沙棘hrh-miR319e靶向转录因子AP4调控种子发育的研究

为探讨沙棘hrh-miR319e与转录因子AP4间的靶向关系,并分析其在种子发育过程中的表达,以不同发育期的种子为材料,运用RNAhybrid软件预测hrh-miR319e成熟体序列与其候选靶基因AP4的3′-UTR区的结合位点,构建pcDNA3.1+pmirGLO-AP4和pcDNA3.1-hrh-mir319e+pmirGLO-AP4载体,用双荧光素酶报告基因检测方法验证hrh-miR319e与候选靶基因AP4间的靶向关系,并采用qRT-PCR方法分析hrh-miR319e与AP4基因在沙棘不同发育期种子中的表达变化。结果显示：(1)生物信息学预测AP4-3′-UTR区与hrh-miR319e成熟体序列完全互补。(2)荧光检测显示pcDNA3.1-hrh-mir319e+pmirGLO-AP4质粒显著抑制荧光素酶活性(P<0.001)。(3)不同发育期种子中hrh-miR319e的表达量总体呈现出先明显上升后明显降低的变化趋势,而AP4基因的表达量则呈现出先降低后上升的趋势;当hrh-miR319e的表达量在花后80 d达到最高水平时,‘新俄3号’种子中为3.146、‘绥棘1...     

拟南芥转录激活因子AtWRI1研究进展

油脂具有较高的经济价值,研究植物油脂合成的调控过程具有重要意义。转录激活因子WRI1在油脂合成调控中起关键作用。综述了At WRI1的发现及其结构特征、表达模式、功能和调控机制。At WRI属于AP2/EREPB家族中的AP2亚族,具有7个外显子,在植物各器官的不同发育时期均有表达,但在种子的油脂合成时期表达量最高。它与相应的顺式作用元件结合,能够转录激活糖酵解和脂肪酸合成相关基因的表达,从而促进油脂的合成。At WRI1是At LEC1和At LEC2的下游基因;在CRL3-BPM复合体介导下,At WRI1通过泛素-26S蛋白酶体途径降解。     

紫苏WRI1转录因子的鉴定、表达分析及低温胁迫响应

紫苏[Perilla frutescens(L.)Britt.]是一种新型油料经济作物。转录因子WRI1(WRINKLED1)参与调控植物油脂合成积累。为探究紫苏PfWRI1在油脂合成积累及胁迫响应过程中的分子调控机制,通过分子克隆技术分离得到PfWRI1的完整编码区,利用生物信息学分析工具和半定量PCR(sqRT-PCR)及实时荧光定量PCR(qRTPCR)技术对序列特征及表达水平等进行分析。结果显示：PfWRI1转录因子属于AP2(APETALA2)超家族,包含2个AP2保守结构域;亚细胞定位预测分析显示,PfWRI1转录因子定位于细胞核;无规则卷曲和α-螺旋是PfWRI1蛋白二级结构中的主要结构元件;系统进化分析表明,PfWRI1与芝麻和油梨WRI1的亲缘关系最近;互作蛋白预测表明,PfWRI1蛋白可能与LEC1(LEAFYCOTYLEDON1)、FATA(fatty acyl-acyl carrier protien thioesterase)、FATB和PDAT(phospholipids:diacylglycerol acyltransferase)等存在互作关系;PfWR...     

山杏油体蛋白基因PsOLE4克隆及其调控油脂累积功能分析

油体蛋白OLE在植物油脂合成累积中具有重要调控作用。依据山杏(Prunus sibirica)不同发育阶段种子的mRNA转录组测序数据,注释获得5个具有完整开放阅读框和典型保守结构域oleosin的油体蛋白OLE家族基因,通过差异转录谱分析及RT-qPCR检测,确定与山杏种子发育及油脂累积密切相关的高表达PsOLE4基因为研究对象,克隆该基因并进行生物信息学分析、组织特异表达检测、亚细胞定位分析、遗传转化拟南芥及其种子油脂含量和脂肪酸组分测定等研究。结果显示,PsOLE4基因全长序列为378 bp,可编码含125个氨基酸且分子量为13 kD的蛋白。该蛋白为疏水性无信号肽的非分泌蛋白,含有18个磷酸化位点、2个跨膜结构域和1个高度保守的脯氨酸结(PX₅SP₃P)结构域,定位于细胞膜上。PsOLE4基因在山杏种子中的表达量显著高于茎、叶及果实,而且PsOLE4基因表达可有效促进转基因拟南芥种子的脂肪酸含量提高与油脂累积,表明山杏PsOLE4基因具有种子表达特异性,对油脂累积具有重要调控作用。研究结果为后续开展山杏种子PsOLE4功能鉴定及应用奠定...     

