棉纤维发育相关转录因子的研究进展

 转录因子在棉纤维细胞分化发育过程中起重要的调节作用。近年来已经有多个与棉纤维发育相关的转录因子被研究报道,主要包括MYB、HD-ZIP、MADS、TCP等家族成员,其中研究最为广泛的为MYB类转录因子。GL1类的MYB转录因子和MIXTA类的MYB转录因子通过不同的调控方式参与对棉纤维细胞发育的调控。对这些转录因子的深入研究,对于揭示棉纤维细胞分化发育的分子机理具有重要的意义。本文就这方面的研究进展作一简要概述。     

基于转录组的番木瓜MYB基因家族的生物信息学分析

MYB基因家族作为高等植物最大的一类转录因子家族,调节植物的生长发育及代谢。到目前为止,针对番木瓜MYB转录因子家族的研究仍相对较少。本研究基于番木瓜转录组测序数据,筛选出34个在番木瓜果实成熟过程中表达显著差异的MYB类转录因子基因,并对其蛋白序列进行理化性质、亚细胞定位和系统进化等生物信息学分析。本研究依据MYB保守域的个数将34个番木瓜MYB类转录因子分为1R-MYB和R2R3-MYB两类。上述MYB基因编码蛋白的氨基酸数目在141～1 709个之间,其分子量分布在16 312.94～186 299.92 Da范围内,皆为不稳定的亲水性蛋白。上述34个蛋白均不含信号肽,绝大部分以α-螺旋与无规卷曲为主要的二级结构元件。亚细胞定位分析表明,番木瓜MYB蛋白主要分布在细胞核。进化树分析显示番木瓜MYB蛋白与拟南芥MYB蛋白可被分为三个亚类,即亚类聚类Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ,推测聚在同一个亚类上的转录因子可能具有相似的功能。研究结果为进一步探究MYB家族的基因功能提供了基础数据,也为其他物种MYB转录因子的研究分析提供一定的帮助。     

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。     

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。     

油棕中果皮MYB转录因子家族的鉴定与表达分析

油棕(Elaeis guineensis Jacq.)是世界上最重要的油料作物之一,其中果皮含有的棕榈油极其丰富。MYB蛋白是一类广泛存在于真核生物中的转录因子,在植物的生长发育中发挥重要调控作用。本研究基于油棕中果皮转录组的测序结果为基础,利用生物信息学对油棕MYB基因家族进行全面鉴定,并对这些基因的结构、保守域和果实发育不同时期动态表达进行研究,解析油棕MYB转录因子在油棕发育过程中的生物学功能。结果发现,本研究中的38个油棕MYB转录因子,包含26个R2R3-MYB型和8个MYB-related型,以及2个3R-MYB型,不包含4R-MYB类型;MYB蛋白编码约200～700个氨基酸,等电点在4.5～9.5之间;亚细胞定位预测结果显示,所有MYB基因均定位于细胞核中;油棕MYB蛋白具有相似的保守基序组成,38个基因主要分布在13条染色体上,含有1到10个外显子数目;油棕MYB转录因子与多个物种的MYB转录因子具有序列同源性和进化亲缘性;表达模式分析发现,MYB家族基因存在差异表达,且具有几种不同的表达趋势。该研究结果为今后油棕MYB转录因子的脂类代谢途径研究以及功能和调控机制提供重要的研究基础。     

