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[期刊] 华北农学报
[作者]
郭昭阳 殷宇航 刘钰 解一桐 裴玉贺 宋希云 赵美爱
干旱胁迫对玉米生长发育造成严重影响，从而导致玉米产量降低。紫色酸性磷酸酶是一种参与植物多种生理生化功能的磷脂酶蛋白，为进一步深入研究紫色酸性磷酸酶家族基因在玉米抗逆过程中的作用，探究了ZmPAP26b基因在干旱胁迫下响应模式，利用实时荧光定量分析模拟干旱条件下不同玉米自交系中的基因相对表达量；从玉米中克隆ZmPAP26b(GenBank:NC＿050104.1),并对玉米、拟南芥、水稻、小麦、高粱和二穗短柄草中的PAP基因进行鉴定和生物信息学分析；同时构建原核过表达菌株进行功能验证。结果表明，干旱胁迫下该基因在耐旱材料中表达量下降，干旱敏感材料中表达量上升。该基因CDS全长1 431 bp,编码476个氨基酸。在6个物种中共发现228个PAP基因，系统发育分析发现，共分成4个亚家族。玉米中的19个PAP基因分布在9条染色体上并且具有相似的保守结构域，启动子顺式作用元件分析显示含有响应干旱和激素等元件。原核表达试验发现，含有重组质粒pET28a-ZmPAP26b的菌株在10%PEG-6000和15%PEG-6000模拟干旱胁迫下的生长与空载菌株都受到了抑制。综上所述，推测ZmPAP26b在干旱胁迫下呈负调控模式。
[期刊] 水产学报
[作者]
郑诚 薛程 赵倩倩 孙盛明
为了研究类固醇激素合成急性调节蛋白 (StAR)在日本沼虾应答低氧胁迫过程中所发挥的作用，实验应用cDNA末端快速扩增 (RACE) PCR技术克隆了日本沼虾StAR全长cDNA序列，并利用在线软件对其序列特征进行生物信息学分析，采用半定量RT-PCR方法分析StAR在日本沼虾不同组织的分布情况，采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)与Western blot技术对其在不同低氧胁迫阶段中的表达规律进行检测，观察低氧胁迫下精巢组织中StAR蛋白免疫组化定位。结果显示，日本沼虾StAR其cDNA全长3 361 bp (NCBI登录号：MW263908)，包括5′-UTR 323 bp，3′-UTR 2 129 bp，开放阅读框909 bp，编码302个氨基酸。氨基酸序列比对及系统进化分析结果显示，日本沼虾StAR基因与三疣梭子蟹等甲壳动物StAR聚类一支，具有最近的亲缘关系。半定量RT-PCR检测结果显示，StAR在日本沼虾不同组织中均有表达，其表达量在肝胰腺和心脏组织中最低，在精巢组织中表达处于较高水平。使用qRT-PCR技术检测日本沼虾精巢中StAR在低氧胁迫下时空表达情况，结果表明，与对照组相比，低氧处理组精巢中StAR基因表达量在1～48 h均显著上调，而在低氧处理组96 h显著降低。此外，本实验对StAR进行了原核表达及抗血清制备，采用Western blot检测StAR蛋白表达丰度基本与基因表达模式相似，免疫组化结果显示，StAR 蛋白在精细胞与间质细胞中均有表达。综上所述，长期低氧胁迫显著降低了StAR基因的转录表达水平，并且该基因可能在类固醇合成路径及精子发生过程中均发挥重要作用。本研究结果为进一步解析日本沼虾类固醇激素合成分子机制奠定基础。
关键词：
日本沼虾 StAR 克隆 低氧 表达分析
[期刊] 中国农业科学
[作者]
张中保 张登峰 李会勇 刘颖慧 石云素 宋燕春 王天宇 黎裕
【目的】克隆玉米ZmBTF3b并研究其参与逆境反应的分子机制,为揭示玉米抗逆分子机制奠定基础。【方法】应用生物信息学方法分析ZmBTF3b启动子序列特点;应用酵母单杂交方法验证该基因编码转录因子的转录激活活性;应用实时荧光定量PCR方法分析ZmBTF3b在玉米不同组织中的表达差异及其在非生物胁迫下的表达模式。【结果】从玉米抗旱自交系CN165中克隆得到干旱诱导表达基因ZmBTF3b,该基因编码蛋白含有169个氨基酸,具有新生多肽复合体(nascent polypeptide-associated complex,NAC)保守结构域;酵母单杂交试验证明ZmBTF3b具有转录激活功能;实时荧光定量...
