植物MADS盒基因研究进展

植物中的MADS盒基因是一个序列特异的调节基因家族。它编码的蛋白转录因子在植物的生长发育中起着重要的调节作用。综述了植物MADS盒基因的进化、调节机理、与花器官发育的关系以及MADS盒相关基因克隆等方面的研究进展,并论述了MADS盒基因研究的发展趋势。     

转录因子在茄科植物中的研究进展

转录因子是能与真核基因启动子区域特异性相互作用的DNA结合蛋白,通过它们之间或与其他相关蛋白之间的相互作用,能够激活或抑制其转录。茄科(Solanaceae)植物的整个发育进程(营养生长、生殖生长及对于外界环境的响应等)几乎都有转录因子的参与。综述了植物中最主要的几个转录因子家族MYB、NAC、WRKY、MADS、AP2/ERF在茄科植物中的研究进展,以期为茄科植物的研究和利用提供参考。     

樱桃MADS-box转录因子的生物信息学及其表达分析

MADS-box转录因子在植物花和果实发育过程中发挥重要调控作用。本文从樱桃花芽转录组分析中,获得18个具有全长开放阅读框的MADS-box转录因子(Ppc MADS),利用生物信息学方法对它们编码的氨基酸基本性质和结构进行了系统分析。结果表明,除KP347550和KP347552以外,均属于MIKC家族,大部分为不稳定碱性亲水蛋白,二级结构中同时含有α-螺旋、β-转角、扩展链和无规则卷曲结构,其中α-螺旋所占比例最高。亚细胞定位分析显示,MADS-box蛋白主要定位在细胞核中,而KP347549定位到细胞质、KP347545和KP347552定位到质膜的几率较高。序列主要含有4个保守基序,其中基序1为该基因家族的保守基序,含有MADS盒。Ppc MADS转录因子可以分为AP3亚组、PI亚组、SHP亚组、AG亚组、AP1亚组、SEP亚组、SOC亚组、SVP亚组及4个未知亚组。KP347545、KP347546、KP347547、KP347549、KP347551、KP347552、KM243373、KM243375和KM243377只在花中表达,KP347548和KP347550在花和果实中均不表达,其他7个基因在两个组织中都表达。     

拟南芥花分生组织决定基因AGL24对花发育的影响

AGAMOUS-LIKE 24(AGL24)基因编码MADS蛋白,在植物花发育的不同时期发挥着重要的作用。综述了AGL24如何通过和其他花分生组织决定基因的相互作用来影响拟南芥花的发育,调节开花时间,这将有助于人们对开花基因调控网络有更进一步的认识,能够在生产上有效的调控开花时间,从而为植物育种提供借鉴。     

蕨类植物MADS盒基因研究概况

MADS盒基因是生物重要的调控基因家族.简述了MADS盒基因的分类、分布和功能及种子植物MADS盒基因研究及一种苔藓植物的MADS盒基因概况,对目前从蕨类植物中分离定性的MADS盒基因与种子植物相比具有的特点及其演化关系进行了重点介绍.     

OsMADS34与OsMADS56蛋白互作及OsMADS56表达模式分析

MADS-box蛋白可以通过形成多聚体复合物发挥功能。Os MADS34作为一个多样功能的SEPALLATA(SEP)基因,其可以控制水稻花序及小穗的发育。为了了解Os MADS34在控制水稻花序及花发育的机理,我们利用水稻Os MADS34作诱饵蛋白,从构建的水稻枝梗分生组织的c DNA文库中筛选可以互作的未知蛋白。利用酵母双杂交分析,筛选到了互作蛋白Os MADS56,并通过自激活验证及蛋白定位分析降低了假阳性及假阴性的因素影响。利用定量PCR对Os MADS56的表达模式进行分析,Os MADS56在水稻花序和小穗发育时期表达,Os MADS56可能是在蛋白水平上与Os MADS34相互作用共同调控水稻花序的发育。本工作为今后进一步研究Os MADS34及开花基因如何调控水稻花序和花发育提供了见解。     

甘蓝型油菜MADS-box基因家族的鉴定与系统进化分析

MADS-box基因家族参与调控开花时间、花器官分化、根系生长、分生组织分化、子房和配子发育、果实膨大及衰老等植物生长发育的重要过程。基于甘蓝型油菜(Brassica napus)基因组测序数据,利用生物信息学方法对甘蓝型油菜MADS-box基因家族进行鉴定和注释及基因结构与系统进化分析。结果显示,在甘蓝型油菜中鉴定出307个MADS-box基因家族成员,根据进化关系可将其分为两大类型,I型(M-type)包含α、β、γ三个亚家族,II型(MIKC-type)包括MIKCC和MIKC*两个亚家族,MIKCC可进一步分为13个小类;甘蓝型油菜A基因组染色体上分布的MADS-box基因多于C基因组。在基因结构上,MIKC-type亚家族基因序列普遍比M-type长且含有较多的外显子;M-type亚家族蛋白序列中的motif数量为2–5个,MIKC-type亚家族蛋白序列中平均含有7个motif。拟南芥(Arabidopsis thaliana)与甘蓝型油菜MADS-box基因共线性分析结果显示,全基因组复制事件对MADS-box基因家族尤其是MIKC亚家族的扩张起重要作用;MIKC亚家族基因在进化过程中受到的选择压力约为M-type的2倍,这表明MIKC-type亚家族在进化过程中被选择性保留。     

