铁皮石斛Csl基因家族生物信息学及表达分析

通过分析铁皮石斛类纤维素合成酶(cellulase synthase-like, Csl)的氨基酸序列特征,挖掘与多糖合成相关的Csl基因,从而为参与多糖代谢的铁皮石斛Csl蛋白的后续研究提供有力参考。本研究在生物信息学层面,对铁皮石斛21条完整Csl蛋白序列的理化性质、导肽、信号肽、疏水性/亲水性、跨膜结构域、蛋白质高级结构及功能域等进行预测分析,并与拟南芥的Csl蛋白进行了同源比对并构建系统进化树。结果表明,CslD2a/b/c、CslD4、CslG3b为酸性蛋白,其余为碱性蛋白;Leu、Ser、Ala、Phe、Val和Ille等氨基酸是铁皮石斛Csl蛋白的主要氨基酸;铁皮石斛Csl蛋白具有明显的疏水区和亲水区,都存在跨膜结构。蛋白质二级结构的主要元件是α-螺旋、无规则卷曲和延伸链。与拟南芥的进化分析显示,铁皮石斛Csl蛋白基因被分为3大分支,CslA和CslC归为一支,CslB/E/G/H归为一支,CslD归为一支。本研究系统分析了铁皮石斛Csl蛋白的序列特征,可为今后深入研究该蛋白在铁皮石斛多糖代谢上的功能提供参考。     

14-3-3蛋白参与植物应答非生物胁迫的研究进展

14-3-3蛋白是一种在真核生物细胞中普遍存在且高度保守的蛋白。该蛋白在大多数物种中由一个基因家族编码,并以同源或异源二聚体的形式存在。不同的14-3-3蛋白同工型具有不同的细胞特异性,可通过识别特异的磷酸化或非磷酸化序列与靶蛋白相互作用。14-3-3蛋白在植物生长和发育的各个方面都起重要作用。本文主要围绕植物14-3-3蛋白的种类、结构、磷酸化或非磷酸化识别序列及其响应干旱、冷冻、盐碱、营养和机械胁迫等的分子机制研究进展进行综述。     

柞蚕14-3-3基因的鉴定及表达分析

14-3-3蛋白是一种可以改变其结合蛋白构象的酸性蛋白质.柞蚕14-3-3 cDNA序列全长1 220 bp,包括一个126 bp的5'非编码区和一个350 bp的3'非编码区.该基因的开放读码框长度为744 bp,编码247个氨基酸.序列比对结果表明,柞蚕14-3-3蛋白与家蚕的14-3-3蛋白具有高度同源性.此外对柞蚕14-3-3基因进行了原核表达和重组蛋白纯化.SDS-PAGE和免疫印迹结果表明,分子量大小约32 kD的重组蛋白在大肠杆菌中得到了成功表达.     

铁皮石斛WOX转录因子的鉴定和分析

为了解铁皮石斛(Dendrobium officinale)WOX转录因子的功能,采用全基因组分析技术对铁皮石斛WOX家族成员进行鉴定,并进行生物信息学和表达模式分析.结果表明,铁皮石斛基因组中有9个WOX转录因子(DoWOX 1～DoWOX 9),大部分的DoWOXs含有2～3个外显子,启动子含有与激素诱导、逆境胁迫...     

