拟南芥中WRKY31转录因子的转录活性与互作蛋白分析

为深化对AtWRKY基因家族中功能尚未被报道成员的认识,探究拟南芥中WRKY转录因子基因在非生物逆境响应中的作用与可能的机制,通过对AtWRKY31进行亚细胞定位以及转录活性分析,并利用qRT-PCR检测AtWRKY31在不同逆境处理1、3和12 h后的表达变化,通过酵母双杂交(Y2H)和双分子荧光互补(BiFC)对其互作蛋白进行了筛选与验证。发现AtWRKY31定位于细胞核,具有转录抑制作用,且表达受热害、低钾、低氮等处理显著的抑制。此外,发现WRKY31可以与WRKY31、WRKY6和WRKY42在体内发生互作。拟南芥WRKY31作为一个转录抑制子,可能通过与WRKY6和WRKY42转录因子互作来参与调控对一些非生物逆境的应答。     

茶树花发育MADS-box转录因子CsGLO1、CsGLO2与CsAG之间的互作关系研究

利用酵母双杂交方法和双分子荧光互补技术（BiFC）研究了茶树（Camellia sinensis（L.）O.Kuntze）花发育MADS-box的B类转录因子CsGLO1、CsGLO2与C类转录因子CsAG间的互作关系及其可能发生互作的亚细胞定位。通过构建5个酵母表达载体，利用酵母单杂交实验检测了3个蛋白的转录激活活性，并通过酵母双杂交实验分析了蛋白间的互作关系。结果显示，3个蛋白均无转录激活活性，且两两之间可发生相互作用。进一步构建6个BiFC表达载体，采用压力注射法瞬时浸染烟草（Nicotiana benthamiana L.）叶表皮细胞，并利用激光共聚焦显微镜观察荧光信号，结果表明茶树B类CsGLO与C类CsAG蛋白可在植物活细胞内形成同源和异源二聚体，并具有在细胞质中发生互作的特定模式。本研究可为利用分子生物学技术抑制茶树“花果同现”现象提供理论依据。     

香蕉果实冷胁迫相关MaWRKY11转录因子的特性、互作蛋白筛选与鉴定

为探讨香蕉(Musa acuminata)响应冷胁迫的分子机制,从香蕉果实冷害的数字基因表达谱中筛选并分离了1 个WRKY转录因子,命名为MaWRKY11。MaWRKY11 具有2 个WRKY 保守结构域,属于I 类WRKY 成员,定位于细胞核,是核蛋白。MaWRKY11 具有转录激活活性,且激活区在N 端。实时荧光定量PCR 分析表明MaWRKY11 受冷胁迫诱导,外源茉莉酸甲酯(MeJA)处理减轻香蕉果实冷害的同时也上调了其表达。另外,酵母双杂交筛选表明,MaWRKY11 可与脱水诱导的早期应答蛋白MaERD 相互作用。这些表明MaWRKY11 可能通过与逆境相关蛋白如MaERD 互作来响应香蕉果实的冷胁迫。     

甘蓝型油菜BnaCIPK15基因的表达分析与功能鉴定

CBL-CIPK是高等植物中广泛存在的一类解析Ca~(2+)信号的蛋白。该研究在前期工作基础上,对甘蓝型油菜(Brassica napus L.)的BnaCIPK15基因进行了亚细胞定位、双分子荧光互补(BiFC)、酵母双杂交和qRT-PCR检测等一系列分析,以探究BnaCIPK15蛋白在ABA激素响应中的作用。结果显示:(1)亚细胞定位发现,BnaCIPK15蛋白定位于细胞质和细胞核中; BiFC分析发现,BnaCIPK15蛋白与BnaCBL1/3/4/9蛋白之间的互作较强,与BnaCBL10仅有微弱互作。(2)qRT-PCR检测发现,BnaCIPK15基因受ABA和冷胁迫的诱导极显著上调表达,而对百草枯(Paraquat)、活性氧(H_2O_2)和热胁迫的诱导较弱,表明BnaCIPK15基因很可能参与ABA和冷胁迫的调控过程。(3)酵母滴定实验结果显示,BnaCIPK15蛋白与脱落酸(ABA)信号通路中的BnaHAB1蛋白(属于蛋白磷酸酶PP2C家族)存在明显的互作,而与BnaABFs/AREB3/ABI5转录因子无明显互作;BiFC验证显示,BnaCIPK15与BnaHAB1蛋白之间存在互作信号,而BnaCIPK15与BnaHAB2组合没有观察到信号,证明BnaCIPK15与BnaHAB1磷酸酶具有特异互作特征,推测BnaCIPK15可能参与调控ABA信号转导。研究认为,甘蓝型油菜中可能存在基于BnaCIPK15-BnaHAB1的互作模块,并参与ABA的信号转导和网络调控。     

