紫鸭跖草热激转录因子基因家族鉴定及在Cu2+胁迫下表达模式分析

热激转录因子(Hsf)是植物中最重要的转录因子家族之一,在植物遭遇热、干旱和重金属等多种非生物胁迫中具有重要的作用。为明确紫鸭跖草Hsf基因家族的结构及功能,从紫鸭跖草全长转录组数据库筛选鉴定出20个SpbHsf基因,并运用生物信息学工具和qRT-PCR进行分析。结果显示:SpbHsf蛋白均为亲水性蛋白,定位于细胞核的SpbHsf蛋白有12个,所有SpbHsf蛋白二级结构的α螺旋和无规卷曲的含量较高。SpbHsf基因分为3个亚族,各亚族都包含独特的保守基序。全部SpbHsf蛋白含有DBD和HR-A/B结构域。系统进化分析显示,与SpbHsf蛋白同源性最高的是水稻OsHsf蛋白。20个SpbHsf基因在紫鸭跖草根组织中均有表达。相比于对照组,根组织在Cu²⁺胁迫下,8个SpbHsf基因的表达量显著上调,8个SpbHsf基因的表达量显著下调。研究结果为紫鸭跖草Hsf基因家族的功能验证及表达模式提供了一定的理论参考。     

甘薯基因组 TCP转录因子鉴定与逆境胁迫表达分析

基于甘薯( Ipomoea batatas ( L.) Lam.)全基因组序列, 利用生物信息学方法鉴定筛选了全基因组中的TCP( teosinte branched1/cincinnata/proliferating cell factor)转录因子, 并分析了甘薯苗期在蔓割病菌胁迫及块根储藏期低温胁迫下TCP基因的...     

拟南芥热激转录因子耐高温功能分析

从拟南芥基因组中克隆了热激转录因子(At Hsf A6a),构建了过量表达(over-expression,OE)和反义(anti-sense,AS)植物表达载体并转化拟南芥,获得了拟南芥纯合转基因株系。对其进行耐高温处理,结果显示:43℃处理2 h,过量表达转基因植株存活率(86%)远高于野生型(59%);而反义转基因植株存活率则只有43%,显著低于野生型。43℃处理0.5 h,过量表达转基因植株的离子渗漏水平显著低于野生型,而反义转基因植株则大幅度升高。基因表达分析证明,AtHsfA6a的表达受热胁迫诱导,并且Hsp70是受AtHsfA6a调控的下游靶基因。上述结果表明,拟南芥AtHsfA6a可能通过调节Hsp70表达,提高植物耐受高温胁迫的能力。     

油棕WRKY转录因子的全基因组鉴定与分析

该研究从NCBI网站下载油棕全基因组序列信息,从The Arabidopsis Information Resource(TAIR)数据库中下载得到拟南芥WRKY转录因子序列,并在油棕基因组数据库中进行BLAST同源序列比对分析,通过NCBI在线工具CDD和PFAM数据库进行蛋白结构与分析,剔除无WRKY结构域的系列,利用生物信息学方法对油棕WRKY转录因子进行分析及功能预测。结果表明:(1)从油棕基因组数据库中发掘WRKY转录因子95个,该WRKY转录因子蛋白质所编码氨基酸大小为116～1 303 bp,95个均为亲水性蛋白,总体为不稳定蛋白(EgWRKY25和EgWRKY56除外),60个蛋白以α-螺旋为主要二级结构元件,35个以无规卷曲为主要二级结构元件。(2)保守结构域系统进化树结果表明,油棕WRKY转录因子家族蛋白主要分为三大类,即I、Ⅱ和Ⅲ类,其中I类分为I C、I N亚类,Ⅱ类分为Ⅱa、Ⅱb、Ⅱc和Ⅱd亚类。(3)内含子和外显子结构显示,EgWRKY基因结构进化高度保守。以上结果为油棕WRKY转录因子的挖掘、功能分析及分子生物学研究奠定了基础,同时为分子育种和遗传改良提供...     

小麦WOX转录因子基因的全基因组鉴定与分析

小麦是全球主要粮食作物之一.本研究运用生物信息学技术手段对普通小麦(Triticum aestivum L.)的WOX基因进行了全基因组鉴定、系统发育树构建、序列分析.结果显示:小麦基因组一共包含了26个WOX基因,其中在Phytozome数据库中收录有序列信息的有20个,可分为3个亚族,各亚族内的WOX基因具有相似的...     

