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【目的】真核生物通过保守的自噬途径降解错误折叠的蛋白质或受损细胞器，实现对营养物质的循环再利用。本文旨在解析苜蓿自噬基因在植物应对营养胁迫中发挥的功能，为指导苜蓿的选育和改良提供参考。【方法】以自噬途径的关键限速基因ATG7(Autophagy-related gene 7)为切入点，分析ATG7氨基酸序列在不同植物中的相似性。利用蒺藜苜蓿Medicago truncatula的MtATG7基因过表达载体转化拟南芥植株，获得异源过表达植株35S::MtATG7和互补拟南芥突变体的atg7/35S::MtATG7植株，并对其抗胁迫表型和自噬活性进行分析。【结果】在碳饥饿条件下，atg7/35S::MtATG7能够挽救atg7突变体叶片早衰的表型；恢复到正常生长条件以后，35S::MtATG7和atg7/35S::MtATG7植株存活率和野生型相比都显著提高。GFP-ATG8e的剪切试验表明，atg7/35S::MtATG7能够恢复atg7突变体的自噬降解活性。在氮饥饿条件下过表达MtATG7同样能够减缓拟南芥叶片的衰老速度。【结论】异源过表达MtATG7能增强拟南芥碳氮饥饿抗性的生物学功... 相似文献
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植物叶绿体基因工程与细胞核基因工程相比,具有许多独特的优势,如能够实现外源基因特异整合及高效表达、多基因共表达、外源基因不会随花粉扩散、没有位置效应和基因沉默等.目前已在16种植物中成功获得叶绿体转基因植株,改良了植物的农艺性状,特别是在烟草叶绿体中高效表达了40多种外源蛋白,包括多种抗体和疫苗.尽管如此,这项技术目前... 相似文献
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植物可以产生种类多样的次生代谢产物,供人类利用。通过转化代谢途径相关基因,可以实现对植物次生代谢途径的调控。在遗传操作中,对转基因载体上的表达元件进行优化,共表达功能基因的辅因子基因、亚基基因和转录因子基因,并采取合理措施避免基因沉默,能够促进外源功能基因的稳定、高效表达,从而提高产物的合成与积累量。本文综述了进行植物次生代谢途径遗传操作时,优化基因表达时的研究进展。提出为获得理想的转基因效果,有必要综合考虑影响功能基因表达的各种因素,并进行相应的优化。本文为植物次生代谢遗传操作研究提供了基础资料。 相似文献
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以拟南芥野生型(WT)、呼吸暴发氧化酶f(rbohf)突变体、细胞自噬2(atg2)突变体、atg5突变体和转基因GFP-ATG8a为材料,利用遗传学、细胞学手段分析细胞自噬在应答镉胁迫中的作用。结果表明,镉胁迫可以诱导野生型拟南芥根中活性氧(ROS)的积累;镉胁迫诱导野生型拟南芥中自噬相关基因ATG2、ATG5、ATG7和ATG8a的表达以及自噬体的积累。进一步研究表明,在镉胁迫处理后,atg突变体中自噬体的数量与野生型相比明显降低,ROS水平却显著升高。上述结果初步表明,细胞自噬通过调节ROS应答镉胁迫。研究结果为深入研究植物应答镉胁迫的分子机制提供了依据。 相似文献
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为研究机体内稳态调节机制,经筛选高脂小鼠转录组数据得到特异上调的Steap4基因,对其进行不同物种间基因多态性比较,并在HepG2细胞中异源超表达该基因24 h后检测自噬相关基因在转录和翻译水平的变化。结果显示,STEAP4基因在不同物种间较保守,其基因多态性主要在翻译水平产生变化,小鼠Steap4基因与人源STEAP4基因相似性最高。荧光定量PCR的结果表明mSTEAP4对HepG2自噬关键基因无显著性影响,但Western blot结果显示mSTEAP4能够下调自噬相关蛋白的表达量,即mSTEAP4从蛋白水平抑制HepG2细胞自噬水平。STEAP4在细胞处于内稳态时会抑制自噬,降低细胞中的物质能量代谢,使细胞处于静息状态。 相似文献
