新疆野苹果MsCBF1基因的克隆及表达分析

新疆野苹果是现代栽培苹果的祖先,对非生物胁迫具有很强的适应性,是非常珍贵的天然基因资源库。本研究以新疆野苹果RNA为模板,RT-PCR扩增出CBF1基因c DNA序列,命名为Ms CBF1。Ms CBF1基因完整开放阅读框ORF长660 bp,编码219位氨基酸,具有CBFs类转录因子典型的AP2保守结构域。亚细胞定位显示Ms CBF1蛋白作用于细胞核;转录激活活性分析显示Ms CBF1蛋白具有转录激活活性,其激活活性区域位于C端第166~219位氨基酸之间。基因表达分析显示,Ms CBF1基因响应盐(200 mmol·L~(-1 )Na Cl)和冷(4°C)胁迫诱导,不响应干旱(300 mmol·L~(-1)甘露醇)胁迫诱导。     

茶树CsCBF1基因克隆和转录活性分析

采用RACE技术克隆了一个受冷诱导的茶树CBF基因全长cDNA,命名为CsCBF1(GenBank登录号为EU563238)。CsCBF1cDNA全长序列为1 211bp,开放阅读框编码259个氨基酸。氨基酸序列分析表明,CsCBF1具有CBF家族典型的保守结构域,与其他植物的CBF具有较高的相似性;与拟南芥、辣椒和橡胶树编码的CBF相似性分别为56%、63%和56%。亚细胞定位结果表明,CsCBF1位于细胞核内。分别将10个CsCBF1缺失突变体与GAL4DNA结合域融合的结果显示,CsCBF1的羧基末端酸性结构域(第137位氨基酸至259位氨基酸)在酵母中具有转录激活活性。实时定量RT-PCR分析表明,CsCBF1基因受低温的快速诱导表达。     

酿酒酵母中与钙离子稳态调控因子ScRCH1细胞质膜定位相关的转录因子基因的筛选检测

酿酒酵母细胞中ymr034c基因与白念珠菌的Carch1基因同源,CaRCH1与白念珠菌对钙离子、锂离子和硝唑类药物的耐受性相关。因此,把ymr034c命名为Scrch1。前期研究结果显示,在胞外高钙离子胁迫条件下,ScRCH1定位于细胞质膜上。为了研究Scrch1基因表达的调控机理,通过荧光显微镜技术对酵母细胞基因组中编码转录因子的223个单基因缺失菌株进行了筛选,分别检测了ScRCH1-GFP融合蛋白在它们中的亚细胞定位情况。结果发现,钙离子处理后,ngg1、hal9、crz1、ada2和swi6五个转录因子基因的缺失造成ScRCH1-GFP没有细胞质膜定位,而ino2基因的缺失导致ScRCH1-GFP在不经钙离子处理的条件下即定位到细胞质膜上。     

巴西橡胶树HbNAC24基因克隆和表达分析

该研究以巴西橡胶树为实验材料,从橡胶树胶乳cDNA中克隆了NAC转录因子基因(HbNAC24)完整开放阅读框(ORF),并通过酵母实验和实时荧光定量PCR技术,进行转录激活活性分析和表达分析。结果显示:(1)HbNAC24基因ORF为1 167bp,编码388个氨基酸,在N端第7~174氨基酸之间含有一个典型的NAC结构域。(2)酵母实验表明,HbNAC24具有转录激活活性,转录激活区在高度变异C端,具备了NAC转录因子的基本特征。(3)序列比对和系统进化分析表明,HbNAC24蛋白属于NAC转录因子家族中的TIP亚族。(4)实时荧光定量PCR分析结果发现,HbNAC24基因在叶中的表达量显著高于其他部位;割胶和茉莉酸(JA)处理均能够诱导HbNAC24表达上调。研究认为,HbNAC24基因可能参与植物的生长发育和胁迫应答过程。     

