丹参转录因子SmMYB52的基因克隆、表达分析和亚细胞定位

MYB转录因子家族是植物界最大的转录因子家族之一,在植物生长发育、响应生物、非生物胁迫方面发挥重要作用.本研究分别从gDNA和cDNA水平上克隆得到丹参R2R3-MYB转录因子亚家族第24亚组的基因SmMYB52的全长序列,该基因序列全长1 041 bp,包含2个内含子序列和879 bp完整的CDS(Gen-Bank登录号:KF059406),编码292个氨基酸.运用生物信息学软件对该基因及其编码蛋白进行结构和理化性质分析以及生物信息学分析发现,SmMYB52与拟南芥MYB转录因子AtMYB93亲缘关系最近.利用RT-qPCR测定SmMYB52基因在各器官中的表达,结果显示该基因在根、茎、叶和花中均有表达,根中表达量最高,茎中最低.构建融合表达载体分析SmMYB52蛋白的亚细胞定位,结果显示SmMYB52在细胞核和细胞膜中均有分布.本实验为进一步研究SmMYB52在丹参中的生物学作用提供了科学依据.     

丹参转录因子SmMYB52的基因克隆、表达分析和亚细胞定位

MYB转录因子家族是植物界最大的转录因子家族之一,在植物生长发育、响应生物、非生物胁迫方面发挥重要作用.本研究分别从gDNA和cDNA水平上克隆得到丹参R2R3-MYB转录因子亚家族第24亚组的基因SmMYB52的全长序列,该基因序列全长1 041 bp,包含2个内含子序列和879 bp完整的CDS(Gen-Bank登录号:KF059406),编码292个氨基酸.运用生物信息学软件对该基因及其编码蛋白进行结构和理化性质分析以及生物信息学分析发现,SmMYB52与拟南芥MYB转录因子AtMYB93亲缘关系最近.利用RT-qPCR测定SmMYB52基因在各器官中的表达,结果显示该基因在根、茎、叶和花中均有表达,根中表达量最高,茎中最低.构建融合表达载体分析SmMYB52蛋白的亚细胞定位,结果显示SmMYB52在细胞核和细胞膜中均有分布.本实验为进一步研究SmMYB52在丹参中的生物学作用提供了科学依据.     

草莓(Fragaria×ananassa)MYC2-like基因的克隆和非生物胁迫下的表达分析

髓细胞组织增生蛋白2(myelocytomatosis protein 2, MYC2)作为MYC型bHLH转录因子家族成员,是茉莉酸响应途径的关键转录因子,在调控植物抵抗逆境胁迫中具有重要作用。本研究基于NCBI数据库中野草莓(Fragaria vesca)的基因序列,从草莓(Fragaria×ananassa)品种‘红颜’(‘Benihoppe’)中克隆鉴定了1个FaMYC2-like基因,其开放阅读框长度为1 473 bp,编码490个氨基酸残基。保守结构域分析表明,FaMYC2-like蛋白具有bHLH-MYC家族保守结构域。系统发育分析显示,FaMYC2-like蛋白与月季花(Rosa chinensis)等蔷薇科(Rosaceae)植物中的同源基因编码的蛋白质具有较近的亲缘关系。通过启动子顺式作用元件预测,发现其启动子区含有大量的光信号、胁迫响应及激素信号的响应元件。亚细胞定位结果表明,FaMYC2-like蛋白定位于细胞核中。组织特异性RT-qPCR结果显示,FaMYC2-like基因在草莓的根中表达量最高,在茎、叶和花中也有较高表达,在匍匐茎中表达量最低;在果实发育早期...     

丹参转录因子SmMYB7的克隆及表达模式分析

分析丹参转录组数据库(SRX021907),得到一条R2R3-MYB基因,blast比对发现该基因为丹参Sm MYB7(KF059361.1)。分别从g DNA和c DNA水平克隆该基因全长,测序结果表明该基因与公布序列一致,分析发现该基因无内含子序列,包含一个长为954 bp的开放读码框(ORF),编码317个氨基酸残基。多重序列比对和系统进化树分析显示Sm MYB7蛋白与拟南芥At MYB73同属R2R3-MYB第22个亚家族。已有丹参基因信息结合BD walking获得1 974 bp的启动子序列,分析结果表明多种顺式作用元件存在于该基因的启动子区。实时荧光定量PCR分析显示,该基因的表达为组成型,在丹参根、茎、叶、花中都表达;随着花的发育,该基因的表达量逐渐增加;此外,Sm MYB7在盐胁迫、水杨酸、茉莉酸甲酯和脱落酸处理下表达均上调,推测该基因参与调控植物防御和花的发育。     