苹果DREB转录因子家族全基因组鉴定与分析

DREB转录因子属于AP2/ERF转录因子家族,能够与DRE/CRT顺式作用元件特异性结合,调控与逆境应答基因的表达,因而在植物应对低温、干旱、高盐等逆境胁迫中发挥重要作用。该研究利用苹果全基因组数据,通过生物信息学手段鉴定苹果DREB转录因子家族成员,并分析DREB转录因子家族保守域特点与功能及表达情况。结果表明:从苹果全基因组中共鉴定出60个DREB转录因子家族成员,与拟南芥和水稻相比基本一致,通过引入拟南芥DREB基因进行系统发生分析,进一步可以将其细分为6个亚组;结构域和保守元件分析表明,DREB基因家族含有一个AP2保守结构域;染色体定位表明,苹果DREB基因分布于11条染色体上,部分基因存在串联复制现象;基因结构分析显示,该亚家族基因不含内含子。利用同源拟南芥RNA-Seq数据分析结果表明,DREB转录因子家族对低温、ABA调节等非生物胁迫具有调控作用,同时在DREB亚家族中每个亚组响应不同的非生物胁迫;通过分析DREB基因在不同组织中的表达情况,结果显示DREB基因在植物根部中的表达量最强,其次是叶。     

玉米Dof转录因子家族基因的全基因组分析

Dof转录因子家族在植物生长发育和基因表达调控过程中具有重要的作用,本文利用公布的玉米基因组草图数据,利用生物信息学方法对玉米全基因组Dof基因的结构、系统进化关系和保守motif进行了分析。结果表明:玉米中共有18个Dof类型基因,命名为ZmDof1-ZmDof18,其蛋白质长度在211aa至618aa之间,通过系统进化树分析后,18个Dof基因可以明显的分为三类,此外玉米Dof基因的数目远远小于水稻和拟南芥,基因复制现象较少是玉米Dof基因数量较少的原因之一,MEME分析证实了Dof基因含有三个保守的motif。对玉米Dof类型基因的系统分析,将有助于玉米Dof类型基因的克隆和功能的进一步研究。     

中国辣椒热胁迫转录因子的全基因组鉴定及热胁迫响应的初步分析

采用生物信息学方法,从中国辣椒(Capsicum chinense Jacq.)全基因组序列中鉴定得到28个热胁迫转录因子(HSF)候选基因,并对这些候选基因的染色体分布、基因结构及编码蛋白的3D结构特征进行了分析。结果显示:28个候选基因的编码蛋白长度为128~526 aa;系统发育分析结果表明,HSF可分为A、B、C 3个亚家族。进一步对热胁迫处理后的中国辣椒种质进行转录组分析,共检测到27个HSF转录本,与对照组相比,实验组中有25个基因对热胁迫有不同程度的响应。     

马铃薯bHLH转录因子家族全基因组鉴定与表达分析

对马铃薯bHLH转录因子进行全基因组鉴定与表达模式分析,为其生物学功能研究提供借鉴.基于马铃薯基因组数据库和Pfam数据库,运用HMMER对马铃薯bHLH家族成员进行全基因组鉴定,剔除冗余序列后,利用ExPASy和MEME软件对候选序列进行基本理化性质及保守元件分析,并使用MEGA-X软件进行聚类分析;用MG2C和TB...     

黄粉虫热休克蛋白70基因的克隆、序列分析与表达（英文）

为给黄粉虫Tenebrio molitor抗逆机理研究提供理论依据, 本研究采用PCR和RACE法从黄粉虫幼虫中克隆出一个热休克蛋白70基因Tmhsp70, 并运用半定量RT-PCR法检测其在黄粉虫不同发育阶段的mRNA表达水平。结果表明： 克隆出的Tmhsp70 序列全长2 282 bp, 具有一个富含A的115 bp 5′ 非翻译区和一个1 935 bp的开放阅读框及一个富含A、 T的232 bp 3′-非翻译区。5′-非翻译区含有7个热休克元件nGAAn, 3′-非翻译区末端有长22 bp的Poly(A)尾。Tmhsp70编码的黄粉虫热休克蛋白（TmHSP70）具有3个典型的HSP70特征基序（IDLGTTYS, IFDLGGGTFDVSIL和IVLVGGSTRIPKIQQ）和1个胞质HSP70末端特征基序（EEVD）, 无信号肽和跨膜区域, 包含2个主要的结构域, 即： N-端42 kDa的高度保守ATPase功能域和C-端18 kDa的保守多肽结合功能域。ATPase功能域的三级结构由2个大球形亚功能域组成, 具有1个核苷酸结合中心; 多肽结合功能域形成1个双层4股β-折叠片样的三明治结构和2个α-螺旋, 内含1个多肽结合通道。此外, 黄粉虫Tmhsp70 mRNA的表达具有热激诱导和发育调控的特征。半定量RT-PCR分析表明, 42℃热激1 h的黄粉虫各发育阶段Tmhsp70 mRNA的表达量上升了1.4~26.9倍。25℃下1日龄黄粉虫蛹中的Tmhsp70 mRNA 表达量要高于其余各发育阶段的累积表达量; 42℃热激1 h 后90日龄幼虫中的Tmhsp70 mRNA 表达量最丰富, 既高于30日龄和60日龄幼虫中的累积表达量, 也高于15日龄和30日龄成虫中的累积表达量。这些结果为进一步研究黄粉虫热休克蛋白的结构、 功能和表达调控及其与抗逆性的关系奠定了基础。     

