非生物胁迫过程也有响应,此外MYB转录因子还与某些经济作物的品质好坏密切相关。本综述主要对MYB转录因子的结构特点、生物学特性、调控机理等方面归纳总结前人的研究成果,详细阐述国内外相关研究进展,以期为后续研究做相关参考。     

芒果MYB转录因子的鉴定及分析

MYB是植物重要的转录因子,对果实的发育发挥重要的作用。本研究基于芒果果实和叶片转录组数据,运用Nr、Swiss-prot和Pfam数据库进行Unigene的功能注释,共鉴定得到125个MYB家族转录因子,其中包含4R-MYB (1)、R1R2R3-MYB (1)、R2R3-MYB (51)、R1-MYB (8)和atypical-MYB (64)。通过在线数据库分析表明具有R重复区的共61个MYB蛋白中大部分属于亲水性蛋白,且均不含有信号肽和跨膜结构,亚细胞定位于细胞核。序列比对和进化树分析表明:芒果MYB转录因子的结构域具有高度保守性,结构分析含有[W]-X (19)-[W]-X (19)-[W]结构。最后通过GO功能注释得到大部分的MYB具有结合和转录调节活性。除此之外,MYB还可以具有催化活性和转运活性。在生物过程中,主要以细胞过程、生物调节、生物调节过程、刺激响应和代谢过程居多。本研究为进一步挖掘和分析芒果MYB转录因子功能奠定了基础。     

高山杜鹃转录组测序及MYB转录因子家族分析

MYB转录因子是植物中最大的一类转录因子家族,参与调控植物的生长发育、次生代谢、逆境胁迫等生物学过程.目前,关于高山杜鹃MYB转录因子的研究尚未见报道.本研究利用SMRT高通量测序技术对高山杜鹃品种'富丽金陵'进行转录组测序,得到了15.37 Gb数据,通过去冗余获得75002条转录本序列.其中,71155、33653、30359条转录本分别在NR、GO、COG数据库中具有匹配信息.基于高山杜鹃转录组数据,鉴定了64个转录因子家族,其中MYB基因有220个.根据结构特性将MYB基因分为4类:1R-MYB、R2R3-MYB、R1R2R3-MYB和4R-MYB,其氨基酸序列包含20种保守元件.进化树分析结果显示,高山杜鹃MYB基因分为28个亚组.研究采用单分子实时测序技术(single molecule real time,SMRT)对高山杜鹃品种'富丽金陵'转录组进行测序,将获得的转录本序列进行功能注释和分类,对获得的220个MYB基因进行生物信息学进行分析,相关结果具有一定参考意义.     

禾谷镰刀菌MYB转录因子生物信息学分析

本研究利用生物信息学方法对真菌转录因子数据库收录的17条禾谷镰刀菌MYB转录因子序列进行了分析。基因序列和蛋白理化性质分析发现,禾谷镰刀菌17个MYB转录因子在核酸长度、蛋白大小、理论等电点、原子总数以及不稳定系数方面均存在差异;基序分析和蛋白二级、三级结构预测发现,这些转录因子包含2条特征基序,蛋白空间结构多样且均包含MYB转录因子特征结构(螺旋-转角-螺旋(HTH));系统进化树分析表明,17个禾谷镰刀菌MYB转录因子与12个已报道的其他物种MYB转录因子进化出两个大的分支,其中Fg MYB03、Fg MYB04、Fg MYB05、Fg MYB06、Fg MYB10、Fg MYB12和Fg MYB13与已知功能的动物、植物和真菌MYB转录因子c-MYB、ATMYB2、MoMyb1、FlbD和Pol5等具有较近的亲缘关系,推测它们具有类似的生物学功能。本研究结果为进一步研究禾谷镰刀菌MYB转录因子的生物学功能以及其他真菌MYB转录因子的家族特征提供了依据。     

茄科植物转录因子MYB基因家族的研究进展

植物转录因子MYB是能与真核基因启动子区域特异性相互作用的DNA结合蛋白,在植物中普遍存在,同时也是植物中最大的转录因子家族之一,MYB转录因子通过彼此之间或与其他相关蛋白之间的相互作用,能够调控基因的表达.迄今为止的研究表明,其成员广泛参与了茄科(Solanaceae)植物的生长发育、次级代谢、逆境胁迫应答和激素信号...     

