LEA蛋白与植物的抗旱性

植物在干旱胁迫下会产生多种诱导蛋白 ,其中LEA蛋白 (Late embryogenesis abundantprotein)已受到普遍关注。根据近年的研究进展 ,本文就植物中LEA蛋白的特性、分类、功能及LEA基因的表达调控作了简要综述。     

LEA蛋白与植物抗逆性

植物受到逆境胁迫后,LEA蛋白大量表达,可以减轻逆境引起的伤害。本文对LEA蛋白的种类、特性和功能,LEA蛋白基因结构及其表达调控,以及LEA基因表达和LEA蛋白积累与植物抗逆性的关系等方面的研究进展作了简要综述。     

胚胎发育晚期丰富蛋白(LEA蛋白)与植物抗逆性研究进展

胚胎发育晚期丰富蛋白(LEA蛋白)在自然条件下主要在种子发育晚期大量积累,植物LEA基因也在多种非生物胁迫下诱导表达。植物LEA蛋白是植物应对失水胁迫(包括干旱、盐碱、冷冻等)逆境的一种广泛存在的亲水性应答蛋白,具有很强的热稳定性。本论文就LEA蛋白的结构、分类、功能及抗逆性分子机制进行了概述与总结,为分离新的LEA蛋白成员,进行功能分析以及进一步发掘其潜在应用价值提供参考。     

小球藻LEA 家族蛋白Ccor1和Ccor2在抗盐胁迫中的作用

LEA蛋白是与植物抗逆反应相关的一类重要蛋白质,可以在发育的植物胚胎、处于干旱、寒冷、盐胁迫的植物组织中高水平表达。LEA蛋白最早发现于棉花子叶中,随后也在其他高等植物、藻类、真菌、蓝藻以及线虫中被发现。LEA蛋白代表一个庞大的基因家族,早期是根据     

LEA蛋白及其在植物抗逆改良中的应用

干旱、盐碱、高温和寒冷等逆境制约着植物的生长发育。植物中含有一组亲水性极强的蛋白,称为胚胎发育晚期丰富蛋白(late embryogenesis abundant,LEA蛋白),在自然条件下这种蛋白质一般在种子发育晚期积累,其对多种非生物胁迫具有很强的抵抗能力,并能响应干旱、寒冷、高盐和ABA等信号。LEA蛋白通过保持细胞渗透压、保护细胞膜结构、作为分子伴侣保护其他蛋白等方式维持植物正常的代谢反应。就LEA蛋白的分类、结构、抗逆机制以及在植物抗逆改良中的应用进行了简要综述。     

植物胚胎发育晚期丰富蛋白1组的结构与功能

植物胚胎发育晚期丰富蛋白（late embryogenesis abundant proteins,LEA）是植物胚胎发生后期种子中大量积累的一类蛋白质。根据蛋白质的氨基酸基序和保守结构特点,LEA蛋白一般分为6组,其中第1组LEA蛋白（LEA1）含有高度保守的20氨基酸基序。LEA1蛋白在水溶液中主要呈无规则结构,具高亲水性和热稳定性,与植物抗逆功能密切相关。本文就LEA1蛋白的功能和结构等方面的研究做一综述。     

LEA蛋白研究进展

LEA蛋白(late embriogenesis abundant protein,LEA)是生物体中广泛存在的一类与渗透调节有关的家族蛋白,该蛋白的编码基因在植物种子胚胎发育晚期表达量丰富,而且在环境胁迫如干旱、低温、盐胁迫、ABA、紫外辐射和NaHCO3等条件下LEA基因的mRNA也会大量累积.LEA蛋白显著的理化特性是具有很高的亲水性和热稳定性,即使在煮沸条件下也能保持水溶状态.LEA蛋白在细胞中可以稳定细胞膜结构,作为分子伴侣,具有结合离子和防止氧化等作用,被认为是在胁迫过程中对植物起保护作用的物质之一.针对这些重要特性,分别综述了LEA蛋白的分类、结构、编码基因和表达调节方式及其在植物生长过程中的作用.     

第三组胚胎晚期丰富蛋白lea3基因研究概述

晚期胚胎富集蛋白(late embryogenesis abundant protein,LEA蛋白)是在高等植物胚胎发育晚期大量积累的一类蛋白,根据其结构特点LEA蛋白一般分为6组,其中第3组LEA蛋白(LEA3)含有11个氨基酸串联重复的基元序列,可以形成α-螺旋结构,能在干旱胁迫的环境中保护生物大分子,减轻水份胁迫对植物造成的伤害,与植物抗逆性密切相关。该文就lea3基因及其蛋白的结构、功能、基因表达和应用等进行简要的综述,并对lea3基因及其蛋白今后的研究方向和应用前景进行了展望。     

LEA蛋白与植物的抗旱性

文章对LEA蛋白的性质、功能与植物抗旱性的关系,以及lea基因表达与调控的研究进展作了简要述评。     

LEA蛋白的分类与功能研究进展

胚胎发育晚期丰富蛋白(late embryogenesis abundant proteins,LEA蛋白)具有广泛的生物学功能,低温、干旱、盐渍及ABA等均可以诱导LEA蛋白的表达,LEA蛋白的显著特点是具有较高的亲水性与热稳定性.根据LEA蛋白结构特征可将其分为不同的家族,研究发现LEA蛋白具有清除活性氧自由基、稳定膜结构和保护酶活性等功能.介绍LEA蛋白的分类依据、功能和基因表达调控等方面研究的进展.     

