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小分子热激蛋白（sHSPs）是一类分子质量为15～30KDa的热激蛋白,在植物耐热反应中起着重要作用。笔者详细分析了4种常见的茄科植物番茄、烟草、辣椒、马铃薯和模式植物拟南芥中各种sHSPs基因序列的系统进化关系,并综述了热激蛋白基因在不同胁迫条件下的表达和调控机理。 相似文献
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《沈阳农业大学学报》2017,(2)
热激蛋白是从细菌到高等真核生物中普遍存在的一种在受到环境胁迫的响应后迅速合成的蛋白。因为小分子热激蛋白的分子量普遍在20k Da左右,故称为HSP20。借助番茄基因组数据库,利用生物信息学方法对HSP20基因家族进行鉴定及分析,结果表明,番茄中至少含有43个HSP20基因,不均匀的分布在番茄的12条染色体上。通过对茄科植物番茄、辣椒、马铃薯HSP20进行系统进化分析发现,三者存在同源关系。对HSP20基因启动子序列分析发现多个响应植物糖代谢和逆境胁迫的顺式作用元件,包括SURE、W-box等。基于RNA-Seq数据库中2种测序番茄(Heinz1706和pimpinellifolium)的表达分析发现,大多数家族成员在果实发育时期表达量高,在其他组织中的表达量相对较低。这些研究结果为鉴定番茄HSP20基因的进化及其功能奠定了基础。 相似文献
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番茄热激转录因子HSF家族的系统进化分析 总被引：1，自引：0，他引：1
《江苏农业科学》2016,(1)
热激转录因子(heat Shock factors)普遍存在于整个生物界中,在调控植物生长发育以及对环境的响应中起重要作用。目前,已经对多个物种的HSF基因进行生物信息学分析,但未见对番茄中HSF基因家族的分析报道。通过番茄基因组数据库,鉴定和分析番茄HSF转录因子家族,获得24个HSF基因家族成员。多重序列比对发现番茄HSF基因具有保守的DBD结构域和广泛的保守基序。根据与拟南芥基因系统进化分析将这些基因分类,分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ支,又将Ⅰ支分成A、B、C 3个亚支,并且存在5对旁系同源蛋白和10对直系同源蛋白。染色体分布和遗传分析结果表明,番茄HSF基因存在于10条染色体上,呈不均匀分布。 相似文献
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昆虫热激蛋白的研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
热激蛋白是细胞或生物体受到逆境胁迫后大量合成的一类在进化上高度保守的蛋白质,普遍存在于原核生物和真核生物中,在昆虫抵抗逆境胁迫的过程中起到了非常重要的作用。本文根据近年来国内外对热激蛋白的研究现状,对昆虫热激蛋白的分类、生物学特性等进行了概述,总结了热激蛋白的生物学特性,分析了热激蛋白作用的特点,并讨论了热激蛋白在系统发育分析、环境监测及害虫防治等方面的应用前景,为相关领域的研究提供一定的理论依据。 相似文献
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Hsp90基因是真核生物中广泛存在且非常保守的热激蛋白基因家族中的重要成员,在生物的抗逆胁迫过程中起重要作用.从番茄基因组扩增Hsp90基因,连接到载体pCAMBIA1302上,构建了表达载体pCAM-Hsp90,利用实时定量荧光技术检测了番茄接种南方根结线虫后Hsp90基因的表达水平,结果表明:在20～25dpi后番茄根部SI-Hsp90基因大量表达.此外,南方根结线虫的雌虫和二龄幼虫J2的Mi-Hsp90基因在高温和低温胁迫时表达量都高于对照,而且在35℃时表达量要高于4℃时的表达量,在J2中的表达量高于雌虫的表达量.说明Hsp90基因在番茄抗线虫侵染以及线虫适应环境方面起到非常重要的作用.南方根结线虫J2在35℃高温下Hsp90的高表达使其能够保持较高的活力并侵染番茄的根部,从而使南方根结线虫更适合在较高温度下生存.本试验进一步证明热激蛋白在番茄抗线虫侵染和线虫对环境的适应性过程中起到重要作用,同时为利用生态控制的方法防治根结线虫病害提供理论依据. 相似文献