调控植物类黄酮生物合成的MYB转录因子研究进展

类黄酮是一类多酚类次生代谢产物,在植物中广泛存在,具有调节机体免疫力、抗氧化、抗衰老以及抵抗病毒等医疗保健功效。在类黄酮生物合成过程中,MYB转录因子扮演者重要角色,可以调控与类黄酮合成相关的酶基因的表达,从而有效地调控类黄酮物质的生物合成。目前已在很多植物中分离克隆得到了很多调控类黄酮生物合成的MYB转录因子,并对它们的结构功能及表达方式和作用模式进行了深入研究。利用转基因技术将从特定植物中分离得到的MYB转录因子用于植物遗传改良,可有效提高转基因植物中黄酮类物质的含量。因此,MYB转录因子的研究对从分子水平上研究和调节类黄酮的合成具有重要的意义;转录因子的应用是类黄酮生物合成基因工程中的一个新方向。     

基于转录组数据的绢毛委陵菜MYB转录因子家族分析

利用生物信息学方法，从绢毛委陵菜转录组数据中筛选出63个MYB转录因子，分析了它们的转录因子家族序列特征、理化性质、保守结构域、亚细胞定位和进化关系。结果表明，筛选出的63个绢毛委陵菜转录因子，其中1R-MYB类22个、R2R3-MYB类37个、3R-MYB类3个、4R-MYB类1个。结构域分析表明其具有典型的W型R2R3保守基序；绢毛委陵菜的所有MYB基因都是亲水性不稳定蛋白；而亚细胞定位预测都位于细胞核内；系统进化分析将绢毛委陵菜R2R3-MYB类蛋白分为22个亚家族，其中参与调控重金属镉相关的拟南芥同源基因主要属于S20亚族。研究结果为深入探究绢毛委陵菜MYB基因在调控重金属镉过程中发挥的功能提供基础资料。     

MYB转录因子在药用植物次生代谢领域的研究进展

MYB转录因子是植物中最大的转录因子家族之一,其生物学功能广泛,除去参与植物生长发育、生理活动代谢、细胞形态及模式建成、初生和次生代谢反应、对生物和非生物胁迫的应答等众多生物学过程外,在药用植物的次生代谢方面也颇具影响。目前关于MYB转录因子的研究多集中于农作物上,对于药用植物的研究少之又少,仍有很大研究空间。本研究综述了植物MYB转录因子的进化史、特征分类、功能及转化机制,着重探讨了MYB转录因子在植物次生代谢方面所起的作用,归纳总结前人相关的研究方法与思路,阐述国内外相关研究MYB的进展,为从多层面深入研究及更好地利用药用植物MYB转录因子提供思路和方法。     

基于RNA-Seq的彩色马铃薯MYB转录因子家族分析

植物MYB转录因子是功能多样、数量众多的转录因子之一,对植物的生长发育和代谢调控起着极其重要的作用.本研究基于彩色马铃薯块茎转录组测序数据,对彩色马铃薯发育过程中MYB转录因子基因进行筛选,并对其保守结构域、亚细胞定位进行分析;同时利用TMEV软件对其中R2R3-MYB转录因子的差异表达进行分析,并对差异显著的R2R3-MYB转录因子进行功能预测.结果 表明,基于转录组测序数据,筛选得到143个彩色马铃薯MYB类转录因子基因,根据结构特征分为4大类:1R-MYB、R2R3-MYB、3R-MYB和4R-MYB;亚细胞定位结果显示,138个MYB转录因子定位于细胞核,4个定位于细胞膜,1个定位细胞质;保守域分析显示,R2R3-MYB类转录因子的保守基序为R2、R3;彩色马铃薯R2R3-MYB转录因子基因在不同时期差异表达,其中上调表达10个、下调表达5个;根据GO富集性分析,共注释到6个和花青素相关的R2R3-MYB转录因子,本研究为下一步彩色马铃薯花青素合成相关MYB基因生物学功能和代谢调控机制的研究提供参考.     

基于RNA-Seq的彩色马铃薯MYB转录因子家族分析

植物MYB转录因子是功能多样、数量众多的转录因子之一,对植物的生长发育和代谢调控起着极其重要的作用.本研究基于彩色马铃薯块茎转录组测序数据,对彩色马铃薯发育过程中MYB转录因子基因进行筛选,并对其保守结构域、亚细胞定位进行分析;同时利用TMEV软件对其中R2R3-MYB转录因子的差异表达进行分析,并对差异显著的R2R3-MYB转录因子进行功能预测.结果 表明,基于转录组测序数据,筛选得到143个彩色马铃薯MYB类转录因子基因,根据结构特征分为4大类:1R-MYB、R2R3-MYB、3R-MYB和4R-MYB;亚细胞定位结果显示,138个MYB转录因子定位于细胞核,4个定位于细胞膜,1个定位细胞质;保守域分析显示,R2R3-MYB类转录因子的保守基序为R2、R3;彩色马铃薯R2R3-MYB转录因子基因在不同时期差异表达,其中上调表达10个、下调表达5个;根据GO富集性分析,共注释到6个和花青素相关的R2R3-MYB转录因子,本研究为下一步彩色马铃薯花青素合成相关MYB基因生物学功能和代谢调控机制的研究提供参考.