转录因子ZmMYB153与TPL/TPRs蛋白的互作研究

转录因子MYB44通过EAR基序与TPL/TPRs蛋白直接互作,参与植物抵抗生物和非生物胁迫过程,其同源蛋白ZmMYB153的功能和调控机制尚未明确。本研究利用酵母双杂交(Yeast two-hybrid, Y2H)技术,对ZmMYB153与TPL/TPRs(TOPLESS/TOPLESS-related proteins)蛋白之间的互作关系进行研究,结果发现,共同转化ZmMYB153与TPR2组合(AD-ZmMYB153+BD-TPR2、BD-ZmMYB153+AD-TPR2)的酵母菌落在-Leu/-Trp、-Leu/-Trp/-His和-Leu/-Trp/-His+3-AT培养基上均能正常生长;而其他组合以及阴性对照组合的酵母菌落均不能在-Leu/-Trp/-His+3-AT培养基上正常生长,表明ZmMYB153与TPR2蛋白在酵母细胞中能够直接互作;与阳性对照相比,共转化EAR基序突变的ZmMYB153-mEAR与TPR2组合(AD-ZmMYB153-mEAR+BD-TPR2、BD-ZmMYB153-mEAR+AD-TPR2)的酵母不能在-Leu/-Trp/-His+3-AT培养基上生长,表明EAR基序是ZmMYB153与TPR2蛋白在酵母中互作的关键位点。研究结果为阐明ZmMYB153在玉米生长发育和抵抗生物/非生物胁迫中的功能及其调控机制奠定了基础。     

拟南芥转录因子AtMYB73转录活性区域分析及互作蛋白的筛选

【目的】确定拟南芥抗逆转录因子AtMYB73的转录活性区域并筛选获得与其互作的蛋白,为进一步阐明AtMYB73调控拟南芥抗逆的分子机制奠定基础。【方法】构建转录因子AtMYB73的酵母诱饵表达载体pAS1-AtMYB73,检测pAS1-AtMYB73的自激活性及其对酵母Y190的细胞毒性。克隆AtMYB73的N端区域（含有R2R3结构域）和C端区域（不含R2R3结构域）,检测AtMYB73的N端和C端的转录激活活性,分析AtMYB73自激活结构域的位置。利用酵母双杂交技术,以AtMYB73为诱饵筛选拟南芥的cDNA文库,将阳性克隆进行鉴定、测序;利用TAIR数据库对筛选获得的AtMYB73的候选互作蛋白进行分析。构建AtMYB73和F12F1.4的酵母双杂交载体pGBDT7-AtMYB73和pGADT7-F12F1.4,通过酵母双杂交技术,对其互作关系进行分析。【结果】含pAS1-MYB73的酵母菌在不同浓度的3-AT的SD/-His/-Trp/、SD/-Ade/-Trp培养基上均能生长,表明AtMYB73具有较高的自激活活性。含pAS1-AtMYB73的酵母菌在SD/-Trp/Amp液体培养基中培养24 h的OD₆₀₀值大于0.8,表明诱饵载体对酵母Y190没有细胞毒性。成功构建了pAS1-AtMYB73-N和pAS1-AtMYB73-C载体,获得了含有pAS1-AtMYB73-N和pAS1-AtMYB73-C的酵母;含pAS1-AtMYB73-N的酵母在含X-a-gal的YPAD培养基上呈现无色,而含pAS1-AtMYB73-C的酵母则呈现蓝色,表明AtMYB73的C端有明显的自激活性,而N端没有自激活性。以AtMYB73为诱饵,筛选拟南芥的cDNA文库,获得了与光合作用、防御反应途径、抗逆等相关的8个蛋白。利用酵母双杂交技术,确定了MYB73与F12F1.4之间存在一定的互作。【结论】拟南芥抗逆转录因子AtMYB73具有较高的转录激活活性,其活性区域位于C端;以AtMYB73为诱饵,筛选获得了与光合作用、防御反应途径、抗逆等相关的8个AtMYB73的候选互作蛋白;利用酵母双杂交技术,确定了AtMYB73与F12F1.4之间的互作关系。     

