一个大豆ERF转录因子的克隆与表达分析

利用RT-PCR方法从聚乙二醇(PEG)处理的大豆根部组织中克隆了1个大豆乙烯响应因子(ERF)基因,由于其位于大豆基因组第7染色体上,故命名为GmERF7,基因座为Glyma07g02930.序列分析结果表明:该基因含有1个237 bp长的内含子,开放阅读框(ORF)长585 bp,编码194个氨基酸,蛋白质分子量为...     

植物生长素响应因子基因的研究进展

生长素响应因子(ARF)是一类调控生长素响应基因表达的转录因子,在生长素的信号传导过程中处于中心位置,它可与生长素响应元件特异结合,促进或抑制基因的表达.介绍了ARF结构特征,生物学功能以及调控机制.植物ARF由3个结构域组成:氨基端的DNA结合结构域(DBD),中间结构域(MR)以及羟基末端的二聚结构域(CTD).中间结构域包括激活结构域(AD)和抑制结构域(RD).在生长素信号转导过程中,ARF主要通过与生长素响应元件结合,促进早期基因转录,从而调节下游基因的表达.不同的ARF在不同的组织和器官中都有特异表达,同时通过ARF突变体的研究表明:不同的ARF具有各自独特的功能.这些功能特异性的产生,既可以来自在时间和空间表达上的不同,也可能是来自对目的基因启动子的亲和性差异.植物激素、外界环境因子和非编码区小RNA对ARF功能的发挥具有重要的调控作用.     

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.     

DREB/CBF转录因子在植物中的调控作用及研究进展

干旱、高盐、低温对植物的生长和发育有重要的影响。植物通过生理、细胞或分子信号转导响应环境胁迫,整个过程伴随着相关转录因子和顺式作用元件的参与。本文阐述了植物胁迫诱导转录因子DREB/CBF的作用机制,并对该转录因子在抗逆方面的应用也予以描述。     

乙烯应答因子W17基因RNAi表达载体的构建及小麦遗传转化

干旱、高盐和病虫害严重影响了作物的产量和品质.ERF(ethylene responsive factor)转录因子是介导生物和非生物胁迫响应的重要调控因子.本实验室从小麦中克隆到抗逆相关ERF转录因子W17基因,本研究以植物表达载体pAHC25为基础,构建了含有反向重复序列的RNAi表达载体pAHC-W17RNAi.采用基因枪法45枪轰击小麦品种新春9号幼胚材料2 379个,共获得115株T0代再生植株,其中12株为阳性转基因植株.半定量RT-PCR分析表明,转基因植株中W17基因及其调控的下游基因的表达水平均显著下降;表型鉴定发现转基因小麦苗期发育受到抑制.本研究为深入分析小麦ERF基因的功能与作用机制,进而通过分子育种进行小麦抗性改良奠定了基础.     

马铃薯乙烯响应因子基因的克隆表达及生物信息学分析

根据番茄ERF5基因(NM_001247583.1)序列设计引物,采用RT-PCR方法得到马铃薯ERF基因的cDNA,并对其进行生物信息学及表达分析.结果表明:该cDNA全长789bp,阅读框为732bp,编码243个氨基酸.序列同源性分析表明该基因序列与番茄ERF5基因的序列同源性达82%,氨基酸序列同源性达70%.对该马铃薯ERF基因的氨基酸序列经BLAST进行多序列比对,发现该氨基酸序列的98～160bp为AP2结构域,属于AP2/EREBP转录因子的EREBP亚族ERF类.蛋白质三级结构预测表明该基因的AP2结构域非常保守.对ERF基因进行荧光定量PCR分析,表明该基因可能参与了马铃薯块茎解除休眠与发芽过程的调控.     

植物病程相关蛋白PR10结构、功能及表达调控的研究进展

PR10蛋白是植物在受到各类生物和非生物胁迫后产生的一种病程相关蛋白,在植物生长发育和应对外界生物和非生物胁迫时发挥重要作用。通过对近年来PR10研究结果的回顾,对PR10蛋白家族的序列、结构特征、系统发生、生物化学功能、表达调控模式、启动子分析、亚细胞定位与蛋白互作及其在抑菌反应和根瘤固氮中的作用进行了综述,重点阐述了PR10蛋白的表达调控模式及生物化学功能,并提出了PR10蛋白研究中存在的问题及对未来的展望。     

植物小分子热激蛋白的进化及表达调控研究进展

小分子热激蛋白（sHSPs）是一类分子质量为15～30KDa的热激蛋白,在植物耐热反应中起着重要作用。笔者详细分析了4种常见的茄科植物番茄、烟草、辣椒、马铃薯和模式植物拟南芥中各种sHSPs基因序列的系统进化关系,并综述了热激蛋白基因在不同胁迫条件下的表达和调控机理。     

