鸡PPARγ基因转录本5的两个上游开放阅读框功能分析

前期研究发现,鸡PPARγ基因转录本5(c PPARγ5)的5’非翻译区（5’untranslated region,5’UTR）存在两个上游开放阅读框（uORF1和uORF2）。为揭示这两个uORFs在鸡PPARγ基因表达转录后调控作用,试验使用报告基因、定点突变、q RT-PCR和Western blot等技术,分析两个uORFs对报告基因活性及PPARγ mRNA和蛋白表达的影响。结果表明,与野生型相比,uORF1和uORF2分别突变和同时突变均显著促进报告基因活性及PPARγ m RNA和蛋白表达（P<0.05）。mRNA稳定性分析发现,两个uORFs突变对报告基因mRNA稳定性无显著影响。启动子活性分析发现,c PPARγ的5’UTR区具有启动子活性。研究结果表明,cPPARγ5的两个u ORFs抑制其翻译。     

植物萜烯类合成的转录调控研究进展

萜烯类物质几乎存在于所有植物中,其在植物生长发育、医学、化妆品、食品等方面都具有不可或缺的作用,但在植物中的合成量较少,目前主要借助于基因工程来生产。虽然人类对萜烯类的认知越来越广,但至今对于其调控机制尚未明确,植物体内萜烯类生物合成途径中有多个限速酶且限速步骤难以确定,通过转录因子来调节基因表达量、从而促进萜烯类物质的合成意义重大。重点综述了近几年萜烯类物质合成相关转录因子的调控研究进展,以期为后续的萜类物质研究提供一定参考。     

基于开放染色质的全基因组水平转录调控元件的研究方法与进展

真核生物转录调控过程是大量的顺式调控元件与反式作用因子相互作用的结果.研究发现,这一调控过程与染色质核小体的动态定位相关,调控因子的结合需要裸露的无核小体的DNA区域,即开放的染色质位点.因此,高效精确地定位基因组上的开放染色质位点为成功地发掘基因组调控元件,乃至揭示基因表达调控机制提供了重要线索和有效手段.本文对开放染色质位点的定义、主要研究方法以及功能注释进行概述,希望对在基因组水平上调控元件的发掘,尤其是在植物中的应用提供借鉴.     

草鱼C–反应蛋白基因上游调控序列的扩增与分析

C–反应蛋白(CRP)是一种急性时相血清蛋白,与鱼类的天然免疫和炎症反应有密切的关系。通过Genome Walker方法扩增草鱼CRP基因的上游序列,获得长度为1 055 bp的DNA片段,测序后经过PLACE和BDGP等启动子和转录因子结合位点预测软件的预测,初步鉴定草鱼CRP基因的复制起始子序列为保守的TCAGATC,G为转录起始位点。高度保守的RNA聚合酶II的结合位点TATAA–box位于–41～–35 bp,CAAT–box位于–94～–91 bp,在–54～–5 bp处存在1个高度保守的核心启动子序列。此外,还发现与转录诱导调控有关的转录因子结合位点,包括4个E–box元件、3个GT1共有序列、2个GT1核心序列和2个I–box核心序列。     

光对园艺植物花青素生物合成的调控作用

花青素是植物中一类重要的类黄酮化合物,在植物花朵、果实等器官色泽形成和抗氧化过程中起着重要作用。植物组织中花青素的形成依赖于光信号,但是光信号对花青素生物合成的调控机制及信号网络很大程度上还不清晰。本文简述了花青素生物合成及运转过程的研究进展,简要归纳了MYB、bHLH、WDR三类主要因子对花青素合成的转录调控作用,重点阐释光信号(光强、光质、光照时长)对植物花青素合成的调控作用。研究表明,光环境(光强、光质、光照时长)主要通过不同的光受体(UVR8、CRYs、PHOTs、PHYs)影响光信号通路重要因子COP1的泛素化能力和HY5的稳定性,以及其他光信号转录因子如光敏色素互作因子PIFs的稳定性,进而调控花青素的生物合成过程。这些光信号因子一方面直接结合到调控花青素合成的MYB、bHLH、WDR三大类转录因子上,转录激活或抑制它们的表达进而调控花青素的合成;另一方面,这些光信号因子通过与MYB、bHLH、WDR三大类转录因子蛋白互作,影响它们形成的MBW复合体稳定性,进而调控花青素的合成。此外,这些光信号因子还可以通过不依赖于MBW复合体的通路调控花青素的合成,如HY5通过调控miR...     