中国水仙NtSOC1基因克隆及亚细胞定位

以中国水仙‘金盏银台’为实验材料,采用RACE和RT-PCR技术获得1个与开花相关的转录因子(SOC1)的同源基因NtSOC1。NtSOC1的cDNA全长1 603bp,含有1个687bp开放阅读框,编码228个氨基酸。生物信息学分析表明,NtSOC1与单子叶植物的SOC1同源基因的氨基酸序列较为相似,且在C末端同样含有一个保守性很高的SOC1motif序列,说明NtSOC1是属于SOC1/TM3亚家族基因。荧光定量PCR分析显示,NtSOC1在花芽分化阶段的表达量随着花芽的分化而升高,花芽分化结束时减少,表明NtSOC1基因可能参与中国水仙的花芽分化。成功构建了NtSOC1基因表达载体pCAMBIA1302-NtSOC1,通过农杆菌转化洋葱表皮对编码蛋白进行亚细胞定位结果显示,NtSOC1基因编码蛋白定位于细胞核,符合转录因子的亚细胞定位特征。该实验结果为进一步研究NtSOC1基因的生物学功能奠定了基础。     

梭梭HaDREB2C基因的克隆和转录激活分析

梭梭是生长在我国西北荒漠地区抗逆性极强的一种生态保护型植物。通过RT-PCR技术克隆到梭梭的转录因子HaDREB2C的cDNA全长编码区为1 125 bp(登录号为KU523927),编码374个氨基酸,其中含有一个AP2结构域;半定量RT-PCR表达量显示,该基因受干旱,高盐的诱导;将HaDREB2C克隆到酵母表达载体pGBKT7中转入AH109酵母细胞,转化子可以在SD-Trp、SD-Trp-His-Ade多营养缺陷型固体培养基中正常生长,运用β-半乳糖苷酶的滤纸分析法显色测定,证明pGBKT7下游报告基因被激活,HaDREB2C在酵母中具有转录激活活性。     

拟南芥WRKY61转录因子的转录活性与互作蛋白分析

该研究采用双荧光素酶报告系统、酵母双杂交和双分子荧光互补实验,对拟南芥AtWRKY61的转录活性及与AtWRKY61转录因子的互作蛋白进行了分析,并用qRT-PCR方法分析AtWRKY61对多种非生物逆境的响应特征,为进一步揭示AtWRKY61的功能与分子调控机制奠定基础。绿色荧光蛋白介导的亚细胞定位分析显示,AtWRKY61定位于细胞核内;基于原生质体的双荧光素酶报告系统和酵母实验发现,AtWRKY61具有转录抑制活性。qRT-PCR分析表明,AtWRKY61对多种非生物逆境的处理具有明显的响应,可能是在多条信号通路中发挥作用。酵母双杂交与双分子荧光互补分析表明,AtWRKY61与自身以及同组的AtWRKY9和AtWRKY72存在互作关系,暗示可能通过形成WRKY复合物来行使特定的转录抑制功能。     

FtMYB1转录因子调控苦荞毛状根黄酮醇合成的机理研究

R2R3-MYB转录因子在植物类黄酮合成中起重要的调控作用。本研究从川荞1号中克隆获得一个R2R3-MYB家族基因FtMYB1,酵母转录激活分析显示其具有转录激活活性,激素处理下的表达模式分析显示,FtMYB1基因能够被茉莉酸甲酯(MeJA)和脱落酸(ABA)诱导表达。在苦荞毛状根中过表达FtMYB1基因,结果表明转基因毛状根株系中总黄酮和芦丁含量显著低于野生型,且在黄酮醇合成途径下游分别编码黄酮醇合酶(FLS)和鼠李糖基转移酶(RT)的FLS和RT1基因表达量在转基因株系中显著降低,表明FtMYB1可能通过调控FLS和RT1的表达来抑制黄酮醇的生物合成。     

参与调控桂花花朵开放的SPL基因鉴定及表达分析

SPL(SQUAMOSA promoter binding protein like)是植物特有的基因家族,在花发育过程中具有重要调控作用。该研究以桂花全基因组数据为基础,对SPL基因家族成员的蛋白理化性质、系统进化、基因结构和不同组织的表达模式进行生物信息学分析,筛选出花组织中较高表达的基因进行实时荧光定量、亚细胞定位及酵母自激活验证,为解析SPL基因参与调控桂花花朵开放过程中的作用机制和功能提供基因资源。结果显示：(1)共鉴定出29个桂花SPL基因家族成员,它们均具有SBP结构域,且不均匀分布在15条染色体上。(2)与拟南芥构建系统进化树,聚类可分为8大亚群,同亚群的OfSPL基因具有高度相似的基因结构。(3)RNA seq数据分析表明,OfSPL9/10/17/19/21/27/28整体FPKM值较高,在花组织中具有一定的特异性;qRT PCR分析表明,OfSPL10/21在花朵开放过程中的相对表达量呈先升后降的趋势。(4)亚细胞定位和转录自激活活性分析显示,OfSPL10/21编码蛋白主要定位于细胞核上,不具有转录自激活活性。研究推测,OfSPL10/21可能参与调控桂花花色与花香物质的生物合成。     

