番茄LeHsp110/ClpB基因的分子克隆及其对植物耐热性的影响

HSP100ClpB是Clp蛋白家族的一员,具有分子伴侣功能,与细胞“获得耐热性(acquiredthermotolerance)”相关。从番茄cDNA文库中筛选到长度达3144bp的cDNA,依据最长的开放读码框推导出的多肽含980个氨基酸残基,分子进化分析结果表明该蛋白属于HSP100ClpB家族,因其计算分子量为110kD,所以命名为LeHSP110ClpB。实验证明,LeHsp110ClpB在番茄叶片中没有组成型表达,为热诱导型基因,其编码蛋白定位于叶绿体基质。利用农杆菌介导法,将CaMV35S驱动的反义LeHsp110ClpBcDNA片段导入番茄,高温下转反义基因的番茄株系中LeHsp110ClpBmRNA水平明显低于对照,转基因株系的PSⅡ对高温胁迫更加敏感,说明HSP110ClpB在植物耐热性方面起重要作用。     

番茄多胁迫诱导型LeMTshsp启动子的分子克隆及其功能分析

根据Southern杂交结果,选取KpnⅠ与EcoRⅠ双酶切番茄中蔬4号基因组DNA,3kb左右的酶切片段连入pBSⅡKS( )载体,构建成含有线粒体小分子热激蛋白基因(LeMTshsp)上游2kb左右调控区的质粒文库。通过巢式PCR方法从构建的质粒文库中克隆出LeMTshsp基因上游1915bp的调控区(GenBank登录号为AB239774)。该序列含有TATA box及CAAT box等启动子基本元件,还具有6组典型的HSE元件及多个AT-rich区,另外还有许多逆境反应元件如ABRE,C-repeat—DRE,AP-1。凝胶阻滞结果表明,纯化的HsfA2蛋白与LeMTshsp启动子的HSE元件在体外具有结合活性,且与近端5组HSE的结合活性比与远端HSE的结合活性强。构建该启动子与GUS基因的融合载体,利用农杆菌介导的叶圆盘法转化番茄,GUS组织化学染色结果表明LeMTshsp启动子对热激、低温、外源ABA及重金属胁迫都有应答。     

热激蛋白对细胞凋亡的调节作用

细胞凋亡是生物发育过程中或在正常生理状态下清除衰老及受损细胞的一种普遍现象。细胞凋亡的发生受胞外或胞内的多种刺激源所诱导,其中热激蛋白是细胞凋亡的调控因子之一。本文着重讨论了热激蛋白在细胞凋亡调节中所发挥的作用。     

番茄金属蛋白酶基因LeftsH6的克隆和分子特性

从热处理的番茄叶cDNA文库中分离到一个全长为2213-bp的fisH基因。该基因包括一个2019-bp的读码框,推测的蛋白前体定位到叶绿体中,序列中存在AAA结构域和Zn^2＋结合结构域等已知的金属蛋白酶PtsH家族的特征结构域。在已克隆的基因中,该ftsH与拟南芥ftsH6最近源,被命名为LefisH6（Lycopersicon esculentum filamentation temperature-sensitive H6）。体外蛋白酶活性分析结果表明,纯化的FtsH具有蛋白水解活性,能降解酪蛋白但不降解BSA;突变的FtsH（Zn^2＋结合结构域中的谷氨酸Glu^472突变为谷氨酰胺Gln）失去了体外蛋白酶活性。Southern杂交结果表明,该基因在番茄基因组中是单拷贝;Northern和Western杂交均表明该基因表达被热诱导,但其表达不被低温、干旱、盐胁迫、高光等胁迫调节。首次证明了高等植物中存在能被热诱导表达的ftsH基因。     