棉花抗逆基因GhAREB4的克隆及功能分析

AREBs转录因子家族基因主要参与干旱、高盐、低温等胁迫应答反应,在植物抵御各种逆境胁迫中起着非常重要的作用。该研究经序列电子拼接克隆了陆地棉GhAREB4基因,该基因全长1 784bp,其开放阅读框为1 227bp,编码408个氨基酸,预测分子量为44.3kD,等电点为8.88。蛋白结构预测发现,该蛋白二级结构中含有bZIP基因家族的保守结构域。系统进化树分析表明,GhAREB4与可可的AREB转录因子同源性最高。绿色荧光蛋白亚细胞定位分析表明,GhAREB4蛋白分布在细胞核内。qRT-PCR分析表明,GhAREB4基因在花中的表达量最高;且GhAREB4基因表达受到干旱、高盐、低温、脱落酸(ABA)等处理的诱导,其可能调控棉花对非生物逆境的耐性响应。研究结果为进一步研究该基因对棉花耐逆调控机制奠定了基础。     

人博卡病毒HBoV1非结构蛋白NP1对细胞转录因子的调控

【目的】研究人博卡病毒非结构蛋白NP1对细胞转录因子活性和炎症细胞因子TNF-α和IL-6表达的调控作用。【方法】通过双荧光素酶报告基因系统分析NP1对转录因子的调控作用,通过ELISA和荧光定量PCR分别从蛋白质和RNA水平检测NP1是否影响TNF-α、IL-6的表达,最后利用哺乳动物双杂交系统分析NP1是否通过寡聚化发挥功能。【结果】在293T细胞中,NP1可分别提高AP-1、STAT3和GAS转录因子报告载体荧光素酶活性3.69倍、2.45倍和3.03倍,但对NF-κB转录因子报告载体荧光素酶活性无明显影响(P>0.05)。转染24 h和48 h后,NP1表达细胞和对照细胞培养基中IL-6和TNF-α蛋白浓度没有显著性差异(P>0.05),但TNF-αmRNA的表达水平上调。哺乳动物双杂交实验表明NP1蛋白自身没有相互作用。【结论】结果首次表明HBoV1非结构蛋白NP1对细胞转录因子和炎症细胞因子具有调节作用,揭示NP1可能与HBoV1致病性有关,为进一步探究HBoV1病毒致病的分子机制提供参考。     

甘薯盐胁迫响应基因IbMYB3的表达特征及生物信息学分析

MYB转录因子具有多种生物学功能,在植物响应生物和非生物胁迫中发挥重要作用。该文从盐胁迫后的甘薯(Ipomoea batatas)水培苗转录组数据(RNA-seq)中筛选出2个受盐胁迫显著上调表达的MYB基因,分别命名为IbMYB3和IbMYB4。多种非生物胁迫和植物生长物质处理下的基因表达分析显示,IbMYB3受逆境诱导显著上调表达,暗示其可能参与甘薯非生物胁迫响应。生物信息学分析表明,IbMYB3开放阅读框长度为1059 bp,编码353个氨基酸残基,蛋白分子量为39.41 kDa,理论等电点(PI)为5.26,为酸性带负电的亲水性蛋白。亚细胞定位结果表明,IbMYB3蛋白定位于细胞核,具有较强的转录激活活性。上述结果表明,IbMYB3转录因子可能在甘薯非生物胁迫响应过程中发挥重要调控作用,研究结果为进一步探明IbMYB3基因的功能奠定了基础。     

