基于RNA-seq的福建柏R2R3-MYB转录因子鉴定和分析

基于福建柏鳞叶、树皮和根3个部位的RNA-seq(转录组测序技术)数据,对福建柏R2R3-MYB转录因子进行挖掘和分析.结果显示,共鉴定出71个R2R3-MYB转录因子;71个R2R3-MYB的氨基酸数100～858个,相对分子质量11 618.52～96 926.56,均预测为亲水性不稳定蛋白;亚细胞定位预测结果显示均定位在细胞核中;GO功能注释分类共注释到364个GO terms,其中聚类在分子功能、生物学过程和细胞组分分别为150、82和132个;序列对比和保守基序分析显示71个R2R3-MYB均含有R2(-W-(X_(19))-W-(X_(19))-W-)、R3(-(F)-(X_(18))-W-(X_(18))-W-)保守基序.系统进化树分析表明,除S12、S16、S18和S20亚家族外,其他均有福建柏R2R3-MYB转录因子聚为一类.FPKM表达模式分析表明福建柏R2R3-MYB的表达具有明显的组织特异性,RT-qPCR结果验证了部分R2R3-MYB基因的组织特异性.     

丹参3个R2R3-MYB转录因子的亚细胞定位和自激活活性分析

R2R3-MYB转录因子能够有效调控丹参酚酸类物质的积累。将丹参的SmMYB33、SmMYB54和SmMYB93与拟南芥的R2R3-MYB进行比对,找到拟南芥中与丹参3个转录因子亲缘关系最近的功能已知的转录因子,根据这些功能已知的转录因子,对丹参3个转录因子的功能进行预测。构建含有绿色荧光报告基因的载体pA7-GFP-SmMYB33、pA7-GFP-SmMYB54和pA7-GFP-SmMYB93,使用基因枪方法将载体分别转化洋葱表皮细胞进行亚细胞定位分析,结果表明3个转录因子主要定位在细胞核,绿色荧光也有少部分出现在细胞质中。构建酵母表达载体pDEST-GBKT7-SmMYB33、pDEST-GBKT7-SmMYB54和pDESTGBKT7-SmMYB93用于酵母自激活活性分析,结果表明SmMYB33有自激活活性,SmMYB54和SmMYB93没有自激活活性。     

转录因子AtOFP4影响拟南芥表皮细胞的伸长

为分析拟南芥中转录因子AtOFP4在植物生长发育过程中的功能,对拟南芥OVATE基因家族中第I亚组的Atofp4缺失突变体进行筛选与表型分析,对35S:HA-OFP4转基因植株进行表型分析。结果表明,与野生型相比,Atofp4突变体植株表型没有显著变化;而35S:HA-OFP4转基因植株各器官形态结构出现多效畸变,进一步分析发现因地上器官表皮细胞在长轴上显著缩短导致植株各器官形态结构发生变化。GA3处理35S:HA-OFP4转基因植物幼苗,结果表明,GA3对下胚轴生长具有明显补偿作用,说明转录因子AtOFP4与GA3相关。在正常生长条件下,AtOFP4基因过量表达可抑制表皮细胞伸长,影响转基因植物生长发育。     

黄瓜R2R3-MYB亚家族鉴定及生物信息学分析

【目的】深入研究黄瓜Cucumis sativus R2R3-MYB亚家族成员的相关功能。【方法】利用生物信息学手段分析黄瓜全基因组,鉴定R2R3-MYB亚家族成员,对其系统进化关系、蛋白理化性质、染色体定位、基因结构、保守基序、顺式作用元件、蛋白质互作进行分析。【结果】黄瓜全基因组中含99个具有典型结构域的R2R3-MYB转录因子,蛋白序列含195～552个氨基酸,有保守基序及氨基酸位点;基因在染色体上分布不均匀;大部分亚家族成员蛋白质的不稳定指数大于40,属于不稳定蛋白。顺式作用调控元件分析发现：大部分基因启动子区所含元件与激素调节、MYB结合位点、胁迫密切相关。【结论】通过黄瓜全基因组鉴定,获得黄瓜基因组99个R2R3-MYB家族成员,分为30个亚组,映射于7条染色体上,该家族成员的上游启动子区含逆境相关作用元件。图7表1参36     

玉米R2R3型MYB转录因子家族生物学功能综述

MYB转录因子是最大的植物转录因子家族成员之一,在调控植物次生代谢,控制细胞形态建成,以及在赤霉素(GA)信号转导中都有重要的作用.文章对玉米R2R3型MYB转录因子的结构特征和生物学功能的研究进展进行综述,为进一步开展玉米中R2R3型MYB基因的克隆、功能研究和利用提供参考.     