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转录后基因沉默现象广泛存在于植物、动物和真菌中。在植物中转录后基因沉默现象是对外来病毒入侵的一种防御机制。植物病毒既是转录后基因沉默的起始物、靶目标，又是编码抑制转录后基因沉默的蛋白。已经发现3种病毒抑制子作用于转录后基因沉默的不同阶段：烟草蚀刻病毒蛋白（HC-Pro）作用于转录后基因沉默的持续阶段，产生25nt小RNA的上游和产生沉默信号的下游区域；马铃薯x病毒蛋白（P25）和黄瓜花叶病毒蛋白（CMV2b）作用于转录后基因沉默的信号阶段。 相似文献
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RNA干涉原理及其应用 总被引：5，自引：0，他引：5
RNA干涉是指外源dsRNA引发生物体内的基因的同源序列降解，从而表现出的基因转录后的沉默现象，它与植物中的共抑制和真菌中的基因压制可能具有相同的作用机制。在这一过程中，需要eIF2c类似蛋白因子、RNA螺旋酶、RNA依赖性RNA多聚酶、核糖核酸酶、ATP和转膜蛋白参与。RNA干涉可以用于功能基因组学研究，也可用于克服转基因生物的基因沉默现象，使外源基因在遗传改良生物中能更好地表达，还用于基因治疗，抑制有害基因的表达等。 相似文献
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植物种子油脂储存的主要形式是三酰甘油。在植物生长发育中,脂肪酸和三酰甘油具有重要功能。分析了植物种子油脂合成代谢过程调控研究进展,总结了改良植物种子油脂策略：①调节碳源分配,抑制碳源流入蛋白质合成路径的关键酶编码基因的表达、增强碳源流入脂肪酸合成路径的关键酶编码基因的表达;②干预油脂合成,促进脂肪酸生物合成,提高三酰甘油组装过程的关键酶编码基因的表达水平;③提高种子油脂的品质：改变植物脂肪酸组成,调节脂肪酸脱氢酶基因的表达,引入外源超长链多不饱和脂肪酸合成途径;④调控油脂合成代谢途径的转录因子表达,提高种子油脂含量。还讨论了植物油脂合成的三酰甘油前体转运机制及合成途径多基因共同调节合成途径等。 相似文献
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为探究不同外源物质对高温胁迫下苹果植株的影响，以2年生平邑甜茶(Malus hupehensis)实生苗为试验材料，采用叶片喷施的方法，研究了水杨酸(SA)、褪黑素(MT)和多巴胺(DA)3种外源物质对植株叶片相关生理特性以及关键基因表达的影响。结果表明：高温胁迫下，3种外源物质预处理均显著提高了平邑甜茶幼苗叶片叶绿素、可溶性糖、淀粉和可溶性蛋白含量及光系统II的最大光量子产量(Fv/Fm)；降低了MDA、H2O2、相对电导率以及超氧阴离子产生速率；提高了SOD、POD和APX等抗氧化酶活性；同时还上调表达了MhSOD、MhPOD、MhcAPX等抗氧化酶相关基因，MhHSP17.3、MhHSP90-5、MhHSP70等热休克蛋白基因以及MhATG3a、MhATG5-1、MhATG18α等自噬相关基因。综上所述，施加SA、MT和DA能够通过延缓叶绿素降解、清除活性氧、提高抗氧化酶活性、上调热休克蛋白和自噬相关基因表达等途径缓解高温对平邑甜茶幼苗的伤害，其中以喷施100μmol/L的外源SA效果最佳。 相似文献
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转基因沉默是导致外源基因不能在转化植株中正常表达的重要原因。在此,从转录水平和转录后水平两个方面,综述了转基因植物中外源基因沉默的机制。DNA甲基化是引起外源基因沉默的主要原因。人们目前用以下几种模型来解释转录后水平基因沉默的机制,如RNA阈值模型、异常RNA和异位配对模型及双链RNA模型。对外源基因沉默机制的探讨是顺利开展植物基因工程的迫切要求,也将促进植物功能基因组学研究的进一步深入。 相似文献