水稻TFⅢA型锌指蛋白基因ZFP207的克隆和表达分析

锌指蛋白是一类重要的转录因子, 广泛参与植物的生长发育和胁迫应答过程。文章使用生物信息学方法从水稻中预测并克隆了一个TFⅢA型锌指蛋白基因ZFP207(GenBank 登陆号: AK063147.1), 该基因包含一个567 bp的开放阅读框, 编码一条188个氨基酸组成的多肽,其编码产物的预测分子量为20.72 kDa, 等电点为9.67。锌指蛋白ZFP207含有一个典型的TFⅢA型锌指结构, 并且在C端含有一个可能具有转录抑制功能的EAR-motif, 但不具有任何已知的核定位信号。系统发生分析结果表明, ZFP207与植物中已经发现的单锌指蛋白亲缘关系较近。通过RT-PCR方法分析了ZFP207基因在成株期水稻不同组织中的表达, 发现ZFP207在茎和叶中表达量较高, 而在穗和根中表达量较低。在酵母中的转录激活实验结果显示, ZFP207在酵母中不具有转录激活功能。     

球孢白僵菌Hog1 MAPK同源基因BbHog1的克隆及特征分析

根据几种丝状真菌Hog1 MAPK的保守氨基酸序列设计简并引物,从昆虫病原真菌球孢白僵菌中扩增出MAPK同源基因的部分片段,然后利用YADE法延伸该片段的上、下游邻接序列,获得MAPK编码基因的全长序列,命名为BbHog1。序列分析表明,该基因编码358个氨基酸的多肽,推测分子量为40.99kDa,等电点为5.49。BbHog1含有MAPK保守的蛋白激酶激活域(TGY),序列与粗糙脉孢霉os-2(AF297032)、烟曲霉OSM1(XM_747571)、隐球酵母HOG1(AF243531)和酿酒酵母Hog1(Z73285)等Hog1 MAPK高度同源,相似性分别为94%、89%、83%和80%。系统聚类结果表明,BbHog1与酵母Hog1 MAPK同源。Southern杂交表明,BbHog1在球孢白僵菌基因组中以单拷贝形式存在。Northern分析表明,BbHog1在高渗、亚高温和营养胁迫等条件下的表达明显升高。由此推测,BbHog1基因可能与球孢白僵菌对逆境胁迫的适应性调节密切相关。     

球孢白僵菌Hog1 MAPK同源基因BbHog1的克隆及特征分析

根据几种丝状真菌Hog1 MAPK的保守氨基酸序列设计简并引物,从昆虫病原真菌球孢白僵菌中扩增出MAPK同源基因的部分片段,然后利用YADE法延伸该片段的上、下游邻接序列,获得MAPK编码基因的全长序列,命名为BbHog1。序列分析表明,该基因编码358个氨基酸的多肽,推测分子量为40.99kDa,等电点为5.49。BbHog1含有MAPK保守的蛋白激酶激活域(TGY),序列与粗糙脉孢霉os-2(AF297032)、烟曲霉OSM1(XM_747571)、隐球酵母HOG1(AF243531)和酿酒酵母Hog1(Z73285)等Hog1 MAPK高度同源,相似性分别为94%、89%、83%和80%。系统聚类结果表明,BbHog1与酵母Hog1 MAPK同源。Southern杂交表明,BbHog1在球孢白僵菌基因组中以单拷贝形式存在。Northern分析表明,BbHog1在高渗、亚高温和营养胁迫等条件下的表达明显升高。由此推测,BbHog1基因可能与球孢白僵菌对逆境胁迫的适应性调节密切相关。     