高粱LEA3蛋白基因和启动子的克隆及序列分析

根据禾本科LEA3基因保守序列设计简并引物,同时结合RACE方法获得高粱LEA3基因全长cDNA序列1032bp,该序列含有一个612bp的阅读框,编码203个氨基酸,包含7个串联的LEA3蛋白的基元序列。通过与玉米、小麦、水稻、大麦的LEA3蛋白序列比较,氨基酸序列同源性分别为73.8%、53.77%、45.63%和53.99%;其编码蛋白理论相对分子量为21.22kD,等电点pI=8.79;蛋白质二级结构预测表明2段α螺旋结构占主导,与目前已知的多种植物的LEA3蛋白具有相似的结构功能域。通过热不对称交错PCR(TAIL PCR)技术获得LEA3基因启动子749bp的DNA序列,该区域包含ABA应答元件、干旱胁迫应答元件、以及胚胎和胚乳特异表达元件;通过PHyML软件构建了禾本科植物LEA3基因ML系统树。这些研究结果为深入了解该基因的功能和高粱抗旱的分子机理提供了基础数据。     

柠条锦鸡儿CkLEA4基因克隆及表达分析

LEA蛋白是一种与植物抗逆相关的胚胎发育晚期丰富蛋白。该研究从已构建的柠条锦鸡儿干旱胁迫抑制削减杂交文库中筛选到1条LEA蛋白编码基因的部分序列,用RACE技术扩增得到该基因cDNA全长并对其进行了克隆。测序表明该基因cDNA长870bp,其中开放阅读框长510bp,编码169个氨基酸,推测蛋白分子量为17.03kD,等电点为9.3,是一种亲水蛋白。序列比对和系统进化分析表明,该基因属于LEA4基因家族成员,命名为CkLEA4。实时荧光定量PCR检测发现,CkLEA4基因在干旱、ABA和NaCl处理下均受到不同程度的诱导,说明CkLEA4基因可能与柠条锦鸡儿响应逆境胁迫有关。     

柠条锦鸡儿CkLEA1基因克隆及表达分析

植物受到逆境胁迫后,大量逆境响应基因会被诱导表达,LEA蛋白编码基因就是与植物抗旱、抗冷等非生物胁迫密切相关的一类基因.从已构建的柠条锦鸡儿干旱胁迫抑制性削减杂交文库中筛选到了一条LEA蛋白编码基因并进行了克隆.序列比对与系统进化分析显示该基因属于LEA3基因家族成员,命名为CkLEA1(GenBank登录号是KC309408).克隆得到该基因gDNA长469bp,包含两个外显子和一个内含子;cDNA长357bp,包含300bp的开放阅读框,推导编码99个氨基酸的蛋白质.利用荧光定量PCR技术对CkLEA1基因在各种逆境胁迫条件的表达情况进行初步研究表明,CkLEA1受干旱、ABA、冷、热、盐和碱等处理不同程度地诱导,推测其与柠条锦鸡儿响应逆境胁迫的机制有关.     

黄花苜蓿LEA3基因片段克隆与生物信息学分析

根据紫花苜蓿LEA3-1 mRNA(EU665182)的cDNA序列,设计1对特异引物,以经过ABA干旱胁迫处理的黄花苜蓿为材料,提取总RNA.采用RT-PCR方法克隆获得了747 bp的cDNA片段,命名为MfLEA3-1(GenBank登录号:HQ327439).推测该序列编码了248个氨基酸,这些氨基酸主要由10.1％苏氨酸(Thr)、24.6％丙氨酸(Ala)、17.7％赖氨酸(Lys)和12.9％天冬氨酸(Asp)组成,不含有半胱氨酸和色氨酸,这与其他物种LEA蛋白成分非常接近.该氨基酸序列中存在13个11-mer重复序列,根据第3组蛋白分类标准,MfLEA3-1蛋白比较接近于type Ⅰ,但是11-mer重复中残基分布与type Ⅰ有所不同,推测MfLEA3-1蛋白属于新的第3组LEA蛋白类型.黄花苜蓿中成功获得了LEA3基因片段,为最终克隆黄花苜蓿LEA3基因序列全长奠定基础.     