番茄热激蛋白90的全基因组鉴定及分析

热激蛋白90(Heat shock protein 90,Hsp90)是植物应对不良环境胁迫产生的一类特定的抗逆蛋白。文章以番茄(Solanum lycopersicum L.)基因组数据为平台,借助生物信息学方法对Hsp90基因家族进行鉴定与分析。结果表明,番茄至少含有7个Hsp90基因,不均匀分布在6条染色体上,氨基酸序列长度为267~794aa,内含子数目为2~19;共线性分析发现两对基因(Hsp90-1和Hsp90-3,Hsp90-5和Hsp90-7)以片段重复形式存在。MEME(Multiple Em for Motif Elicitation)分析显示,番茄Hsp90基因编码的氨基酸序列具有多个保守基序;聚类分析揭示番茄、水稻(Oryza sativa L.)和拟南芥(Arabidopsis thaliana L.)Hsp90基因可以分为5组,存在3对直系同源基因和4对旁系同源基因;基于RNA-seq数据库表达分析发现,3个基因(Hsp90-5、Hsp90-6和Hsp90-7)在营养器官和生殖器官中表达量较高,4个基因(Hsp90-1、Hsp90-2、Hsp90-3和Hsp90-4)除在番茄转色后10 d的果实中表达量较高外,其余组织中表达量均较低;对Hsp90基因启动子序列进行分析,发现了多个参与植物对逆境胁迫的顺式作用元件,如HSE、CCAAT-box。此外,qRT-PCR检测结果表明,在叶片热胁迫条件下,番茄Hsp90基因的表达量均存在增强趋势,表明这些基因参与了番茄叶片应对高温胁迫的反应。研究结果为鉴定番茄Hsp90基因的功能和进化起源奠定了基础。     

热休克因子生理功能研究进展

热休克因子是调控真核细胞热休克基因转录的关键因子,在应激和正常生理条件下发挥重要作用,使其成为近年来的研究热点。该文简要综述热休克因子在抗炎反应、肿瘤发生与维持、生长发育、衰老等生理病理过程中的重要生理功能。     

Impact of heat shock on heat shock proteins expression, biological and commercial traits of Bombyx mori

We report the thermotolerance of new bivoltine silkworm, Bombyx mori strains NB₄D₂, KSO₁, NP₂, CSR₂ and CSR₄and differential expression of heat shock proteins at different instars. Different instars of silkworm larva were subjected to heat shock at 35°C, 40°C and 45°C for 2 hours followed by 2 hours recovery. Heat shock proteins were analyzed by SDS‐PAGE. The impact of heat shock on commercial traits of cocoons was analyzed by following different strategies in terms of acquired thermotolerance over control. Comparatively NP₂ exhibited better survivability than other strains. Resistance to heat shock was increased as larval development proceeds in the order of first instar > second instar > third instar > fourth instar > fifth instar in all silkworm strains. Expression of heat shock proteins varies in different instars. 90 kDa in the first, second and third instars, 84 kDa in the fourth instar and 84, 62, 60, 47 and 33 kDa heat shock proteins in fifth instar was observed in response to heat shock. Relative influence of heat shock on commercial traits that correspond to different stages was significant in all strains. In NB₄D₂, cocoon and shell weight significantly increased to 17.52% and 19.44% over control respectively. Heat shock proteins as molecular markers for evaluation and evolution of thermotolerant silkworm strains for tropics was discussed.     

Effects of heat shock on ovary development and hsp83 expression in Tribolium castaneum (Coleoptera: Tenebrionidae)

Heat shock affects reproductive performance in insects including Tribolium castaneum. In this study, the effects of heat shock on ovary development and hsp83 expression in T. castaneum were investigated. Two lines of T. castaneum, H line and C line, from the same base population were established and maintained for five successive generations. In each generation, the newly hatched beetles (within 3 h after eclosion) in the H line were treated with a heat shock at 40°C for 1 h, and those in the C line were raised at normal temperature (30°C) as control treatment. Four traits related to ovary development were measured for the beetles of the fifth generation: days from eclosion to laying the first eggs (T_o), days from eclosion to laying the first hatchable eggs (T_h), ovariole size on the third day after eclosion, and pupal mass of their offspring. The results showed that the beetles of the H line had a significantly longer pre‐oviposition period (0.6 more days) and smaller ovariole size than those of the C line. No significant difference in pupal mass was observed. Applying heat shock to the offspring of the fifth generation of both lines led to significantly higher hsp83 expression in offspring of the C line than in offspring of the H line. Within each line, the hsp83 expression level in offspring with heat shock was significantly higher than that of offspring without heat shock, but the difference in the C line was much larger than that in the H line. We infer from these results that a tradeoff between heat resistance, registered as hsp83 expression, and ovarian development operates under heat stress in T. castaneum. 2009 Wiley Periodicals, Inc.