陆地棉基因GhMYB52的克隆及特征分析

【目的】克隆了1个在棉纤维发育次生壁加厚期优势表达的R2R3类MYB (v-myb avian myeloblastosis viral oncogene homolog, MYB)转录因子基因Gh MYB52(Gh_A12G2460)。本研究旨在分析该MYB转录因子在陆地棉纤维次生壁发育过程中的作用。【方法】通过一步克隆法,从陆地棉遗传标准系TM-1中克隆了1个在纤维次生壁加厚期优势表达的R2R3类MYB转录因子基因Gh_A12G2460,进化树分析结果表明Gh_A12G2460与拟南芥中AtMYB52基因的相似度最高,因此将其命名为Gh MYB52。通过进化树构建、氨基酸序列多重比对、定量聚合酶链式反应(Polymerase chain reaction,PCR)、烟草瞬时转化、酵母双杂交等对其基因结构、编码产物的结构、表达特征、亚细胞定位以及互作蛋白进行了分析。【结果】GhMYB52基因的开放阅读框长672 bp,编码223个氨基酸残基,预测蛋白的相对分子质量为26.06 kDa,等电点为9.83。qRT-PCR结果表明,Gh MYB52基因在开花后15～25 d的棉纤维中优势表达。亚细胞定位结果显示,GhMYB52蛋白定位于细胞核,符合转录因子的特征。酵母转化结果显示,GhMYB52蛋白具有强烈的转录激活活性,并且与1个NAC类转录因子GhFSN1有强烈互作。【结论】GhMYB52是1个在棉花纤维次生壁加厚时期优势表达的R2R3类MYB转录因子,它可能通过与NAC类转录因子互作,形成蛋白复合物参与棉花纤维次生壁加厚过程。本研究为进一步从分子水平上验证GhMYB52基因在棉花纤维发育过程中的生物学功能奠定了基础。     

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.     

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。     

植物MYB蛋白与相应靶DNA结合位点间的相互作用

MYB转录因子家族是功能多样、数量众多的转录因子之一,参与调控植物发育、代谢和对逆境胁迫响应等多种生理过程。近些年研究人员一直致力于研究MYB转录因子的特点和功能分析,目前对转录因子和其靶DNA相互作用已有了解,但对于植物R2R3-MYB蛋白与它们的同源靶DNA相互作用的分子机制的理解并不完整。本文结合最新研究进展,综述了植物MYB转录因子家族的进化、生物学功能以及表达调控,并着重阐述了植物MYB蛋白与相应靶DNA间相互作用特性,为进一步分析功能未知的植物MYB转录因子提供了参考。     

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。     

谷子MYB转录因子响应Sclerospora graminicola侵染的生物信息学及表达分析

谷子白发病可严重降低谷子的产量和品质,谷子MYB转录因子在调控生物胁迫响应中扮演重要的角色。本研究依据课题组前期白发病菌侵染谷子不同时期的相关转录组数据,获得6个显著差异表达的MYB转录因子,结合ExPASY、GSDS、Phytozome、ProtComp 9.0和MEGA7.0等软件对其启动子元件、亚细胞定位及系统进化等分析。随后,利用qRT-PCR方法对该6个转录因子的表达模式进行验证。结果表明,通过比较分析6个显著差异表达的MYB转录家族与玉米、水稻、拟南芥MYB家族共同构建的进化树,发现谷子MYB基因家族与玉米、水稻等禾本科聚为一类,与拟南芥亲缘关系较远;亚细胞定位预测结果显示,4个MYB转录因子定位于细胞质中,其余2个主要定位于胞外。顺式作用元件分析,发现谷子6个MYB转录因子中均含有响应防御胁迫和真菌激发响应、MeJA、脱落酸和水杨酸等作用元件。最后,基于荧光定量PCR的差异表达数据进一步验证了MYB转录因子在抗病过程中发挥重要转录调控作用。该研究结果可为今后MYB基因的克隆、功能验证以及开展抗病分子育种提供理论依据。     

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。     

影响葡萄果皮颜色的MYB类转录因子的研究进展

在葡萄品种中,果皮颜色从白色到黑色存在广泛的差异,花青素苷的合成和积累是形成果皮颜色的直接原因,MYB类转录因子是调控花青素苷合成的一类重要的转录因子。为了进一步探究不同种果皮颜色同MYB转录因子之间的关系,本研究列出了花青素的结构和种类以及花青素苷生物合成途径,归纳了葡萄色泽与花青素苷的关系,列举了调控植物花青素苷合成的相关基因的功能,并着重分析了葡萄MYB类转录因子在花青素苷合成过程中的功能,以期为今后改良葡萄果皮颜色提供指导。     

