野生大豆盐碱胁迫响应基因GsZFP1的克隆及序列分析

盐碱胁迫是影响植物生长、发育和产量的重要因素,野生大豆是优良的非生物胁迫抗性材料。为了获得在植物渗透胁迫反应中起关键作用的功能基因,研究以耐盐碱东北野生大豆(Glycine sojaL.G07256)为试材,利用前期构建的野生大豆碱胁迫基因芯片表达谱,从中选出一个在盐碱胁迫早期上调表达,经Blast分析预测属于C2H2类型的锌指转录因子(探针号Gma.17534.1.S1_at),命名为GsZFP1。对GsZFP1基因进行芯片结果的sqRT-PCR验证,并通过同源克隆的方法克隆得到GsZFP1的cDNA序列。利用"ORF Finder"及ExPASy的ProtParam工具分析表明GsZFP1蛋白长度为325 aa,分子质量约35.14 ku,预测等电点为9.99。其锌指结构特征为Cys-X2-Cys-X3-Phe-X5-Phe-X2-His-X3-4-His,并且不含QALGGH保守结构域。该基因是野生大豆中首次被发现的不含QALGGH motif C2H2类型的锌指蛋白,并且参与到非生物胁迫反应。该结果将为研究GsZFP1基因在非生物胁迫中的功能,并为认识不含QALGGH保守结构域的C2H2类型的锌指蛋白在非生物胁迫中的作用奠定基础,为耐渗透胁迫基因工程研究提供潜在的基因资源,为植物耐渗透胁迫机理研究提供依据。     

烟草WRKY-R1基因的克隆及瞬时表达分析

以烟草根尖组织cDNA为模板,RT-PCR结合电子克隆得到NtWRKY-R1基因的完整ORF,序列分析显示,NtWRKY-R1具有WRKY转录因子家族典型的WRKYGQK保守结构域及C2H2的锌指结构,属于WRKY转录因子家族第Ⅱ类。采用生物信息学方法对NtWRKY-R1蛋白的理化性质、进化关系和磷酸化位点进行预测和分析,结果表明,NtWRKY-R1与茄科植物保守结构域的同源性及系统进化关系最近;磷酸化位点分析显示该蛋白可能通过磷酸化作用修饰,进而对其相应的代谢活动进行调节。通过构建真核表达载体、建立瞬时表达分析体系,结果显示,NtWRKY-R1基因的过表达导致JA信号途径标记基因PDF1.2及烟碱合成关键酶基因PMT1表达量降低,推测NtWRKY-R1基因影响JA信号途径,进而调控烟碱合成。     

马身猪ZNF280D基因新型剪接体的鉴定及生物信息学分析

[目的]本试验旨在探究马身猪中锌指蛋白(zinc finger protein)ZNF280D基因的剪接体类型。[方法]在猪转录组测序对ZNF280D基因剪切位置预测的基础上,采用RT-PCR和克隆测序技术对预测的剪切位点进行验证,检测该基因不同剪接体的结构并进行生物信息学分析。[结果]共检测到2个剪接体,分别是ZNF280D1和ZNF280D2,ZNF280D1为该基因的常规转录本,ZNF280D2第8外显子5'端大部分缺失。ZNF280D1含有3个C2H2型锌指结构域,属tC2H2型锌指蛋白,ZNF280 D2含有4个C2H2型锌指结构域,属maC2H2型锌指蛋白。[结论]ZNF280D2与DNA的亲和力大于ZNF280D1。     

番茄C2H2型锌指蛋白的鉴定及生物信息学分析

植物C2H2型锌指蛋白转录因子广泛参与植物的生长发育及对逆境应答反应等生命过程。为了更好地理解番茄中C2H2型锌指蛋白转录因子的种类和数量,利用番茄基因组数据库,鉴定出92条番茄C2H2型锌指蛋白。蛋白质理化分析结果表明,不同亚家族成员的氨基酸长度差异较大,且多为碱性氨基酸;进化树分析结果表明,所有C2H2家族成员被分为5个亚家族,每个亚家族成员数量差异较大;结构域分析显示每个成员都含有C2H2结构域,同一亚家族间结构域的数量、种类、分布具有一致性;染色体定位结果显示,有91个成员定位在12条染色体上;组织表达分析结果表明,C2H2转录因子基因家族成员在各个组织中都有表达,表达量具有差异性。本研究将为番茄C2H2型锌指蛋白的生物学功能分析提供参考。     