铁皮石斛的鉴定研究

综述了组织、显微、光谱、色谱及分子生物学技术等鉴定方法在铁皮石斛鉴定中的研究与应用,以期为铁皮石斛的有效鉴定提供科学依据。     

葡萄NCED基因家族进化及表达分析

9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCED)是植物体内ABA生物合成的关键限速酶, 参与植物对干旱、外源ABA和高盐的响应过程, 降低环境胁迫对植株的危害。基于全基因组鉴定分析葡萄(Vitis vinifera) NCED基因家族成员, 探讨各成员的物种进化关系及各个基因成员在不同组织中的时空表达模式及对干旱、ABA和高盐(NaCl)胁迫的响应, 为进一步揭示该基因家族成员的生物学功能奠定基础。在葡萄基因组中共发现12个NCED基因。其推测的编码蛋白质长度在510 (VvNCED2)-625 aa (VvNCED10)之间。VvNCED蛋白的分子量最大值是70.53 kDa (VvNCED10), 最小值是57.85 kDa (VvNCED2)。在从祖先基因分化之后, 葡萄NCED基因发生了5次复制事件, 同时有2次丢失事件。NCED1/2、NCED3/4、NCED6/7和NCED9/10基因对被认为是通过片段复制产生。上述4对复制基因复制时间分布在3.08-120.0百万年前, 晚于单双子叶植物分化的时间。与对照相比, VvNCED1在ABA处理48小时后显著上调(72.1%), 而VvNCED2显著下调(84.0%)。VvNCED6只在干旱处理14、21和28天的根系中表达量高于对照, 分别为对照的2.49、1.05和1.09倍。VvNCED7只在干旱处理14天的根系中表达量高于对照, 为对照的1.07倍。在ABA处理72小时后, VvNCED3表达量较对照显著下调(59.5%), 而VvNCED4较对照显著上调(169.9%)。VvNCED3/VvNCED4分别在NaCl处理24和48小时出现显著性峰值, 较对照分别上调219.2%和114.4%。保守结构域不同组成和不同胁迫处理下差异表达模式是NCED蛋白发生功能分化的基础。推测NCED在进化过程中发生的功能分化有利于复制事件的发生。     

铁皮石斛GRAS转录因子家族基因SCL3克隆及表达分析

GRAS家族是一类植物特有的转录调控因子,参与调控植物生长发育及抵御逆境胁迫,并且在赤霉素(gibberellins, GAs)信号转导过程中具有重要作用。本研究采用RT-PCR结合RACE方法从铁皮石斛(Dendrobium officinale Kimura et Migo)原球茎中克隆到了一个转录因子GRAS家族基因SCL3 (scarecrow-like 3)并对其进行了表达分析。该基因cDNA序列全长2 278 bp,命名为DoSCL3 (GenBank注册号:MG252261),其编码425个氨基酸,分子量为47.88 kD,等电点(PI)为6.21。DoSCL3基因编码的蛋白不含跨膜域和信号肽,具有GRAS转录因子家族特有的保守结构域(22~422);多序列比对表明,DoSCL3与小兰屿蝴蝶兰的SCL3蛋白高度同源(相似性达到83%),同时进化树分析结果显示其与小兰屿蝴蝶兰亲缘关系非常相近。qRT-PCR实验结果显示,DoSCL3基因在铁皮石斛种子共生萌发中随着萌发进程的变化(1~3级,萌发至原球茎阶段)其表达量逐渐升高,并且在种子萌发至2级时,共生萌发组表达量显著高于无菌萌发组(为无菌组2.2倍),表明DoSCL3在兰科药用植物铁皮石斛种子共生萌发中菌根共生关系的建立过程起到重要的调控作用。     

铁皮石斛SPL膜结合(STM)转录因子的全基因组鉴定及表达分析

SPL转录因子广泛参与植物生长发育、胁迫响应等过程。目前,没有关于铁皮石斛SPL膜结合(SPL with transmembrane motif)转录因子即STM转录因子的研究。为了探究STM转录因子在铁皮石斛生长发育及胁迫响应等方面的作用,该文在铁皮石斛全基因组水平鉴定出4个STM转录因子,并对DoSTM基因家族成员进行生物信息学分析,又利用逆转录PCR研究了DoSTM在不同组织部位及不同逆境处理下的表达情况。结果表明:(1)DoSTM1-4为亲水蛋白,均具有SBP保守结构域和一些激素响应位点。(2)4个DoSTM在根茎叶中均有表达,DoSTM2在叶中的相对表达量最低; DoSTM1/3/4的相对表达水平均无明显差异。(3)DoSTM1-4在低温、高温、干旱胁迫下的相对表达水平都有显著变化,DoSTM1/3/4的表达量降低最为明显,故推测DoSTM与植物体内激素响应、温度变化响应及抗旱性有关。这些结论为后续进一步开展铁皮石斛STM转录因子的研究提供了参考。     

