水稻AT-hook基因家族生物信息学分析

AT-hook是一种小型的DNA结合蛋白基序, 在哺乳动物非组蛋白染色体的高移动组蛋白(HMG-I/Y)中首次发现。对其它生物的研究表明, AT-hook蛋白在染色质结构组装、靶细胞特异性结合、转录调控和生长发育的调控中发挥重要作用。利用生物信息学方法, 从水稻(Oryza sativa)基因组中鉴定出了45个编码AT-hook蛋白的基因, 并对这些基因的系统进化、染色体定位及其编码蛋白的结构和功能等进行了系统的生物信息学分析。结果表明, 水稻AT-hook蛋白的结构和特性分化不显著; 45个水稻AT-hook基因可划分成5个亚族; 染色体复制是基因家族成员扩增的进化途径之一。基因数字表达分析结果显示, AT-hook基因主要在水稻幼穗中表达, 并通过qRT-PCR验证了部分基因的数字表达结果。     

AT-hook蛋白的最新研究进展

AT-hook是一类新的DNA结合蛋白基序,与其他功能已知的DNA结合蛋白基序不同。AT-hook蛋白具有AT-hook基序和PPC(plants and prokaryotes conserved domain,DUF296)两个特殊功能域。AT-hook广泛存在于不同物种的DNA结合蛋白中,在植物生长发育、器官构建、逆境胁迫和激素信号应答中发挥重要的调节作用;对基因克隆、细胞间特异性结合、染色体结构调节以及转录因子调节具有重要的调控作用。通过调节AT-hook蛋白进而改变生物某些不理想的生理生化调控通路,提高生物某些优良性状具有重要研究价值及意义。本综述主要从AT-hook蛋白的结构特征、分类及其依据、功能调节机制、生物学功能以及研究价值等方面进行相关阐述及总结。     

A jasmonate-responsive element within the A. thaliana vsp1 promoter

The vsp1 gene of Arabidopsis thaliana encodes a storage protein that accumulates in vegetative organs. Transgenic plants expressing a vsp1 promoter-gus (beta-glucuronidase) gene fusion were found to contain high GUS activity when challenged with jasmonate, a volatile plant hormone. The induction of vsp1-gus expression by jasmonate could be measured in tobacco mesophyll protoplasts, after transient expression. A number of deletions were operated in the vsp1 promoter in order to locate its jasmonate-responsive element. A 41 bp sequence taken approximately 150 bp upstream of the vsp1 TATA box could confer jasmonate responsiveness upon a short CaMV 35S promoter. Whereas the deletion of a CAAT box-like element within the 41 bp sequence did not affect promoter activity, mutation of a short palindromic motif completely abolished jasmonate responsiveness. This motif shows no homology with the jasmonate-responsive elements of other promoters.     

番茄AT-hook基因家族的鉴定及胁迫条件下的表达分析

AT-hook蛋白家族在植物生长发育、器官构建及逆境胁迫和激素信号应答中发挥重要作用。本研究在番茄基因组范围内,利用生物信息学方法对番茄AT-hook基因家族的成员、分布、结构和功能进行分析。结果表明,番茄AT-hook家族包含32个成员,分为3种类型,其中类型Ⅰ含有13个成员;遗传进化分析表明番茄AT-hook基因成员与拟南芥家族基因具有相似分类。利用实时荧光定量PCR对番茄32个基因开展组织表达分析,结果表明AT-hook基因具有表达差异,主要在根和花中表达较高。氧化胁迫分析结果表明,32个基因受ABA、SA、盐、高温和低温诱导表达,其中部分基因显著上调或下调表达,很可能参与了番茄逆境胁迫条件下的防御应答反应。本研究结果将为番茄AT-hook家族基因的深入研究提供依据,为进一步解析番茄AT-hook基因的功能奠定基础。