偏肿革裥菌C2H2型锌指基因表达分析

C2H2型锌指转录因子在植物、动物和部分真菌的生长发育过程中发挥着重要的作用,但其在偏肿革裥菌(Lenzites gibbosa)中的作用尚不清楚.通过对木屑处理后不同时期的偏肿革裥菌菌丝进行提取和转录组分析,为偏肿革裥菌在营养基质条件下菌丝的生长研究提供支持.运用COG、GO和KEGG数据库进行注释分析,筛选出与偏肿...     

小麦锌指蛋白基因TaZAT6的克隆、特征分析及其在不同磷水平下的表达

 【目的】在克隆小麦锌指蛋白基因TaZAT6的基础上,深入研究该基因的分子特征和在不同磷水平下的表达特性。【方法】通过对富集石新828不同低磷胁迫时间点特异表达基因的cDNA差减文库克隆测序,获得1锌指蛋白型转录因子基因EST。利用RT-PCR技术,在低磷处理24 h的石新828和冀7369根系中克隆了该锌指蛋白基因TaZAT6,并采用该技术进一步研究该基因应答介质中Pi的特征。【结果】TaZAT6开放阅读框为717 bp,编码238个氨基酸残基,编码的蛋白质中含有1个保守的核定位区、2个C2H2锌指蛋白域和1个DLN保守盒。系统进化分析表明,TaZAT6可能与另外2个小麦锌指蛋白基因ZAT22和ZAT23具有共同的祖先。TaZAT6的表达表现为明显的低磷诱导特性,恢复至正常磷水平下其表达降低至磷胁迫前水平。与磷低效品种冀7369相比,石新828根叶中TaZAT6具有更强应答低磷胁迫能力。小麦高亲和磷转运蛋白基因TaPT2对生长介质中Pi的响应特点与TaZAT6相似,表明TaZAT6可能参与了对TaPT2的转录调节。【结论】低磷胁迫条件下,石新828中 TaZAT6具有较强应答Pi能力,由此进一步调控下游基因表达,可能与该品种在低磷下表现磷高效具有密切联系。     

偏肿革裥菌降解木质素关键基因挖掘

通过对白腐菌偏肿革裥菌(Lenzites gibbosa)在木质和非木质环境下的转录组进行测序,从而预测和筛选出L.gibbosa与木材降解有关的基因。采用高通量测序技术对木屑和非木屑处理条件下的菌丝样本进行转录组测序。利用eggNOG、GO等数据库注释方法对转录本进行比较分析,预测和筛选出L.gibbosa与木材降解有关的基因。L.gibbosa转录组测序两组试验组分别设置3个生物学重复样本,共得到6个样本42.71 Gb Clean Data,各样品Clean Data平均达到7.11 Gb,各样品的Reads与参考基因组的比对效率在88.51～91.37%。差异表达分析得到差异表达基因1 120个,其中上调370个,下调750个。差异基因被注释到GO数据库的有493个,注释到eggNOG数据库的有857个。eggNOG分析表明,差异基因表达多聚集在翻译后修饰、蛋白质折叠、蛋白分子伴侣;碳水化合物的运输和代谢;能量产生和转化;次生代谢产物的生物合成、运输和分解代谢等功能分类下。GO分析表明,显著性富集与频率较高的生物过程是氧化还原过程、氧化还原酶活性和木质素代谢过程。L.gibbosa降解木材与木质素分解代谢过程(GO:0046274)、氧化还原过程(GO:0055114)和氧化还原酶活性(GO:0016491)等3个基因本体功能类目密切相关。根据基因功能注释的结果得到7个与白腐菌降解木质素相关的重要差异表达基因。     

