CBF转录因子介导的植物低温响应途径研究进展

CBF低温响应途径在植物低温耐受过程中起着非常重要的作用.低温诱导CBF转录因子表达,可进一步调控一系列低温诱导基因的表达,从而增强植物的抗寒能力.该文对CBF基因在CBF低温响应途径中与其它信号元件之间的联系等方面的研究进展进行了综述.     

冷诱导基因转录因子CBF1转入黄瓜的研究

以抗冷性强的黄瓜"山东5号"为试材,研究冷诱导转录因子CBF1基因对黄瓜抗冷性的影响。从"山东5号"黄瓜基因组DNA中扩增并克隆了冷诱导转录因子CBF1基因,将其与CaMV 35S启动子和Nos终止子融合后构建成植物表达载体pROK2-CBF1。通过花粉管通道法转化黄瓜植株,获得了具有卡那霉素抗性的黄瓜再生植株。结果表明:CBF1基因已整合到黄瓜基因组中,转基因植株胁迫期间可溶性糖含量、幼苗含水量显著高于对照;MDA含量、叶片电解质渗透率显著低于对照,黄瓜已具备了较强抗冷性。     

冷诱导转录因子CBF3 转化茄子的初步研究

成功构建了含冷诱导转录因子CBF3（ CRT binding factor）的植物表达载体,通过农杆菌介
导法转入三月茄,采用PCR 检测DNA 和卡那霉素涂抹叶片法进行田间抗性鉴定,证实获得含抗寒基因
CBF3 的茄子转基因植株2 株,建立了抗寒的茄子再生与转化技术体系。     

月季CBF 转录因子基因的克隆及表达分析

 根据CBF（C-repeat binding factor）AP2/EREBP 保守区设计1 对简并引物,采用PCR 方法对月季‘寒锦4 号’（Rosa hybrida‘Hanjin 4’）CBF 转录因子基因中间片段进行克隆;再根据中间片段区域设计了两对特异引物,采用反向PCR 方法对该基因的5'和3'端的序列进行克隆,将中间片段与反向PCR 产物拼接得到CBF 基因全长序列,命名为RhCBF,GenBank 注册编号为EF582843;该基因序列长758 bp,ORF 为603 bp,编码200 个氨基酸;同时,根据基因序列设计1 对特异引物,利用荧光定量PCR分析月季CBF 在不同逆境胁迫下的表达情况。结果显示低温和盐均可以诱导RhCBF 的表达,而干旱处理不能诱导其表达。     

冷胁迫对黄瓜CBF1基因沉默植株相关耐冷指标的影响

以黄瓜CBF1基因沉默植株为试材,研究了冷胁迫下黄瓜CBF1基因的沉默对植株相关耐冷指标的影响。结果表明,与冷胁迫和常温条件下的正常植株相比,冷胁迫后的基因沉默植株的相对电导率和丙二醛含量均显著增加,叶绿素含量显著降低;冷胁迫后的基因沉默植株体内脯氨酸和可溶性蛋白含量增加的幅度远远低于冷胁迫后的正常植株增加的幅度。     

番茄抗枯萎病分子机制研究进展

为了促进番茄抗枯萎病分子育种及提供绿色防控依据,围绕番茄枯萎病发病症状、病原菌致病机制、番茄抗病机制等方面的研究成果,介绍了尖孢镰刀菌的定植机制和信号传导机制,并从寄主分泌抗真菌化合物、激发寄主信号传导途径及保卫反应、寄主抗性基因诱导表达等方面论述了番茄抗枯萎病分子机制的研究进展,最后进行展望.     

光周期诱导植物成花的分子调控机制

开花是植物从营养生长向生殖生长的转变过程。开花相关基因的表达是实现这一转变的基础,环境因子以及细胞自身的生长状况对这些基因的表达起着调控作用。目前利用模式植物拟南芥、水稻和观赏植物矮牵牛和金鱼草等植物,已了解到光周期信号被植物成熟叶片接受和感知并产生开花信号物质,这种开花物质经过叶片到茎尖的长距离运输,最终引起茎顶端开花起始。对国内外光周期途径植物成花分子机制的研究进展进行综述,旨在为进一步深入研究光周期调控观赏植物成花分子机制提供参考。     

