甜菜热激蛋白基因BvHSP18.2的克隆和生物信息学分析

旨在通过基因克隆及生物信息学分析,预测甜菜小分子热激蛋白BvHSP18.2 (LOC104903994)的功能。以甜菜‘780016B/12 优’为试验材料克隆 BvHSP18.2,获得 BvHSP18.2 基因全长;通过 ProtParam tool、SWISS-MODEL、MEGA11 等对 BvHSP18.2 的理化性质、蛋白结构、多序列比对等信息进行分析。RT-PCR 扩增得到的 BvHSP18.2 基因全长为 962 bp,编码 158 个氨基酸,分子式为 C₉₂₈H₁₄₆₆N₂₆₆O₂₈₄S₆,属亲水性不稳定的小分子热激蛋白家族;该基因编码蛋白含13个磷酸化位点,α螺旋和无规则卷曲等主要构件。进化关系发现BvHSP18.2与藜麦、菠菜的s HSP同源性相似。同时,BvHSP18.2基因启动子区域具有参与防御和应激反应等顺式作用元件,推测其在甜菜生长发育和胁迫应答中发挥重要作用。本结果为进一步开展该基因的功能和遗传调控机制研究奠定了基础。     

小热休克蛋白家族的研究进展

小热休克蛋白(sHSP)是热休克家族中的成员,是在进化中高度保守的一系列分子量较小的蛋白质,作为分子伴侣,它们部分结合在变性的蛋白上,防止了由于刺激蛋白不可逆转的集聚,并在细胞内发挥着不同的功能.由于利用热处理使热休克蛋白的表达量增加,从而使水果和蔬菜的抗冻性增强的方法已经得到认可,所以研究小热休克蛋白具有重要的生物学意义,在研究植物抗逆功能基因的表达、农业等方面的应用前景十分广阔.     

茶树小分子热激蛋白基因CsHSP22.4、CsHSP27.4、CsHSP17.5和CsHSP25.2的克隆与表达分析

以‘龙井长叶’茶树为材料,通过RT-PCR技术克隆获得了4个小分子热激蛋白基因,其开放阅读框长度分别为600、732、462和657 bp,编码199、243、153和218个氨基酸,根据其编码蛋白分子量分别命名为：CsHSP22.4、CsHSP27.4、CsHSP17.5和CsHSP25.2。蛋白结构分析显示,CsHSP22.4、CsHSP27.4、CsHSP17.5和CsHSP25.2蛋白均包含1个由CRⅠ、CRⅡ和β6-loop组成的ACD结构域,属于典型的小分子热激蛋白家族成员。亚细胞定位预测和进化树分析表明,CsHSP22.4主要定位于线粒体中,属于MⅠ亚族;CsHSP17.5主要定位于细胞质内,属于CⅠ亚族;而CsHSP27.4和CsHSP25.2则主要定位于叶绿体中,属于CP亚族。实时荧光定量PCR结果表明,CsHSP22.4和CsHSP27.4在叶中表达量最高,CsHSP17.5和CsHSP25.2在茎中表达量最高,具有一定的组织特异性。另外,CsHSP22.4、CsHSP27.4、CsHSP17.5和CsHSP25.2均受高温和干旱胁迫的诱导,其中在高温胁迫下表达量呈爆发性增加,表明其均参与了茶树对高温和干旱胁迫响应的过程,且对高温胁迫具有更高的敏感性。     

甜椒CaHSP26的cDNA克隆与表达

 用RT-PCR技术从热激处理的甜椒(Capsicum annuum L. ) 叶片中克隆了叶绿体小分子量热激蛋白(sHSP) 基因的cDNA序列, 其全长为917 bp, 命名为CaHSP26。Southern杂交分析表明该基因在甜椒基因组中为单基因。Northern杂交结果显示该基因在甜椒根、茎、叶中受高温诱导表达。高温( 50℃)胁迫下, 在大肠杆菌中异源表达CaHSP26可以维持大肠杆菌较高的细胞活力。这些结果表明在高温胁迫下植物叶绿体sHSP对细胞具有保护作用。     

报春PF sHSP21.4基因转化拟南芥的获得及耐热鉴定

根据灰岩皱叶报春PF sHSP 21.4热激蛋白基因序列,采用PCR法从差减文库中克隆得到该基因,并构建pCAMBIA 130 1-PF sHSP21.4植物表达载体,通过根癌农杆菌介导的花器浸染法转化拟南芥,经潮霉素筛选、PCR和RT-PCR法鉴定后,对转基因植株和野生型对照进行高温胁迫,分析其耐热性差异.结果显示:...     

