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1.
在赤霉素(GA)信号传导过程中,有一类起着负调控作用的蛋白——DELLA蛋白,是GRAS家族的亚家族,因其N端含有DELLA结构域而命名。该蛋白对种子萌发、茎的伸长、下胚轴伸长以及花发育等起着重要的调控作用。本研究主要讲述了DELLA蛋白如何参与多种信号传导,分析了模式植物拟南芥中5种DELLA蛋白对植物生长发育的作用,分别介绍了DELLA蛋白的保守结构域及其作用,总结了目前已知DELLA蛋白的克隆及表达情况,最后对今后DELLA蛋白的研究进行展望,以期更好地揭示DELLA蛋白的调控机制。 相似文献
2.
《分子植物育种》2016,(8)
赤霉素(gibberellins,GA)通过DELLA蛋白的去阻遏作用来调控植物生命循环过程。为研究DELLA蛋白在梨花芽休眠过程表达情况及功能,以不同砂梨品种‘蜜雪梨’和‘黄花梨’为试材,分别采集整个休眠时期花芽,利用转录组测序数据、梨基因组CDS数据库筛选梨DELLA蛋白编码基因Pp GAI。分离并克隆得到两条Pp GAI基因,其开放阅读框(ORF)分别为1 743 bp和1 905 bp,命名为Pp GAI-1和Pp GAI-2,Gen Bank登录号为KU311002和KU311003,编码580和634个氨基酸,预测其均为亲水性蛋白,其蛋白分子量为62.98 k D和69.72 k D。进化树分析表明Pp GAI-1与苹果的亲缘关系最近,而Pp GAI-2与杜梨的亲缘关系最近。荧光定量研究显示在‘蜜雪梨’中两个Pp GAI基因均在休眠期出现一个表达低峰,在休眠解除临界期、休眠解除期和萌动期出现3个表达高峰;在‘黄花梨’中两个Pp GAI基因均在休眠解除临界期明显上调表达,并在萌动期达到最大表达峰值。本研究所获得梨两个编码DELLA蛋白Pp GAI基因对梨花芽休眠解除起到调控作用,且在不同砂梨品种间的休眠调控模式有所不同。 相似文献
3.
《分子植物育种》2016,(11)
DELLA蛋白是赤霉素信号传导通路中一类重要的负调节因子。本研究以珍珠黄杨叶片为试材,利用PCR技术和RACE技术克隆得到珍珠黄杨DELLA蛋白基因Bs GAI1。其c DNA全长2 576 bp,包括1 884 bp完整的ORF,能够编码含有627个氨基酸的蛋白。同时,蛋白相对分子质量为67.39 k D,等电点(p I)为4.99,并且总亲水性平均数为-0.162,预测该蛋白为亲水性蛋白。生物信息学研究表明,Bs GAI1编码蛋白具有DELLA蛋白的典型结构域。实时荧光定量表达分析表明,Bs GAI1基因在珍珠黄杨根、叶、茎和花中都有一定的表达,在根中表达量最低,茎中表达量最高。研究说明,Bs GAI1基因可能在珍珠黄杨茎节间缩短导致矮化的过程中扮演重要角色。 相似文献
4.
叶绿素酶(Chlorophyllase)是所有光合生物叶绿素代谢中最重要的酶之一。叶绿素酶催化叶绿素的水解,产生脱植基叶绿素和叶绿醇。以烟草祖先种和重要野生种为研究对象,以拟南芥CHLOROPHYLLASE 1 (CLH1)为探针,通过同源序列搜索,从数据库中获取普通烟草(Nicotiana tabacum)及祖先种、烟草属重要野生种中的CLH1基因及其蛋白序列,并通过生物信息学分析手段对其编码蛋白的理化特性、氨基酸序列特征、蛋白结构与功能、启动子序列及表达调控特征进行了分析,并以林烟草(Nicotiana sylvestris) Nsyl CLH1为代表,预测了该基因启动子的顺式作用元件,以渐狭叶烟草(Nicotiana attenuata) Natt CLH1为例,预测了该基因的编辑位点。结果表明,栽培烟草CLH1蛋白虽在理化特性上存在差异,但氨基酸序列分析表明这些序列高度相似;对林烟草Nsyl CLH1基因的启动子顺式作用元件分析显示,除光响应作用元件、抗病性作用元件、干旱和盐分等作用元件,还有与茉莉酸甲酯(Methyl jasmonate,Me JA)、赤霉素(Gibberellic acid,GA)、脱落酸(Abscisic acid,ABA)和水杨酸(Salicylic acid,SA)等激素响应相关的元件,表明Nsyl CLH1基因的表达水平受多种因素的影响。最后,基因编辑位点预测显示渐狭叶烟草Natt CLH1可能跨越外显子-外显子连接。为茄科烟草属植物CLH1基因的功能研究、基因编辑及品质育种等提供了理论基础。 相似文献
5.