转录因子对木质素生物合成调控的研究进展

木质素是维管植物次生细胞壁的重要组分之一,具有重要的生物学功能。木质素分子与细胞壁中的纤维素、半纤维素等多糖分子相互交联,增加了植物细胞和组织的机械强度,其疏水性使植物细胞不易透水,利于水分及营养物质在植物体内的长距离运输。木质素与纤维素共同形成的天然物理屏障能有效阻止各种病原菌的入侵,增强了植物对各种生物及非生物胁迫的防御能力。然而木质素的存在也给人类的生产实践带来诸多负面影响,如造纸业中,由于必须使用大量化学药品去除木质素,加大了造纸成本,严重污染了环境;饲草中的高木质素含量则影响牲畜的消化吸收,降低了饲草的营养价值;过高的木质素含量也影响了人类对生物质能源的发酵利用。因此,利用基因工程改造植物木质素的可降解性意义重大。在高等植物中,木质素通过苯丙烷途径和木质素特异途径合成。在拟南芥中,NAC、MYB以及WRKY类转录因子都参与了对木质素生物合成的调控。在拟南芥中,MYB26可激活NST1/NST2的转录;WRKY12可与NST2的启动子区结合并对其表达进行负调控;SND1（NST3）和NST1主要在纤维次生壁的形成中发挥作用,两者功能有冗余;NST1和NST2在调控花药壁的次生壁的增厚中功能有冗余;VND6和VND7则主要在木质部导管的分化中起重要作用,这些NAC类转录因子通过与下游的MYB类转录因子如MYB83、MYB46及（或）MYB58、MYB63、MYB85和MYB103的结合对木质素合成基因的表达进行正调控,而MYB75对木质素生物合成进行负调控。多数MYB转录因子通过与下游木质素生物合成途径基因启动子区的AC元件（I、II和III）结合从而对其表达进行调控。研究表明,bHLH类转录因子也参与了对木质素生物合成的调控。文章综述了各类转录因子对木质素生物合成调控的最近进展,绘制了拟南芥中木质素生物合成的主要调控网络,同时也总结了其他物种（如水稻、小麦、玉米、桉树、松树和杨树等）中已发现的对木质素生物合成进行调控的转录因子。随着高通量测序技术的发展,研究者有望在更多的物种中发现参与木质素生物合成调控的关键转录因子,这些研究将对通过基因工程改造木质素的组成具有重要的借鉴意义。     

拟南芥转录因子AtMYB103的转录激活域鉴定

拟南芥花药发育中AtMYB103编码了一个定位在细胞核中的,具有R2R3结构域的MYB家族转录因子,在调控绒毡层发育,胼胝质降解以及花粉外壁形成的过程中有重要作用,但该转录因子的激活结构域并不明确.本文将AtMYB103的编码区分为7个不同片段,构建到酵母表达载体pGBKT7中与GAL4的DNA结合区融合,通过酵母实验确定了AtMYB103本身具有能够激活GAL4-BD转录起始的激活结构域,并将转录激活区定位于该转录因子蛋白肽链的C末端的62个氨基酸残基中.     

野生大豆AP2/RAV亚家族转录因子GsRAV3负调控拟南芥对ABA的敏感性

RAV亚家族蛋白包括1个AP2 DNA结合域和1个B3 DNA结合域。研究表明,GsRAV3是植物响应碱和ABA胁迫的重要调节因子。在碱和ABA处理下,野生大豆根系GsRAV3基因被诱导上调表达。与野生型相比,超量表达野生大豆GsRAV3的拟南芥在ABA胁迫下种子萌发状况和幼苗鲜重指标表现良好,对ABA敏感性降低。进一步研究表明,GsRAV3基因超量表达显著影响ABA合成和应答相关基因表达量。此外,GsRAV3定位于植物细胞核中,但在酵母细胞中未表现出明显的转录激活活性。综上所述,GsRAV3可能通过影响ABA合成及应答相关基因转录水平降低植物对外源ABA敏感性,表明GsRAV3在种子萌发和幼苗早期ABA信号传递过程中发挥重要作用。     