Molecular characterisation and expression analysis of a sHSP gene involved in heat shock treatment-induced chilling tolerance in highbush blueberry fruit

Plant small heat shock proteins (sHSPs) are abundant and diverse proteins involved in various stresses. In this study, a small heat shock protein gene (VcHSP17.7) encoding a 160-amino acid protein was isolated from the highbush blueberry (Vaccinium corymbosum L.). Sequence alignment and phylogenetic analysis indicated that the VcHSP17.7 is a member of the plant cytosolic class II sHSPs; this finding was supported by the subcellular localisation pattern of a VcHSP17.7-YFP fusion protein. Quantitative real-time PCR (qRT-PCR) showed that the VcHSP17.7 gene was expressed in all analysed tissues. Heat shock experiments were conducted using mature blueberry fruit. The anthocyanin content was lower in heat shock-treated fruit than in control fruit after 14 days of storage at 2°C. The malondialdehyde (MDA) content was lower in heat shock-treated fruit than in control fruit during subsequent low-temperature storage, which indicates that heat shock treatment may have alleviated chilling injury (CI) and enhanced the chilling tolerance of the blueberry fruit. Meanwhile, the expression of VcHSP17.7 in blueberry fruit was induced by heat shock treatment and gradually increased during subsequent low-temperature storage. These results suggest that VcHSP17.7 might be involved in the chilling tolerance of blueberry fruit caused by heat shock treatment.     

紫茎泽兰细胞质小热激蛋白HSP17.7基因的cDNA克隆与表达

利用RT-PCR和RACE-PCR技术,从热激处理的紫茎泽兰叶片总RNA中扩增出了细胞质小分子量热激蛋白(sHSP)全长683 bp的cDNA基因序列。在GeneBank上的登录号是EF105483。通过半定量分析,HSP17.7基因编码的热激蛋白在常温下有表达,且叶、茎中的表达量比根中的高;在热激(40℃)和冷处理(4℃)的情况下,根、茎、叶中的表达量均有增加。为研究基因在温度胁迫下的功能,将HSP17.7基因在大肠杆菌中表达。在细胞致死温度(50℃)下,HSP17.7能够改善细胞死亡的现象;4℃条件下,也得到相同结果。这些结果表明,HSP17.7可能在紫茎泽兰耐温度胁迫中发挥作用。     

低温锻炼诱导葡萄幼苗的耐热性过程中sHSP17.6在叶片中的亚细胞定位

为了探讨热激蛋白在低温锻炼诱导的耐热性形成过程中的保护功能,进一步分析葡萄幼苗对温度逆境产生交叉适应性的细胞学机制,试验以葡萄(vitis vinifera L.cv.Jingxiu)幼苗为试材,采用胶体金免疫电镜定位技术,定位观察了小分子热激蛋白17.6(sHSP17.6)在葡萄叶片中的亚细胞分布情况,结果表明,低温锻炼预处理可增强其在高温胁迫条件下的表达水平,细胞核和叶绿体中代表sHSP17.6的免疫金颗粒密度比相应的对照细胞明显增多,尤其是胁迫处理3 h时.这一结果为sHSP17.6参与低温锻炼诱导的耐热性提供了更直观的细胞学证据.     

紫茎泽兰细胞质小热激蛋白HSP17.7基因的cDNA克隆与表达

利用RT-PCR 和RACE-PCR 技术,从热激处理的紫茎泽兰叶片总RNA中扩增出了细胞质小分子量热激蛋白(sHSP)全长683 bp的cDNA基因序列。在GeneBank上的登录号是EF105483。通过半定量分析,HSP17.7基因编码的热激蛋白在常温下有表达,且叶、茎中的表达量比根中的高;在热激(40℃)和冷处理(4℃)的情况下,根、茎、叶中的表达量均有增加。为研究基因在温度胁迫下的功能,将HSP17.7基因在大肠杆菌中表达。在细胞致死温度(50℃)下,HSP17.7能够改善细胞死亡的现象;4℃条件下,也得到相同结果。这些结果表明,HSP17.7可能在紫茎泽兰耐温度胁迫中发挥作用。