鸟氨酸脱羧酶结构、功能及表达调控研究进展

多胺对细胞生长、存活以及增殖具有重要的调控作用,体内多胺水平变化与疾病和衰老的关系密切。鸟氨酸脱羧酶(Ornithine decarboxylase,ODC)是多胺生物合成途径中的第一个限速酶,能催化细胞内鸟氨酸脱羧转化成腐胺。因此,ODC可通过对细胞内多胺水平的调节来参与调控细胞增殖过程。近年来,对ODC功能的研究取得了一定的进展,特别是在ODC调控多胺水平、细胞增殖、癌症以及ODC表达调控等方面研究较多。文章对ODC结构、功能及其表达调控的研究进行了评述,并对今后ODC的深入研究进行了展望。     

草莓FaSAMS1蛋白的酵母外源表达及表达产物的酶学分析

草莓果实中S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因FaSAMS1参与草莓果实的成熟调控,但其蛋白的生物化学特性目前还不清楚。为了探讨草莓果实中FaSAMS1蛋白性质,本研究首先通过RT-PCR克隆了FaSAMS1基因的编码区cDNA序列,并成功构建了酵母表达重组载体pPICZA,进而转化酵母表达菌株X-33,最后成功诱导并纯化了FaSAMS1融合蛋白。对融合FaSAMS1蛋白的酶活性分析表明,反应体系中FaSAMS1蛋白含量为0.09mg,FaSAMS1蛋白浓度为0.454mg/mL,酶活力为0.32U,比活力为3.56U/mg,本研究为乙烯参与草莓果实成熟调控提供了生物化学证据。     

刺激植物响应蛋白基因Epl1克隆、原核表达及功能初探

目的研究刺激植物响应蛋白Epl1对木本植物山新杨的刺激响应功能, 为开发新一代提高植物免疫的新型诱导剂奠定基础。方法从棘孢木霉ACCC30153菌株中克隆获得一个刺激植物响应蛋白基因Epl1, 并进行序列分析和原核表达, 将获得的原核重组蛋白rEpl1与山新杨组培苗进行互作, 初步探讨rEpl1蛋白对山新杨生长、生理指标、以及生长和防御相关基因转录水平的影响。结果刺激植物响应蛋白基因Epl1的cDNA序列全长为417 bp, 预测蛋白分子量12.6 kDa, 属于Cerato-platanin家族; 通过构建原核表达载体, 成功获得重组蛋白rEpl1;在1 μg/mL rEpl1诱导下, 山新杨组培苗生长较快、根系旺盛, 生物量明显增加, CAT活性在诱导第1 d时为对照的3.51倍, 可溶性糖含量和脯氨酸含量在诱导初期急剧积累; 山新杨生长素基因LAX2/AUX和水杨酸防御基因JAR2的转录水平分别在蛋白诱导2 d和12 h时达到峰值, 分别为对照的873.10和388.02倍。结论Epl1基因的克隆、序列分析和原核表达为进一步研究Epl1蛋白诱导植物系统抗病性提供了理论基础; 重组蛋白rEpl1与山新杨组培苗互作实验, 初步Epl1蛋白能够刺激木本植物在生理及分子水平上的响应, 从而促进生长, 提高抗性。      

植物富含甘氨酸蛋白质(GRP)及其基因研究进展

植物富含甘氨酸蛋白质(GRP)是广泛存在于植物细胞壁上的一种重要结构蛋白,GRP基因的表达具有组织特异性并受发育阶段特异性及多种环境因素的调控.GRP基因的研究为植物基因的表达调控研究提供了一个良好的模式.植物GRP根据其结构主要可分为两大类:一类具有信号肽序列,一类具有RNA结合序列.文章主要介绍GRP序列和结构特征、表达调控、细胞定位及对其功能的预测分析.     