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核质结合区(Matrix attachment region,MAR)是真核细胞染色质中与核基质结合的一段DNA序列。当大多数染色质蛋白和其他DNA被切割降解后,MAR仍能和核基质结合,或者能在竞争性DNA片段存在的条件下,在体外与纯化的核基质结合。将MAR构建于外源基因两侧时,能够增强外源基因的高效稳定表达,减少基因沉默。笔者评述了近年来应用MAR序列提高外源转基因在受体植物中表达的最新进展,分析了存在的问题。同时,对如何进一步应用MAR于转基因作物,提高外源转基因的功能表达进行了展望。 相似文献
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【目的】甘蔗黄叶病（yellow leaf,YL）是一种主要的甘蔗病毒病害,在全球多数甘蔗种植国家或地区普遍发生,已对甘蔗生产造成严重威胁。其病原为甘蔗黄叶病毒（Sugarcane yellow leaf virus,SCYLV）,属于黄症病毒科马铃薯卷叶病毒属成员。研究SCYLV编码的沉默抑制子P0蛋白的分子特征、保守结构域及其在自然寄主甘蔗上抑制RNA沉默的功能,为下一步从RNA沉默水平解析SCYLV致病分子机理奠定基础。【方法】利用RT-PCR克隆技术获得SCYLV中国分离物CHN-FJ4编码的RNA沉默抑制子基因P0及其两个缺失突变体P0Δ2-15（N端缺失15个氨基酸）和P0Δ155-256（C端缺失102个氨基酸）,然后定向克隆到单子叶植物表达载体pUbi-nos（空载体）上,获得重组质粒。利用甘蔗嫩叶组织瞬时表达系统鉴定病毒RNA沉默抑制子技术,结合ImageJ软件定量分析P0及其两个缺失突变体抑制外源基因EYFP瞬时表达活性的变化。番茄丛矮病毒（Tomato bushy stunt virus,TBSV）编码的P19作为沉默抑制子阳性对照。【结果】P0核苷酸序列的遗传进化分析结果显示,所获得的SCYLV病毒分离物CHN-FJ4为BRA基因型,与其他BRA基因型分离物氨基酸序列一致性为96.1%-98.4%。利用MEME在线软件预测P0蛋白的保守结构域,结果表明P0蛋白含有3个显著的保守区。分别位于第1-60、76-125和161-210氨基酸残基。通过Datamonkey在线服务器（http://www.datamonkey.org）提供的5种运算方法分析P0蛋白氨基酸位点的选择压力,结果显示P0蛋白具有8个氨基酸正向选择位点。将含有P0及其缺失突变体的重组质粒连同含EYFP报告基因的pTEM12质粒采用基因枪轰击法分别导入甘蔗嫩叶组织细胞,轰击后48-120 h,P0和P19逐渐地提高EYFP荧光表达点数和荧光表达水平;在120 h,与pUbi-nos空载体（不含沉默抑制子）对照组相比,P0和P19均显著地提高甘蔗嫩叶组织EYFP荧光表达点数和荧光表达水平,分别达1.6倍和4.0倍以上。P0与P19抑制RNA沉默活性水平没有显著差异（P>0.05）。P0蛋白N端缺失15个氨基酸（P0Δ2-15）和C端缺失102个氨基酸（P0Δ155-256）均丧失了沉默抑制子的功能,荧光表达与不含沉默抑制子对照组相当。【结论】在甘蔗嫩叶组织EYFP瞬时表达体系上,P0能够显著地提高外源基因EYFP表达水平。P0蛋白N端15个氨基酸和C端102个氨基酸含有显著的保守区域,是P0发挥沉默抑制子功能所必需的。 相似文献
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《中国农业科学》2020,(9)