去乙酰转移酶ZmHDA101与TPL/TPRs蛋白的互作研究

ZmHDA101是玉米去乙酰转移酶家族的重要成员之一,其作用的分子机制尚未明确。为了明确ZmHDA101与TPL/TPRs蛋白之间的互作关系,本研究利用Gateway技术,构建了ZmHDA101、TPL/TPRs的酵母双杂交载体AD/BD-ZmHDA101、AD/BD-AtTPL、AD/BD-AtTPR1、AD/BD-AtTPR2、AD/BD-AtTPR3和AD/BD-AtTPR4;利用酵母双杂交技术,分析了ZmHDA101与TPL/TPRs蛋白之间的互作关系。结果发现,共同转化了ZmHDA101与TPL/TPRs组合的酵母均能在-Leu/-Trp、-Leu/-Trp/-His和-Leu/-Trp/-His+3-AT培养基上正常生长,而转化了对照组合的酵母不能在-Leu/-Trp/-His或-Leu/-Trp/-His+3-AT培养基上正常生长,表明ZmHDA101与AtTPL、AtTPR1、AtTPR2、AtTPR3和AtTPR4在酵母细胞中均能够直接互作。研究结果为阐明ZmHDA101在玉米生长发育和抵抗生物/非生物胁迫中的功能及其调控机制奠定了基础。     

小麦TaDREB6转录因子互作蛋白的筛选

 【目的】利用酵母双杂交技术从小麦cDNA文库中筛选TaDREB6互作蛋白,进一步研究DREB介导的小麦抗逆机制。【方法】以小麦的cDNA为模板扩增得到TaDREB6,构建小麦cDNA文库和pGBKT7-TaDREB6诱饵载体,将诱饵载体pGBKT7-TaDREB6以及pGADT7和cDNA文库混匀转入AH109酵母感受态细胞,在SD/-Ade/-His/-Leu/-Trp营养缺陷型培养基上,30℃培养3—5 d,挑取平板上直径大于2 mm的菌落,进行显蓝筛选。【结果】对筛选到的102个候选阳性克隆进行测序,在NCBI上进行BLAST比对分析,获得与能量代谢、抗逆和防御、转运、转录和翻译、信号转导以及生长发育等相关的候选蛋白。【结论】筛选得到候选蛋白的功能预测表明TaDREB6可能参与了多条信号转导途径,在抗逆境调控中具有重要作用。     

利用酵母双杂交系统筛选玉米ZmPRR73的互作蛋白

为了阐明ZmPRR73基因的生物学功能,构建诱饵表达载体pGBKT7-ZmPRR73,利用酵母双杂交技术,从长日照光照环境诱导的热带玉米自交系的cDNA文库中筛选与ZmPRR73互作的蛋白。结果显示：构建的诱饵载体pGBKT7-ZmPRR73对酵母菌株无毒性,且对报告基因无自激活活性,共鉴定出12个与ZmPRR73互作的候选蛋白。生物信息学分析表明,这些候选互作蛋白的功能涉及植物的转录调控、离子跨膜转运的调节、信号转导、电子传递链等多个方面,推测ZmPRR73蛋白与以上蛋白互作参与多个信号转导和代谢途径,研究结果补充和完善了ZmPRR73蛋白参与的调控途径,为进一步研究生物钟核心元件ZmPRR73的分子功能提供了新的分子证据。     

拟南芥NBS1互作蛋白的筛选和鉴定

【目的】筛选拟南芥中NBS1的互作蛋白,探究NBS1蛋白的新功能,为后续研究奠定基础。【方法】利用酵母双杂交技术筛选拟南芥c DNA文库,对得到的序列进行BLAST比对、亚细胞定位分析和基因本体注释。【结果】共有221个阳性克隆,测序后通过BLAST比对得到97个与NBS1互作的蛋白,包括膜蛋白、转运蛋白和折叠蛋白等,它们主要定位于细胞质、细胞核和叶绿体等,主要富集于4个分子功能、5个细胞组分和13个生物过程。【结论】拟南芥中与NBS1互作的蛋白在刺激响应、信号转导和细胞代谢等方面发挥着重要作用,也证明NBS1是一种多功能蛋白,但其功能及分子机制还需进一步研究。     