TFL1调控蔷薇科植物开花时间的分子机制

蔷薇科包含很多具有重要经济价值的园艺植物,它们的开花模式多样,而不同的开花模式又直接影响了开花观赏期和果树产期,在园艺生产上非常重要。以拟南芥为代表的模式植物中,TERMINAL FLOWER1(TFL1)基因调控开花的分子机制已被深入研究,它是调控植物花芽分化的关键基因,可以维持花序的无限生长状态,延迟拟南芥的开花时间。然而,人们对蔷薇科植物开花调控机制的了解还比较有限。在本文,我们回顾了TFL1同源基因在蔷薇科植物开花时间调控分子机制方面的研究进展,并着重阐述了TFL1同源基因在各种蔷薇科植物开花转型以及童期向成熟期转换过程中的表达规律和遗传功能,为今后深入研究TFL1调控蔷薇科植物开花时间以及童期变化的分子机制提供了重要的基础。     

香蕉抗寒分子机制研究进展

香蕉是世界上最受欢迎的水果之一,也是第四大粮食作物,低温是影响其种植区域、生长发育、产量和品质的重要环境因素。近年来,随着基因组学和蛋白质组学等分子生物学技术的深入发展,香蕉抗寒分子机制的研究取得了较大进展,笔者重点从生物膜、磷酸化信号通路、基因表达、蛋白表达4个层面综述香蕉品种抗寒性差异的分子机制和调控途径,旨在为香蕉抗寒品种的培育和栽培措施的改进提供理论参考。     

中国科学院植物研究科研人员揭示叶绿体基因转录调控的新机制

<正>中国科学院植物研究科研人员揭示叶绿体基因转录调控的新机制,证明了叶绿体中普遍存在转录暂停现象,为植物叶绿体转录调控的分子机制提供了新的认识。转录调控是基因表达过程中的基础机制。在转录过程中,RNA聚合酶会在一些因子的调控下暂时停止转录,而在条件具备情况下继续进行转录延伸。这一类精细调控现象被称为"转录暂停"。转录     

香樟两个DREB1转录因子基因的分离及其对不同胁迫的响应分析

以香樟（Cinnamomum camphora）实生苗为试验材料,利用同源克隆结合RACE技术获得了两个冷诱导转录因子基因CBF/DREB1的cDNA全长序列,命名为CcCBFc和CcCBFd,GenBank登录号分别为KP336741和KP336742。序列分析显示这两个基因均没有内含子,cDNA全长为897和1 010 bp,开放阅读框分别为654和621 bp,编码217和206个氨基酸,预测蛋白分子量分别为24.0和22.9 kD,等电点分别为5.26和8.58。基于氨基酸序列的同源性比对和系统进化树分析表明,这两个基因均属于DREB1家族,与双子叶植物进化关系较近。实时定量PCR结果显示,CcCBFc和CcCBFd都能被低温（4 ℃）、干旱（20%PEG）、盐（250 mmol ? L-1 NaCl）和ABA（100 μmol ? L-1）诱导,表明CcCBFc和CcCBFd可能在香樟应对非生物胁迫过程中发挥重要作用。     

黄瓜转录因子CsCBF3 的克隆及表达分析

利用RT-PCR 技术从黄瓜中克隆了植物低温信号转导途径中的关键转录因子C-repeat-Binding
Factor3,将其命名为CsCBF3,GenBank 登录号为JQ900769。CsCBF3 基因开放阅读框全长为615 bp,
编码204 个氨基酸。进化树分析表明,CsCBF3 隶属于CBF 基因家族,与葡萄CBF3 蛋白亲缘关系最近,
而与黑麦草、水稻CBF3 蛋白亲缘关系较远。生物信息学分析结果表明,CsCBF3 编码的蛋白包含保守的
AP2 DNA 结合域,N 端的核定位信号区和C 端的酸性氨基酸富集区,且该蛋白中的一些磷酸化位点及二
级结构在与DNA 互作过程中发挥重要作用。荧光定量PCR 检测结果显示低温可诱导CsCBF3 的表达,且
其表达量在迅速达到峰值后又降低,说明CsCBF3 是一个快速响应基因,推测其在黄瓜耐冷过程中起着重
要的作用。     

苹果WRKY转录因子家族基因生物信息学分析

 利用生物信息学方法对苹果MdWRKY转录因子家族成员、基因分类、染色体定位、系统进化关系和结构域序列保守性进行了预测,并分析基因在果实成熟期和砧穗互作中的表达差异。苹果MdWRKY家族包含116个基因,分为GroupⅠ、GroupⅡ和GroupⅢ,其中GroupⅡ又可细分为GroupⅡa、GroupⅡb、GroupⅡc、GroupⅡd和GroupⅡe亚类;苹果的17条染色体均有WRKY转录因子分布,其中第1条染色体上的分布最多,有12个WRKY基因分布。MdWRKY编码的蛋白在118 ~ 965个氨基酸范围内,等电点位于4.81 ~ 10.16之间。Microarray分析发现,在苹果果实成熟时期和砧木接穗互作过程中,多数MdWRKY基因的表达都有不同程度的变化。     