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番茄组蛋白乙酰转移酶(HAT)的全基因组鉴定与分析 总被引：1，自引：0，他引：1
组蛋白乙酰化修饰在基因表达调控方面扮演着重要角色。为深入挖掘番茄组蛋白乙酰转移酶(HAT)基因,本研究运用生物信息学方法,共鉴定出26个番茄HAT。聚类分析发现,这些HAT可以分为7组,分别为HAG、HAG1、HAG2、MCC1、HAM、HAF和HAC。其中,GNAT家族(GCN5、HAT1、MCC1) 18个、p300/CBP家族4个、MYST和TAFII250家族各1个。6对同源基因Ka/Ks值均小于1,说明其进化中经历了纯化选择。不同家族HAT理化性质存在差异,但均为亲水蛋白质,主要定位于细胞核,蛋白质二级结构主要包括α螺旋和无规则卷曲,具有典型的保守基序和特征结构域。染色体定位发现,番茄HAT基因不均匀地散布于12条染色体上,且呈两端分布,其中1号和9号染色体最多,部分基因经串联重复形成基因簇。基因表达分析发现,GNAT家族番茄特有的HAT和HAG2组基因在病菌、盐和热胁迫下具有较高的表达水平,一些基因具有病菌诱导特异性和耐盐(热)与盐(热)敏材料上表达差异性。可见,番茄HAT在结构、性质和功能上具有多样性,其在全基因组水平上的鉴定与分析为相关基因克隆利用提供了依据。 相似文献
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从不结球白菜Pol_CMS胞质不育系SSH差减文库中得到1条热激蛋白基因的EST序列,通过对该基因的NCBI网上BLAST比对发现,与热激蛋白的同源性最高,与拟南芥HSP81-4(AT5G56000)同源性高达96％,命名为BcHSP81-4。将BcHSP81-4基因片段连接到原核表达载体PGEX-4T-3,转化大肠杆菌BL21(DE3)后诱导重组蛋白的表达。经IPTG诱导后进行SDS-PAGE电泳,产生了预期大小的重组蛋白,进一步证明了该基因属于热激蛋白90家族。并采用生物信息学方法,利用多种在线软件对不结球白菜热激蛋白BcHSP81-4的理化性质、亲水性、跨膜区、亚细胞定位及蛋白质结构进行预测和分析。理化性质分析结果显示,该蛋白质含699个氨基酸,分子量为80 050,理论等电点pI值为4.95。TMpred跨膜分析结果显示,它含有1个显著的跨膜螺旋区,这个区域与ProtScale预测的疏水区基本对应。用TargetP server和WOLFPSORT server程序预测该蛋白质为细胞质蛋白质,二级结构以α-螺旋和随机卷曲为主。 相似文献
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为了探究迷宫栓孔菌（Trametes gibbosa）热激蛋白（heat shock proteins, HSPs）家族的功能及结构，对经木屑处理不同时间点的菌丝样品进行cDNA建库，然后根据转录组数据筛选该菌株的所有HSPs基因并进行生物信息学分析；针对HSP100家族进行基因克隆和序列结构分析，并利用实时荧光定量聚合酶链反应（real-time fluorescent quantitative polymerase chain reaction, qRT-PCR）对其在木屑处理下的表达量进行验证。结果如下：在迷宫栓孔菌中共筛选出32个HSPs基因，其编码的蛋白分为5个亚类，分别为HSP100(2个)、HSP90(2个)、HSP70(7个)、HSP60(1个)和小分子热激蛋白[small HSPs(sHSPs),20个]，它们在菌体生长调控中具有蛋白翻译后修饰、蛋白质折叠、伴侣蛋白等重要功能。这些HSPs都为疏水蛋白，不同亚类的HSPs理化性质有所差异。HSP100由N-端、核苷酸结合域1(nucleotide-binding domain 1, NBD1)、NBD2、2个NBDs间... 相似文献