人类miRNA上游转录因子及下游靶基因的基因本体分析

目的研究人类miRNA转录因子及靶基因之间的相关关系。方法利用生物信息学方法预测miR-NA的上游转录因子和下游靶基因,并对预测结果做基因本体分析,得到参与各生物学过程及分子功能的比例,用统计学软件PASW做相关性分析。结果人类382个miRNA参与应激、代谢、发育等10个生物学过程和行使转录调控、翻译调控、催化活性等12个分子功能,miRNA上游转录因子之间、下游靶基因之间以及上下游之间存在着广泛的正负相关关系。结论基因在参与生物学过程及行使分子功能的过程中,通过miRNA实现协同作用或隔离效应。     

植物种子a-亚麻酸形成及调控机理研究进展

a-亚麻酸是人体必需但不能自身合成的ω-3系列多不饱和脂肪酸,主要来源于植物油脂。由于大宗油料作物种子油脂中ALA含量普遍较低,所以探寻新的种质资源,了解a-亚麻酸形成及调控机理,对于油脂营养膳食健康及植物油脂改良具有重要意义。种子中富含a-亚麻酸的陆生植物资源有紫苏、亚麻、杜仲、油用牡丹、奇亚、藿香、香薷、猕猴桃、星油藤等。在植物中,ω-3FAD是催化LA转化生成ALA的关键酶,ω-3FAD由在质体中FAD3及在内质网中的FAD7及FAD8组成。目前通过基因组及转录组研究已极大的丰富了ω-3FAD基因家族的鉴定及研究。其中,FAD3基因是种子ALA合成的关键基因,其表达受多个转录因子的调控,bZIP、WRI1、LEC、ABI3、FUS3、ASIL1和PKL等转录因子通过相互作用调控FAD3基因表达,决定油料作物种子中a-亚麻酸的含量。本文综述了高含量a-亚麻酸油料植物资源分布,以及主要油料植物种子中油脂脂肪组成及ALA的含量,种子ALA生物合成基本途径及关键基因,植物ω-3脂肪酸脱饱和酶类型及功能以及ω-3FAD的关键调控因子,以期为高ALA植物新资源的利用,以及油料植物脂肪酸成分改良等相关研究提供理论依据。     

miR-171基因家族进化分析及靶基因预测

运用生物信息学方法在miRBase中搜索植物miR-171基因家族的序列,分析miR-171序列的进化特征并预测其靶基因。结果表明,在38种植物中共搜索到219条miR-171序列,大部分miR-171基因都存在于基因间隔区。进化分析表明,miR-171基因家族的进化与物种进化关联不大。采用3个miRNA靶基因预测软件对大豆和玉米miR-171基因的靶基因进行预测,发现了miR-171可能参与生长因子、转录因子、蛋白酶等的调控,作用范围非常广泛。     

亚麻荠FUS3转录因子的鉴定及功能分析北大核心CSCD

FUS3转录因子是调控植物种子油脂合成的关键因子。为探讨亚麻荠CsFUS 3基因在脂质合成和积累过程中的作用,该研究对CsFUS 3基因家族进行全基因组鉴定,分析CsFUS 3基因的时空表达模式,并解析CsFUS 3-1和CsFUS 3-2基因在植物油脂合成中的功能,为深入解析CsFUS 3基因在亚麻荠油脂合成中的功能及亚麻荠高油品种选育提供理论基础。结果表明:(1)利用AtFUS3蛋白序列,在亚麻荠基因组数据库中鉴定出2条完整的CsFUS3蛋白序列,分别命名为CsFUS3-1和CsFUS3-2,亚细胞定位发现2个CsFUS3蛋白均位于细胞核。(2)亚麻荠CsFUS3-1和CsFUS3-2蛋白与拟南芥AtFUS3蛋白的亲缘关系最近,具有与拟南芥AtFUS3蛋白相似的理化性质、高级结构以及完整的B3功能域。(3)qRT-PCR结果显示,CsFUS 3-1和CsFUS 3-2基因仅在种子中表达,且随着种子的发育成熟,2个CsFUS 3基因的表达量均呈先增高后降低的变化趋势,并在花后30 d时表达量达到最高。(4)CsFUS3和CsWRI1蛋白互作以及CsFUS 3对OLE和ABI 3基因的转录调控可能是亚麻荠高油性状的关键调控途径。(5)烟草瞬时表达分析表明,与野生型相比,转CsFUS 3-1和CsFUS 3-2基因的烟草叶片总油脂含量分别提高了0.95%和1.12%,表明亚麻荠CsFUS 3基因能够提高烟叶总油脂的合成积累。     