甘薯SPF1转录因子的生物信息学分析

WRKY蛋白是一类植物特有的转录因子超家族,SPF1是第一个从植物(高系14)中克隆的WRKY家族基因。借助生物信息学手段,对甘薯SPF1蛋白组成、结构和功能进行分析预测。结果表明,SPF1编码蛋白含有丰富的丝氨酸位点,并含有2个WRKY保守结构域,分别带有CX_4CX_(22)HXH和CX_4CX_(23)HXH锌指结构,分别形成4个和5个β-折叠片。SPF1和甘薯祖先种Ipomoea trifida WRKY结构域均具有非常保守的WRKYG(Q/K)K氨基酸序列,并且C端WRKY结构域的保守性比N端WRKY结构域的低。系统进化树分析结果显示,蛋白N端和C端的WRKY结构域分属2个不同的分支。蛋白结构预测结果显示,SPF1 WRKY结构区(204~445 aa)处于蛋白三维结构的内侧,形成非亲水性靶标DNA结合区。SPF1作为转录因子,在调控细胞核基因表达的同时,其蛋白N端序列具有叶绿体定位功能。推测SPF1可能参与细胞核和叶绿体的基因表达调控。     

梅花PmWRKY40基因的克隆及其表达分析

为揭示梅花WRKY基因的功能,采用RT-PCR技术从梅花品种‘雪梅’(Prunus mume ‘Xuemei’)中分离得到1个WRKY转录因子基因PmWRKY40。序列分析结果显示,该基因cDNA全长1 072bp,完整开放阅读框972bp,编码323个氨基酸,包含1个WRKY结构和1个C2H2型锌指结构。系统进化分析结果显示,梅花PmWRKY40蛋白与欧洲甜樱桃亲缘关系最近。实时荧光定量PCR分析表明:PmWRKY40基因受低温、氧化胁迫诱导,但诱导程度存在差异。此外,SA处理显著提高PmWRKY40的表达,ABA处理则抑制该基因表达。推测PmWRKY40可能在梅花响应低温胁迫过程中起重要作用。     

一个新的水稻C2H2型锌指蛋白cDNA的克隆与序列分析

锌指蛋白 (ｚｉｎｃｆｉｎｇｅｒｐｒｏｔｅｉｎ)是一类具有“手指状”结构域的转录因子 ,负责调控基因的表达。锌指蛋白主要通过与核酸的相互作用 ,显示出不同的功能 ,如促进转录、抑制转录、单链ＤＮＡ结合、ＲＮＡ结合或ＲＮＡ/ＤＮＡ双向结合[1 ] 等。Ｃｙｓ2 /Ｈｉｓ2型锌指 (也称ＴＦⅢＡ型 )是真核生物的转录因子中结构描述的最为清楚的转录因子 ,其锌指区为ＣＸ2 - 4 ＣＸ3ＦＸ5ＬＸ2 ＨＸ3- 5Ｈ的结构[2 ] 。植物中目前已经克隆了一些Ｃ2Ｈ2型锌指蛋白基因 ,其中很多锌指区具有ＱＡＬＧＧＨ的保守区 ,如与拟南芥花发育相关的ＳＵ …     

矮牵牛冷响应锌指蛋白基因PhTZF1的分离与表达分析

利用矮牵牛基因表达谱芯片筛选出应答低温胁迫的关键基因,从中发现1个CCCH型的锌指蛋白基因PhTZF1。通过RT-PCR分离获得该基因的cDNA全长为2 085bp,预测其编码694个氨基酸,含有2个CCCH型锌指蛋白保守结构域。系统进化树分析发现,PhTZF1与拟南芥AtSZF1相似度最高。利用半定量RT-PCR检测其在根、茎、叶和花中的表达特性发现,正常生长条件下该基因在各组织中的表达都较弱;利用实时定量PCR检测其在低温、干旱、ABA、MeJA、高盐和高渗胁迫处理下的表达情况发现,PhTZF1表现出不同程度的上调,其中对低温胁迫最为敏感且上调倍数最高,初步推测该基因与矮牵牛应答低温、干旱等非生物逆境相关。     

一个逆境诱导表达的水稻锌指蛋白基因的分离和鉴定

为鉴定逆境应答相关转录因子,以1个水稻EST为基础,通过RT-PCR分离到了1个编码锌指蛋白的转录因子新基因的全长cDNA,命名为OsZF19。该基因编码171个氨基酸,包含zf-AN1和zf-A20两个锌指结构域,预测的该基因启动子区含有逆境应答顺式元件。Northern杂交分析表明,OsZF19的确受到高盐和植物激素ABA胁迫的诱导,而在干旱胁迫早期显著地诱导表达,胁迫后期OsZF19的表达量轻微下降。试验结果表明,OsZF19可能在水稻对干旱和高盐逆境的应答反应中发挥作用。     

