酵母双杂交系统筛选马铃薯StMAPKK1互作蛋白及其生物信息学分析

促丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)级联反应是参与植物生长发育、激素及胁迫的响应信号通路中重要而复杂的信号网络之一.促分裂原激活蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase kinase,MAPKK)是其主要成员之一,是该级联反...     

玉米根部酵母双杂交cDNA文库的构建及评价

从玉米各生长时期的根部中提取总RNA后,再利用磁珠法从中分离纯化出mRNA,然后以mRNA为模板,反转录合成cDNA第一链,再在DNA聚合酶作用下,通过长距离PCR,扩增双链cDNA(ds cDNA).利用SMART技术,通过同源重组的方法,在酵母菌株AH109中构建了玉米根部全长cDNA文库.经检测,文库的转化率为1.76×107转化子/3μgpGADT7-Rec,文库滴度为1.17×106pfu/mL,重组率为95%.     

水稻酵母双杂交文库构建及PID2胞内结构域互作蛋白的筛选

为了进一步挖掘水稻PID2胞内互作蛋白质,阐明Pid2介导的稻瘟病抗性机制。本研究利用SMART技术,构建了受稻瘟病诱导后不同时间段的含抗性基因Pid2水稻材料的cDNA文库;通过PCR扩增获得PID2胞内结构域编码片段Pid2-JM,构建了诱饵表达载体pGBK-Pid2-JM,并进一步利用酵母双杂交技术筛选Pid2-JM的互作蛋白。结果表明,构建的cDNA酵母文库细胞密度为9.0×10⁷Cells/mL,文库插入片段在500～2 000 bp之间,重组率为100%,诱饵载体无自激活活性;利用诱饵载体经筛选文库后,新发现一个能与Pid2-JM互作的U-box类E3泛素连接酶PBP1,经回转试验验证了PBP1与Pid2-JM可在烟草细胞内互作。综上,本研究成功构建了稻瘟病诱导下的水稻酵母双杂交文库,并筛选到一个能与PID2胞内结构域互作的U-box类E3泛素连接酶,该结果为进一步揭示水稻抗稻瘟病信号转导机制提供参考。     

大丽轮枝菌酵母双杂交cDNA文库的构建

为了分离克隆与植物互作的大丽轮枝菌致病相关蛋白基因,利用SMART技术构建了大丽轮枝菌酵母双杂交c DNA文库。结果表明,构建的文库滴度为5.2×107cfu/m L,库容为3.9×107cfu;文库c DNA插入片段长度主要分布在0.5~2.0 kb,平均为1 kb;文库重组率为96%。表明文库质量较好,为筛选与植物互作的大丽轮枝菌致病蛋白基因奠定了基础。     

青稞酵母双杂文库的构建及HVUL0H33228.2互作蛋白的筛选

白粉病是青稞生产中危害最为严重的病害之一,会造成产量严重下降。本实验室前期筛选到一个白粉菌诱导后上调表达的NF-YB转录因子HVUL0H33228.2。为了进一步明确该基因的作用机制,本研究构建了青稞受白粉菌诱导的酵母双杂交cDNA文库,以HVUL0H33228.2为诱饵进行酵母双杂交筛选。结果表明：所获得的cDNA文库滴度为5.6×10⁸CFU/mL,插入片段长500～2 000 bp,重组率为94%,符合酵母双杂文库质量要求。利用酵母双杂交系统在该文库中筛选到6个与HVUL0H33228.2相互作用的蛋白,分别为铁氧还蛋白-NADP+氧化还原酶、核酮糖二磷酸羧化酶、叶绿素a/b结合蛋白2和6、光合系统Ⅱ反应中心蛋白CP43和醛缩酶型TIM桶家族蛋白。本研究为进一步揭示HVUL0H33228.2应答白粉菌侵染的分子机制提供了参考依据。     