【目的】细胞自噬和凋亡存在着相互制约,p38MAPK信号通路作为细胞凋亡的主要调控通路之一,也对细胞自噬存在促进和抑制的双重作用。已有研究表明,促性腺激素抑制激素(gonadotropin-inhibitory hormone,GnIH)对细胞自噬与凋亡均有影响,但作用机制尚不明确。故探究GnIH通过p38MAPK信号通路对猪卵巢颗粒细胞(pGCs)自噬与凋亡的影响及其机理,为解决母猪的产子率以及同期发情等问题提供参考。【方法】从猪卵巢中提取卵巢颗粒细胞,进行体外培养。1、探究GnIH对p38MAPK信号通路的最佳作用时间:按孵育GnIH时间梯度(0min、10 min、30 min、60 min、90 min)分组,用Western blot检测猪卵巢颗粒细胞p38与p-p38的蛋白表达量变化;2、验证GnIH对p38MAPK信号通路的影响:按(空白对照、GnIH、p38激活剂(U-46619)、U-46619+GnIH)分组,用Western blot检测p38与p-p38的蛋白表达量变化;3、探究不同浓度GnIH对自噬和凋亡的影响:按(空白对照、10-6 mol·L-1 GnIH、10-8 mol·L-1 GnIH、10-10 mol·L-1 GnIH、10-12 mol·L-1 GnIH)分组,用Western blot检测自噬与凋亡标志性蛋白的表达量变化;4、验证不同浓度GnIH通过p38信号通路对自噬和凋亡的影响:将细胞分成6组(空白对照、U-46619、U-46619+10-6 mol·L-1 GnIH、U-46619+10-8 mol·L-1 GnIH、U-46619+10-10 mol·L-1 GnIH、U-46619+10-12 mol·L-1 GnIH),用Western blot检测自噬与凋亡标志性蛋白的表达量变化。【结果】1. GnIH孵育10 min后,显著降低p38与p-p38的蛋白表达量(P0.05),提示,GnIH对p38MAPK信号通路的最佳作用时间为10 min;2. U-46619显著促进pGCs的p38磷酸化水平(P0.05),GnIH显著抑制pGCs的p38磷酸化水平(P0.05),提示,U-46619使p38MAPK信号通路活化,GnIH对p38MAPK信号通路的活化有抑制作用;3.当GnIH的浓度为10-6 mol·L-1时,pGCs的自噬和凋亡水平显著升高(P0.05),随着GnIH浓度的降低,pGCs的自噬水平逐渐升高(P0.05),pGCs的凋亡水平逐渐降低(P0.05),提示,高浓度GnIH可以促进自噬和凋亡,随着GnIH浓度的降低,自噬水平逐渐升高,而凋亡水平逐渐下降;4.加入U-46619后,GnIH使pGCs的自噬显著上调(P0.05),并且使pGCs的凋亡显著下调(P0.05),提示,不同浓度GnIH通过p38MAPK信号通路影响pGCs的自噬和凋亡。【结论】GnIH可能通过抑制p38MAPK信号通路的活化,上调pGCs的自噬,减少pGCs的凋亡。 相似文献
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自噬参与了动植物的生长、发育、衰老和逆境胁迫响应等过程。NBR1是选择性自噬的底物受体之一,其识别泛素化的特定蛋白底物并通过与自噬膜上的ATG8互作引导底物进入自噬降解过程。在前期克隆了两个小麦NBR1基因的基础上,本研究通过常规的分子克隆技术构建了两个基因的原核表达载体并将其转化到大肠杆菌中,利用SDS-PAGE方法鉴定了两个NBR1基因在大肠杆菌中的表达情况。结果表明,导入大肠杆菌的两个小麦NBR1均能够被IPTG诱导表达;表达重组蛋白两端含有His(6)标签,其表观分子量与理论分子量基本一致;重组蛋白在诱导后2 h即表现较高的表达量,并在诱导后4 h达到最高的表达量。研究结果为后续小麦NBR1蛋白的纯化、抗体的制备以及该蛋白的互作性质、表达特征等功能研究工作奠定了基础。 相似文献
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阐述了植物内源小RNA的种类及其介导的多种RNA基因沉默途径,RNA沉默途径中的主要效应蛋白及复合物的组成和功能,重点介绍了miRNA介导的基因沉默途径和siRNA介导的基因沉默途径的异同及其功能,为便于了解植物基因表达调控的多层次性和复杂性,进一步挖掘和利用植物内源信号途径提供一定的参考。 相似文献