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
王天宠 艾万峰 刘汉嶂 刘琳 马素娟 陆秀君
蒙古栎（Quercus mongolica Fisch. ex Ledeb.）是中国东北次生落叶阔叶林的主要建群树种之一，耐干旱耐贫瘠。植物MYC转录因子可以响应干旱胁迫。基于蒙古栎全基因组数据，利用生物信息学手段对QmMYC基因家族进行结构和功能预测，结果显示，QmMYCs有11个成员，命名为QmMYC1～11，分为4个组，其CDS长度和编码氨基酸长度分别介于1293～2139bp和430～712aa之间，分子量为48～79KDa，二级结构由α-螺旋、延伸链和无规则卷曲组成，均为不稳定亲水蛋白并被定位到细胞核上，且每个组内基因和蛋白结构较为相似。11个QmMYCs分别定位到蒙古栎的6条染色体上。QmMYCs启动子区域存在多个与蒙古栎激素调节和逆境等相关的顺式作用元件。qRT-PCR分析显示，除QmMYC11外，其余QmMYCs均受到10%PEG6000模拟干旱胁迫的显著影响：QmMYC5/8/9和QmMYC1/3/4/6/7分别是胁迫6h和12h的主要响应因子，其中QmMYC4响应最显著，12h后多数基因表达下调，而QmMYC2/10表达有一定滞后性，于24h表达最高。研究结果对于进一步认识QmMYC基因家族，阐明QmMYCs在蒙古栎抵御干旱胁迫时的生物学功能提供参考依据。
[期刊] 华北农学报
[作者]
贾利强 刘讯 丁波
为了探讨玉米bZIP基因家族成员在玉米抗逆中的作用，以玉米骨干自交系郑58为试验材料，设置200 mmol/L的NaCl溶液、20%PEG6000(Polyethylene Glycol 6000)、4℃低温和硝态氮或铵态氮缺乏胁迫试验，利用qPCR技术，对9个ZmbZIP基因应答各类逆境胁迫的响应表达模式进行了分析。系统进化树分析结果表明，9个ZmbZIP基因进一步细分为3个亚组。qPCR分析结果表明，8个基因在不同组织器官中表达，ZmbZIP80没有被检测到，其可能是假基因。在人为模拟盐、干旱、低温和氮胁迫条件下，8个ZmbZIP在应答不同胁迫时，呈现不同的表达模式，ZmbZIP37和ZmbZIP53受NaCl胁迫明显诱导，而ZmbZIP49和ZmbZIP79则受到显著抑制；硝态氮缺乏胁迫显著抑制叶片中ZmbZIP37和ZmbZIP53基因表达，ZmbZIP42和ZmbZIP49则受到铵态氮缺乏胁迫的明显诱导。这些结果表明，8个ZmbZIP在玉米抵御逆境胁迫时发挥着广泛的作用；9个ZmbZIP基因在玉米不同组织中和响应不同逆境胁迫时的表达模式明显不同。研究结果可为进一步研究这些基因的生物学功能提供科学数据。
[期刊] 中国农业科学
[作者]
夏宗良 武轲 王永霞 周朋 丁俊强 吴建宇
【目的】克隆玉米中的亚硫酸氧化酶(Sulfite Oxidase,SO)基因,明确其在SO2胁迫下的表达,为今后利用SO进行玉米抗环境污染(SO2、酸雨等)的遗传改良奠定基础。【方法】采用RT-PCR结合RACE技术克隆SO基因,并利用半定量RT-PCR技术分析其在SO2胁迫下的表达。【结果】从玉米自交系Q9中分离到SO基因的全长cDNA序列(GenBank登录号:FJ436404),命名为ZmSO。该基因的开放阅读框为1194bp,编码397个氨基酸。序列比对及结构预测分析表明,ZmSO编码的氨基酸序列与拟南芥、番茄、水稻中的氨基酸序列的相似性分别达到72%、74%和89%,且包含1个钼辅因...