海南龙血树茉莉酸受体基因DcCOI1的鉴定和表达分析

茉莉酸是植物响应生物和非生物逆境胁迫的关键激素之一,而茉莉酸信号受体蛋白(Coronatine-insensitive protein 1, COI1)在茉莉酸信号转导过程中发挥着关键作用。本研究基于海南龙血树转录数据中的转录本序列,利用注释拼接和RT-PCR的方法首次鉴定了1个编码海南龙血树茉莉酸受体COI1基因(命名为DcCOI1, GenBank登录号为MF193604),DcCOI1基因长度为2 274 bp,包含一个1 785 bp的完整开放阅读框,编码594个氨基酸,Dc COI1蛋白与芦笋COI1序列的一致性为94%,系统进化分析中与芦笋、剑兰划为同一分支,同属于单子叶植物大类。生物信息学分析显示,其编码蛋白包含COI1的蛋白的F-box特征结构域,分子量为64.14 k D,理论等电点为6.09,为非分泌型蛋白,且不含跨膜结构域,包含52个磷酸化位点,主要在细胞质中发挥生理作用;二级结构主要有α螺旋(43.10%)和无规则卷曲(29.63%)构成。实时荧光定量PCR检测发现DcCOI1在海南龙血树根、茎、叶和花中均有表达,根和茎中的表达量较高,而花中的表达量最低。此结果为阐明海南龙血树血竭形成过程中茉莉酸的调控作用研究奠定了基础。     

转录因子MYC2介导植物抗生物胁迫的研究进展

髓细胞组织增生蛋白(Myelocytomatosis proteins,MYC)类转录因子,是植物激素茉莉酸(JA)响应途径中的激活转录因子,广泛存在于动植物中,MYC2转录因子属于bHLH类转录因子家族,含有bHLH保守结构域,是当前MYC类转录因子中研究最透彻的一个。随着对植物抗生物逆境不断深入研究,对MYC2的研究亦逐渐清晰。本文综述了转录因子MYC2通过与下游靶基因形成一个层级转录级联,放大转录输出,参与调控植物抗生物逆境,着重阐述了水稻OsMYC2转录因子在抗生物逆境中的作用;茉莉酸ZIM结构域蛋白(Jasmonate ZIM-domain,JAZ)作为JA信号的转录抑制因子,抑制MYC2的活性并参与介导JA信号途径,为MYC2功能机制研究提供了参考,并对今后的研究热点与方向进行了展望。     

丹参中病程相关蛋白基因SmSTH-2的生物信息学分析

对丹参cDNA文库的表达序列标签(EST)序列进行BLAST分析显示,其中一条序列与病程相关蛋白基因STH-2有较高的同源性。该序列全长691bp,包含1个长483bp的开放阅读框(ORF),编码160个氨基酸,命名为SmSTH-2。生物信息学分析显示:SmSTH-2所编码蛋白的分子质量为17990Da,等电点为5.15,富含谷氨酸、赖氨酸、甘氨酸、丝氨酸,无信号肽,属于稳定类蛋白。与NCBI注册的其他6种植物来源的病程相关蛋白基因编码的氨基酸序列的同源性在42%～46%之间。实时荧光定量PCR的方法检测丹参不同组织部位中SmSTH-2表达和病原菌对该基因诱导表达的影响的结果表明:SmSTH-2在植物的根、茎、叶中均有不同程度的表达,其表达丰度为根>叶>茎;丹参叶片接种黄瓜细菌性角斑病病原菌后,4d内可诱导该基因的表达量持续增加。用PCR方法从基因组水平克隆到SmSTH-2的DNA序列,测序表明SmSTH-2的编码序列在DNA水平上含有一个71bp的内含子,DNA序列注册号为EF621486.     

秦艽转录因子WRKY30的克隆及表达模式分析

以秦艽转录组数据的目标序列为模版,经反转录扩增和RACE等方法,获得一条长1 260 bp的WRKY30转录因子cDNA序列,开放阅读框为975 bp,编码324个氨基酸残基。WRKY转录因子是植物特有的一类大家族,参与植物防卫反应,介导植物应答,在植物生长发育和代谢中起调控作用,参与植物的多种生物学过程,该类家族成员中含有绝对保守的WRKYGQK氨基酸残基,且因此得名。该转录因子含有一个WRKY保守结构域和一个C2HC锌指结构,隶属于WRKY基因家族的第Ⅲ类成员,经序列相似性比对将其命名为GmWRKY30。相对定量2-△△Ct方法分析结果显示,GmWRKY30在秦艽根中的相对表达水平最高,茎中最低,和对照相比有显著性差异。在根中,受花生四烯酸胁迫后GmWRKY30的相对表达水平显著降低,银离子胁迫后表达水平显著升高。这些研究结果说明GmWRKY30基因具有组织表达特异性,对不同诱导子的响应强度有差异,推测其可能参与诱导响应的调控机制不同。     