甘薯盐胁迫响应基因IbMYB3的表达特征及生物信息学分析

MYB转录因子具有多种生物学功能,在植物响应生物和非生物胁迫中发挥重要作用。该文从盐胁迫后的甘薯(Ipomoeabatatas)水培苗转录组数据(RNA-seq)中筛选出2个受盐胁迫显著上调表达的MYB基因,分别命名为IbMYB3和IbMYB4。多种非生物胁迫和植物生长物质处理下的基因表达分析显示, IbMYB3受逆境诱导显著上调表达,暗示其可能参与甘薯非生物胁迫响应。生物信息学分析表明,IbMYB3开放阅读框长度为1059bp,编码353个氨基酸残基,蛋白分子量为39.41kDa,理论等电点(PI)为5.26,为酸性带负电的亲水性蛋白。亚细胞定位结果表明,IbMYB3蛋白定位于细胞核,具有较强的转录激活活性。上述结果表明, IbMYB3转录因子可能在甘薯非生物胁迫响应过程中发挥重要调控作用,研究结果为进一步探明IbMYB3基因的功能奠定了基础。     

拟南芥AtWRKY25、AtWRKY26和AtWRKY33在非生物胁迫条件下的表达分析

WRKY转录因子家族在调控植物逆境诱导反应、生长发育及其信号转导等方面起着重要的分子生物学功能。文章采用Northern杂交的方法,对拟南芥3个WRKY基因进行表达谱分析。结果表明:AtWRKY25、AtWRKY26和AtWRKY33受多种非生物逆境因子(温度因子、高盐、渗透胁迫和激素脱落酸)的影响,其中低温和高盐对AtWRKY25、AtWRKY26和AtWRKY33的诱导尤为明显,表明这3个AtWRKY基因可能在响应环境信号方面起着一定的作用。作为序列相似性较高的AtWRKY25、AtWRKY26和AtWRKY33对一些胁迫因子的表达模式呈现一定的相似性;但AtWRKY33受高温的抑制和低温的快速诱导,与另外两个基因的表达模式不同,推测它们对温度胁迫因子的反应存在差异。此外,对启动子序列的生物信息学分析发现,3个基因的启动子包含多个与非生物逆境反应相关的顺式作用元件。     

PC-1分子转录激活功能研究

PC-1基因是在人前列腺癌细胞中克隆的新基因,表达水平随前列腺癌恶性程度增加而升高,其表达产物具有转录因子的一些特征.为研究PC-1分子的转录激活功能,首先应用酵母双杂交系统将PC-1全长以及不同区段的cDNA克隆到表达载体pAS2-1中,然后分别转化酵母细胞株CG-1945. lacZ和His3报告基因激活的检测结果表明,该分子具有转录激活活性并将该活性定位于N端的46个氨基酸区域.此外,将PC-1分子不同区段的cDNA分别克隆至表达载体pZHO1中,将它们与报告基因质粒pTRE-luc共转染哺乳动物细胞COS7和C4-2,Firefly荧光素酶相对活性的检测结果表明,该分子N端的46个氨基酸区域具有转录激活活性.     

水稻NAM基因家族的全基因组鉴定及表达分析

植物特异性转录因子NAM家族从属于NAC转录因子超家族,在植株生长发育、生理代谢以及应对各种胁迫反应中均发挥重要作用。该研究采用生物信息学方法鉴定水稻基因组中的NAM基因,分析其时空表达模式、亚细胞定位以及蛋白相互作用,并采用实时定量qRT PCR方法分析不同外源激素(如SA、ABA和MeJA)以及非生物胁迫(包括干旱、盐和冷)处理下各NAM基因的表达特征,为进一步探索NAM基因在非生物胁迫中的功能和应激机制以及激素调控途径奠定基础。结果显示：(1)从水稻基因组中共鉴定出48个NAM基因,进化分析将其分为5个亚家族;NAM基因在水稻基因组中存在9对片段复制事件。(2)组织表达分析显示,NAM基因在水稻不同组织及发育时期表现特异性表达,特别是叶鞘、茎和节的生长过程中高表达,且大多数是核定位,并存在多种蛋白互作。(3)实时定量qRT PCR表达分析显示,10个NAM基因在不同组织中均特异表达;大部分NAM基因在盐和干旱胁迫下表达上调,而在冷胁迫下表达降低;SA、ABA和MeJA处理均可显著改变各NAM基因的表达水平。研究表明,NAM基因在水稻生长发育、激素应答和非生物胁迫响应中具有重要作用。     