番茄多胁迫诱导型LeMTshsp 启动子的分子克隆及其功能分析

根据Southern 杂交结果, 选取KpnⅠ与EcoRⅠ双酶切番茄中蔬4 号基因组DNA, 3 kb 左右的酶切片段连入pBSⅡKS ( + ) 载体, 构建成含有线粒体小分子热激蛋白基因( LeMTshsp) 上游2 kb 左右调控区的质粒文库。通过巢式PCR 方法从构建的质粒文库中克隆出LeMTshsp 基因上游1915 bp 的调控区( GenBank登录号为AB239774) 。该序列含有TATA box 及CAAT box 等启动子基本元件, 还具有6 组典型的HSE 元件及多个AT-rich 区, 另外还有许多逆境反应元件如ABRE , C-repeat— DRE , AP-1。凝胶阻滞结果表明, 纯化的HsfA2 蛋白与LeMTshsp 启动子的HSE 元件在体外具有结合活性, 且与近端5 组HSE 的结合活性比与远端HSE 的结合活性强。构建该启动子与GUS 基因的融合载体, 利用农杆菌介导的叶圆盘法转化番茄, GUS 组织化学染色结果表明LeMTshsp 启动子对热激、低温、外源ABA 及重金属胁迫都有应答     

番茄Lehsp23.8启动子的热诱导表达调控序列鉴定

番茄线粒体小分子热激蛋白(Lehsp23.8)启动子是典型的热诱导启动子。为了研究热激条件下该启动子的调控序列,本研究将不同长度的Lehsp23.8启动子序列与gus基因融合,构建5′缺失植物表达载体。然后用农杆菌介导法转化烟草,PCR及Southern blotting结果表明融合基因已经整合到烟草基因组中。GUS组织化学染色结果表明:不同长度Lehsp23.8启动子转基因植株热激处理后,在幼苗根、茎、叶以及花和果实中均表现出GUS活性,只是染色强弱有差异。叶片中GUS荧光活性测定结果表明:在热激处理条件下,565bp的Lehsp23.8启动子介导的GUS表达最强;而255bp的Lehsp23.8启动子介导的GUS表达最弱。说明Lehsp23.8启动子中255bp的序列即能满足该启动子的热激表达,-565bp～-255bp之间存在明显的增强子元件,而-871bp～-565bp之间的片段具有一定的抑制作用。     

组成型表达的ClpB基因提高番茄植株的耐冷性

用农杆菌介导法将CaMV35S启动子驱动的ClpB cDNA导入番茄,并比较了转基因和未转基因番茄的抗冷能力。当受冷胁迫后,转基因番茄比未转基因番茄表现出较轻的冷胁迫症状,并维持较高的PSII水平。     

番茄LeHsp110/ClpB基因的分子克隆及其对植物耐热性的影响

HSP100/ClpB是Clp蛋白家族的一员,具有分子伴侣功能,与细胞“获得耐热性(acquired thermotolerance)"相关。从番茄cDNA文库中筛选到长度达3144 bp的cDNA,依据最长的开放读码框推导出的多肽含980个氨基酸残基,分子进化分析结果表明该蛋白属于HSP100/ClpB家族,因其计算分子量为110 kD,所以命名为LeHSP110/ClpB。实验证明,LeHsp110/ClpB在番茄叶片中没有组成型表达,为热诱导型基因,其编码蛋白定位于叶绿体基质。利用农杆菌介导法,将CaMV35S驱动的反义LeHsp110/ClpB cDNA片段导入番茄,高温下转反义基因的番茄株系中LeHsp110/ClpB mRNA水平明显低于对照,转基因株系的PSⅡ对高温胁迫更加敏感,说明HSP110/ClpB在植物耐热性方面起重要作用。     

植物热激因子网络

在热或其他刺激条件下,热激因子(heat shock factor,HSF)与热激元件(heat shock element,HSE)结合从而启动表达热激蛋白.与其他生物相比,植物中HSF更具有多样性和复杂性.本文从植物HSF的结构域、多样性、相互作用及专一性等四个方面介绍了植物HSF网络的复杂性.