筇竹CBF1基因的原核表达和多克隆抗体的制备

以筇竹（Qiongzhuea tumidinoda Hsueh et Yi）叶片为试材,采用RT-PCR方法克隆其CBF1基因,并将CBF1连接到原核表达载体pET32a（+）上,经克隆测序确定所构建的重组载体pET32-QZ开放阅读框正确。将重组载体pET32-QZ转化大肠杆菌Rosetta2（DE3）菌株,经IPTG诱导表达,SDS-PAGE凝胶电泳,考马斯亮蓝染色,证明CBF1蛋白得到了高效表达,所表达蛋白是大小约为45 kD的融合蛋白。经镍柱纯化后作为抗原免疫家兔,制备CBF1蛋白特异性抗血清。所制备的多克隆抗体能够与融合蛋白和经冷诱导的筇竹叶片总蛋白在25 kD处出现杂交条带。上述结果表明,表达的目的蛋白可用于免疫组织化学、蛋白质印迹检测。     

牡丹切花ERF转录因子基因的分离与表达分析

利用已获得的‘洛阳红’牡丹花瓣转录组数据库,筛选得到3个与植物乙烯响应因子ERF蛋白同源性较高的Unigene序列,利用RACE及RT-PCR技术,设计特异性引物对3个ERF基因最大阅读框进行扩增并测序。生物信息学分析表明PsERF1、PsERF2和PsERF3分别含有长为1 158、747和609 bp的开放阅读框,编码383、248和202个氨基酸残基,且均含有1个典型的AP2结构域。进化分析表明3个牡丹ERF转录因子分别属于ERF亚家族的B2组、B1组和B3组。利用实时定量PCR分析了3个ERF基因在牡丹乙烯敏感型品种‘洛阳红’和乙烯不敏感型品种‘雪映桃花’不同花器官（花瓣、雄蕊、雌蕊和萼片）以及不同发育级别切花花瓣中的表达情况。结果表明,PsERF1在2个品种花瓣中的表达量显著高于其他花器官,其表达量在‘洛阳红’切花发育过程中逐渐增加,而在‘雪映桃花’切花发育过程中逐渐降低,推测PsERF1可能对牡丹切花的乙烯响应具有重要的调控作用,PsERF2和PsERF3则可能同时参与了多种信号途径。     

景天基于WRKY转录因子分子标记体系的初步建立

用CTAB法提取三七景天基因组DNA,根据已报道的辣椒WRKY的转录因子保守区域设计引物,对影响PCR扩增反应的主要因素进行初步研究,建立景天基于转录因子的分子标记技术体系。在20μl的反应体系中,dNTPs0.4mmol/L,DNA模板30ng。扩增程序为:94℃预变4min,反应前7个循环在94℃30s、60℃30s、72℃1min条件下进行,随后5个循环在94℃30s、60℃30s、72℃45s条件下进行,随后13个循环在94℃30s、48℃30s、72℃1min、94℃30s、40℃30s、72℃1min条件下进行,最后72℃延伸10min。     

牡丹开花调控转录因子基因PrSOC1的克隆与表达分析

以紫斑牡丹（Paeonia rockii）花芽为试验材料,采用RT-PCR的方法克隆得到1个牡丹开花调控的重要转录因子SUPPRESSOR OF OVEREXPRESSION OF CONSTANS1（SOC1）基因的同源基因PrSOC1,其cDNA开放阅读框长度为678 bp,3′非编码区为421 bp,编码225个氨基酸,GenBank登录号为KJ427808。序列比对和结构域分析表明,此蛋白包含典型的MADS-box和K-box结构域,C末端还含有一个保守性很高的基序-SOC1 MOTIF,与葡萄中的SOC1蛋白最为相似。系统进化树分析表明,PrSOC1与葡萄VvSOC1的亲缘关系最近,属于MADS基因家族中的SOC1/TM3亚家族。半定量RT-PCR表明,PrSOC1基因在紫斑牡丹花芽中的表达量最高,根、茎、叶片中次之,种子中最少。在不同品种牡丹的花芽中,PrSOC1和其光周期途径上游的CO家族基因PsCOL4的表达量没有显著的品种间差异,推测PrSOC1具有很高的保守性,可能是参与牡丹成花的重要基因。利用原核表达系统成功表达了PrSOC1蛋白,并构建了PrSOC1的植物超表达载体,为进一步研究PrSOC1的功能奠定了基础。