植物可变剪接研究进展

选择性剪接广泛存在于植物中,是生物体转录组和蛋白质组多样性的主要来源。随着科技的发展,可变剪接的研究方法逐渐变得简单方便高效,越来越多的可变剪接事件在植物中被发现。本研究对植物可变剪接的机制、研究方法以及几种植物的最新可变剪接研究进展进行分析,并且对未来应深入研究的方向给出了建议。     

烟草PR3b转录后剪切元件NRSE1与GUS融合表达后的可变剪切

【目的】烟草(Nicotiana tabacum L.)碱性几丁质酶基因PR3b在低烟碱突变体(nic1和nic2)中存在转录后mRNA可变剪切现象,但其可变剪切的发生机制仍不清楚。将PR3b的可变剪切元件NRSE1(nicotinesynthesis related splicing element 1)与GUS融合表达,分析NRSE1元件的独立可变剪切特性,以揭示其作用机制。【方法】利用PCR扩增方法获得PR3b cDNA序列中的NRSE1元件片段,并利用基因重组技术构建了烟草PR3b可变剪切元件NRSE1与GUS的融合表达载体。将融合表达载体导入农杆菌LBA4404后,通过农杆菌介导的叶盘转化法培育了表达NRSE1与GUS融合子的低烟碱突变体nic1和nic2及野生型烟草转基因植株;通过RT-PCR检测及GUS染色鉴定出阳性植株后,利用RT-PCR分析NRSE1与GUS融合表达后在低烟碱突变体和野生型烟草中的可变剪切特性;对转基因植株的幼苗进行乙烯(ET)和茉莉酸(JA)处理,通过GUS染色方法分析ET和JA处理对转基因植株中GUS活性的影响,并通过RT-PCR方法分析ET和JA...     

木薯SR45亚家族基因鉴定及表达

目的 精氨酸和丝氨酸富集蛋白(Arginine/serine-rich proteins,SR)为剪接复合体的主要成员,不仅参与植物前体mRNA可变剪接过程,在植物非生物胁迫中也具有相当重要的作用。SR45基因为SR基因亚家族成员之一。本研究旨在分析木薯SR45亚家族成员蛋白结构特征与表达模式,为进一步了解该亚家族基因在木薯中的功能提供理论支持。方法 利用生物信息学技术重新构建木薯SR基因家族进化树,对木薯SR45亚家族蛋白理化性质、基因结构、保守结构域进行分析,同时利用转录组数据分析低温与干旱胁迫下SR基因表达变化,运用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)研究各基因成员在不同组织中的特异性表达以及对低温胁迫的响应。结果 木薯SR基因家族共7个大类26个成员,SR45亚家族共有5个成员;SR45亚家族基因编码蛋白长度为135~423 aa,相对分子质量为14970~47210,等电点为5.19~12.34;预测其主要定位于细胞核和叶绿体;SR45编码RS结构域和RRM结构域,具有Motif 3、Motif 6、Motif 2和Motif 1保守基序。转录组数据和RT-qPCR分析表明,SR45基因均响应木薯低温胁迫,且MeSR45-2显著上调表达,MeSR45-4、MeSR45-5在木薯根和叶中有较高表达量。结论 木薯SR45亚家族基因显著响应低温胁迫;将MeSR45-2基因列为调控低温逆境变化的候选基因,将根和叶列为研究SR45基因亚类成员的主要组织。本研究为探索木薯SR45基因奠定了理论基础,并为进一步研究木薯SR45基因逆境胁迫应答过程指明了方向。     

甲状腺激素受体基因调控动物繁殖的研究进展

甲状腺激素(thyroid hormone,TH)及其受体除了参与调控机体正常发育和代谢平衡外,还在动物繁殖活动中发挥重要的生物学作用。甲状腺激素受体α(thyroid hormone receptor alpha,TRα)和甲状腺激素受体β(thy-roid hormone receptor beta,TRβ)属于配体依赖性核受体超家族成员,分别由THRA和THRB两个基因编码,这两个基因的选择性剪接或转录起始位置不同可导致不同组织中存在多种受体亚型。本文首先介绍了TRs的基本特征;然后以下丘脑-垂体-性腺轴(hypothalamic-pituitary-gonadal axis,HPGA)为主线,综述了TRs通过参与促性腺激素释放激素(gonadotropin-releasing hormone,GnRH)脉冲释放、促性腺激素水平、促性腺激素受体和性激素受体的表达实现对性腺轴系统的繁殖调控;最后,从TH-GnRH通路、TH/TRs在哺乳动物季节性繁殖中的作用及在鸟类季节性繁殖中的作用3个方面概述了TH/TRs对动物季节性繁殖的调控作用,有助于深入了解动物季节性繁殖的分子机制,为季节性发情的人工调控提供新思路。     