菜豆R2R3-MYB基因家族鉴定及其在BCMV侵染后的表达分析

为了明确菜豆R2R3-MYB基因家族的成员及受到BCMV侵染后的表达情况,利用生物信息学方法对菜豆R2R3-MYB基因家族成员进行鉴定和系统分析,同时利用BCMV侵染菜豆后在显症期的转录组数据筛选可能与BCMV侵染调控相关的R2R3-MYB基因家族成员,并对这些基因在病毒侵染不同阶段的表达模式进行实时荧光定量PCR分析。结果表明,菜豆R2R3-MYB基因家族共有159个成员,不均匀分布于菜豆11条染色体上,多含有2个内含子,编码184～554个氨基酸,均为亲水性蛋白。系统进化关系将菜豆R2R3-MYB基因家族成员分为32个亚组（P1～P32）,同一亚组成员具有高度保守的基因结构和基序。菜豆基因组内共线性分析表明,片段复制事件和串联复制事件均进行了纯化选择。转录组数据显示,BCMV侵染前后菜豆接种叶和系统叶分别有20、33个差异表达基因;qRT-PCR分析表明,这些基因在病毒侵染后表达均有变化,其中,PvMYB18、PvMYB33、PvMYB92、PvMYB93在侵染早期和显症期均呈现先升高后降低的趋势,而PvMYB29、PvMYB97、PvMYB124、PvMYB128、PvMYB13...     

甘蓝型油菜R2/R3型MYB转录因子BnPAP2a介导花青素累积研究

【目的】探讨甘蓝型油菜R2/R3型MYB转录因子BnPAP2a对花青素累积的作用,为富含花青素油菜的培育提供理论指导。【方法】在全基因组水平系统鉴定甘蓝型油菜PAP1、PAP2亚家族R2/R3型MYB转录因子同源基因。利用BnTIR网站、BRAD网站和GSDS等软件对鉴定所得基因的结构、蛋白序列和组织表达谱进行分析。采用RT-PCR方法从“中双11”cDNA中扩增BnPAP2a基因,并构建35S启动子驱动的植物表达载体35S-pHZM27-BnPAP2a-mGFP,将其转染拟南芥,用显微成像法进行转基因株系种子与幼苗花青素累积表型分析;采用分光光度法测算转基因株系幼苗花青素水平;采用荧光成像技术考察转基因株系中BnPAP2a的亚细胞定位。【结果】成功地在甘蓝型油菜中鉴定到9个PAP1、PAP2亚家族R2/R3型MYB转录因子同源基因,分别为BnPAP1a,BnPAP1b,BnPAP1c,BnPAP1d,BnPAP1e,BnPAP1f,BnPAP1g,BnPAP2a,BnPAP2b。基因结构分析结果显示,拟南芥、白菜、甘蓝和甘蓝型油菜的MYB转录因子同源基因大都含有3个外显子和2个内含子。基因组织表达谱分析表明,BnPAP2a在叶片、花、花蕾、果荚中均有表达但其表达水平不高。成功构建了35S-pHZM27-BnPAP2a-mGFP载体,转染后获得了转基因拟南芥植株。过量表达BnPAP2a基因可使拟南芥种皮由黄褐色转变成紫黑色,幼苗叶片由绿色变为紫色,花青素含量极显著增加。激光共聚焦显微镜下观察发现,过表达BnPAP2a植株GFP荧光信号主要集中在细胞核中。【结论】BnPAP2a为功能性的细胞核定位R2/R3型MYB转录因子,具有促进花青素形成的作用,可利用其培育富含花青素的油菜新材料。     

拟南芥ATMYB2转录因子的cDNA序列分析及其细胞定位

根据GenBank中收录的拟南芥At Myb2基因(GenBank登录号:AK229140)的cDNA序列设计1对引物,对拟南芥中叶片提取的总RNA进行扩增和克隆,并将拟南芥ATMYB2蛋白氨基酸序列进行同源性比较和蛋白定位分析.结果表明:At Myb2基因cDNA全长为816 bp,编码272个氨基酸和1个终止密码子,具有2个典型的MYB类转录因子基因的DNA结合区,分别为23-70、79-118位氨基酸,属于典型的R2,R3-MYB转录因子;经过氨基酸比对发现,拟南芥ATMYB2蛋白与水稻的ATMB18蛋白同源性最高,为44.60%.对拟南芥At Myb2基因进行RT-PCR扩增,结果表明基因片段未发生任何突变;通过拟南芥ATMYB2与EGFP形成融合蛋白对AT-MYB2进行了定位,发现ATMYB2蛋白在细胞核内能够表达,符合作为转录因子的表达特征.     