关键词：
玉米 亚硫酸氧化酶 胁迫 表达
[期刊] 西南农业学报
[作者]
农倩 李长宁 Mukesh Kumar Malviya 苏琴 张艳 陈艳露 覃丽萍 谢玲
【目的】克隆甘蔗烟酰胺转氨酶(Nicotianamine Aminotransferase,NAAT)基因,分析其基本生物学信息及在缺Fe胁迫下的表达量变化,为进一步探讨SoNAAT1基因在甘蔗麦根酸类Fe载体生物合成途径中的作用提供理论依据。【方法】根据前期获得的EST序列设计引物,利用RT-PCR和RACE-PCR获得甘蔗SoNAAT1基因c DNA全长,应用在线软件程序对氨基酸序列进行分析,通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析基因在不同缺Fe胁迫时长下的表达情况。【结果】甘蔗SoNAAT1基因全长1593 bp,编码区长度1206 bp,编码401个氨基酸,理论分子量为44.2 kD,等电点为5.64,主要在细胞质中表达,蛋白结构以α-螺旋为主。SoNAAT1与玉米、水稻、高粱的NAAT基因序列具有高度的同源性,系统发育进化树显示其与高粱Sb NAAT3优先聚在一起。qRT-PCR分析结果表明,SoNAAT1的表达随着缺Fe胁迫时间的延长而增强,缺Fe胁迫引起甘蔗根系内源ABA含量和相关抗氧化酶活性增加,并与SoNAAT1表达密切相关。【结论】甘蔗SoNAAT1基因编码序列具有较高的保守性,表达量随着缺Fe胁迫时间的延长而增加,推测该基因参与了甘蔗麦根酸类Fe载体生物合成途径的调控过程。
关键词：
甘蔗 烟酰胺转氨酶 基因克隆 表达分析
[期刊] 林业科学研究
[作者]
刁姝 苏晓华 丁昌俊 张冰玉
利用生物信息学与分子生物学相结合的策略克隆了小叶杨CCH基因,基因编码区全长258 bp,编码由85个氨基酸残基构成的蛋白质,蛋白N端具有与铜离子结合的保守功能域MXCXXC,且具有铜伴侣蛋白典型的βαββαβ二级结构,命名为Ps CCH。系统进化分析表明:Ps CCH蛋白与橡胶、麻疯树、葡萄的CCH蛋白的亲缘关系最近(相似性90%93%)。通过实时定量PCR方法对其在不同浓度铜离子、其它重金属离子及植物生长激素处理下的表达模式进行了分析。结果表明:小叶杨Ps CCH的表达受多种重金属及植物激素的调控,在低浓度铜离子、铝离子、锌离子、水杨酸处理下,其mRNA表达先上升而后下降;而在高浓度铜离子...