成熟期番茄果实cDNA文库的构建及SlHSP17.7互作蛋白的筛选

植物小分子热激蛋白(small heat shock proteins, s HSPs)是一种多样、古老的蛋白家族,分子量大小普遍在12~42 k D之间,包含典型的C端、N端和α晶状体蛋白域。s HSPs作为一种重要的分子伴侣在植物生长发育和响应逆境胁迫中起着重要的作用。本研究通过构建成熟期番茄果实cDNA文库,筛选与SlHSP17.7互作的蛋白,进而探索SlHSP17.7在果实发育进程中的分子机制。以Micro-Tom番茄绿熟期、转色期和完熟期果实cDNA为模板,构建番茄果实c DNA文库。构建pGBKT7-SlHSP17.7诱饵载体筛选与其互作的蛋白,利用酵母双杂交实验验证互作关系。经检测番茄果实cDNA文库库容是2.2×10~6CFU,工作液细胞密度是3.6×10~7cell/mL,均一化程度>106,结果符合质控要求。将pGBKT7-SlHSP17.7诱饵载体转化Y2HGold酵母菌株检测发现,其无毒性和自激活现象,经筛选c DNA文库、测序及序列比对分析得到钙阳离子交换体SlCCX1-like蛋白,利用酵母双杂交实验验证发现二者存在互作关系。经PCR鉴定后,所建文库质量良好,文库的库容和文库滴度均符合建库要求,用pGBKT7-SlHSP17.7诱饵载体筛选得到互作蛋白SlCCX1-like,为进一步研究在果实发育进程SlHSP17.7的生物学功能提供了保障。     

木薯MeSAUR1互作蛋白的筛选及鉴定

木薯MeAGPS1a基因编码的小亚基是淀粉合成关键酶AGPase的催化中心,前期研究发现MeSAUR1转录因子可结合MeAGPS1a基因启动子并调控该基因表达。采用酵母双杂交技术筛选MeSAUR1转录因子的互作蛋白,可进一步解析MeAGPS1a基因表达的分子调控网络。本研究构建了MeSAUR1的酵母双杂交诱饵载体pGBKT7-MeSAUR1,采用酵母双杂交技术从木薯cDNA文库中筛选MeSAUR1的候选互作蛋白,结果共筛选出31个阳性克隆。通过酵母双杂交点对点实验验证了候选互作蛋白MePP2C与MeSAUR1的互作关系,本研究结果有助于揭示Me SAUR1蛋白调控木薯淀粉合成的互作网络。     

拟南芥抗灰霉病基因T1N6_22互作蛋白的筛选与分析

前期研究中从拟南芥突变体库中筛选获得一株对灰霉病菌侵染表现为感病的突变体。利用TAIL-PCR等技术克隆获得拟南芥抗灰霉病基因T1N6_22。为了进一步明确T1N6_22在拟南芥抗灰霉病过程中的调控机制,利用酵母双杂交技术(Y2H),以构建成功的p AS1/T1N6_22蛋白为诱饵,筛选拟南芥的cDNA文库。通过酵母双杂交筛选,共获得28个酵母克隆。利用T1N6_2基因特异性引物鉴定酵母阳性克隆,并进行测序。共获得了4个可能与T1N6_22互作的蛋白AT2G19480、AT1G06050、AT5G34780和AT1G21400。Blast分析发现,AT2G19480、AT1G06050、AT5G34780和AT1G21400分别为核小体装配蛋白、功能未知蛋白、假定的泛酸还原酶和硫胺二磷酸盐结合折叠超家族蛋白,分别参与到核糖体装配、泛酸盐合成、植物代谢等过程中。研究结果为确定T1N6_22蛋白的互作蛋白,阐明其调控拟南芥抗灰霉病的分子机制奠定了基础。     

拟南芥LBD15互作蛋白的筛选和鉴定

为了进一步挖掘拟南芥LBD逆境胁迫响应基因在植物非生物逆境胁迫应答中的作用,探究拟南芥逆境胁迫响应机理,将前期筛选到的LBD15基因构建到pGBKT7酵母表达载体上,筛选与LBD15互作的蛋白。利用酵母双杂交技术筛选了拟南芥全长均一化的酵母文库,在本次筛库试验中,146个样有107个测出序列,通过NCBI Blast分析,其中有96个获得了基因号,占总数的87.9%。根据基因号进行分类,得到了48个蛋白,在筛选到的48个蛋白中有59%的蛋白都是有重复的。然后把基因号通过网站TAIR(www.arabidopsis.org/index.jsp)查找其蛋白序列,通过亚细胞定位预测网站(http://cello.life.nctu.edu.tw/)分析其亚细胞定位,定位分析结果表明,这些蛋白主要定位于叶绿体、细胞质和细胞核。利用Blast2GO进行Gene Ontology注释显示互作蛋白共参与了14个生物过程,包括细胞过程、代谢过程、刺激响应、生物过程的调控、单组织和多组织过程及发育进程调控等。对得到的可能互作蛋白随机挑选了5个进行了互作蛋白的分离和回复验证,结果发现,AP19蛋白及其他一些蛋白的菌落能够在营养缺陷型的平板上正常生长,进一步证实了其为互作蛋白。酵母双杂交文库的成功筛选为进一步研究拟南芥LBD15的分子作用机制奠定了基础。     