DELLA基因家族是参与赤霉素信号调节过程的负调控因子,DELLA常与其他转录因子结合,通过影响这些转录因子起作用。为了解析参薯中DELLA基因家族的调控网络,本研究对参薯DELLA基因家族进行鉴定,对其理化性质、系统进化树、保守基序、亚细胞定位预测,赤霉素处理后基因转录谱、互作转录因子进行分析。研究发现,参薯DELLA基因家族包含4个家族成员,都为酸性蛋白。系统进化树分析发现DaDELLA2与拟南DELLA基因处于同一分支,保守基序分析发现除DaDELLA4外,都含有10个蛋白保守序列,DaDELLA定位主要分布在细胞质和细胞核中。根据转录谱发现,赤霉素处理15 d和60 d后,转录因子DaAP2.7-LG16在块茎中表达量最高。分子实验表明DaDELLA2自激活发生在DELLA蛋白N端,与DaAP2.7-LG16存在互作,且互作用主要发生在DELLA蛋白的N端。以上研究对参薯DELLA蛋白基因家族进行初步分析,为进一步的研究提供基础。 相似文献
6.
赤霉素在棉花纤维发育过程中起着重要作用。DELLA蛋白是赤霉素信号传导通路中的一类重要负调节因子。通过同源克隆的方法,克隆了新疆特有棉花栽培种海岛棉中DELLA蛋白的同源基因GbGAI。序列比对分析表明GbGAI编码的氨基酸序列具有DELLA蛋白的典型结构域。构建其过量表达载体,通过农杆菌侵染花序的方法转入野生型拟南芥中,观察表型。转基因株系表现出晚花,株高变矮等赤霉素不敏感突变体的表型。 相似文献
7.
《分子植物育种》2015,(9)
DNA甲基化是一种重要的遗传修饰现象,植物中DNA甲基化主要是通过RNA介导的甲基化路径(RNA direct DNA methylation,Rd DM)而建立。其中ARGONAUTE 4(AGO4)和ARGONAUTE 6(AGO6)基因是该路径中重要的功能基因,它们能够结合24 nt的si RNA,目前烟草(Nicotiana tabacum L)中尚无这2个基因的报道。本文根据拟南芥(Arabidopsis thaliana)At AGO4及At AGO6的蛋白序列,通过同源比对烟草基因组数据库鉴定出烟草7个Nt AGO4及2个Nt AGO6候选基因。根据烟草基因组测序和转录组测序数据,预测了烟草Nt AGO4及Nt AGO6基因结构,结果表明候选基因具有相似的基因结构,均具有PIWI保守结构域。采用MEGA 6.0软件构建进化树,发现栽培烟草具有Nt AGO4及Nt AGO6候选基因。目前关于烟草基因信息的研究比较少,本研究丰富了对烟草AGO4及AGO6基因的认识。 相似文献
8.
非特异性脂质转移蛋白(non-specific lipid transfer proteins,nsLTPs)是植物中大量存在的小分子脂类结合蛋白,具有多种生物学功能。为研究nsLTPs在调控植物应答生物与非生物胁迫的反应中起的作用,本研究以本生烟(Nicotiana benthamiana)为材料,成功克隆非特异脂质转移蛋白NbLTP1全长基因,其开放阅读框序列为360 bp,编码119个氨基酸,分子重量为12.44 kD,为疏水性蛋白,等电点为7.45。对NbLTP1蛋白质三级结构进行了预测和分析,并进一步构建了烟草脆裂病毒(Tobacco rattle virus,TRV)介导的病毒诱导的基因沉默载体TRV:NbLTP1。荧光定量PCR结果表明通过VIGS可以显著抑制NbLTP1基因的表达。此外还通过In-Fusion克隆技术快速成功构建了pCAMBIA1305-NbLTP1-3*HA过量表达载体。本研究为下一步遗传转化、后续研究NbLTP1调控植物防御生物与非生物胁迫的分子机理、培育新种质提供理论依据。 相似文献
9.