关键词：
小叶杨 铜伴侣蛋白 基因表达 重金属胁迫
[期刊] 华北农学报
[作者]
王可欣 郭昭阳 殷宇航 陈胜忠 宋希云 赵美爱
谷胱甘肽硫转移酶基因(GST)可以参与植物应对非生物胁迫的过程。为了解ZmGST在玉米中响应盐和干旱胁迫的能力，以玉米自交系CA66为材料，通过RT-PCR克隆获得ZmGST基因并对该基因进行了生物信息学分析，通过实时荧光定量分析该基因在玉米不同组织以及在模拟干旱和盐胁迫下的相对表达量，构建原核表达载体后进行干旱和盐处理。结果表明，ZmGST基因CDS序列全长为384 bp,编码127个氨基酸，生物信息学分析结果表明，该基因属于Tau家族，为亲水不稳定蛋白，不存在跨膜结构，存在12个磷酸化修饰位点，未发现有信号肽，为非分泌型蛋白，亚细胞定位预测ZmGST位于细胞核和细胞质。同源序列结果表明，ZmGST与高粱的亲缘关系最近，与ZmGSTU14基因相似度最高。启动子分析结果发现，含有TC-rich repeats等元件，参与防御和应激反应。实时荧光定量结果显示，ZmGST基因在玉米根中的表达量最高，并受盐胁迫诱导上调表达，在处理24 h后达到最高。在原核水平的盐和干旱胁迫结果显示，重组质粒pET28a-ZmGST的大肠杆菌菌体在不同盐浓度的培养基中均能正常生长，模拟干旱被抑制。推测ZmGST基因在玉米响应盐胁迫方面有重要作用。
[期刊] 华北农学报
[作者]
李记园 王存芳 赵欢欢 王茅雁
为通过转基因植物等方法分析玉米ZmCBL2-2基因在耐逆性中的功能,运用RT-PCR(Reverse transcriptionPCR)方法克隆了该基因的编码区cDNA片段,并将其构建到植物表达载体p3301(pCAMBIA3301)上。同时,运用荧光实时定量PCR(Real-time quantitative PCR,RT-qPCR)技术对玉米幼苗期该基因在高盐、低温和养分缺乏等6种非生物胁迫下的表达动态进行了分析,发现其对于缺N、低K、低温、外源ABA(Abscisic acid)和水分胁迫均有显著的应答反应,而对于盐胁迫无明显的响应。
关键词：
玉米 CBL 基因克隆 表达分析
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
王琦 王伟 申腾飞 薛瑞丽 邰付菊
应用生物信息学分析,筛选获得了玉米中的3个CIPK基因同源序列(登录号分别为AY104819,EU974290和EU968441),它们编码的氨基酸序列都具有CIPK家族典型的功能结构域,推测属于CIPK家族成员。根据同源性,分别将它们暂命名为ZmCIPK1、ZmCIPK17和ZmCIPK18。RT-PCR分析结果表明,在干旱和低温胁迫下,这3个基因的表达模式都发生改变。在干旱胁迫条件下,ZmCIPK1在根中表达量明显改变,而低温胁迫下变化不大。ZmCIPK17和ZmCIPK18在2种胁迫下都被强烈诱导,但在不同胁迫下表达模式存在差异,而且在叶与根中的表达模式也不尽相同,暗示了这2个基因在干旱...
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
蔡琼 丁贵杰 文晓鹏
克隆马尾松Ｐｉｎｕｓ ｍａｓｓｏｎｉａｎａ水通道蛋白（ａＱＰ），并对其生物信息学与干旱胁迫表达模式进行分析。采用逆转录聚合酶链式反应（ＲＴ－ＰＣＲ）以及互补脱氧核糖核酸（Ｃ Ｄｎａ）末端快速扩增（ＲａＣＥ）方法克隆马尾松水通道蛋白基因。采用实时荧光定量聚合酶链式反应（Ｑ ＲＴ－ＰＣＲ）分析其在干旱胁迫下的响应模式。结果克隆到一个马尾松水通道蛋白基因，命名为Ｐｍ ＰｉＰ１（ＧＥｎ Ｂａｎｋ登录号为ｋＦ５８２０３８）。此基因Ｃ Ｄｎａ全长序列为１ ３０１ ＢＰ，包括８６７ ＢＰ的完整开放阅读框，９９ ＢＰ的５′末端非翻译区和３３５ ＢＰ的３′末端非翻译区。编码２８８个氨基酸残基，分子量为３０．８６．．．
关键词：
植物学 马尾松 水通道蛋白 克隆 表达
[期刊] 华北农学报
[作者]
阎文飞 程凡升 姜新强 刘翠霞 朱丹
