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生物钟是生物在适应环境中进化出的一种内源性计时机制,能帮助生物“预判”环境的周期性变化,提前调整生命活动,以增强其环境适应性。生物钟对植物生长发育和病虫害防御至关重要。在不同的时间,病原菌及昆虫对植物的侵害能力不同,生物钟能帮助植物“预测”病原菌和昆虫的攻击时间,提前激活定时防御,这种依赖时间的门控效应方式调节特定病原侵害可以减少不必要的能量消耗,增强防御能力。另一方面,植物在受到生物胁迫时,体内的激素、活性氧和离子稳态等水平的变化,能反馈调节并重塑生物钟。研究生物钟和免疫的关系有助于提高重要经济作物的抗病能力,减少农药使用并提高作物产量。本文主要阐述植物生物钟与植物免疫互作的分子机制。并对未来生物钟和免疫关系的研究在作物中的应用进行了展望。 相似文献
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《河北农业大学学报》2021,44(4)
白菜生物钟基因的识别及多拷贝间的分析将有助于解析多倍化基因组带来的更复杂生物钟调控机理。本研究通过同源克隆方法获得了位于大白菜A10染色体的BrPRR7a基因。生物信息学分析表明,该基因和位于A02染色体的另一个拷贝BrPRR7b基因的DNA序列主要差异存在于5’UTR和启动子区域。蛋白进化分析表明,BrPRR7a和BrPRR7b之间以及相对于拟南芥已经产生分化。烟草亚细胞定位结果显示,GFP-BrPRR7a融合蛋白的绿色荧光信号定位于细胞核,支持其作为转录因子的负调控能力。4个转录组数据集的分析表明,在BrPRR7基因对光暗导引和温度循环导引后的内源昼夜节律性方面,BrPRR7a比BrPRR7b到达转录高峰更早,且BrPRR7a比BrPRR7b的最大转录水平更高;BrPRR7a和BrPRR7b基因在轻度干旱处理下的最大转录水平有少量的上升,暗示了它们在干旱胁迫状态下对植物生命活动进行微调的潜在作用。综合以上结果,推测BrPRR7a和BrPRR7b基因在白菜中均保留了拟南芥生物钟AtPRR7基因的部分功能,此外,也具有潜在的进化出新功能的可能性。该研究为白菜生物钟基因的功能及分子调控机制研究奠定了一定的基础。 相似文献
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植物miRNA是广泛分布于植物基因组的长度在22个核苷酸左右的内源性非编码调控RNA,是真核生物基因表达的一类负调控因子,主要通过指导靶基因的切割或降低靶基因的翻译从转录后水平上抑制植物基因表达,在控制植物的发育、开花时序、新陈代谢、应激反应等方面起着重要的作用.已知植物miRNA在转录后水平上抑制基因表达,主要是通过导致mRNA的裂解,对抑制目标转录物的翻译起作用.综述了植物miRNA形成、作用机理、功能和研究方法等方面的研究进展. 相似文献
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《天津农业科学》2020,(7)
随着高通量测序技术和质谱技术的兴起与发展,全基因组学、转录组学、蛋白质组学等多种组学技术被广泛的应用于生物研究领域用以深入探究细胞或组织中基因和蛋白的表达模式及调控机理。转录组测序和蛋白质谱技术是当前研究基因和蛋白功能的主要技术手段,但因从mRNA到蛋白质的翻译过程受到转录及转录后水平、翻译及翻译后水平等多种不同水平的调控影响。转录组结果和蛋白组结果二者间相关性较低,匹配度较差,无法对基因和蛋白的功能及调控途径进行最为有效的机制分析,而翻译组学技术作为蛋白质组学与转录组学之间的"桥梁",可以提供参与核糖体翻译过程的RNA信息,显著增加了RNA和蛋白质之间的相关性,揭示了RNA到蛋白质的中间进程,为阐释转录本丰度与蛋白质丰度之间差异原因,分析遗传信息从核苷酸到氨基酸的过程途径提供了技术支撑。本文介绍了目前翻译组学中最常用的四种技术方法的原理、应用以及优缺点,以期为将来利用翻译组学技术手段开展相关研究提供参考。 相似文献
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细菌染色体上的毒素-抗毒素(toxin-antitoxin,TA)系统通过转录水平和转录后水平调控毒素活性,从而控制细胞的生长速度和死亡,使细菌适应各种环境胁迫。为了证明集胞藻PCC 6803染色体上relNEs TA系统的转录调控,构建了以无启动子的β-半乳糖苷酶(lacZ)基因为报告基因的重组质粒,并测定含转录融合重组质粒的大肠杆菌细胞的β-半乳糖苷酶活性。结果表明,抗毒素RelN能显著抑制relNEs启动子的转录活性,而毒素RelEs能部分减弱这种抑制作用,提示relNEs系统的编码产物对该操纵子具有反馈调控作用。 相似文献
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综述了高温对植物生理生化与生长发育的影响,植物对高温胁迫的反应,以及包括转录、翻译和翻译后调节在内的植物基因表达调节机制的研究现状,并提出了今后高温条件下植物基因表达调节机制的研究方向,以期为进一步解析植物响应高温的分子机制和作物耐高温遗传改良提供参考。 相似文献
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经过长期的自然演化,昆虫生命活动和行为中有着明显的昼夜和季节的节律性周期变化——生物钟(circadian clock)。鳞翅目昆虫是当前物种最丰富的昆虫群体,包括蝴蝶和飞蛾约16万种,其中近70%的重要农林害虫属于鳞翅目。而鳞翅目昆虫生物钟的研究进展对于深入剖析鳞翅目昆虫丰富多变的生理行为调控机制,有效开展鳞翅目经济昆虫的生产及农林害虫防治具有重要意义。总结了昼夜节律生物钟对鳞翅目昆虫孵化与取食、生长与变态、生殖与滞育、求偶与迁飞等生理行为的影响,重点概述了鳞翅目昆虫生物钟分子调控机制、生物钟与内分泌激素协同调控机制等重要研究进展,并基于生物钟原理探讨了鳞翅目昆虫与植物协同进化关系及重要生态意义,展望了将生物钟理论应用于农业害虫防治和经济昆虫饲养改良的应用前景。 相似文献
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近年来,药用植物遗传转化技术取得了很大进展,并成功培育出多种转基因药用植物。本文从外源基因整合水平、转录水平和翻译水平三个方面,对转基因药用植物分子检测技术研究进展进行了综述。 相似文献
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介绍了热休克蛋白的分类,概括了热休克蛋白的独特特点,阐明了热休克蛋白在转录水平和翻译水平上的调节过程。 相似文献
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An unusual property of the circadian timekeeping systems of animals is rhythm "splitting," in which a single daily period of physical activity (usually measured as wheel running) dissociates into two stably coupled components about 12 hours apart; this behavior has been ascribed to a clock composed of two circadian oscillators cycling in antiphase. We analyzed gene expression in the hypothalamic circadian clock, the suprachiasmatic nucleus (SCN), of behaviorally "split" hamsters housed in constant light. The results show that the two oscillators underlying the split condition correspond to the left and right sides of the bilaterally paired SCN. 相似文献