异丙基苹果酸合成酶(isopropylmalate synthase, IPMS)和异丙基苹果酸脱氢酶(isopropylmalate dehydrogenase,IPMDH)是亮氨酸生物合成中的重要限速酶,但二者在植物生长发育中的功能鲜有报道。本研究对拟南芥AtIPMDH2基因在大豆中的同源基因GmIPMDH进行了克隆和分析。该基因编码的氨基酸序列中含有Iso＿dh亚家族保守结构域,且启动子中含有大量的光反应元件及激素应答元件。实时荧光定量PCR显示大豆叶片中GmIPMDH的表达量随着植株的生长发育逐渐升高。对GmIPMDH进行了烟草的异位表达和大豆的过量表达,表型分析发现GmIPMDH的过量表达显著提前了烟草和大豆的开花时间,且株高和节数均显著增加。转录组分析显示, GmIPMDH过量表达大豆叶片中的若干开花相关基因及赤霉素合成相关基因的表达量发生变化,推测GmIPMDH可能通过赤霉素合成通路参与赤霉素介导的植物开花诱导和株型调控。本研究首次阐明了GmIPMDH在开花期调控中的作用,为今后进一步研究GmIPMDH调控大豆开花和生长发育的分子机制提供了一定的基础。 相似文献
10.
《分子植物育种》2021,19(15):4873-4879
在烟草中过量表达MYB转录因子LrAN2,能够激活上调花青素生物合成代谢通路,但富含半胱氨酸跨膜结构域蛋白A (CYS)的表达量明显降低。作为植物中一种重要的生物氨基酸,CYS的生物学研究鲜有报道。本研究克隆烟草的CYS基因,其全长为282 bp,编码氨基酸数94个。预测编码的蛋白分子量和等电点分别为24 019.84 Da和5.23,并且序列中没有保守区。实验结果显示该蛋白具有亲水性,主要由α-螺旋(19.35%)和无规则卷曲(65.59%)构成,CYS蛋白质不通过跨膜区,在膜外进行作用。系统发育树显示,烟草CYS基因与辣椒CYS基因亲缘关系最近,其次是番茄的HTC基因和WIH2基因。本研究结果克隆并分析CYS基因编码区序列,为CYS基因的功能研究提供参考依据。 相似文献
11.
钠离子转运蛋白基因在植物抵御逆境胁迫中起重要作用,本研究克隆了高粱钠离子转运蛋白基因SbSKC1(XM_002457691.1),其完整开放阅读框包含1497个核苷酸,编码498个氨基酸残基。氨基酸序列比对及进化树分析表明,SbSKC1与玉米(Zea mays)LOC100382359(NP_001162576.1)具有高度相似性。构建pSH-SbSKC1植物表达载体,利用农杆菌介导法将SbSKC1转入烟草(Nicotiana tabacum cv.Xanthin)。转基因植株经PCR验证后进行300 mmol L~(–1)NaCl胁迫处理,转基因植株的存活率高于野生型,其根长显著高于野生型,而且转基因烟草保持了较高的钾钠离子比。盐胁迫后,转基因烟草的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性显著高于野生型,而过氧化氢(H_2O_2)含量比野生型烟草低37.7%。根据以上结果推断,过量表达SbSKC1基因能够提高烟草的抗盐性。 相似文献
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DELLA家族蛋白是植物GA信号途径的重要阻遏蛋白,能抑制植物的生长和发育,使植株产生矮化的表型。为了明确DELLA基因在蓖麻中的作用和功能,对RcDELLA基因进行生物学信息分析。以蓖麻2129六叶期茎尖的cDNA为模板,根据NCBI公布的DELLA(XM_002533984.2)蛋白基因片段设计引物,克隆该基因,并对其进行生物信息学分析。克隆得到该基因的完整阅读框,该基因编码序列全长为1 701 bp,编码567个氨基酸,推测其分子量为62 550.40 ku,等电点为5.14。二级结构预测表明α-螺旋占40.4%,β-折叠占8.6%,无规则卷曲占51.0%。系统进化树结果表明,RcDELLA先与大戟科巴西橡胶树和麻疯树形成分支。通过PCR扩增得到了RcDELLA基因的完整阅读框,同源性比对结果显示,RcDELLA具有典型的DELLA结构域,与NCBI上公布的其他植物的DELLA蛋白序列具有高度的同源性。系统进化树结果显示,与麻疯树亲缘关系最近,符合进化关系。生物信息学分析将为进一步研究DELLA基因在蓖麻矮化过程中的作用和功能奠定理论基础。 相似文献
13.