大豆锌指转录因子GmDi19-5对高温的响应及互作蛋白的筛选

【目的】高温胁迫已经成为威胁作物生长发育的主要非生物胁迫因素之一,转录因子在植物非生物胁迫响应中起着重要作用。通过对大豆锌指转录因子基因Gm Di19-5在高温胁迫下的响应和功能鉴定,以及利用酵母双杂交技术从大豆c DNA文库筛选与其互作的候选蛋白,研究Gm Di19-5对高温胁迫的响应机制。【方法】以大豆c DNA为模板,利用实时荧光定量PCR检测Gm Di19-5在高温处理不同时间段的表达模式;通过Plant CARE和PLACE数据库预测Gm Di19-5启动子元件,并对Gm Di19-5启动子转基因拟南芥在高温处理下进行的组织化学染色,分析Gm Di19-5启动子在高温胁迫下的活性;构建p GBKT7-Gm Di19-5诱饵载体,验证自激活活性;利用酵母双杂交技术,以p GBKT7-Gm Di19-5为诱饵筛选大豆c DNA文库,筛选与其互作的候选蛋白;进一步用酵母双杂交系统验证Gm Di19-5与候选蛋白的互作;利用实时荧光定量PCR检测候选蛋白基因在对高温处理的响应情况;构建融合表达载体,用GFP-Gm Di19-5融合表达载体转化拟南芥原生质体,检测Gm Di19-5蛋白的亚细胞定位情况。【结果】实时荧光定量PCR结果显示,Gm Di19-5在高温胁迫下上调表达;启动子元件分析表明,Gm Di19-5包含多种与胁迫应答相关的顺式作用元件,包括热响应元件HSE;组织化学染色分析发现,经高温处理后,过表达拟南芥幼苗的地上部分和地下部分均有报告基因的表达;亚细胞定位结果表明,Gm Di19-5蛋白定位于拟南芥原生质体的细胞核中;通过酵母双杂交技术筛选到了与Gm Di19-5互作的候选蛋白,试验进一步验证了Gm Di19-5与Gm Dna J在酵母细胞中互作;另外,实时荧光定量PCR结果显示,互作蛋白基因Gm Dna J受高温胁迫诱导表达。【结论】Gm Di19-5受高温诱导表达,Gm Di19-5可能与Gm Dna J互作,表明Gm Di19-5功能的发挥可能需要Gm Dna J的参与。     

拟南芥转录因子AtMYB103的转录激活域鉴定

拟南芥花药发育中AtMYB103编码了一个定位在细胞核中的,具有R2R3结构域的MYB家族转录因子,在调控绒毡层发育,胼胝质降解以及花粉外壁形成的过程中有重要作用,但该转录因子的激活结构域并不明确.本文将AtMYB103的编码区分为7个不同片段,构建到酵母表达载体pGBKT7中与GAL4的DNA结合区融合,通过酵母实验确定了AtMYB103本身具有能够激活GAL4-BD转录起始的激活结构域,并将转录激活区定位于该转录因子蛋白肽链的C末端的62个氨基酸残基中.     

香蕉果实酵母双杂交文库的构建及后熟转录因子MaMADS2互作蛋白筛选

[目的]本文旨在鉴定香蕉果实后熟关键调控因子MaMADS2的互作蛋白,深入解析MaMADS2影响香蕉果实后熟过程的分子机制。[方法]以MaMADS2为诱饵利用酵母双杂交文库获得候选互作蛋白,通过克隆候选互作基因编码区进行点对点酵母双杂交试验来验证互作情况;利用转录组学分析互作蛋白相关基因在后熟过程中的表达情况;利用双分子荧光互补试验鉴定重要互作蛋白与MaMADS2的互作;最后用蛋白免疫印迹分析MaMADS2蛋白在香蕉后熟过程中的表达。[结果]成功构建了果实在乙烯利催熟下的cDNA文库,初级和次级文库的库容分别为2.9×10⁶和3.2×10⁶ CFU·mL^-1,平均插入片段大小在1 200 bp以上,可满足后续酵母双杂交筛选的要求。最终共鉴定出7个互作蛋白,其中有2个MADS-box转录因子,3个E3泛素连接酶,2个具有转录抑制作用的蛋白。转录组数据表明,乙烯利可抑制2个MADS-box基因的表达,而1-甲基环丙烯(1-MCP)对其表达起诱导作用。双分子荧光互补试验表明,MaMADS2与MADS-box转录因子Ma04＿p...     