紫心甘薯 IbMYB1 上游 7 个调控蛋白的互作与表达分析

【目的】对前期筛选到的紫心甘薯 IbMYB1 上游 7 个调控蛋白（IbERF1、IbPDC、IbPGP19、 IbSCF、IbWRKY1、IbJOX4 和 IbEIN3-2）的互作与表达进行分析,进一步阐明花色素苷在特定时空合成与积累 的调控网络。【方法】采用酵母双杂交和双分子荧光互补试验,对 7 个调控因子之间的相互作用进行检测,使 用荧光定量 PCR 对紫心甘薯和白心甘薯根不同发育时期花色素苷合成调控和筛选的上游调控因子进行基因表达 特征分析。【结果】IbERF1 与 IbSCF、IbWRKY1 存在相互作用。双分子荧光互补试验证实了酵母双杂交的试验 结果。IbERF1 基因在紫心甘薯根不同时期的表达量均低于白心甘薯,且随着根中花色素苷的积累其表达量逐渐 降低,IbWRKY1 和 IbSCF 基因在紫心甘薯和白心甘薯根不同发育时期中的表达量,与花色素苷的积累无明显的 相关关系。【结论】IbMYB1 上游调控蛋白 IbERF1、IbSCF 可分别与 IbWRKY1 形成复合物,以转录复合体的形 式共同调控 IbMYB1 表达。推测 IbERF1 可能负调控花色素苷的合成,IbSCF 和 IbWRKY1 参与紫心甘薯花色素 苷的合成与调控,可能还存在更为复杂的机制。     

植物冷驯化转录调控的影响因素

植物在冷驯化过程中通过转录调控发生大量生理生化上的变化,遗传物质、光照、温度等是影响转录调控的关键因素。本文从遗传物质及环境因子方面对植物冷驯化转录调控的影响进行了概述,希望人们在设计实验时能对其重要性予以重视。     

植物木质部次生细胞壁加厚调控的研究进展

木质部是维管植物运输土壤水分和可溶性物质的复合组织,由管状分子、木薄壁细胞以及木纤维3部分组成,其中管状分子和木纤维细胞均能发生次生细胞壁加厚,为植物生长发育提供必要的支撑。对木质部次生细胞壁加厚转录因子的共同调控网络的研究进展进行综述,其中以NAC−MYB为核心的转录调控网络在该过程中扮演着关键性的作用;NAC转录因子家族可根据其调控部位分为VND基因家族、NST1/NST3转录因子和NST1/NST2转录因子,并直接调控下游MYB转录因子家族的表达,影响次生细胞壁的加厚。并以拟南芥、水稻、杨树等模式植物为例梳理调控机制,以便能更好的加深对植物木质部次生细胞壁加厚过程中转录调控的理解。     

转录因子调控植物挥发性有机物生物合成的研究进展

【目的】为进一步研究和利用植物中挥发性有机物提供参考。【方法】通过查阅文献,系统总结了近年来转录因子调控挥发性有机物生物合成的研究进展。【结果】挥发性有机物是植物特征性香味的主要成分,其广泛存在于植物中,种类丰富,结构复杂。MYB、NAC、AP2/ERF、bHLH、b ZIP和NAC等6类转录因子可通过调控挥发性有机物生物合成途径中的关键基因表达,进而调控挥发性有机物的积累。【结论】概述了植物中挥发物有机物的种类及结构特点、挥发物有机物合成途径中的重要基因、6类转录因子调控挥发物生物合成的分子机制等方面的研究进展,并为进一步开展挥发性有机物相关研究做了展望。     