丹参2 酮戊二酸依赖性双加氧酶基因克隆及表达分析

以商洛紫花丹参为材料,对其转录组序列SRA020132进行Blast分析,采用PCR技术克隆得到丹参2-酮戊二酸依赖性双加氧酶基因Sm2-ODD1,GenBank登录号为JN935923。Sm2-ODD1基因全长1 365bp,包含3个外显子和2个内含子;cDNA全长1 189bp,读码框951bp,编码316个氨基酸残基;预测的编码蛋白具有2-酮戊二酸依赖性双加氧酶中结合2-酮戊二酸和亚铁离子的"H-T-D"、"H-X"和"R-Y-S"保守基序以及"果冻状"空间结构。表达分析显示,Sm2-ODD1在丹参各个器官都表达,但表达水平具有组织特异性,在根中表达量最高,在叶中表达量最低;该基因表达明显受到MeJA、GA3和ABA的诱导,可能参与了丹参萜类代谢下游途径。     

铁皮石斛DoWRKY6转录因子基因的克隆与分析

目的:植物生长发育由多种转录因子调控,探索WRKY转录因子调控铁皮石斛组织生长发育机理。方法:根据铁皮石斛原球茎转录组数据中的WRKY6序列设计引物,并利用RACE技术克隆该基因;用生信分析软件预测其蛋白结构,并进行系统发育分析;利用实时荧光定量PCR(q RT-PCR)技术研究该基因在铁皮石斛幼苗根、茎、叶等组织中的表达。结果:通过RACE技术得到1个1,238bp的Ⅱ类WRKY转录因子基因,命名为DoWRKY6,其ORF长1,017 bp,编码339个氨基酸残基,与梅[PrmuWRKY27(XM_008236601.1)]及大豆[GlmaWRKY27(XM_003555347.3)]有较近的亲缘关系,且DoWRKY6在茎中的相对表达量最大。结论:我们预测在铁皮石斛的生长发育过程中DoWRKY6基因对根、叶、茎的调控作用依次增强,表明DoWRKY6与已发表的铁皮石斛WRKY基因在组织的差异性表达上有较大差别,这对丰富WRKY家族对铁皮石斛的生长发育调控机制提供更多依据。     

丹参转录因子基因SmMYCamiRNA表达载体的构建及其对丹参的转化

丹参（Salvia miltiorrhiza Bunge）为我国传统中药,其活性成分的药理作用广泛,尤其在防治心血管病药物中具有重要作用。丹参水溶性酚酸类物质合成途径由苯丙烷代谢和酪氨酸代谢共同参与而成。转录因子对植物次生代谢起着十分重要的调节作用。我们前期测序结果显示,SmMyc是一个丹参bHLH类转录因子,可能参与丹参酚酸类化合物生物合成的调控。本研究利用拟南芥miRNA319前体为模板骨架,通过over-lappingPCR技术构建旨在能对SmMYC进行特异性沉默的at-tificalmiRNA（amiRNA）植物表达载体,命名为pCambial302-amiR-SmMYC,并通过农杆菌介导的遗传转化方法将其导入丹参。Real．timePCR结果显示,所得转化阳性株系SmMYC的mRNA水平均呈现不同程度的下降,同时酚酸类代谢途径中相关酶基因的表达也表现为相应程度的下调;福林酚法检测结果显示,转化株系中总酚酸含量均低于同期的野生型丹参。以上实验结果初步显示丹参SmMYC可能作为一个重要的转录因子参与酚酸类活性物质的代谢调控,同时为进一步研究SmMYC4丹参酚酸类化合物生物合成中的调控功能奠定了基础。     