桃Q型C2H2锌指蛋白基因家族的鉴定及其在低温胁迫下的表达分析

【目的】从桃基因组鉴定Q型C2H2锌指蛋白基因家族成员,并进行生物信息学与低温表达分析,为桃抗逆性研究提供理论依据。【方法】采用生物信息学方法分析桃46个Q型C2H2锌指蛋白家族成员的理化性质、系统进化和基因结构等,并利用实时荧光定量分析其低温胁迫下的表达特征。【结果】桃Q型C2H2锌指蛋白家族成员氨基酸数量介于155～607,且主要位于细胞核中。染色体定位揭示该家族成员不均匀地分布在8条染色体上。系统进化分析将桃和拟南芥的Q型C2H2基因聚为16个亚组。基因结构分析表明：同一亚族成员结构相似,外显子数量基本相同。顺式作用元件分析表明：大多数Q型C2H2锌指蛋白家族成员启动子序列上游2 000 bp区域包含大量激素及非生物胁迫响应元件。qRT-PCR分析表明：低温胁迫下,桃Q型C2H2锌指蛋白家族成员中有16个成员为上调表达,且以PpC2H2-18基因最为显著。【结论】该家族成员均含有较高的保守基序和结构域,且可参与植物生长发育以及生物和非生物胁迫等,为桃的抗寒育种提供了参考。     

大豆C2H2型锌指蛋白基因STF-2的克隆及结构分析

大豆是我国重要的粮油经济作物,是众多行业中必需的原材料。锌指蛋白是一种重要的转录因子,其中双锌指的植物C2H2型锌指蛋白多数与植物的非生物胁迫相关,可以利用生物技术手段提高作物对非生物胁迫的耐受能力。该文利用生物信息学和同源克隆的方法克隆得到了大豆C2H2型锌指蛋白基因STF-2,并且利用软件对其蛋白结构进行了初步分析。     

巴西橡胶树锌指蛋白基因的克隆及功能鉴定

锌指蛋白是一类能与DNA/RNA结合并调控基因表达的蛋白。前期笔者通过酵母双杂技术筛选到1个可能与JAZ蛋白互作的巴西橡胶树锌指蛋白(命名为Hbzinc-finger),该基因的c DNA全长序列有2 262bp,编码753个氨基酸。该蛋白碳末端有1个PB1结构域,在336~381处氨基酸序列编码1个Zn F_ZZ锌离子结合结构域。红色荧光蛋白亚细胞定位结果表明,Hbzinc-finger定位于细胞核,酵母自转录激活显示该蛋白有自转录活性。该基因的表达受创伤影响,表明橡胶锌指蛋白的表达可能受茉莉酸信号调控。     

基于RNA-seq数据发掘响应干旱的谷子C2H2型锌指蛋白基因

C2H2型锌指蛋白在植物响应逆境胁迫以及激素信号转导过程中起着重要作用,为了发掘响应干旱胁迫的谷子C2H2型锌指蛋白基因(SiC2H2),利用转录组测序技术构建谷子聚乙二醇(PEG)处理前后转录组文库,根据表达谱数据鉴定出11个SiC2H2差异表达基因,对其进行理化性质、启动子元件等部分生物信息学分析和进化树及基因结构分析。实时荧光定量逆转录PCR(RT-PCR)验证结果表明,随机选取的4个基因在PEG胁迫前后的表达特点与表达谱数据基本一致。研究结果为后续进一步研究C2H2型锌指蛋白在谷子抗旱性中的作用以及谷子抗旱分子育种提供了理论依据。     

辣椒推定WRKY基因cDNA的生物信息学分析

[研究目的]该研究在利用同源克隆法分离到一个推定的辣椒WRKY转录因子的基础上,采用多种生物信息学方法对该序列进行特征分析和功能预测,以获得该基因及其编码蛋白更多的功能提示.[主要方法]应用Blast、ORF Finder、Wolf Psort、DNAMAN等软件或数据库,进行序列的相似性比较,开放读码框预测、保守域和编码蛋白质的功能等分析.[研究结果]所得到的序列是WRKY基因家族中的一个全长cDNA序列,与其它植物具有较高的同源性,该基因编码的蛋白具有WRKY保守结构域和锌指结构特征,亚细胞定位预测结果显示该蛋白定位于细胞核,具有WRKY转录因子的三维结构特征.[结论]所获得序列为辣椒WRKY基因家族的新成员,具有WRKY转录因子家族的基本特征,进化上有高度保守性.可能在调控植物的生长发育以及干旱、高温、高盐等逆境应答过程中起重要调节作用.因此.这一辣椒WRKY新基因有进一步研究的价值.     