《分子植物育种》2020,(17)
本研究以阳光玫瑰葡萄为试材,盛花前1周使用外源GA_3处理花序,发现10 mg/L、25 mg/L、50 mg/L、100 mg/L GA_3均可显著促进花序的伸长,且花序伸长长度与赤霉素浓度正相关。试验进一步用液相色谱检测了不同时期穗轴中GA_3的含量,发现外源GA_3可以短时间内提高幼嫩穗轴中GA_3水平,在处理24 h时GA_3水平达到顶峰,且100 mg/L GA_3处理峰值最大,2 d时GA_3水平迅速回落。通过荧光定量PCR检测了编码赤霉素生物合成过程中第一阶段的关键酶CPS和第三阶段无活性赤霉素转化为活性赤霉素的关键酶GA20ox和GA_3ox的基因,结果显示这三个关键酶的基因呈下调表达,且GA_3处理浓度越高,基因表达水平越低。赤霉素代谢途径上编码负调控蛋白DELLA的基因与对照相比整体呈下调表达,且外源GA_3浓度越高,DELLA基因表达量越低。说明外源活性赤霉素GA_3严重抑制了内源赤霉素合成途径上关键基因的表达,间接抑制了内源赤霉素的合成;同时抑制了代谢通路上负调控DELLA基因的表达,促进花序的伸长。 相似文献
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香豆酸3'-羟化酶(coumarate-3-hydroxylase,C3H)是绿原酸代谢途径中的关键酶之一。为了揭示甘薯绿原酸生物合成途径和挖掘绿原酸合成相关基因,本研究从甘薯中克隆一个C3H的同源基因IbC3H。该基因全长1656 bp,包含一个1530 bp的完整开放阅读框,编码509个氨基酸。IbC3H蛋白具有典型P450家族蛋白结构特征,与牵牛花(Ipomoea nil)、马铃薯(Solanum tuberosum)、浆果状椒(Capsicum baccatum)和烟草(Nicotiana attenuate)中相应蛋白的同源性分别达到97.2%、85.4%、84.8%和84.8%。IbC3H启动子序列中含有脱落酸、赤霉素、乙烯和干旱等多个激素和胁迫响应元件,以及髓细胞组织增生病毒癌基因同源物(MYB)、碱性螺旋-环-螺旋蛋白(bHLH)、和WRKY蛋白等转录因子结合元件。荧光定量PCR结果显示,IbC3H在甘薯叶片中表达量最高,在茎中次之,而在块根中的表达量最低,与甘薯不同组织绿原酸含量正相关。本研究结果为进一步揭示IbC3H在绿原酸生物合成中的功能提供了依据。 相似文献
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植物细胞中核苷酸糖转运蛋白(NST)将胞质溶胶中的核苷酸单糖转运至高尔基体或内质网内,这对于植物细胞壁非纤维素多糖合成时单糖的供应至关重要。本研究从水稻中克隆了一个含有NST蛋白结构域的基因,命名为OsURGT2。对OsURGT2蛋白的理化性质、结构特点、基因启动子中的顺式作用元件及表达模式等进行了预测及分析。结果表明,水稻OsURGT2基因的全长编码序列为1 008 bp,编码335个氨基酸。OsURGT2蛋白为疏水性蛋白,含有9个跨膜结构域和多个磷酸化位点,与一个GDP-甘露糖转运蛋白的三级结构较相似。OsURGT2基因对高、低温和盐胁迫处理有较强的表达响应、受多种植物激素(赤霉素,水杨酸,茉莉酸甲酯)处理诱导表达。结果说明,OsURGT2极有可能编码一个具有某种核苷酸糖转运活性的蛋白,并可能在水稻生长发育过程中应答逆境方面发挥重要作用。 相似文献