铁皮石斛锈病病原鉴定及药剂筛选

为了明确铁皮石斛锈病的病原菌种类,筛选其有效防治药剂,通过对云南瑞丽铁皮石斛种植基地调查,运用形态学并结合分子生物学方法对病原菌进行鉴定,选用4种杀菌剂进行田间药效试验。结果表明,铁皮石斛锈病由真菌鞘锈菌(Coleosporium sp.)引起,发生期为每年2～11月,鞘锈菌的夏孢子直接侵染铁皮石斛叶片,以冬孢子越冬。10%苯甲·丙环唑悬浮剂450 mL·hm-2与75%肟菌·戊唑醇水分散粒剂300 g·hm-2的防效显著高于其他两种药剂,3次药后防效分别为82.16%和82.88%,这2种药剂可作为防治铁皮石斛锈病的有效药剂。     

人14-3-3蛋白家族的生物信息学分析

目的:分析人14-3-3蛋白家族的同源性及分子进化关系。方法:利用已公布的人基因组数据库,采用BLASTN程序检索人14-3-3蛋白家族各成员的编码基因和假基因,并利用DNAMAN软件进行序列联配,绘制其分子进化树。结果:该家族半数成员具有多个假基因序列,为返转座类型假基因。进化分析表明该家族有共同的祖先,可归为3个亚类。结论:人14-3-3蛋白家族每个成员长期进化所形成的多样性提示其功能具有独特性。     

菠菜14-3-3蛋白基因的克隆及硝酸盐胁迫下的表达分析

利用RT-PCR和RACE技术,从菠菜中首次获得了14-3-3蛋白基因的全长cDNA序列(GenBank登录号JX952165),命名为So14-3-3.该基因全长1 166 bp,开放阅读框801 bp,编码266个氨基酸.序列比对发现So143 3蛋白与其他植物14-3-3蛋白氨基酸序列一致性高达77.6％～84.7％.半定量RT-PCR表明,随NO3-胁迫处理时间的延长和浓度的增加,菠菜根和叶中So14-3-3基因的表达增强.实验构建了pGEX4T-So14-3-3原核表达载体,并通过IPTG诱导后获得分子量约为56 kD的蛋白.进一步的蛋白质印迹检测结果表明,随着NO3处理时间的延长和浓度的增加,So14-3-3蛋白表达也增加.该实验结果为进一步研究So14 3-3蛋白功能提供了基本的实验基础.     

铁皮石斛DORCA基因的克隆及表达分析

为了研究铁皮石斛的光合特性,根据Rubisco活化酶(RCA)基因的保守序列设计兼并引物,采用RT-PCR和RACE方法从铁皮石斛叶中分离到一个RCA基因,命名为DORCA(GenBank登录号KT205841)。DORCA基因cDNA全长为1 724bp,包含1 317bp开放阅读框(ORF),编码438个氨基酸。系统进化分析显示,DORCA与马蹄莲ZaRCA(AAK25801.1)亲缘关系最近。生物信息学分析表明,DORCA与其他植物的RCA蛋白具有较高一致性,属于RCA的β亚基。DORCA蛋白具有定位于叶绿体的N端转运肽,2个保守的ATP结合结构域和多个磷酸化位点。实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析表明,DORCA基因在茎、叶中表达;在自然光周期条件下,DORCA基因在8:30时表达量最高,20:30时表达量最低,具有明显的光诱导表达特性。     