丹参miR408基因前体序列的克隆及表达分析

MiR408是植物中一类高度保守的miRNA,其靶基因编码含铜蛋白,miR408的表达受植物生长发育和环境条件的显著影响。拟南芥中miR408在HY5-SPL7基因网络中起着关键作用,而HY5-SPL7基因网络可介导拟南芥对光照和铜离子的协调应答,进一步表明miR408在植物对环境的响应中发挥了核心作用。本研究基于丹参基因组Survey数据库,从中搜索并克隆得到366 bp的含有稳定茎环结构的miR408前体序列及其上游723 bp片段的启动子区,Gen Bank登录号分别为KU360384和KU360385,并将miR408的前体序列命名为SmMIR408。生物信息学分析结果显示:Sm-MIR408上游启动子序列与模式植物拟南芥Ath-MIR408、水稻OsaMIR408启动子区具有许多相同的顺式作用元件,如G-box、CGTCA-motif、TGACG-motif、GTAC-motif等,而HSE、CATT-motif作用元件仅存在于丹参启动子区;miR408成熟序列在不同物种中具有很高的保守性;基于不同物种miR408前体序列构建的系统进化树显示,来源于单子叶植物的miR408前体序列聚为一支,来源于双子叶植物的miR408前体序列聚为另一支。实时定量PCR分析结果显示:Sm-MIR408在丹参的根、茎、叶、花中都有表达,其在花中的表达量最高,根中最低;Sm-MIR408的表达受茉莉酸甲酯和伤害的抑制,黑暗和持续光照也可抑制该基因的表达。Sm-MIR408基因的克隆与表达分析为今后研究丹参miR408的功能奠定了基础。     

水稻OsWTF1基因启动子的克隆与表达分析

目的：分析水稻OsWTF1基因启动子的功能及核心序列。方法：利用PCR技术从水稻日本晴基因组中克隆了转录因子WTF1编码区5上游大小为2049bp的调控区域,命名为OsWTF1,将它和长度为1631、608、474、415bp的5端缺失体分别与GUS基因融合构建表达载体,并用农杆菌介导法转化水稻。结果：GUS组织化学分析表明,OsWTF1、Os1631能够驱动GUS基因在根、茎、叶、叶鞘、花药、颖壳上的表达,Os608,Os474,Os415能驱动GUS在根、茎、花药、颖壳中表达,在叶鞘中未表达,而且在叶中的表达也很微弱。结论：OsWTF1启动子核心序列可能位于-1bp--415bp之间,在-608bp--1631bp之间可能存在与基因叶肉特异表达相关的重要元件。     

FaesAP2B基因在甜荞长雌蕊长雄蕊突变体lpls的表达分析

为弄清甜荞（Fagopyrum esculentum Moench.）长雌蕊长雄蕊突变体lpls花和籽粒发育调控的分子机制,从甜荞中克隆出1个长1 788 bp的AP2同源基因的cDNA序列,命名为FaesAP2B（GenBank登录号为MK290847.1）。序列结构分析表明：FaesAP2B基因包含1个长1 380 bp的完整开放阅读框（Open Reading Frame,ORF）,编码1个由459个氨基酸残基组成的AP2/ERF家族转录因子,该转录因子含有2个高度保守的AP2结构域,第1个AP2结构域前还存在1个由10个氨基酸残基组成的核定位信号区。用qPCR检测FaesAP2B基因在甜荞lpls突变体根、茎、幼叶、花被片、雄蕊、雌蕊以及发育4 d的果实共7种器官中表达的组织特异性显示：FaesAP2B在甜荞突变体lpls营养组织和生殖结构中均有表达,但其在花器官和果实等生殖结构中的表达量明显高于营养组织,且在雄蕊中的表达量最高,极显著高于其在其他6种组织中的表达量（LSD,P<0.01）,同时,FaesAP2B在花被片、雌蕊和发育4 d的果实中的表达量均极显著高于其在根、茎和叶等营养器官中的表达量（LSD,P<0.01）,但该基因在其根、茎、叶间的表达量无显著性差异。推测该基因可能主要参与调控甜荞lpls突变体花和果实的发育。     

Cloning and characterization of a tuberous root-specific promoter from cassava (Manihot esculenta Crantz)

In order to obtain a tuberous root-specific promoter to be used in the transformation of cassava, a 1,728 bp sequence containing the cassava granule-bound starch synthase (GBSSI) promoter was isolated. The sequence proved to contain light- and sugar-responsive cis elements. Part of this sequence (1,167 bp) was cloned into binary vectors to drive expression of the firefly luciferase gene. Cassava cultivar Adira 4 was transformed with this construct or a control construct in which the luciferase gene was cloned behind the 35S promoter. Luciferase activity was measured in leaves, stems, roots and tuberous roots. As expected, the 35S promoter induced luciferase activity in all organs at similar levels, whereas the GBSSI promoter showed very low expression in leaves, stems and roots, but very high expression in tuberous roots. These results show that the cassava GBSSI promoter is an excellent candidate to achieve tuberous root-specific expression in cassava.