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MADS-box基因是调节植物芽生长发育的一类重要的转录调控因子。本研究基于烟草全基因组数据,对烟草(Nicotiana tabacum) MADS-box基因进行了鉴定,并对其理化性质、进化关系、基因结构和保守基序分析,采用RT-qPCR的方法分析了6个MADS-box基因在不同组织的表达特性和腋芽发育过程的表达变化。结果表明,烟草全基因组中有183个烟草MADS-box成员,其CDS序列在321～1 602 bp之间;烟草MADS-box基因分为Type-Ⅰ型(Mα和Mγ)和Type-Ⅱ型(MIKC*和MIKCc)。系统发育树分析发现,NtMADS3、NtMADS25、NtMADS130编码的氨基酸序列与拟南芥(Arabidopsis thaliana)的SVP和AGL24具有较高的同源性,NtMADS53、NtMADS84、NtMADS29编码的氨基酸序列与番茄(Solanum lycopersicum)腋芽发育相关基因SIMBP11有较高的同源性。RT-qPCR结果发现,NtMADS3、NtMADS25、NtMADS29、NtMADS53、NtMADS84和NtMADS130在... 相似文献
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《分子植物育种》2020,(6)
参薯是薯蓣科植物,其块茎有较高的营养价值和经济效益。为探究赤霉素对参薯生长及结块影响,本研究对参薯组培苗进行赤霉素处理,统计与对照组相比结薯时间差异;并检测了赤霉素合成及降解相关基因GA20ox、KO、KAO、GA3ox、GA20ox,赤霉素受体GID1基因(4个)和信号传导的DELLA基因(4个)、SPY、SLY1等24个赤霉素途径基因的表达变化。RT-PCR结果显示赤霉素相关基因在叶、茎中都有表达,仅LSH基因在块茎中特异性表达。统计赤霉素处理参薯的结薯时间表明,赤霉素处理的参薯苗结块时间明显提前。RT-qPCR结果显示赤霉素处理后,4个GID1、GA20ox、DELLA2、SNE等基因表达在所有组织或部分组织显著下降,DELLA1和KAO1表达变化不明显,GRF2在块茎中表达上升。试验结果显示外源赤霉素添加对参薯结薯有诱导作用,且对内源赤霉素合成有一定的抑制,可能通过改变参薯赤霉素含量的平衡而提前进入结薯过程,为将来人工控制结薯时间提供科学数据。 相似文献
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玉米A亚族bZIP转录因子基因ZmbZIP81的克隆、表达与功能分析 总被引：1，自引：0，他引：1
碱性亮氨酸拉链(basic leucine zipper, bZIP)蛋白是真核生物所特有的一类转录因子,对于植物在逆境下的基因表达调控具有重要作用。为丰富对玉米bZIP转录因子功能的认识,本研究以从玉米中克隆到的一个A亚族bZIP转录因子编码基因ZmbZIP81为对象展开。ZmbZIP81基因位于玉米第6染色体,编码区全长2492 bp,由4个外显子和3个内含子组成,编码蛋白含254个氨基酸。研究表明ZmbZIP81基因表达受外源ABA、NaCl和干旱胁迫诱导。过表达该基因的拟南芥植物表现出ABA不敏感和NaCl胁迫抗性增强的表型,推测ZmbZIP81可能作为ABA信号途径的负调控因子参与植物抗逆基因表达调控网络。 相似文献
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为探讨胡桃楸激素调控相关JmDELLA基因在花芽性别分化过程中的调控机理,本研究从胡桃楸转录组测序数据库中筛选出与激素调控相关DELLA基因的差异片段,通过PCR扩增技术获得DELLA基因CDS全长序列,命名为JmDELLA (GenBank登录号:400411)。并利用生物信息学软件对JmDELLA基因进行生物信息学分析,利用RT-PCR对胡桃楸不同器官组织进行表达分析。克隆获得JmDELLA基因的CDS序列全长为1 842 bp,编码613个氨基酸,将该基因编码的氨基酸序列比对和聚类分析,结果表明该基因与核桃(Juglans regia)、薄皮山核桃(Carya illinoinensis)、杨梅(Morella rubra)亲缘关系同源性可以达到80%以上。RT-PCR表达分析表明胡桃楸激素调控相关JmDELLA基因在雌、雄花芽中表达量最高,因此推测该基因参与了胡桃楸花芽性别分化的整个过程。该结果为深入解析胡桃楸雌雄异型异熟性别分化的分子调控机理提供理论依据。 相似文献