梅R2R3型MYB转录因子的鉴定及低温胁迫下的表达分析

从梅花基因组中鉴定出R2R3型MYB转录因子,与拟南芥R2R3型MYB转录因子进行系统进化分析,利用qRT-PCR方法检测了27个响应低温驯化R2R3型MYB转录因子在低温胁迫下表达量的变化。结果表明:1)从梅基因组中鉴定出106个R2R3型MYB转录因子,基于氨基酸序列的进化分析显示44个梅R2R3-MYB转录因子和拟南芥中的22个亚类具有同源性;2)表达分析的结果表明多个梅花PmR2R3-MYB基因的表达受低温调控,其中17个基因响应低温迅速,5个基因只在后期应答低温胁迫,而5个基因的表达量变化没有明显规律。     

山楂中木质素合成调控转录因子MYB46的克隆及功能鉴定

模式植物拟南芥AtMYB46在次生壁形成过程中充当纤维素、木质素和木聚糖生物合成基因的转录调节因子,其表达受植物特异性转录因子NAC家族成员的调控。然而,果树次生壁生物合成的调节机制在很大程度上尚不清楚。从山楂(Crataegus pinnatifida)中分离克隆得到与拟南芥和苹果中MYB46具有高度保守R2R3 MYB DNA结合结构域的MYB46编码基因,并将其命名为CpMYB46。通过农杆菌介导的转化方法分别在拟南芥、烟草和苹果中异位表达CpMYB46基因。异位表达CpMYB46基因的拟南芥和烟草的次生壁过量沉积而导致生长受到限制,表现出株型矮小和叶片上卷的表型。定量RT-PCR数据表明,CpMYB46基因可以调控转基因植株次生细胞壁生物合成中下游基因的表达,茎切片观察表明异位表达CpMYB46明显增加了转基因拟南芥、烟草和苹果木质部中次生壁厚度。EMSA实验结果表明其上游NAC家族成员CpSND1可以直接结合CpMYB46基因的启动子。研究揭示了CpMYB46在DNA结合结构域与拟南芥和苹果中的MYB46具有高度保守性,而且在植物次生壁合成调控中也存在功能保守性。研究为揭示山...     

拟南芥转录终止因子PDE191的生物信息学分析

为了预测和分析拟南芥(Arabidopsis thaliana)转录终止因子PDE191蛋白质的结构与功能,采用生物信息学的方法对PDE191蛋白质进行了系统研究,包括PDE191蛋白质的理化性质、跨膜区和信号肽、亚细胞定位、二级结构、功能域、蛋白质的功能分类预测、多重序列比对与系统发育树构建、三级结构建模。结果表明,拟南芥PDE191蛋白质属于植物m TERF蛋白质家族的成员,其蛋白质相对分子质量为37.89 ku,等电点为9.12,不具有信号肽和跨膜区。该蛋白质定位于细胞叶绿体,N端1-30位氨基酸为前导肽序列。其二级结构主要为α螺旋和无规则卷曲,包含7个m TERF基序,三级结构显示结果与二级结构预测结果相符。蛋白质多重序列比对和聚类分析显示,在玉米、蓖麻、杨树、大豆、葡萄、水稻和高粱等高等植物中存在与拟南芥PDE191蛋白质高度同源性的蛋白质,尤其是与玉米PDE191蛋白质相似性高达99%。     

枣R2R3-MYB亚家族基因鉴定及其在果实发育中的表达分析

[目的]MYB作为植物中最大的基因家族之一,在植物生长、果实发育等方面具有重要作用.本研究拟鉴定枣R2R3-MYB亚家族成员,并进行生物信息学和表达模式分析,为深入探究该类基因在枣生长发育尤其是果实发育中的功能提供参考.[方法]以拟南芥R2R3-MYB亚家族成员为探针,利用BLAST和HMMER方法,在枣全基因组数据库...     

基于ARF10转录因子功能验证及其对拟南芥种子休眠和萌发的影响

生长素是一种新的调控种子休眠的激素,ARF10作为生长素信号途径下游的一个转录因子也参与其中,然而其调控的分子机制并不清楚。以拟南芥茎生叶为供试材料,克隆获得编码ARF10转录因子的基因片段,利用DNA重组技术构建ARF10过量表达载体35S::ARF10-pCAMBIA1301,并通过浸花法转化野生型拟南芥,获得ARF10过量表达的转基因植株(ARF10-OE),通过检测种子休眠性和对ABA敏感性,探究其对种子休眠与萌发的影响。结果显示,ARF10种子休眠性显著高于野生型,其ABA敏感性也较对照更高。基因表达分析结果显示,ARF10基因过量表达能够明显增强调控种子休眠和萌发的关键基因ABI3、ABI4、ABI5以及NCED9的表达,生长素信号途径下游末端转录因子ARF10可能通过上调ABI3、ABI4、ABI5基因的表达,提高了种子对ABA的敏感性;通过上调NCED9的表达,增强了种子的休眠性。     