盐芥STZ转录因子基因的克隆及序列分析

【目的】克隆盐芥STZ转录因子基因,对其进行序列分析,为进一步研究ThSTZ转录因子在逆境应答中的作用奠定基础。【方法】利用GenBank数据库中盐芥STZ转录因子的EST序列设计特异引物,通过3′RACE技术克隆ThSTZ基因的全长序列,应用生物信息学手段对该基因编码蛋白的结构与功能、亚细胞定位等进行预测,并对其编码氨基酸序列的同源性和系统进化进行分析。【结果】盐芥STZ转录因子基因全长717 bp,编码238个氨基酸。其编码蛋白含有2个C2H2型锌指结构域,位于细胞核内,属于C2H2家族转录因子;多重序列比对和系统进化分析表明,盐芥STZ转录因子与拟南芥属植物同源蛋白的相似性最高。【结论】获得了ThSTZ转录因子基因的全长序列,为进一步探讨ThSTZ转录因子在逆境应答中的功能奠定了基础。     

不同品种谷子幼苗对干旱胁迫的生理响应及SiZFP252基因的表达分析

[目的]谷子是我国北方重要杂粮和抗旱作物,锌指蛋白是一类具有"指状"结构域的转录因子,主要有C2H2、C4和C6等类型。其中,C2H2型锌指蛋白与逆境胁迫密切相关。为探究C2H2型锌指蛋白转录因子与谷子抗旱的关系,对2个谷子品种幼苗在自然干旱胁迫下的生理响应及SiZFP252基因的表达特性进行研究。[方法]以晋谷45和晋谷42为试验材料,在田间自然干旱条件下,对苗期谷子材料进行生理水平MDA、O-2含量以及POD、SOD抗氧化酶活性等生理指标的测定,并进一步分析了谷子抗旱相关基因SiZFP252的表达特性。[结果]研究表明:晋谷45的MDA和O-2含量显著低于晋谷42,且抗氧化酶POD和SOD酶活性显著高于晋谷42;干旱胁迫条件下锌指蛋白基因SiZFP252在晋谷45中的表达水平高于晋谷42。[结论]晋谷45的抗旱性强于晋谷42,且两者抗旱性差异可能与干旱胁迫下处于幼苗期的两个谷子品种的SiZFP252表达差异有关。     

偏肿革裥菌GMC基因家族在木质条件下转录表达分析

为揭示偏肿革裥菌（Lenzites gibbosa）在分解木材过程中葡萄糖-甲醇-胆碱氧化还原酶（Glucosemethanol-choline oxidoreductases, GMCs）基因的功能,采用高通量测序技术对L. gibbosa分解木屑过程中0,3,5,7,11 d的菌丝体进行转录组测序,以Count值与校正后的FPKM值为表达量进行基因筛选。分析基因表达量变化情况及在eggNOG,COG,GO,KEGG,NR,SwissProt和Pfam等数据库中的功能注释结果,通过qPCR验证基因表达量。根据基因注释结果共筛选到23个GMCs基因,表达量变化表明其中有9个是差异基因。功能注释及富集结果表明,L. gibbosa的GMCs至少有6种,分别为纤维二糖脱氢酶、葡萄糖氧化酶、吡喃糖脱氢酶、L-山梨糖1-脱氢酶、醇氧化酶、吡喃糖氧化酶,属于CAZy-AA3家族下的4个亚家族,在木材木质素与综纤维素的降解过程中,它们主要参与能量转运和代谢有关的碳代谢、甲烷代谢、氨基酸代谢和脂质代谢;GMCs与木质素降解过程中H2O2的形成有特定关系,可与FAD结合,将初级醇基氧化形成醛并释放H2...