为研究野大豆TIFY家族基因在野大豆耐盐碱过程中的分子特性及表达特性,以极度耐盐碱野大豆G07256的c DNA为模板,结合前期转录组数据,采用同源克隆的方法,获得了Gs TIFY6B基因,其全长CDS大小为1 047 bp。Gs TIFY6B蛋白编码348个氨基酸,分子量为36. 8 ku,等电点为9. 12,是一个不稳定蛋白。系统进化树分析结果显示Gs TIFY6B与大豆、绿豆、木豆和蔓花生的TIFY家族蛋白同源关系最近,含保守域TIFY和Jas。采用荧光定量PCR技术检测Gs TIFY6B在野大豆不同部位以及盐碱胁迫和激素处理下的转录水平,结果表明,Gs TIFY6B在根中相对表达量最高;在盐胁迫处理下,Gs TIFY6B在野大豆根和叶中的表达量均表现出上调;在碱胁迫处理下,Gs TIFY6B在野大豆叶和根中的表达量表现出先下调后上调表达,推测该基因可能参与野大豆盐碱胁迫防御反应;在ABA胁迫处理下,Gs TIFY6B在野大豆的根中表现出下调表达,而在叶中6,12 h出现上调表达;在MeJA胁迫处理下,Gs TIFY6B在根中先下调后上调表达,而在叶中表现出上调。研究表明,Gs TIFY6B可能通过参与ABA和MeJA信号通路积极响应盐碱胁迫,对后期研究野大豆耐盐碱的分子机制提供了理论基础。
[期刊] 华北农学报
[作者]
牛艳丽 贾明珠 韩栓 付佳苗 刘凌云
为探讨小G蛋白在玉米盐胁迫响应中的作用,克隆玉米ZmRab7基因并对其生理功能进行初步分析。生物信息学分析表明,ZmRab7基因编码206个氨基酸,包含保守的G1-G5基序和C末端Cys位点;系统进化分析显示,玉米ZmRab7蛋白与同为单子叶植物的高粱SbRab7亲缘关系最近;ZmRab7蛋白在二级结构和三级结构上由4个α-螺旋和多个β-折叠、无规卷曲组成功能域,且与双子叶植物拟南芥AtRab7空间结构高度相似。进一步研究发现,ZmRab7主要在玉米的根及幼胚中表达;该基因启动子区含有4个GT1GMSCAM4和2个DRECRTCOREAT盐胁迫响应元件,高盐能够轻微抑制其表达;酵母生长试验证实,ZmRab7-pYES2转基因酵母表现出盐胁迫不耐受表型。这些结果说明,玉米ZmRab7基因编码1个响应盐胁迫的Rab类小G蛋白,为进一步详细阐明玉米中Rab类蛋白的生理功能奠定了基础。
关键词：
玉米 Rab7 小G蛋白 盐胁迫
[期刊] 华北农学报
[作者]
蔡云婷 贾力 拓昊苑
拟南芥TOC1基因在拟南芥中与2个MYB类蛋白基因LHY (Late elongated hypocotyl)、CCA1(Circadian clock associated1)组成中央振荡器,通过光周期调节途径调控拟南芥对光照的响应。为了揭示玉米中央振荡器中重要基因ZmTOC1a与ZmTOC1b的生物学功能,通过同源搜索找到玉米中的2个同源基因ZmTOC1a与ZmTOC1b,并通过同源克隆得到了这2个基因的序列,进而对这2个基因进行组织表达分析和编码蛋白的亚细胞定位。结果表明,通过同源克隆得到ZmTOC1a的开放阅读框的总长度为1 236 bp,共编码411个氨基酸; ZmTOC1b的开放阅读框的全长为1 554 bp,共编码517个氨基酸。通过Prot PARAM进行基因编码蛋白质的理化性质分析,ZmTOC1a与ZmTOC1b均为酸性蛋白。Net Phos 3. 1 Server预测结果显示,ZmTOC1a存在46个潜在磷酸化位点,其中丝氨酸36个,苏氨酸8个,酪氨酸2个; ZmTOC1b共存在53个潜在磷酸化位点,丝氨酸38个,苏氨酸12个,酪氨酸3个。在玉米中选取11个不同的组织进行qRT-PCR分析,结果表明,ZmTOC1a及ZmTOC1b分别在胚根以及胚芽鞘中高表达。通过构建目的蛋白与GFP融合的表达载体并注射烟草,发现ZmTOC1a及ZmTOC1b表达蛋白主要集中在细胞核中。综上所述,玉米TOC1基因可能与拟南芥TOC1基因作用一致,在玉米的生物钟调节中起到了重要的作用。
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