油葵HaGPAT1基因的克隆及表达分析

该研究利用RT-PCR技术,从油葵(Helianthus annuus L.)种子中克隆了甘油-3-磷酸酰基转移酶(GPAT)基因(HaGPAT1),对其进行生物信息学分析,并通过实时荧光定量PCR技术(qRT-PCR)检测该基因在不同组织、种子不同发育时期以及不同胁迫条件下的表达特征。结果表明:HaGPAT1基因全长为1 656bp,编码551个氨基酸,相对分子量为62.132kD,等电点为8.84。系统进化树分析表明,HaGPAT1蛋白与高等植物莴苣的GPAT1亲缘关系最近。qRT-PCR分析表明,HaGPAT1基因在油葵花蕊中的表达水平最高,开花后17d的种子中次之;在干旱和盐胁迫条件下,HaGPAT1基因的表达水平均显著上调。研究推测,HaGAT1基因可能在油葵花器官发育中发挥重要作用,并且参与了油葵对干旱和高盐的抗性调节。     

Bimolecular fluorescence complementation (BiFC) analysis of protein interactions in Caenorhabditis elegans

Protein interactions are essential components of signal transduction in cells. With the progress in genome-wide yeast two hybrid screens and proteomics analyses, many protein interaction networks have been generated. These analyses have identified hundreds and thousands of interactions in cells and organisms, creating a challenge for further validation under physiological conditions. The bimolecular fluorescence complementation (BiFC) assay is such an assay that meets this need. The BiFC assay is based on the principle of protein fragment complementation, in which two non-fluorescent fragments derived from a fluorescent protein are fused to a pair of interacting partners. When the two partners interact, the two non-fluorescent fragments are brought into proximity and an intact fluorescent protein is reconstituted. Hence, the reconstituted fluorescent signals reflect the interaction of two proteins under study. Over the past six years, the BiFC assay has been used for visualization of protein interactions in living cells and organisms, including our application of the BiFC assay to the transparent nematode Caenorhabditis elegans. We have demonstrated that BiFC analysis in C. elegans provides a direct means to identify and validate protein interactions in living worms and allows visualization of temporal and spatial interactions. Here, we provide a guideline for the implementation of BiFC analysis in living worms and discuss the factors that are critical for BiFC analysis.     

‘潘那利’番茄碱性螺旋环螺旋转录因子基因的克隆与表达分析

碱性螺旋环螺旋(basic/Helix Loop Helix, bHLH)转录因子是植物最大的转录因子家族之一,其广泛参与植物逆境胁迫响应。该研究从野生‘潘那利’番茄(Solanum pennellii Correll)中成功克隆出bHLH转录因子基因SpbHLH89(Sol Genomics登录号Sopen04g001150),采用qRT PCR分析其在干旱胁迫下的表达模式,并利用异源表达初步分析其对非生物胁迫的响应。结果表明：(1)SpbHLH89编码区包含684 bp,编码227个氨基酸,具有典型的碱性螺旋环螺旋区,主要定位于细胞核中;进化树结果显示,SpbHLH89转录因子高度保守,与拟绒毛烟草NtbHLH94(Nicotiana tomentosiformis)存在高度相似性。(2)qRT PCR结果显示,SpbHLH89在‘潘那利’番茄的茎、叶和花中均有表达,其表达量受干旱胁迫诱导。(3)SDS PAGE与Western bloting结果显示,pET 30a SpbHLH89重组蛋白大小约为31 kD。(4)在盐胁迫(400 mmol/L NaCl)和干旱胁迫(600 mmol/L甘露醇)条件下,异源表达重组蛋白的E. coli BL21(DE3)重组菌生长速度提高,说明异源表达SpbHLH89转录因子基因可提高细菌对非生物胁迫的耐受性。