棉花MADS框蛋白基因(GhMADS1)的克隆

作为转录因子,MADS框蛋白基因在植物花器官发育中有着重要的功能。为研究棉花花器官发育的分子机理,以棉花花器官突变体CHV1(cotton homeotic variant)和徐州142正常植株为材料,利用棉花EST数据库资料,通过EST序列整合,从陆地棉徐州142花蕾中克隆出一个MADS框蛋白的编码区段,GenBank登录号为AF538965。该片段(GhMADS1)长713bp,包含一个711bp的开放阅读框,推导的氨基酸序列(236个氨基酸)与葡萄、烟草、矮牵牛、拟南芥和金鱼草等的AGL2组MADS框蛋白有很高的序列相似性。系统进化分析同样将GhMADS1基因归人AGt2组MADS框蛋白。RT-PCR分析显示,该基因在陆地棉的花瓣、雄蕊、胚珠和纤维中表达,特别是在花瓣中表达量最高,而在根、茎、叶等营养器官和棉花同源异型突变体CHV1(所有花器官均变为苞叶状叶性器官)的变异花蕾中不表达。这些结果说明GhMADS1基因可能在棉花花器官发育中有着重要的功能。     

植物MADS-box基因研究进展

植物中的MADS-box基因是一个序列特异的调节基因家族,其编码的MADS-box蛋白转录因子以二聚体化的形式通过保守的MADS结构域与特定的DNA序列结合来调控基因的表达,从而调节植物的生长发育.对植物MADS-box基因的分布、分类、结构、功能和前景作了简要的综述。     

小立碗藓MADS-box基因家族的系统进化分析

苔藓植物作为最早出现的陆生植物的代表,生活周期仍以配子体为主,在植物进化史上占据着重要的地位。另外,同源异型基因MADS-box家族广泛参与植物的生长发育和形态构建。因此,对苔藓植物MADS-box家族的分析有助于了解苔藓植物出现过程中发生的重要分子事件和关键器官革新。我们基于最新公布的小立碗藓基因组数据库确定了20个带有典型MADS结构域的MADS-box基因,其中11个MIKC~*型、5个MIKC~C型、4个I型,并对它们进行了染色体定位、外显子-内含子基因结构、蛋白结构域组成、系统进化构建等分析,为进一步阐明小立碗藓MADS-box基因的功能提供了准确的信息资源。     

14-3-3蛋白对植物发育的调控作用

14-3-3蛋白是高度保守并在真核生物中普遍存在的一类调节蛋白。不同的14-3-3蛋白同工型具有不同的细胞特异性, 并通过识别特异的磷酸化序列与靶蛋白相互作用, 被称为蛋白质与蛋白质相互作用的桥梁蛋白。在植物生长发育过程中, 14-3-3蛋白通过与其它蛋白的相互作用参与多种植物激素信号转导、各种代谢调控、物质运输和光信号应答等调控过程。该文主要对近年来有关14-3-3蛋白在植物生长发育中的调控作用, 特别是14-3-3蛋白参与调控植物激素信号转导等方面的研究进展进行综述。     

风信子HoMADS2基因的克隆及表达分析

利用同源克隆策略,从风信子中分离出一个MADS box基因,命名为HoMADS2。序列比较分析表明,HoMADS2与B类MADS box蛋白具有较高的同源性。分子进化树分析显示,HoMADS2与PI家族类聚在一起。同时,在HoMADS2的Kbox和C末端区域均具有PI家族的特征序列。以上序列分析结果表明,HOMADS2可能是尸,的一个同源基因。RNA分子杂交结果显示,HoMADS2在四轮花器官中均表达,其表达模式不同于双子叶植物中尸,同源基因。利用风信子离体花器官再生系统研究表明,HoMADS2在再生花芽中的表达不同于HoMADS1和HAG1,该基因在再生花芽发育过程中组成型表达,不受外源细胞分裂素和生长素的影响。     

利用酵母双杂交系统研究植物与病毒蛋白相互作用的进展

在长期进化中,植物形成了抵御病毒等病原微生物侵染的精细防御系统。在病毒侵染、复制和传播过程中,其编码的一些蛋白,如外壳蛋白、运动蛋白、复制酶类等能够与植物基因编码的蛋白发生相互作用。酵母双杂交系统是体外研究蛋白质间相互作用的有利工具,不但可以用于研究已知蛋白质的互作,还可以发现新蛋白,揭示特定蛋白互作网络与作用机制,在植物蛋白与病毒蛋白互作研究中已得到广泛的利用。本文主要综述利用酵母双杂交系统研究植物与病毒蛋白相互作用的国内外进展。     