利用酵母双杂交系统筛选花生AhCaM相互作用蛋白

CaM是目前已知的胞内Ca2+受体蛋白中最重要的一种,参与多种生理活动的调节。为深入研究CaM蛋白的作用机制,探索其在花生钙信号途径中的作用靶点,用花生CaM基因构建了既无自激活性又无毒性的p GBKT7-AhCaM诱饵表达载体;同时从花生叶片组织中提取总RNA,分离得到mRNA,利用SMART技术合成并纯化双链cDNA后建立花生叶片cDNA文库;通过共转化法筛选与CaM相互作用的蛋白,并对阳性克隆分析和鉴定,筛选到5个与Ah CaM互作的蛋白,其中NAD激酶是已知能与钙调素互作的蛋白;而泛素能与AhCaM互作,说明AhCaM在花生发育及抗逆方面起作用。通过分析这些靶蛋白的已知功能,为研究AhCaM的未知生物学功能提供了重要信息。     

西瓜减数分裂相关基因ClSPO11-1的互作蛋白筛选

减数分裂是有性生殖的关键过程.Ⅱ型拓扑异构酶SPO11是在植物减数分裂过程中起重要作用的一类酶,然而,该类酶在减数分裂过程中的具体分子作用机制目前尚有待鉴定.本研究以西瓜花蕾cDNA为模板,首次克隆获得西瓜拓扑异构酶基因ClSPO11-1的CDS全长1 095 bp,编码394个氨基酸.为了进一步研究ClSPO11-1...     

槟榔黄叶病毒1外壳蛋白的互作蛋白筛选

为明确槟榔黄化病致病机理,探究槟榔黄叶病毒1 (areca palm leaf yellowing virus 1, APLYV 1)病毒与宿主蛋白之间相互作用的机制,本研究以槟榔叶片为材料,构建槟榔cDNA酵母双杂交文库,以APLYV 1的外壳蛋白(coat protein, CP)为诱饵,构建诱饵载体pGBKT7-CP,采用酵母双杂交技术,从槟榔cDNA文库中筛选与其互作的蛋白。结果表明,成功构建槟榔酵母文库,文库容量达1.1×10⁷以上,重组率为100%,插入片段平均长度>1 000 bp。成功构建诱饵载体pGBKT7-CP,通过自激活实验检验,阳性对照在四缺培养基平板上能正常长菌且显蓝,阴性对照和实验组在二缺培养基平板上能正常长菌,在三缺和四缺培养基平板上未长菌,表示构建成功的重组诱饵载体无自激活活性,可用于筛库实验。共筛选出13个阳性克隆,经NCBI网站与槟榔转录组库进行比对,最终得到10个候选槟榔蛋白,包含sHSP (small Heat Shock Protein)与DnaJ蛋白等。选择DnaJ蛋白,通过理化性质分析和蛋白二级结构预测,发现该槟...     

小麦ERF转录因子W17互作蛋白的筛选和解析

来自小麦的ERF转录因子W17基因参与胁迫应答,过表达W17可显著提高转基因拟南芥的抗旱性和抗病性。本研究构建了小麦cDNA文库,通过酵母双杂技术筛选W17的互作蛋白,以期进一步解析ERF蛋白的作用机制。将pGBKT7-W17质粒、pGADT7和小麦文库混合转入酵母细胞AH109,在SD/–Trp/–Leu/–His/–Ade营养缺陷型平板上培养,挑选直径大于2 mm的克隆,在SD/Raf/Gal/X-gal平板上划线培养,筛选蓝色克隆。将筛出的克隆测序、BLAST分析,得到4类与W17相互作用的候选蛋白,分别是胁迫相关功能蛋白、翻译后修饰蛋白、1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(Rubisco)大亚基/小亚基以及功能未知蛋白。互作验证表明,Hsp90和PPR蛋白与W17有相互作用关系。这些候选蛋白参与信号转导或免疫过程,暗示W17在植物的逆境信号转导、下游基因转录调控,甚至在翻译过程都有重要作用。     

枣ZjERF53转录因子的转录激活分析及互作蛋白筛选

乙烯应答因子广泛参与调控植物生长发育和非生物胁迫响应过程。本研究克隆了1个在枣(Ziziphus jujuba Mill.)果实成熟后期高表达的ZjERF53转录因子,对其进行了亚细胞定位、转录激活活性和互作蛋白筛选研究,以揭示其生物学功能。研究结果表明：ZjERF53基因编码区序列全长为1 155 bp,能在细胞核和细胞膜中表达;ZjERF53具有自激活活性,其转录激活功能区域位于蛋白序列C端;以无自激活活性pGBKT7-ZjERF53-N为诱饵,通过酵母双杂交技术筛选枣果实cDNA文库,共获得4个互作蛋白。本研究揭示了ZjERF53可能参与枣树抗病和抗旱等非生物胁迫响应,为解析ERF参与调控枣树生物学过程的分子机制提供了工作基础。     