过表达GhMYB4基因对棉花茎秆木质素合成的影响

旨在探究过表达陆地棉(Gossypiumhirsutum)GhMYB4基因对棉花茎秆木质素合成的影响。利用Wiesner组织化学染色的方法对棉花茎秆进行染色,并用Klason法对棉花茎秆的局部位置进行木质素总量测定。对距离下胚轴0～1 cm、2～7cm、10～12 cm处不同茎秆部位的次生壁木质素进行化学组织染色,定量分析染色组织结构发现,大部分的转基因株系相比对照受体株系在初生木质部和初生韧皮部的染色范围、细胞层数和染色程度上均有一定的显著性增加。通过对29个过表达转基因株系和对照受体株系在棉花茎秆距离下胚轴2～7cm处木质素总量的定量分析发现,有23个过表达转基因株系相比于对照受体株系的木质素总量有显著性的增加和1个株系出现显著性降低的现象。这些结果表明GhMYB4基因参与调控棉花茎秆的木质素生物合成。     

转录因子ABP9基因在不同启动子驱动下对转基因拟南芥生长发育的影响

本研究构建了由IND（6xABRE-mini35S）和Pabp9启动子分别驱动ABP9基因的两种诱导型表达的植物表达载体,得到拟南芥转基因株系;并在正常 生长的条件下,与转空载体pCHF3和转35S-ABP9的两种转基因株系在种子萌发、根系伸长、营养和生殖生长等方面进行比较,分析转录因子ABP9基 因在不同启动子的驱动下,对转基因拟南芥各生长发育时期的影响。研究结果表明,在转基因拟南芥中,利用上述两种诱导型启动子驱动ABP9基因 表达能够一定程度上的解除由组成型表达ABP9基因导致的生长延迟。     

拟南芥转录因子AtMYB73转录活性区域分析及互作蛋白的筛选

【目的】确定拟南芥抗逆转录因子AtMYB73的转录活性区域并筛选获得与其互作的蛋白,为进一步阐明AtMYB73调控拟南芥抗逆的分子机制奠定基础。【方法】构建转录因子AtMYB73的酵母诱饵表达载体pAS1-AtMYB73,检测pAS1-AtMYB73的自激活性及其对酵母Y190的细胞毒性。克隆AtMYB73的N端区域（含有R2R3结构域）和C端区域（不含R2R3结构域）,检测AtMYB73的N端和C端的转录激活活性,分析AtMYB73自激活结构域的位置。利用酵母双杂交技术,以AtMYB73为诱饵筛选拟南芥的cDNA文库,将阳性克隆进行鉴定、测序;利用TAIR数据库对筛选获得的AtMYB73的候选互作蛋白进行分析。构建AtMYB73和F12F1.4的酵母双杂交载体pGBDT7-AtMYB73和pGADT7-F12F1.4,通过酵母双杂交技术,对其互作关系进行分析。【结果】含pAS1-MYB73的酵母菌在不同浓度的3-AT的SD/-His/-Trp/、SD/-Ade/-Trp培养基上均能生长,表明AtMYB73具有较高的自激活活性。含pAS1-AtMYB73的酵母菌在SD/-Trp/Amp液体培养基中培养24 h的OD₆₀₀值大于0.8,表明诱饵载体对酵母Y190没有细胞毒性。成功构建了pAS1-AtMYB73-N和pAS1-AtMYB73-C载体,获得了含有pAS1-AtMYB73-N和pAS1-AtMYB73-C的酵母;含pAS1-AtMYB73-N的酵母在含X-a-gal的YPAD培养基上呈现无色,而含pAS1-AtMYB73-C的酵母则呈现蓝色,表明AtMYB73的C端有明显的自激活性,而N端没有自激活性。以AtMYB73为诱饵,筛选拟南芥的cDNA文库,获得了与光合作用、防御反应途径、抗逆等相关的8个蛋白。利用酵母双杂交技术,确定了MYB73与F12F1.4之间存在一定的互作。【结论】拟南芥抗逆转录因子AtMYB73具有较高的转录激活活性,其活性区域位于C端;以AtMYB73为诱饵,筛选获得了与光合作用、防御反应途径、抗逆等相关的8个AtMYB73的候选互作蛋白;利用酵母双杂交技术,确定了AtMYB73与F12F1.4之间的互作关系。