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。     

植物LTR类反转录转座子在植物基因组学研究中的应用

LTR类反转录转座子是植物基因组中的重要转座元件,对植物基因组的结构及功能有重要的影响。综述了近年来植物LTR类反转录转座子的类型和结构、在基因组中表达和调控,并探讨了它们在植物基因组学研究中的应用前景。     

植物WRKY转录因子的结构特点及其在植物防卫反应中的作用

综述了WRKY转录因子的发现、结构特点、表达特点以及WRKY转录因子在各种植物防卫反应中的调控作用,指出WRKY转录因子是一类参与多种胁迫反应的诱导型转录因子,其N-端具有WRKYGQK高度保守的氨基酸序列,能够与基因启动子中的(T)(T)TGAC(C/T)序列(W盒)发生特异性结合,从而调节基因的表达,参与植物的各种生长和发育过程。     

植物耐低磷的转录调控机制

植物缺磷已经成为世界性的难题,越来越多的研究表明,转录调控是植物耐低磷调控的的重要环节,因此,有关植物低磷诱导转录因子转录机制的研究已成为国内外研究的热点。综述了与植物磷胁迫相关的转录因子PHR1,PHO1,WRKY6等调控磷酸饥饿的方式及其在植物生长发育、根系形态变化和激素信号等方面的功能,并对其研究前景进行了展望。     

Au Elements and Their Evolution in Some Allopolyploid Genomes of Aegilops

To study the sequences of short interspersed nuclear elements (SINEs) evolution in some allopolyploid genomes of Aegilops, 108 Au element fragments (a novel kind of plant SINE) were amplified and sequenced in 10 species of Aegilops,which were clustered into three different groups (A, B and C) based on their related genome types. The sequences of these Au element fragments were heterogonous in di-, tetra-, and hexa-ploids, and the dendrograms of Au element obtained from phylogenetic analysis were very complex in each group and could be clustered into 15, 15 and 22 families,respectively. In this study, three rules about Au elements evolution have been drawn from the results: i. Most families were composed of Au element members with different host species in three groups; ii. Family 1-6 in Group A, Family 1-6 in Group B, Family 1-4 and Family 6-13 in Group C contained only one, apparently highly degenerate Au element member (a single representative element); iii. Elements generally fell into clades that were species-specific with respect to their host species. The potential mechanisms of Au element evolution in Aegilops were discussed.     