森林草莓转录因子MYB 12基因克隆及蛋白特性分析

采集森林草莓(Fragaria vesca)植株叶片,TRIzol法提取样本总RNA,设计特异性引物RT-PCR扩增转录因子MYB 12基因,获得1条约1 kb大小的特异性片段,克隆并测序。序列分析表明,该片段序列全长988 nts,含有完整的MYB 12基因开放阅读框(ORF),ORF长度为855 nts,编码285个氨基酸。序列比对发现,森林草莓MYB 12基因与来源于5种蔷薇科植物MYB基因的序列相似性较高,为75%~76%,而与其他7种非蔷薇科植物MYB基因的序列相似性相对较低,为47%~68%。构建MYB基因系统关系树,发现森林草莓与其他5种蔷薇科植物的MYB基因聚成一个分支,说明森林草莓与蔷薇科植物亲缘关系较近。生物信息学分析表明,MYB 12蛋白具有一定的亲水性,其N-端有2个MYB结构域,属于R2R3-MYB亚族。MYB 12蛋白二级结构主要以α-螺旋为主,并含有一些不规则的卷曲(Random coil)结构。这为研究该基因在植物生长发育及生理代谢过程中的调控机制奠定了基础。     

ZmCIPK8互作蛋白CBLs的筛选

利用酵母双杂交技术,以PGBKT7-ZmCIPK8载体为诱饵质粒,筛选能与ZmCIPK8互作的CBLs蛋白.结果表明,ZmCBL1,4,9能够与ZmCIPK8相互作用.表达分析结果为进一步研究ZmCIPK8与ZmCBL1,4,9在植物体内的相互作用提供了又一证据,这为深入解析ZmCIPK8参与逆境胁迫的作用机制奠定了基础.     

酵母双杂交筛选小麦TaMBD2互作蛋白

为探讨小麦甲基结合域蛋白(TaMBD2)在植物生长发育过程中的调控功能,以TaMBD2基因的全长cDNA为模板,构建诱饵载体pGBKT7-TaMBD2,利用酵母双杂交系统从小麦cDNA文库中筛选TaMBD2互作蛋白。结果共筛选到91个菌斑显蓝色的克隆,对其进行菌液PCR检测并测序,然后在NCBI上进行BLAST比对分析,共获得8个可能与TaMBD2互作的蛋白,分别为二磷酸核苷激酶(NDPK)、ENTH结构域蛋白、SIAN蛋白、Agenet结构域蛋白、C2H2型锌指蛋白、磷酸激酶和2个假定蛋白,其中最有可能的TaMBD2互作蛋白为NDPK。这些候选蛋白主要参与细胞信号传导、抗逆、能量代谢和蛋白质运输等。其中,检测结果中参与植物抗逆胁迫的蛋白质为主要互作蛋白,所占比例为54.9%;参与蛋白质运输的互作蛋白所占比例为25.3%,其余互作蛋白所占比例较小。因此,推测TaMBD2可能主要参与植物对干旱、低温和高盐等非生物胁迫逆境的响应及调控。     

本氏烟中与番茄斑萎病毒N蛋白互作的寄主因子的筛选

[目的] 番茄斑萎病毒(Tomato spotted wilt virus, TSWV)是植物多分体负义链RNA病毒的代表性成员.TSWV的N蛋白在病毒感染的寄主植物内表达量高,可能调控病毒对寄主的感病,探究N蛋白通过影响哪些寄主蛋白的表达来完成病毒的侵染,以期为深入解析寄主蛋白调控病毒的分子机制提供理论基础,为后续有...     

元宝枫MYB转录因子基因的克隆

[目的]克隆元宝枫转录因子MYB基因,为进一步研究元宝枫MYB基因功能和对其花青苷结构靶基因的调控研究奠定基础.[方法]以元宝枫‘鲁红1号’为材料,采用RT-PCR和RACE-PCR方法,克隆元宝枫‘鲁红1号’中MYB基因.[结果]测序结果显示该基因全长831 bp,编码276个氨基酸,该蛋白分子量为32.17 kDa,分子式为C1430H14052N2247O406S14,原子总数为4 510个,等电点为9.44,GenBank登录号为1825712,命名为AtrMYB.该蛋白具有R2R3MYB结构域,该蛋白偏疏水性,没有信号肽,具有核定位信号.氨基酸序列比对发现与其它物种的MYB有较高的同源性,进化树分析表明,AtrMYB与调控橙子花青苷合成的转录因子MYB亲缘关系最近,处在同一进化枝.[结论]从元宝枫‘鲁红1号’中成功获得了元宝枫转录因子MYB基因.     