植物对低温胁迫的响应机制研究进展

为了解植物对低温胁迫响应机制的研究现状,以“低温胁迫”、“CBF”、“抗寒性”为关键词,在Web of Science核心合集、SpringerLink与中国知网等数据库就2000—2022年已发表的文献进行检索,对研究植物低温胁迫响应机制的相关文献进行总结和分析,结果表明：1)研究植物对低温胁迫的响应机制有助于为提升植物低温抗性提供依据,对应对全球复杂气候变化有重要意义;2)植物发生低温胁迫时,生物膜系统会遭到损伤,细胞渗透调节物质含量会发生变化以维持正常渗透压,而抗氧化酶的活性一般会呈现先上升后下降的趋势;3)植物有一套复杂信号通路响应机制来抵御低温胁迫,CBF途径可以通过对一些关键蛋白的翻译后修饰来调控植物对低温胁迫的抵抗,在植物抵御低温胁迫时发挥重要作用;4)关于CBF不依赖途径、低温信号感受器和低温信号分子的研究仍有待深入。     

MYB转录因子参与植物非生物胁迫响应与植物激素应答的研究进展

基因的时空表达受转录因子的精确调控。植物在面对不利环境因素比如高温、低温、干旱、盐碱等胁迫时其细胞生理生化会迅速地从“舒适”状态转变进入“胁迫响应”状态。这种快速响应的状态转变依赖于植物对胁迫信号的感知及传递、激素通路(脱落酸、茉莉酸等)的激发、转录因子的活化等复杂的过程;最终植物通过胁迫相关基因的表达、次生代谢转变、抗氧化物质的积累等实现胁迫条件下细胞内环境的再平衡从而获得生存。植物MYB(v-MYB avian myeloblastosis viral oncogene homolog)转录因子就是上述转变中的重要参与者。本文介绍了植物MYB转录因子的结构特征、分类,综述了近些年来MYB转录因子与非生物胁迫,以及植物激素应答过程相关的研究进展。     

Evolutionary analysis of plant jacalin-related lectins (JRLs) family and expression of rice JRLs in response to Magnaporthe oryzae

Jacalin-related lectins (JRLs) are widely distributed carbohydrate-binding proteins in the plant kingdom, which play key roles in development and pathogen defense. In this study, we profiled evolutionary trajectory of JRLs family in 30 plant species and identified domain diversification and recombination leading to different responsive patterns of JRLs in rice during defense against rice blast. All of 30 plant species analyzed in our study have two types of JRLs by containing either a single jacalin or repeated jacalin domains, while chimeric jacalins exist in more than half of the species, especially in the Poaceae family. Moreover, Poaceae species have evolved two types of unique chimeric JRLs by fusing the jacalin domain(s) with dirigent or NB_ARC domain, some of which positively regulate plant immunity. Seven Poaceae-specific JRLs are found in the rice genome. We further found expression of rice JRLs, including four Poaceae-specific JRLs, are induced by Magnaporthe oryzae infections at either early or late infection stages. Overall, the results present the evolutionary trajectory of JRLs in plant and highlight essential roles of Poaceae specific JRLs against pathogen attacks in rice.     

植物抗病基因结构和功能研究进展

植物抗病基因(R基因)在植物的病害防御过程中起着重要的作用,近年来,随着植物功能基因组学的发展,运用分子生物学的相关技术手段已经从植物中克隆得到大量的抗病基因,这些基因的克隆、鉴定、结构和功能分析对于深入研究植物和病原物之间的互作机制十分有意义。分别从克隆方法、种类结构、作用机制及进化等方面总结了抗病基因的研究现状,并探讨其未来的发展前景。     

核因子Y在植物中的分类及其功能概述

核因子Y(NF-Y)是近十年来新发现的具有多种生物功能的植物特异转录因子,由三个不同的亚基组成,分别是NF-YA (CBF-B/) HAP、NF-YB(CBF-A/HAP3)和NF-YC(CBF-C/HAP5).NF-Y是一种典型的通过与调控因子相互作用来调控下游基因表达的转录因子,通过保守专一性的序列与真核生物启动子区域的CCAAT框相结合.NF-Y在植物中普遍存在,并参与调节植物体的诸多重要生理过程,包括逆境反应,胚胎和叶绿体发育,光合作用等重要生理过程.文章主要就植物NF-Y转录因子的基本结构特征、生物学功能、研究方法及进展等进行了综述.     

大豆5个新发现ERF基因的生物信息学及表达分析

ERF转录因子广泛存在于植物中并且参与植物对生物及非生物胁迫的响应。从NCBI数据库中获得5个新的ERF基因,GmERFa/b/c/d/e。蛋白序列分析显示,5个ERF基因均含有一个保守的AP2/ERF结合域。进化分析表明,GmERFe与GmERF3和GmERF7同源性最高,GmERFb、GmERFc与GmERF5的同源性最高,GmERFd与GmEREBP1的同源性较高,而GmERFa与其他ERF蛋白的同源性均较低。实时荧光定量PCR结果显示,5个基因都主要在大豆的根和叶中表达。逆境处理后的实时荧光定量PCR结果显示,GmERFd/e主要对乙烯信号和低温产生响应,GmERFb主要对干旱产生响应,而GmERFa主要对低温产生响应。