SO2引起巨峰葡萄采后落粒的共表达网络和转录调控分析

【目的】 二氧化硫（SO₂）处理可有效防治葡萄灰霉病和采后腐烂,但会导致浆果脱落,研究SO₂引起葡萄浆果脱落的分子机制,明确关键基因和转录调控机制。【方法】 使用SO₂处理‘巨峰’葡萄,分别在2、4和6 d进行采样并统计对照组（CK）和SO₂处理组的葡萄浆果脱落率。通过高通量测序技术对CK对照组和SO₂处理组‘巨峰’葡萄采后2、4和6 d的样品测序,以葡萄基因组作为参考基因组进行序列比对,利用TPM算法计算基因表达量,使用基因集富集分析（GSEA）、基因共表达网络（GCN）以及转录调控网络预测方法对转录组数据进行系统的分析,并利用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）技术对其表达量进行验证。【结果】 SO₂处理能够显著诱导葡萄浆果脱落,2 d时,SO₂处理的葡萄浆果脱落率为9.88%,4 d时达到19.24%,且均显著高于对照组,6 d时脱落率达到38.25%,而对照组脱落率仅11.85%。通过GSEA分析,发现在CK组富集的GO生物过程主要与氧化应激反应、细胞壁代谢以及苯丙氨酸代谢通路相关,其中4 d时CK组富集到植物细胞壁组织、果胶代谢、细胞壁修饰、聚半乳糖醛酸等通路。在SO₂组富集的GO生物过程主要与能量代谢通路相关,其中2 d时在SO₂组富集到光合作用、四吡咯代谢、前体代谢物和能量的产生、葡萄糖代谢等通路。CK组富集的KEGG代谢通路主要有戊糖和葡萄糖醛酸的相互转换、半乳糖代谢、植物激素信号转导、柠檬酸循环（TCA循环）等,SO₂组有光合作用、柠檬酸循环（TCA循环）、糖酵解等。GCN将GSEA分析中的领头基因分为12个水平,水平4—9均富集到了能量代谢、糖代谢相关通路,其中水平4富集到激素反应、氧化应激反应。对GCN关键水平中的基因启动子序列进行转录调控预测分析,结果显示95个转录因子（TFs）与269个靶基因存在987对调控关系。WRKY14、WOX8、KUA1在SO₂处理下持续下调,MYB60、MYB73、ANL2、ERF2、DOF3.6、GATA25、WRKY57、KAN2、ATHB6在SO₂处理后持续上调。此外,MYB15、WRKY11、WRKY33、WRKY40、WRK75先上调后下调。ERF2、MYB60和WRKY40的转录调控网络发现调控的靶基因涉及细胞壁代谢、糖代谢等相关途径。qRT-PCR结果显示PME36和ERF2上调表达趋势相似,GAUT7、MYB60、UGE3上调表达趋势相似,此外,WRKY40在SO₂处理的2和4 d被诱导上调,PPME1、COMT1表达持续下调,SO₂处理4 d时LAC15被显著诱导上调。【结论】 SO₂诱导营养物质代谢、能量代谢、细胞壁代谢途径相关基因的表达,该过程受到多种转录因子调控,最终导致葡萄浆果脱落。     

植物油脂合成调控与遗传改良研究进展

植物种子油脂储存的主要形式是三酰甘油。在植物生长发育中,脂肪酸和三酰甘油具有重要功能。分析了植物种子油脂合成代谢过程调控研究进展,总结了改良植物种子油脂策略：①调节碳源分配,抑制碳源流入蛋白质合成路径的关键酶编码基因的表达、增强碳源流入脂肪酸合成路径的关键酶编码基因的表达;②干预油脂合成,促进脂肪酸生物合成,提高三酰甘油组装过程的关键酶编码基因的表达水平;③提高种子油脂的品质：改变植物脂肪酸组成,调节脂肪酸脱氢酶基因的表达,引入外源超长链多不饱和脂肪酸合成途径;④调控油脂合成代谢途径的转录因子表达,提高种子油脂含量。还讨论了植物油脂合成的三酰甘油前体转运机制及合成途径多基因共同调节合成途径等。     

Au Elements and Their Evolution in Some AIIopolyploid Genomes of Aegilops

To study the sequences of short interspersed nuclear elements （SINEs） evolution in some allopolyploid genomes of Aegilops, 108 Au element fragments （a novel kind of plant SINE） were amplified and sequenced in 10 species of Aegilops, which were clustered into three different groups （A, B and C） based on their related geuome types. The sequences of these Au element fragments were heterogouous in di-, tetra-, and hexa-ploids, and the deudrograms of Au element obtained from phylogenetic analysis were very complex in each group and could be clustered into 15, 15 and 22 families, respectively. In this study, three rules about Au elements evolution have been drawn from the results： i. Most families were composed of Au element members with different host species in three groups; ii. Family 1-6 in Group A, Family 1-6 in Group B, Family 1-4 and Family 6-13 in Group C contained only one, apparently highly degenerate Au dement member （a single representative elemeut）; iii. Elements generally fell into clades that were species-specific with respect to their host species. The potential mechanisms of Au element evolution in Aegilops were discussed.