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[目的]进一步了解茶树小分子量热激蛋白基因CsHSP17.2在逆境胁迫条件下的分子生物学功能.[方法]利用RT-PCR技术从茶树‘迎霜’中克隆得到CsHSP1 7.2基因,运用生物信息学软件分析其核苷酸和编码蛋白,通过Real-timePCR分析其表达模式.[结果]该基因开放阅读框长度为453 bp,编码150个氨基酸,蛋白质相对分子质量为17.2×10a,理论等电点5.56;无信号肽位点,属于非分泌型蛋白;被定位于细胞质中.系统发育树分析表明,茶树CsHSP1 7.2与水稻(GenBank登录号:P27777)和花生(ABC41131)的进化关系较近,属于小分子量热激蛋白基因家族第Ⅰ亚族.qRT-PCR分析发现,茶树CsHSP17.2属于组成型基因;高温(38℃)处理1h能显著提高CsHSP17.2 mRNA的相对表达量(P＜0.05);干旱(100 g·L-1 PEG 6000)、高盐(200 mmol· L-1 NaCl)和外源脱落酸(200 mg· L-1 ABA)处理条件下,该基因的转录水平均出现不同程度的上调.[结论]克隆得到茶树‘迎霜’小分子量热激蛋白基因CsHSP17.2,其在花中表达量最高,且响应高温、干旱、高盐和外源脱落酸胁迫. 相似文献
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[目的]克隆云南切梢小蠹(Tomicus yunnanensis)热激蛋白40基因,并进行序列分析,得到该基因的特征。[方法]采用RACE克隆技术,获得云南切梢小蠹热激蛋白40基因,并对该基因进行分析。[结果]试验获得的基因序列长为1 205 bp,开放阅读框1173 bp,编码氨基酸序列390个,编码蛋白质的预测分子量为43.56 ku,等电点为7.35。该基因蛋白序列具有1个Amidation位点,2个天冬酰胺N末端糖基化位点,2个CAMP和CGMP依赖性蛋白激酶磷酸化位点,3个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点,7个N末端十四烷基化位点,4个蛋白激酶C磷酸化位点,1个RGD细胞附着序列,1个DNAJ-1结构域等热激蛋白40所具有的典型特征。[结论]通过同源性比对分析发现,云南切梢小蠹热激蛋白40基因与家蚕(Bombyx mori)、赤拟谷盗(Tribolium castaneum)、美洲斑潜蝇(Liriomyza sativae)和东亚飞蝗(Locusta migratoria)的热激蛋白40基因在氨基酸水平上一致性为20%~30%,它们的相似性均不高。虽然不同昆虫Hsp40在进化过程中具有高度的保守性,编码序列变异比较低,但是结构域差异与生物体适应外界环境有一定的关系。 相似文献
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热激转录因子(HSF)基因是植物热胁迫响应的重要转录调节基因,在植物胁迫应答和其他抗逆反应过程中起着关键作用。为研究大蒜热激反应的分子机制,本研究基于大蒜转录组数据,以徐蒜6号为试验材料,采用同源克隆方法获得编码HSF的AsHSFB1基因。序列分析结果显示,AsHSFB1含有882 bp的开放阅读框,编码293个氨基酸,其蛋白质含有热激转录因子的特征结构域。在进化关系上,AsHSFB1与拟南芥AT4G11660(AtHSFB2B)同源性最高。亚细胞定位结果表明,AsHSFB1蛋白主要定位在细胞核和细胞质上。本研究采用同源重组技术成功构建pCAMBIA1305-AsHSFB1过表达载体,为进一步研究该转录因子基因的功能,培育耐热大蒜品种奠定基础。RT-PCR分析结果表明,不同大蒜品种中,AsHSFB1基因在叶片中相对表达水平均最高,具有组织表达特异性;38℃高温胁迫处理下,徐蒜6号中的AsHSFB1基因相对表达水平在24 h时明显上调;4℃低温胁迫下,徐蒜815和徐蒜6号中AsHSFB1基因相对表达水平的变化趋势相似,均先上升后下降,在处理4 h时相对表达水平达到峰值。 相似文献
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[目的]构建小麦热激蛋白60基因的原核表达载体,并在E.coli中进行高效表达。[方法]根据GenBank中收录的小麦热激蛋白60基因序列设计合成1对引物P1/P2,利用RT-PCR方法从小麦RNA中扩增小麦HSP60基因,应用基因重组技术构建pGEX-4T-1-HSP60表达载体,将构建好的小麦HSP60基因原核表达载体pGEX-4T-1-HSP60转化至大肠杆菌表达菌株E.coli-BL21感受态细胞。[结果]对重组质粒进行酶切分析及序列测定鉴定正确后,与GenBank中收录的小麦HSP60基因序列比对分析,同源性达100%。在IPTG诱导下获得了目的蛋白,所表达的GST-HSP60融合蛋白分子量约为90 KD。蛋白质电泳（SDS-PAGE）结果表明,表达的蛋白条带与预期的大小一致。[结论]成功构建了pGEX-4T-1-HSP60的原核表达载体,在E.coli-BL21中高效表达了HSP60蛋白,为进一步研究该蛋白的功能及其作用机制奠定了基础。 相似文献