一个新的棉花MYB类基因(GhTF1)的克隆及染色体定位分析

MYB类转录因子是指含有MYB结构域的一类转录因子,广泛参与植物发育和代谢调节。含2个MYB结构域的R2R3类MYB转录因子在植物体内主要参与次生代谢的调节和控制细胞的形态发生。从优质材料7235不同发育时期的棉纤维混合cDNA文库中克隆了一个棉花MYB转录因子基因GhTF1（GenBank登录号：EF651783）。该cDNA序列长1115bp,其开放读码框长度为771bp,编码256个氨基酸。表达特征分析表明,该基因在陆地棉7235不同组织中均表达,但表达量不同,特别在开花前1d,开花后8d和11d的纤维细胞中优势表达。该基因在二倍体棉种非洲棉和雷蒙德氏棉中开放读码框区的序列较保守,但在非编码区差异较大,在内含子区存在大片段插失和碱基替换现象。Southern杂交结果表明该基因在陆地棉基因组中存在2个拷贝,推测A、D亚组中各有1个拷贝。利用海7124和TM-1两亲本配置的BC1作图群体,将GhTF1定位在染色体10上。     

大豆MYB基因GmMYBJ7的克隆及表达分析

MYB蛋白是植物体中一类重要的转录因子,广泛参与植物生理代谢和发育过程的调节.本研究对利用RACE-PCR分离克隆的MYB转录因子基因GmMYBJ7的功能进行了初步研究.Norhern杂交对GmMYBJ7在不同组织中的表达情况进行了检测,结果只在茎、叶中检测到了GmMYBJ7的表达;酵母表达结果显示,GmMYBJ7具有...     

转录因子与植物抗逆性研究进展

近年来,转录因子在植物防卫反应和逆境胁迫应答过程中的应用越来越广泛。本文综述了与植物逆境抗性相关的5个转录因子家族: MYB类、bZIP类、WRKY类、AP2/EREBP类和NAC类的调控机制以及它们在植物抗逆基因工程的研究进展。     

一个新的棉花MYB类基因(GhTF1)的克隆及染色体定位分析

MYB类转录因子是指含有MYB结构域的一类转录因子, 广泛参与植物发育和代谢调节。含2个MYB结构域的R2R3类MYB转录因子在植物体内主要参与次生代谢的调节和控制细胞的形态发生。从优质材料7235不同发育时期的棉纤维混合cDNA文库中克隆了一个棉花MYB转录因子基因GhTF1(GenBank登录号: EF651783)。该cDNA序列长1 115 bp, 其开放读码框长度为771 bp, 编码256个氨基酸。表达特征分析表明, 该基因在陆地棉7235不同组织中均表达, 但表达量不同, 特别在开花前1 d, 开花后8 d和11 d的纤维细胞中优势表达。该基因在二倍体棉种非洲棉和雷蒙德氏棉中开放读码框区的序列较保守, 但在非编码区差异较大, 在内含子区存在大片段插失和碱基替换现象。Southern杂交结果表明该基因在陆地棉基因组中存在2个拷贝, 推测A、D亚组中各有1个拷贝。利用海7124和TM-1两亲本配置的BC₁作图群体, 将GhTF1定位在染色体10上。     

牛樟芝MYB转录因子的全基因组鉴定与分析

MYB转录因子在真菌的生长发育和胁迫响应中发挥多种作用。为了解牛樟芝MYB的功能,本研究利用本地BLAST对牛樟芝基因组进行比对分析,获得了9个牛樟芝MYB基因序列,并对牛樟芝MYB转录因子进行功能预测分析,利用转录组测序分析MYB基因在不同段木培养条件下子实体和菌丝体中的表达情况。蛋白理化性质分析发现,9个牛樟芝MYB转录因子多为不稳定蛋白,理论等电点介于4.92～8.51;亚细胞定位预测结果显示有1个转录因子(ACMYB1)定位在细胞质中,推测其可能参与细胞质基因的转录调控;有8个定位在细胞核中,占总蛋白的88.9%。二级结构预测发现以无规则卷曲和α-螺旋为主要结构,β-转角为次要结构。将9个牛樟芝MYB转录因子与5个已知功能的MYB蛋白共同构建系统进化树,14个MYB转录因子分为Ⅰ、Ⅱ两个分支,其中ACMYB1、ACMYB5与冬虫夏草中参与菌丝生长的MYB-6聚为一支,ACMYB9与冬虫夏草中参与子实体生长的MYB-3聚为一支,ACMYB6与顶头孢霉AcMYBA聚为一支。分析牛樟芝MYB转录因子在不同段木菌丝和子实体中的相对表达量,发现ACMYB1、ACMYB5、ACMYB6均在...     

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。