葡萄NCED基因家族进化及表达分析

9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCED)是植物体内ABA生物合成的关键限速酶, 参与植物对干旱、外源ABA和高盐的响应过程, 降低环境胁迫对植株的危害。基于全基因组鉴定分析葡萄(Vitis vinifera) NCED基因家族成员, 探讨各成员的物种进化关系及各个基因成员在不同组织中的时空表达模式及对干旱、ABA和高盐(NaCl)胁迫的响应, 为进一步揭示该基因家族成员的生物学功能奠定基础。在葡萄基因组中共发现12个NCED基因。其推测的编码蛋白质长度在510 (VvNCED2)-625 aa (VvNCED10)之间。VvNCED蛋白的分子量最大值是70.53 kDa (VvNCED10), 最小值是57.85 kDa (VvNCED2)。在从祖先基因分化之后, 葡萄NCED基因发生了5次复制事件, 同时有2次丢失事件。NCED1/2、NCED3/4、NCED6/7和NCED9/10基因对被认为是通过片段复制产生。上述4对复制基因复制时间分布在3.08-120.0百万年前, 晚于单双子叶植物分化的时间。与对照相比, VvNCED1在ABA处理48小时后显著上调(72.1%), 而VvNCED2显著下调(84.0%)。VvNCED6只在干旱处理14、21和28天的根系中表达量高于对照, 分别为对照的2.49、1.05和1.09倍。VvNCED7只在干旱处理14天的根系中表达量高于对照, 为对照的1.07倍。在ABA处理72小时后, VvNCED3表达量较对照显著下调(59.5%), 而VvNCED4较对照显著上调(169.9%)。VvNCED3/VvNCED4分别在NaCl处理24和48小时出现显著性峰值, 较对照分别上调219.2%和114.4%。保守结构域不同组成和不同胁迫处理下差异表达模式是NCED蛋白发生功能分化的基础。推测NCED在进化过程中发生的功能分化有利于复制事件的发生。     

福建冠豸山野生铁皮石斛的显微鉴定

对福建连城冠豸山开展野生铁皮石斛Dendrobium officinale实地调查,发现当地有铁皮石斛分布。对其茎、叶组织构造及茎的显微粉末特征等进行观察,结果表明,铁皮石斛茎维管束外侧的纤维群呈帽状,草酸钙针晶束于近表皮处多见,粉末中含针晶束的黏液细胞以及纤维束外具有含硅质块的细胞等特征可作为该药正确鉴别的依据。     

基因甲基化导致鼻咽癌组织14-3-3σ表达下调

为探讨14-3-3σ基因甲基化在鼻咽癌发病中的作用,以75例鼻咽癌活检组织和25例正常鼻咽黏膜活检组织作为研究对象,采用甲基化特异性聚合酶链式反应 (MSP)检测14-3-3σ基因甲基化状态,逆转录聚合酶链式反应 (RT-PCR)检测　14-3-3σ mRNA表达,免疫组织化学染色检测14-3-3σ蛋白质表达．结果发现,鼻咽癌组织14-3-3σ基因完全甲基化、不完全甲基化和未甲基化的例数分别为4例、59例和12例,正常鼻咽黏膜组织不完全甲基化和未甲基化的例数分别为7例和18例,鼻咽癌14-3-3σ基因甲基化频率显著高于正常鼻咽黏膜组织(84% vs 28%,χ2=28,P < 0.05)．RT-PCR和免疫组织化学染色结果显示：14-3-3σ基因完全甲基化的组织样本无14-3-3σ表达,不完全甲基化的组织样本14-3-3σ表达显著降低,14-3-3σ基因甲基化与鼻咽癌淋巴结转移及鼻咽癌临床分期正相关． 研究结果表明,鼻咽癌组织14-3-3σ基因存在高频甲基化,14-3-3σ基因甲基化导致14-3-3σ表达降低或缺失,14-3-3σ表达水平与鼻咽癌淋巴结转移及其临床分期相关．     