熊蜂生假丝酵母启动子的筛选及强度分析

【背景】熊蜂生假丝酵母(Starmerella bombicola)作为一种非常规假丝酵母菌株,因其具备高产槐糖脂生物表面活性剂的能力而受到广泛关注。然而,由于自身的表达系统并不完善,限制了该菌株的代谢工程改造。【目的】克隆、筛选及鉴定新的系列内源启动子表达元件。【方法】通过对比分析熊蜂生假丝酵母全基因组及9种功能已知目的基因信息,并结合启动子预测网站,筛选获得系列启动子候选序列,以SbGFP (密码子优化后的酵母增强型绿色荧光蛋白)为报告基因进行整合表达,通过绿色荧光蛋白强度及转录水平分析鉴定启动子强度。【结果】在分别以葡萄糖和油酸作为唯一碳源的条件下,启动子PTEF1和PGPD在不同碳源培养条件下均显示出较高的转录水平。启动子PCYP52M1、PUGTA1、PUGTB1及PMOB在以油酸为唯一碳源时具有弱转录活性,而在以葡萄糖为唯一碳源时则未检测到它们具有转录活性,推测它们是油酸诱导型启动子。进一步利用实时荧光定量PCR (RT-qPCR)对SbGFP进行转录水平分析,检测结果与绿色荧光表达水平一致。【结论】获得了系列熊蜂生假丝酵母内源性启动子,进一步丰富了该菌株的表达元件,为菌株的代谢工程改造及基因的表达与调控奠定了理论基础。     

盐芥ThDREB2B基因克隆及功能分析

利用RACE技术从抗逆模式植物盐芥中克隆获得了1个DREB(dehydration responsive element binding)类转录因子基因,命名为ThDREB2B(NCBI登录号EF653377)。结果表明:(1)ThDREB2B基因cDNA全长1 486bp,包含1个954bp的开放阅读框,编码316个氨基酸;推测编码的蛋白质分子量约36.0kD,等电点为4.81,第76～135位氨基酸构成1个AP2结构域。(2)系统进化分析表明,ThDREB2B属于DREB亚家族的A-2亚组,与拟南芥AtDREB2B基因遗传距离最近。(3)半定量RT-PCR检测显示,ThDREB2B基因在正常生长条件下低丰度表达,在低温、干旱或高盐胁迫下上调表达。(4)酵母单杂交结果表明,ThDREB2B蛋白能与DRE元件特异结合,但转录激活能力弱。推测ThDREB2B蛋白可能需要翻译后修饰以获得转录激活功能。     

ACR1, a gene encoding a protein related to mitochondrial carriers, is essential for acetyl-CoA synthetase activity in Saccharomyces cerevisiae

The utilization of ethanol via acetate by the yeast Saccharomyces cerevisiae requires the presence of the enzyme acetyl-coenzyme A synthetase (acetyl-CoA synthetase), which catalyzes the activation of acetate to acetyl-coenzyme A (acetyl-CoA). We have isolated a mutant, termed acr1, defective for this activity by screening for mutants unable to utilize ethanol as a sole carbon source. Genetic and biochemical characterization show that, in this mutant, the structural gene for acetyl-CoA synthetase is not affected. Cloning and sequencing demonstrated that the ACR1 gene encodes a protein of 321 amino acids with a molecular mass of 35 370 Da. Computer analysis suggested that the ACR1 gene product (ACR1) is an integral membrane protein related to the family of mitochondrial carriers. The expression of the gene is induced by growing yeast cells in media containing ethanol or acetate as sole carbon sources and is repressed by glucose. ACR1 is essential for the utilization of ethanol and acetate since a mutant carrying a disruption in this gene is unable to grow on these compounds.     

拟南芥At1g10300基因调节叶形和开花时间

核仁G蛋白1(Nucleolar G protein 1,NOG1)是一种高度保守的核仁GTP酶,在真核生物中广泛存在,参与60 S核糖体亚基前体的组装。在线虫中敲减NOG1的表达造成生长缓慢、虫体变小和寿命延长的表型,而过量表达NOG1则使线虫的寿命缩短。拟南芥的At1g10300基因注释为NOG1-2,但是其生物学功能还有待研究。该研究对其功能进行了初步研究,首先检测了该基因在拟南芥各个器官的表达情况。结果表明:该基因在7 d龄幼苗、茎生叶和花中均有表达,其中在花中表达量最高。获得了At1g10300基因的T-DNA插入突变体,发现在长日照条件下,At1g10300突变体植株的莲座紧凑,莲座叶片长宽比降低,但叶面积和植株高度与野生型相比无显著差异,表明其叶形发生改变;突变体植株的抽薹时间晚于野生型。荧光定量RT-PCR结果表明,突变体植株中开花促进因子FT、CO和GI的表达水平下调,而开花抑制因子FLC的表达水平上调。以上结果揭示At1g10300基因的突变影响了FT、CO、GI及FLC基因的表达,使植株出现晚花表型。