小麦耐逆基因-TaLEA3的克隆及在酵母中的功能分析

LEA蛋白(late-embryogenesis-abundant protein),是指胚胎发生后期种子中大量积累的一类蛋白质,它广泛存在于高等植物中,且受发育阶段、脱落酸(ABA)和脱水信号的调节,其中第3组LEA蛋白与作物耐逆性密切相关。通过RT-PCR从小麦中克隆了一个新的第3组LEA蛋白基因,TaLEA3。该蛋白主要定位于细胞质。TaLEA3的表达受高盐、低温和外源激素ABA的诱导,根中表达量一般高于叶中,且在不同胁迫下该基因表达模式存在差异。在所检测的一对同核异质小麦品种中,该基因的表达与耐旱性呈正相关。TaLEA3在酵母中过量表达,改善了酵母在离子和渗透胁迫下的生长状态或提高了存活率。     

转柽柳晚期胚胎富集蛋白基因烟草的耐低温性分析

目的:验证转柽柳晚期胚胎富集蛋白(LEA蛋白)基因烟草对低温的忍耐程度。方法:采用低温方式,对转LEA蛋白基因烟草的11个株系及非转基因对照烟草组培苗和大棚盆栽苗进行胁迫处理,测定其相对电导率和丙二醛含量。结果:烟草组培苗在非胁迫条件下,转基因和非转基因对照烟草的相对电导率、丙二醛含量无显著差异;在0℃胁迫条件下,非转基因对照烟草的相对电导率和丙二醛含量均明显高于转基因烟草。大棚盆栽烟草在-4℃条件下,各转基因烟草的相对电导率、丙二醛含量与0℃胁迫时均变化不大;但非转基因对照烟草相对电导率高于0℃胁迫的25.2%,丙二醛含量高于0℃胁迫的59.29%。结论:柽柳LEA蛋白基因的导入提高了烟草的耐低温能力。     

高粱LEA基因家族的鉴定及表达分析

有研究表明,干旱、低温和盐等环境胁迫能够诱导LEA基因的表达。为了探索LEA基因家族在高粱响应外界刺激过程中起到的作用,本研究通过生物信息学的方法对LEA基因家族在高粱全基因组水平进行鉴定和分析,于高粱全基因组中共鉴定出35个基因家族成员,不均匀地分布于高粱8条染色体上,结合系统进化树和保守结构域分析结果,将高粱LEA基因家族成员分为7组。亲水性分析和结构无序性预测表明高粱LEA蛋白绝大多数为亲水性且结构无序。基因结构分析显示了各分组基因结构上的保守性。高粱LEA基因的启动子分析发现了一些与激素和非生物胁迫响应相关的顺式作用元件。对激素和干旱胁迫下高粱LEA基因的表达分析发现外界胁迫能够诱导部分高粱LEA基因的表达。     

长春花Crlea基因的克隆及原核表达初步分析

晚期胚胎丰富（Late Embryogenesis Abundant, LEA）蛋白是植物在干旱胁迫下响应并被描述为具有潜在的抗旱功能的一类重要的抗旱蛋白。通过建立干旱胁迫下长春花（Catharanthus roseus）的cDNA文库并进行测序筛选分析,首次分离得到Crlea（Crlea for Catharanthus roseus late embryogenesis abundant）全长基因。该基因具有492 bp的开放读码框,编码163个氨基酸,其中偏性氨基酸含量占总蛋白的55.9%。同源性分析表明该假定蛋白与胡萝卜（Daucus carota）LEA DC3 的同源性达69%。亲水性分析表明具有极强的亲水性。为进一步验证CrLEA蛋白的功能,构建了Crlea基因的原核表达载体并在大肠杆菌中对其表达进行了分析。结果表明,原核载体成功的表达了CrLEA蛋白,亲水性实验及热稳定性实验表明CrLEA蛋白具有极强的亲水性和热稳定性。     

转LEA基因烟草的耐盐性分析

目的:验证柽柳LEA基因的功能,为通过基因工程手段培育耐盐植物提供基础资料。方法:对转LEA基因烟草当代(T0)和子一代(T1)分别进行不同浓度的NaCl胁迫处理,研究转基因烟草的耐盐性。结果:转基因烟草T0代组培苗耐受NaCl的临界浓度为230mmol/L,而对照耐受NaCl的临界浓度为130mmol/L以下;T1代幼苗耐受NaCl的临界浓度为150mmol/L,对照耐受NaCl的临界浓度为100mmol/L以下;在临界浓度转基因烟草的T0代、T1代根系发育良好,生长量明显高于非转基因对照烟草。结论:柽柳LEA基因的转化提高了烟草的耐盐性。     

小麦耐逆基因-TaLEA3的克隆及在酵母中的功能分析

LEA蛋白 (late embryogenesis abundantprotein) ,是指胚胎发生后期种子中大量积累的一类蛋白质 ,它广泛存在于高等植物中 ,且受发育阶段、脱落酸 (ABA)和脱水信号的调节 ,其中第 3组LEA蛋白与作物耐逆性密切相关。通过RT PCR从小麦中克隆了一个新的第 3组LEA蛋白基因 ,TaLEA3。该蛋白主要定位于细胞质。TaLEA3的表达受高盐、低温和外源激素ABA的诱导 ,根中表达量一般高于叶中 ,且在不同胁迫下该基因表达模式存在差异。在所检测的一对同核异质小麦品种中 ,该基因的表达与耐旱性呈正相关。TaLEA3在酵母中过量表达 ,改善了酵母在离子和渗透胁迫下的生长状态或提高了存活率.