小麦锌指转录因子TaDi19A对低温的响应及其互作蛋白的筛选

【目的】锌指类转录因子在植物逆境信号转导和非生物胁迫响应中发挥重要的作用。通过对小麦锌指转录因子基因Ta Di19A的耐冷性能进行鉴定,利用酵母双杂交技术筛选并获得与Ta Di19A互作的候选蛋白,以解析Ta Di19A介导的抗逆调控机制。【方法】通过对低温处理的小麦转录组测序结果进行分析,获得一个锌指类转录因子Ta Di19A。利用生物信息学的方法分析Ta Di19A的分子特性,用SMART在线工具进行蛋白结构分析;用GSDS和PHYRE2在线工具分别对Ta Di19A结构和蛋白三级结构进行分析;用Net Phos 2.0 Server数据库预测Ta Di19A蛋白磷酸化位点。以低温处理的小麦c DNA作为模板,通过SYBR Green染料法进行实时荧光定量PCR,检测Ta Di19A在低温处理不同时间段的表达模式。构建植物表达载体p BI121-Ta Di19A,通过花序侵染法转化拟南芥,用T3代拟南芥进行耐冷性鉴定,分析低温处理对转基因拟南芥的根长、鲜重和存活率的影响。检测转Ta Di19A拟南芥中抗逆相关基因表达变化,分析Ta Di19A调控植物耐冷性的作用机制。构建诱饵载体p GBKT7-Ta Di19A,验证自激活活性;利用酵母双杂交技术,将诱饵载体p GBKT7-Ta Di19A和小麦c DNA文库共转化酵母AH109感受态细胞,通过SD/-Trp/-Leu/-His/-Ade和X-α-gal显蓝反应筛选得到阳性克隆,测序和BLAST分析获得候选蛋白。【结果】小麦Ta Di19A编码区全长747 bp,编码248个氨基酸,分子量为28.03 k D,等电点为4.74,基因含4个外显子,3个内含子。Ta Di19A蛋白靠近N-端包含锌指结合结构域,C端为Di19结构域,预测的Ta Di19A蛋白三级结构包含2个α螺旋结构。磷酸化位点分析结果显示Ta Di19A蛋白含有12个丝氨酸、9个苏氨酸和3个酪氨酸磷酸化位点。实时荧光定量PCR结果显示,Ta Di19A受低温胁迫诱导表达。正常生长条件下,转基因和野生型拟南芥没有明显差异,低温处理下,转基因拟南芥的根长明显大于野生型拟南芥,并且耐冷性强于野生型拟南芥。下游基因检测结果表明,低温处理后,CBL1、CBL2和KIN1等冷胁迫响应相关基因在野生型和转基因植株中表达量都升高,在转基因植株中的表达量显著高于野生型,表明Ta Di19A可能通过调节下游冷胁迫响应相关基因的表达提高转基因植物的耐冷性。通过对酵母双杂交系统筛选到的候选互作蛋白进行初步分析表明,这些候选互作蛋白主要参与植物体的信号转导和非生物胁迫响应过程,表明Ta Di19A在植物的逆境信号转导及非生物胁迫响应过程中发挥着重要作用。【结论】小麦Ta Di19A受低温诱导表达,过表达能够提高转基因拟南芥的耐冷性;而Ta Di19A功能的发挥可能需要其他蛋白的参与。     

茶树MYB7转录因子功能的研究

MYB转录因子是一类类黄酮代谢途径的重要调控因子,但是茶树中相关研究依然很少。克隆1条第7亚族R2R3-MYB基因,其开放阅读框为994 bp,编码328个氨基酸。荧光定量分析表明,Cs MYB7-1在茶树各个组织中均有表达,其中在花中表达最高而在根中表达最低;Cs MYB7-1的表达受到甘露醇处理的诱导。过表达Cs MYB7-1的烟草花色和花的形态并没有表现出特殊的症状,但是LC-3Q/MS分析表明过表达Cs MYB7-1基因的烟草花中咖啡奎宁酸和芸香苷含量升高,而山奈酚-3-O-芸香苷的含量降低;荧光定量分析表明,转基因烟草中类黄酮代谢途径中的一些关键基因相对表达发生了变化。     