Ralstonia solanacearum as a potato pathogen in Serbia: Characterization of strains and influence on peroxidase activity in tubers

Since 2011, the outbreaks of brown rot caused by Ralstonia solanacearum race 3, biovar 2, phylotype IIB-1 (R3/B2/PIIB-1) have significantly compromised potato production in Serbia. During 6 years of monitoring (2013–2018) among 3,524 potato tuber samples, 344 were found positive for brown rot disease. R. solanacearum R3/B2/PIIB-1 was isolated from seven cultivars among 12 monitored, and in five localities among 17 monitored. Cultivar Lady Claire was found to have the highest disease frequency (31.98%). A total of 78 isolates were identified by R. solanacearum-specific primer pairs (PS-1/PS-2 and OLI-1/Y-2), as well as the following tests: restriction fragment length polymorphism analysis, biovar determination, immunofluorescence, biochemical analysis, and pathogenicity. The genetic composition of 36 selected isolates assessed using multilocus sequence analysis with seven genes (adk, gapA, gdhA, gyrB, ppsA, hrpB, and fliC) showed that all isolates originating from Serbian potato were homogeneous. By using the TCS algorithm of concatenated sequences to get insight into the phylogeography of isolates and other R. solanacearum strains deposited in the NCBI database, we showed that their origin is undetermined. Peroxidase (POD) activity was measured in brown rotted potato tubers. A positive correlation was found between POD activity and disease severity rated on the analysed tubers. In general, POD activity increased by 2–22 times in vascular necrotic tissues compared to non-necrotic ones, and depended on disease severity but not on cultivar. Native polyacrylamide gel electrophoresis analysis of POD profiles resulted in a total of 10 distinct POD isoforms, of which PODs 3–5 were highly intensified in response to R. solanacearum.     

家蚕抗菌肽enbocin基因的一种异常选择性剪接方式

抗菌肽是昆虫抵御外界微生物侵染的主要物质。研究了家蚕经大肠杆菌(JM109)、农杆菌(LBA4404)和家蚕核型多角体病毒(BmNPV)3种外源微生物诱导后,抗菌肽enbocin基因在蚕体血液和脂肪体中的表达。3种外源微生物诱导前、后,抗菌肽enbocin基因在蚕体血液中的表达均较弱。在蚕体脂肪体中,抗菌肽enbocin基因的表达在BmNPV诱导前、后差异不大;而JM109、LBA4404菌株诱导后则均出现特异性表达,且特异表达形式的表达量与正常表达具有补偿作用。克隆测序正常转录和诱导后特异转录的条带(GenBank:FJ373019),发现特异转录形式是由于正常表达形式的外显子/内含子的剪接位点发生变化,使2个外显子的序列均包括了中间内含子的部分序列所致,序列的改变也使得特异转录的抗菌肽enbocin基因的翻译发生提前终止,缺失了基因C末端cecropin结构序列。     

植物选择性剪接研究进展

选择性剪接是在转录后水平上调节基因表达的重要机制。在真核生物中,基因在细胞核内转录产生mRNA前体(pre-mRNA),选择性剪接可将一个mRNA前体剪接加工,最终形成多个不同的成熟mRNA,大大增加了基因产物的多样性。选择性剪接共有7种类型,通过对不同剪接位点的选择,产生不同类型的剪接产物。选择性剪接参与调控植物的多种生命活动,特别是在植物抵抗病原体、响应非生物胁迫等方面起着重要作用,同时也是植物生长发育必要过程。尽管植物中选择性剪接的研究起步较晚,但近年来也取得了较大研究成果。本综述通过对选择性剪接机制、剪接体组成和剪接功能研究等这几方面进行阐述,旨在说明植物选择性剪接的发展过程与重要意义,同时总结选择性剪接在调控植物适应环境方面所发挥的作用。     

植物前体mRNA的选择性剪接

选择性剪接是细胞生物体产生复杂蛋白的一个重要机制。迄今为止，对植物选择性剪接基因的研究远不如动物。尽管如此，仍在选择性剪接的调控机制、剪接特异性和影响因素及剪接功能等方面取得了一定的进展。本文就这方面的研究进展作一简要综述。     

牛IL-2 cDNA缺失突变的矫正及表达产物生物学活性测定

根据GenBank中的牛IL-2基因序列，设计一对引物Pa和Pd，以牛外周血淋巴细胞为材料，用RT-PCR方法扩增得到牛IL-2 cDNA，测序发现在扩增产物的第240位缺失了一个A碱基。采用重叠延伸剪接术(SOE法)向突变体定点插入该碱基，然后与表达载体连接，获得了正确的表达产物。经RT-PCR检测证明，重组的牛IL-2蛋白具有较好的生物学活性，能诱导肿瘤坏死因子TNF-α和干扰素IFN-γ的产生。