植物C_2H_2型锌指蛋白的研究进展

锌指蛋白是转录因子的一种,对真核生物的生长发育及逆境胁迫的耐受能力都有着重要关系,而植物C2H2型锌指蛋白是研究较多、较为明确的一种锌指蛋白,该蛋白大部分锌指结构具有一段高度保守的氨基酸序列QALGGH,这是植物中独有的特征,且据报道该C2H2型锌指蛋白与逆境胁迫是相关的。本文主要综述了植物C2H2型锌指蛋白的分类、结构和功能,植物C2H2型锌指蛋白与DNA、RNA和蛋白质的相互作用,以及概述了与盐胁迫、低温胁迫、干旱胁迫、氧胁迫和光胁迫等逆境胁迫相关的植物C2H2型锌指蛋白,最后还对其进一步的深入研究进行了展望,这就为日后利用基因工程技术改良作物品质、提高作物的抗逆性提供了有利条件。     

植物MADS盒基因与花器官的进化发育

已在维管植物中发现百余种MADS盒基因,此种基因家族由表达模式和功能关系密切的基因构成多种特定的亚族和DEF／GLO类（B功能）,AG类（C和D功能）等,植物花器官发生和花形态多样性的遗传机理和进化规律都可能与MADS盒基因的结构,表达以及功能进行相关。     

森林草莓全基因组MADS-box转录因子基因的鉴定及凤梨草莓果实FaMADS1基因克隆

本文利用生物信息学方法对森林草莓（Fragaria vesca）基因组数据库中MADS-box基因的数量、结构类型、序列特征及染色体定位进行分析。结果表明,获得70个含SRF-TF结构域的森林草莓Fv MADS基因,DNA长度289~14 596 bp,编码66~1 437个氨基酸残基,有21个Fv MADS没有内含子,在7条染色体上呈不均匀分布;68个Fv MADS蛋白序列含有保守基序Motif 1,最佳匹配序列为＂RQVTFSKRRNGLLKKAYELSVLCDAEVALIIFSSRGKLYEF＂。另外,从栽培品种‘丰香’草莓果实中克隆了Fa MADS1基因,该基因属于MADS-box基因家族,c DNA全长1 167 bp,编码区750 bp,推导编码249个氨基酸,具有MADS结构域和K-box结构域。     

高等植物中LINC复合体的研究进展（英文）

在高等植物中发现了含SUN (Sad1/UNC84)结构域的蛋白质At SUN1和At SUN2后,人们发现了核骨架和细胞骨架复合物的连接体LINC (linker of nucleoskeleton and cytoskeleton)。虽然一些关键成分和相互作用还不清楚,但SUN结构域蛋白质在所有植物中高度保守。植物SUN结构域蛋白和新发现的KASH (Klarsicht/Anc/Syne-1)同源蛋白是构成植物LINC复合体的关键成分。WIPs (WPP域相互作用蛋白质)锚定在外核被膜(outer nuclear envelope,ONE)上。植物KASH蛋白的C末端锚定在植物核周质上。与opisthokonts中的PPPX相比,WIPs在C端具有高度保守的X-VPT序列。本文综述了近十年来连接植物内核膜和外核膜的相关植物核膜蛋白的研究进展。     

配子体型自交不亲和机理

综述了配子体型自交不亲和（GSI）机理研究的一些进展。在GSI型茄科植物雌蕊中分离得到了随S基因分离的S-蛋白。S-蛋白具核糖核酸酶（RNse）活性,运用转基因技术直接证明了S-蛋白参与SI雌蕊-花粉的相互作用,并提出了S-蛋白参与调控的可能机制。     

植物抗病基因(R)与病原物无毒基因(Avr)相互作用机制的研究进展

PTI和ETI是植物在长期进化过程中形成的两类抵抗病原物的机制。基因对基因假说的抗病方式属于ETI抗性机制的一种,该假说认为具有保守NB-LRR结构域的R蛋白识别病原物非保守的无毒蛋白效应子(Avr),激活防卫反应信号途径,导致过敏性坏死。植物抗病基因(R)与病原菌无毒基因(Avr)产物间的直接或间接相互作用而产生的基因对基因抗性是植物抗病性的重要形式,该文对植物抗病蛋白与无毒蛋白相互作用机制进行了综述。其中,间接相互作用模式是主要方式。     

植物MYB蛋白与其靶定DNA结合位点之间的相互作用

MYB转录因子是植物转录因子中最大的家族之一,在植物生长发育和对环境胁迫的应激反应中发挥重要作用。MYB蛋白通过识别和结合特定的DNA序列调控靶基因的表达,进而发挥其多样性的作用。近几十年来,MYB蛋白与其靶定DNA结合位点之间的相互作用研究取得了很大的进展。主要综述了植物MYB蛋白与DNA的结合特性及其DNA结合位点的序列特异性,并对检测蛋白质与DNA之间相互作用的新兴技术做了简要阐述。