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In mammals, the central circadian pacemaker resides in the hypothalamic suprachiasmatic nucleus (SCN), but circadian oscillators also exist in peripheral tissues. Here, using wild-type and cryptochrome (mCry)-deficient cell lines derived from mCry mutant mice, we show that the peripheral oscillator in cultured fibroblasts is identical to the oscillator in the SCN in (i) temporal expression profiles of all known clock genes, (ii) the phase of the various mRNA rhythms (i.e., antiphase oscillation of Bmal1 and mPer genes), (iii) the delay between maximum mRNA levels and appearance of nuclear mPER1 and mPER2 protein, (iv) the inability to produce oscillations in the absence of functional mCry genes, and (v) the control of period length by mCRY proteins. 相似文献
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分析光照对泌乳期小鼠下丘脑视上核(SCN)及乳腺组织内生物钟基因Clock表达的影响.采用荧光定量RT-PCR法测定不同光照条件下SCN和乳腺组织中Clock基因的昼夜表达规律.试验发现Clock基因的mRNA不但在SCN,而且在乳腺组织也具有昼夜节律性表达.在光照-黑暗交替光制下,SCN和乳腺组织Clock基因的mRNA表达的峰值相位存在约6 h的相位差;在全黑暗条件下,Clock基因的mRNA表达存在昼夜节律,SCN和乳腺组织Clock基因的mRNA表达的峰值相位基本同步.结果显示,Clock基因的昼夜节律表达具内源性特征;光照影响Clock基因mRNA的表达. 相似文献
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Circadian rhythm of redox state regulates excitability in suprachiasmatic nucleus neurons 总被引：1，自引：0，他引：1
TA Wang YV Yu G Govindaiah X Ye L Artinian TP Coleman JV Sweedler CL Cox MU Gillette 《Science (New York, N.Y.)》2012,337(6096):839-842
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Eukaryotic microorganisms, as well as higher animals and plants, display many autonomous physiological and biochemical rhythmicities having periods approximating 24 hours. In an attempt to determine the nature of the timing mechanisms that are responsible for these circadian periodicities, two primary operational assumptions were postulated. Both the perturbation of a putative element of a circadian clock within its normal oscillatory range and the direct activation as well as the inhibition of such an element should yield a phase shift of an overt rhythm generated by the underlying oscillator. Results of experiments conducted in the flagellate Euglena suggest that nicotinamide adenine dinucleotide (NAD+), the mitochondrial Ca2+-transport system, Ca2+, calmodulin, NAD+ kinase, and NADP+ phosphatase represent clock "gears" that, in ensemble, might constitute a self-sustained circadian oscillating loop in this and other organisms. 相似文献
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The rotation of the earth results in regular changes in the light environment, and organisms have evolved a molecular oscillator that allows them to anticipate these changes. This daily molecular oscillator, known as the circadian clock, regulates a diverse array of physiologies across a wide variety of organisms. This review highlights a few of the insights we have into circadian clock regulation of development, in both plants and animals. A common thread linking plants and animals is the use of the circadian clock to sense changes in day length and to mediate a diverse number of photoperiodic responses. 相似文献
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Huang W Pérez-García P Pokhilko A Millar AJ Antoshechkin I Riechmann JL Mas P 《Science (New York, N.Y.)》2012,336(6077):75-79
In many organisms, the circadian clock is composed of functionally coupled morning and evening oscillators. In Arabidopsis, oscillator coupling relies on a core loop in which the evening oscillator component TIMING OF CAB EXPRESSION 1 (TOC1) was proposed to activate a subset of morning-expressed oscillator genes. Here, we show that TOC1 does not function as an activator but rather as a general repressor of oscillator gene expression. Repression occurs through TOC1 rhythmic association to the promoters of the oscillator genes. Hormone-dependent induction of TOC1 and analysis of RNA interference plants show that TOC1 prevents the activation of morning-expressed genes at night. Our study overturns the prevailing model of the Arabidopsis circadian clock, showing that the morning and evening oscillator loops are connected through the repressing activity of TOC1. 相似文献