盐穗木miR166a前体和预测靶基因ATHB8-like的克隆及二者靶向关系的鉴定

以盐生植物盐穗木为实验材料,从前期构建的高盐胁迫下盐穗木根的小RNA文库中候选了差异表达的miR166a,利用生物信息学从盐穗木转录组数据中预测其靶基因;采用5′RLM-RACE技术鉴定盐穗木miR166a对预测靶基因ATHB8-like的靶向性;通过PCR和RACE技术克隆盐穗木miR166a前体和预测靶基因ATHB8-like全长基因序列,并进行相应的生物信息学分析。结果显示:盐穗木miR166a预测的靶基因为ATHB8-like;通过实验鉴定确实存在靶向切割,具体的切割位点位于miR166a成熟体的14~15碱基之间;miR166a成熟体序列在不同植物中高度保守;克隆获得的盐穗木miR166a前体可折叠成完整的颈环结构,符合miRNA的前体特征,候选植物miR166a前体在进化上没有表现出保守性;预测的靶基因ATHB8-like cDNA全长为2 786bp,开放阅读框为2 526bp,编码841个氨基酸,ATHB8-like具有一个HD-ZIPⅢ结构域,在进化上具有保守性。该研究结果为进一步开展盐穗木miR166a和ATHB8-like的生物学功能奠定了基础。     

miR-335在肿瘤组织中的表达及其预测靶基因的生物信息学分析

目的:分析miR-335在多种肿瘤组织与癌旁组织中的表达,预测其靶基因并进行相关生物信息学分析,为进一步研究miR-335在肿瘤中的调控机制提供理论基础。方法:分析miR-335的保守性及在多个肿瘤组织中的表达;预测miR-335靶基因,并使用DAIVID对miR-335靶基因进行生物信息学分析。结果:miR-335序列高度保守,在肝癌、肺癌、乳腺癌、肝内胆管癌、脂肪肉瘤中表达下调(P<0.05)。预测miR-335靶基因共34个,靶基因集合功能富集于细胞迁移、凋亡、转录调控,以及蛋白质分子连接、细胞骨架组成等生物学过程和分子功能(P<0.05);主要参与了轴突向导和黏着斑信号通路、黑素瘤疾病信号通路及TGF-β信号通路(P<0.05)。结论:miR-335在多种肿瘤中表达异常,且涉及多个生物学过程和信号转导通路,与肿瘤的发生发展密切相关。     

甘蓝型油菜BnTTG1-1基因的功能分析

拟南芥(Arabidopsis thaliana)AtTTG1作为WD40重复转录因子存在于细胞核中,对表皮毛形成、花青素合成和储藏物质积累等具有重要调节作用。该研究从甘蓝型油菜(Brassica napus)品种秦优7号中克隆获得了BnTTG1-1基因的全长CDS序列,对其进行了烟草(Nicotiana benthamiana)叶片细胞的亚细胞定位研究,检测了BnTTG1-1在油菜(B.campestris)中的时空表达模式,并比较分析了BnTTG1-1对多个生物学过程的影响作用。结果表明,BnTTG1-1定位于烟草叶片细胞的细胞核中,推测其作为转录因子发挥调节作用。BnTTG1-1广泛存在于油菜营养组织和发育的种子中。在突变体ttg1-13背景下,异源表达BnTTG1-1基因能够完全恢复该突变体的多个表型,如无表皮毛形成和花青素合成、种皮呈黄色、种子脂肪酸和储藏蛋白含量高以及在种子萌发和幼苗形态建成过程中对高葡萄糖和高盐胁迫耐受力差等。由此可知,甘蓝型油菜BnTTG1-1与拟南芥AtTTG1在植物生长发育的多个生物学过程中具有类似的功能。