大豆(Glycine max)GmDREB5互作蛋白GmGβ1的筛选及鉴定

从大豆(Glycine max)中克隆了一个与抗逆相关的 DREB (Dehydration Responsive Element Binding Protein)基因GmDREB5.功能分析证明,GmDREB5基因能够显著提高烟草的抗旱性和耐盐性.为了筛选GmDREB5的互作蛋白.采用酵母双杂交系统以GmDREB5蛋白73～226位氨基酸区段为诱饵筛选干旱处理的大豆cDNA文库,发现一个互作蛋白含有保守的WD40结构域,与棉花(Gossypium hirsutum)和水稻(Oryza sativa)的G蛋白β亚基分别具有61%和52%的同源性,说明蛋白可能是一类新的大豆G蛋白β亚基,将其定名为GmGβ1.将GmDREB5与GmGβ1共转化酵母菌株AH109,转化的酵母能够在四营养缺陷型培养基上(SD/trp￣leu￣his￣ade￣)正常生长,而对照小能生长;同时,共转化的酵母能够激活LacZ报告基因的表达,证明GmGβ1与GmDREB5之间存在相互作用.表达特性分析表明,GmGβ1基因受干旱、低温、高盐等胁迫和激素ABA处理的诱导而表达,证明GmGβ1不仅参与植物对非生物胁迫的响应,同时参与对GmDREB5蛋白水平的调控.     

利用酵母双杂交系统筛选大豆结瘤因子受体NFR1α的互作蛋白

大豆是重要的植物蛋白作物和粮豆间作作物,挖掘大豆的生物固氮潜力,对推动生态农业的可持续发展具有深远意义。大豆结瘤因子受体蛋白GmNFR1?(Nod Factor Receptor)对结瘤至关重要,但其具体调控机制尚不明确。本研究以大豆mRNA为模板,利用RT-PCR方法扩增到GmNFR1?蛋白的激酶结构域(GmNFR1?-pk),构建了pGBKT7-GmNFR1?-pk诱饵表达载体,通过酵母双杂交技术,筛选大豆根瘤AD-cDNA文库,从文库中分离到与GmNFR1?-pk相互作用的71个阳性克隆,经测序和同源性分析筛选到12种与GmNFR1?-pk互作的蛋白,包括钙离子结合手性蛋白、豆血红蛋白、结瘤素Nod44等蛋白。以大豆豆血红蛋白GmLbc2为例,回转酵母以及烟草体内BiFC验证其与诱饵蛋白的相互作用,对其进行同源蛋白比对及系统进化树分析,并利用百脉根毛根转化技术鉴定GmLbc2在结瘤过程中的生物学功能。研究结果进一步补充和完善了GmNFR1?介导的结瘤信号传递途径,为大豆与根瘤菌共生互作机制提供了新的分子证据。     

大豆(Glycine max) GmDREB5互作蛋白GmGβ1的筛选及鉴定

从大豆(Glycine max)中克隆了一个与抗逆相关的DREB (Dehydration Responsive Element Binding Protein) 基因GmDREB5。功能分析证明, GmDREB5基因能够显著提高烟草的抗旱性和耐盐性。为了筛选GmDREB5的互作蛋白, 采用酵母双杂交系统以GmDREB5蛋白73~226位氨基酸区段为诱饵筛选干旱处理的大豆cDNA文库, 发现一个互作蛋白含有保守的WD40结构域, 与棉花(Gossypium hirsutum)和水稻(Oryza sativa)的G蛋白β亚基分别具有61%和52%的同源性, 说明蛋白可能是一类新的大豆G蛋白β亚基, 将其定名为GmGβ1。将GmDREB5与GmGβ1共转化酵母菌株AH109, 转化的酵母能够在四营养缺陷型培养基上(SD/ trp- leu- his- ade-)正常生长, 而对照不能生长; 同时, 共转化的酵母能够激活LacZ报告基因的表达, 证明GmGβ1与GmDREB5之间存在相互作用。表达特性分析表明, GmGβ1基因受干旱、低温、高盐等胁迫和激素ABA处理的诱导而表达, 证明GmGβ1不仅参与植物对非生物胁迫的响应, 同时参与对GmDREB5蛋白水平的调控。