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一个番茄细胞分裂素受体类激酶基因的生物信息学分析 总被引：1，自引：0，他引：1
利用生物信息学的方法从番茄的基因组中解析得到一个与拟南芥渗透胁迫相关的细胞分裂素受体类激酶HK1高度同源的基因,命名为LeHK1,并对它的序列结构、蛋白基序、启动子区的顺式元件和基因的遗传进化进行了分析。结果显示,番茄基因LeHK1编码的蛋白具有组氨酸蛋白激酶的结构特征,而且在进化上与拟南芥的渗透胁迫感受基因AtHK1分属同一个类群。从基因顺式反应元件分析来看,番茄基因LeHK1具有多个响应不同环境信号如热、干旱、激素信号的顺式元件,预示这个基因在环境响应和植物生长发育过程中具有重要功能。 相似文献
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为了解番茄OFP基因家族的功能特征,通过生物信息学手段对番茄OFP基因家族成员进行全面的生物信息学分析,包括染色体定位、基因结构、蛋白质理化性质、二级结构、三维构象、启动子分析、亲缘关系及组织特异性分析.结果表明,番茄中的31个OFP基因在12条染色体上呈不均匀分布;除SlOFP6、SlOFP7、SlOFP12、SlOFP13基因以外,其余27个OFP基因均不含有内含子结构.蛋白质理化性质分析结果表明,大部分OFP蛋白为不稳定性蛋白,并且54.8％的OFP蛋白分布于细胞核中.蛋白质二级结构和三维构象显示,番茄OFP蛋白以α-螺旋和无规则卷曲为主要组成成分,表明番茄OFP蛋白之间存在保守性.启动子顺式作用元件分析结果表明,番茄OFP基因启动子上主要存在3类元件:光响应、激素响应应答以及逆境胁迫响应元件.而组织特异性分析结果表明,番茄OFP基因在各组织中的表达量差异较大,预示着番茄OFP基因生物学功能的多样性.分析结果将为后续研究番茄OFP基因家族成员的生物学功能提供参考. 相似文献
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【目的】对栽培番茄和野生番茄NBS-LRR类抗病基因家族进行全基因组鉴定及表达分析,为NBS-LRR类抗病基因功能研究及其在植物抗病育种中的应用提供理论参考。【方法】应用生物信息学和比较基因组学方法,从栽培番茄和野生番茄［潘那利番茄（Solanum pennellii）和醋栗番茄（Solanum pimpinellifolium）］基因组中鉴定出NBS-LRR类抗病基因家族成员,明确其类型,并进行序列特征、染色体定位、系统进化及生物胁迫下表达模式分析。【结果】从栽培番茄、潘那利番茄和醋栗番茄基因组中分别鉴定获得238、202和217个NBS-LRR类抗病基因家族成员,根据这些抗病基因编码的结构域差异,将其分为TNL（TIR-NBS-LRR）、CNL（CC-NBS-LRR）、RNL（RPW8-NBS-LRR）、TN（TIRNBS）、CN（CC-NBS）、RN（RPW8-NBS）、NL（NBS-LRR）和N（NBS）8种类型,其中TNL、CNL和RNL型基因分别为58、87和13个。番茄NBS-LRR类抗病蛋白整体呈弱酸性,具有不稳定性和亲水性,以丝氨酸（Ser）磷酸化为主,二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主,定位于细胞核、细胞质和叶绿体。栽培番茄和野生潘那利番茄的NBS-LRR类抗病基因不均匀地散布在13条染色体（0号虚拟染色体~12号染色体）上,分别有58.47%和52.48%的基因形成多个基因簇,有35.59%和22.77%的基因形成串联重复。栽培番茄和2个野生番茄共477个NBS-LRR类抗病蛋白可聚为十大类群,其中N端为TIR的蛋白基本聚在一起,但N端为CC和RPW8结构域的蛋白未能很好分开,聚在多个类群中;NL和N型基因散布于各类群中。在477个番茄NBS-LRR类抗病基因中共发现115对直系同源基因和8对旁系同源基因,主要分布在4号和5号染色体上,其中51.57%的NBS-LRR类抗病基因以同源基因形式存在,大多数Ka/Ks均小于1,说明其进化中主要受到纯化选择。基于转录组测序数据（RNA-Seq）分析结果表明,多数NBS-LRR类抗病基因能响应不同细菌胁迫。【结论】番茄NBS-LRR类抗病基因具有成簇存在的特点,在进化过程中经重复扩张,已形成大量同源基因,且能响应多种细菌胁迫。 相似文献