棉花143-3L基因的分子鉴定及其在纤维发育中优势表达分析

14-3-3蛋白以二聚体形式存在于所有真核生物中,是一种高度保守的调节蛋白,在细胞生长、增殖、凋亡、信号转导等生命活动中发挥着重要调控作用。我们在棉纤维cDNA文库中分离克隆到1个基因(cDNA),编码14-3-3蛋白类似物,命名为Gh14-3-3L(Gossypiumhirsutum14-3-3-like)。该cDNA长度为1,029bp,包含762bp开放阅读框,其编码蛋白由253个氨基酸组成。Gh14-3-3L与其他真核生物的14-3-3蛋白具有较高的同源性,并具有14-3-3蛋白的基本结构:二聚体结构域、磷酸化丝氨酸富集识别序列、4个CC结构和1个EFHand结构。Northern杂交分析显示Gh14-3-3L在棉纤维发育早期优势表达,且在10DPA棉纤维细胞中表达量最高,这表明Gh14-3-3L基因可能涉及棉纤维细胞伸长过程的调节。研究还表明,该基因在胚珠和花瓣组织中也有较强的表达,但在其他组织中表达较弱或不表达。     

铁皮石斛cDNA文库的构建及分析

首次报道铁皮石斛cDNA文库的构建及其分析.以Trizol一步法从4年生的铁皮石斛叶片中提取总RNA,分离纯化mRNA,LD-PCR法反转录合成双链cDNA,以λTripEX2为载体,构建铁皮石斛cDNA文库.原始文库的滴度为4.3×105 pfu/mL,总克隆数为3.1×105,重组率为97.6%,扩增后文库总滴度为6.8×109pfu/mL,对随机挑取的噬菌斑进行PCR鉴定,结果插入片段多分布在0.5～2.0kb之间,绝大部分在1.2～1.7kb左右,文库质量鉴定结果表明,构建的铁皮石斛cDNA文库具有较好的库容量、较高的重组率以及较大的插入片段.cDNA文库的构建为铁皮石斛药用成分相关功能基因的研究奠定了基础.     

甘草Pht1基因家族鉴定与表达分析

Pht1家族磷酸盐(Pi)转运体介导植物中磷(P)的吸收和再动员。为探讨甘草Pht1基因的结构及表达模式,该研究利用生物信息学方法对甘草Pht1(GuPht1)基因家族进行分析,结合转录组数据和实时荧光定量(qRT-PCR)分析GuPht1在非生物胁迫下的表达,并采用RT-PCR克隆4个GuPht1基因。结果显示：(1)甘草中有8个Pht1家族成员(GuPht1;1—GuPht1;8),都位于细胞膜上,且具有12个跨膜结构,属于MFS超家族,氨基酸长度介于521～570 aa之间,含有Pht1保守的特征序列GGDYPLSATIMSE。(2)系统进化分析显示,甘草GuPht1基因家族成员与豆科植物亲缘关系较近;启动子区含有与磷饥饿有关的W-box、G-box、PHO-like和P1BS元件;甘草GuPht1基因家族在Scaffold定位分布均匀,三级结构均为单体。(3)转录组数据分析显示,GuPht1响应干旱、盐、激素等胁迫,且表达有组织特异性。qRT-PCR结果表明,低磷胁迫下GuPht1基因有明显的时空表达差异性,GuPht1;1/1;6/1;8在根中表达明显上调,GuPht1;5/...     

中药铁皮石斛品种资源及商品归属问题初探

铁皮石斛在传统分类中属草石斛类,民间将黑节草、霍山石斛、细茎石斛都称为铁皮石斛,笔者认为铁皮石斛单列为数种功能相似植物的类群更有商品学上的价值     

14-3-3蛋白家族及其临床应用研究进展

14-3-3蛋白家族是一组高度保守的可溶性酸性蛋白质,分子量在28～33kD之间,广泛分布于各种真核生物之中。该蛋白能够特异地结合含有磷酸化丝氨酸或苏氨酸的肽段,参与多种信号转导途径。14-3-3蛋白调节着许多重要细胞生命活动,如：新陈代谢、细胞周期、细胞生长发育、细胞的存活和凋亡以及基因转录,该蛋白家族异常与疾病的发生密切相关,尤其是14-3-3蛋白在脑脊液中的分布与一些神经系统疾病密切相关。14-3-3蛋白已成为一些疾病的临床诊断指标,其作为疾病治疗的靶点也在研究之中。主要阐述了14-3-3蛋白的结构、功能、及其在疾病治疗中的应用。