拟南芥两个MYB基因标签融合蛋白植物表达载体的构建

[目的]研究MYB类基因At3g11280和At5g05790的详尽功能。[方法]利用农杆菌将标签蛋白融合的At3g11280和At5g05790基因转化拟南芥,利用转基因植株中标签蛋白的抗体进行染色体免疫共沉淀（ChIP）试验,挖掘两基因所调控的下游基因。[结果]首先扩增了At3g11280和At5g05790基因的CDS片段,随后经过一系列的亚克隆过程将两个基因和标签蛋白的融合基因片段克隆到载体pWM101上,位于35S启动子的下游,转录受35S启动子的调控。[结论]成功地构建了标签融合蛋白植物表达载体,两个基因分别携带HA和Flag标签,载体的成功构建将为ChIP试验奠定基础。     

MYB转录因子功能与调控研究进展

综述了MYB蛋白家族的结构、功能和调控机制的研究进展,为分析、预测和阐明植物多物种中的MYB家族成员的功能打下良好的基础。     

小麦蛋白激酶TaMAPK2互作蛋白的筛选与验证

【目的】利用构建的干旱胁迫处理的小麦cDNA文库,通过酵母双杂系统筛选与小麦TaMAPK2互作的蛋白,并对其进行验证分析。【方法】以小麦cDNA为模板克隆得到TaMAPK2,构建pGBKT7-TaMAPK2诱饵载体,将诱饵载体pGBKT7-TaMAPK2质粒以及pGADT7和小麦cDNA文库共转化酵母AH109菌株感受态细胞,在SD/-Trp/-Leu/-His/-Ade营养缺陷型培养基上30℃培养3-5 d,挑选单克隆于YPDA培养基中培养,吸取1 μL各候选克隆的菌液点至于SD/Raf/Gal/x-gal平板上培养,筛选蓝色单克隆。将筛出的单克隆经测序、序列比对分析,初步获得与TaMAPK2互作的候选蛋白。采用双酶切的方法构建pGADT7-HSP90以及pSPYNE-TaMAPK2和pSPYCE-HSP90双分子荧光互补表达载体,将重组载体质粒pGADT7-HSP90和pGBKT7-TaMAPK2共转化AH109酵母感受态细胞,利用酵母双杂交的方法验证TaMAPK2与候选蛋白HSP90的相互作用;采用PEG-Ca2+介导法将双分子荧光互补表达载体pSPYNE-TaMAPK2和pSPYCE-HSP90共转化小麦原生质体细胞,激光共聚焦显微镜下观察相互作用产生的YFP荧光信号。根据HSP90的保守序列设计特异引物,在SYBR Green Ⅰ的检测模式基础上,构建HSP90的实时荧光定量PCR检测体系,检测HSP90在不同胁迫处理以及不同组织的小麦植株中的表达量。【结果】通过对候选蛋白的初步分析表明这些候选蛋白主要参与植物体的信号转导或免疫过程,表明TaMAPK2在植物的逆境信号转导、基因转录调控过程中发挥着重要作用。通过酵母双杂交显蓝系统和双分子荧光互补技术（BiFc）进一步确认HSP90与TaMAPK2的互作关系。HSP90定位在细胞核、细胞膜以及细胞质中,且在植物的根茎叶中均有表达,在根中的表达量最高。通过实时荧光定量PCR分析显示,HSP90基因受到高温、低温、高盐和ABA胁迫后表达量上调。【结论】HSP90作为分子伴侣,在降解这些受损或异常蛋白以及调控抗逆相关转录因子表达的过程中发挥着重要的作用。非生物胁迫会引起植物体内一些受损或异常蛋白聚合物的积累,HSP90能通过折叠已损坏的蛋白底物以及构象的维持来保持细胞的完整性。表明在植物逆境信号转导过程中,TaMAPK2功能的发挥可能需要HSP90蛋白的参与。