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1.
番木瓜（Carica papaya L.）隶属于番木瓜科番木瓜属,是一种营养价值高的热带果树,广泛种植于热带和亚热带地区。作为全年结果的典型热带作物,番木瓜易受寒害、旱害等非生物胁迫的影响。然而,目前有关番木瓜的抗逆研究主要集中于导致绝产的病毒病,鲜见针对非生物胁迫的报道。脱水素又名第二类胚胎发育晚期丰富蛋白,属于亲水性高、富含甘氨酸、复杂度低的非结构蛋白,因其与生物的抗逆性密切相关而受到广泛关注。为解决番木瓜生产在地域上的局限性,并进一步提高其品质和产量,积极筛选和鉴定参与非生物胁迫响应的关键基因具有重要的理论意义和应用价值。本研究基于转录组获得的CpDHN1转录本序列,以‘台农二号’番木瓜组培苗叶片为材料,提取总RNA进行反转录,结合RT-PCR技术克隆了该基因636 bp的全长编码区序列,在此基础上对其进行序列、表达特性以及原核表达分析。结果显示,CpDHN1编码211个氨基酸,其理论分子量为24.09 kDa,等电点为5.05,总平均疏水指数为-1.584,不稳定系数为66.51,属于不稳定、高度亲水的细胞核定位蛋白。CpDHN1蛋白富含谷氨酸、赖氨酸和丝氨酸,含有3个保守区域,即2个K片段和1个S片段,符合脱水素蛋白的基本结构特征,属于SKn型脱水素。生物信息学分析表明CpDHN1无跨膜螺旋,其二级结构中以α-螺旋结构占主导。表达分析显示,该基因在根、叶片和韧皮部树液中均有表达,且其表达水平受干旱胁迫调控。同源分析表明,CpDHN1与拟南芥AtLEA4序列相似性最高,为46.8%,而与番木瓜中已报导的另一个脱水素CpDHN的相似性仅为19.4%。研究还构建了CpDHN1的原核表达载体,根据SDS-PAGE结果,CpDHN1在40 kDa处有条中强度的诱导条带,而在55 kDa处有条高亮的诱导条带,可能与其无规结构有关。这些结果为进一步的功能分析与应用奠定了坚实的基础。 相似文献
2.
为给深入研究Ta DHN2基因在小麦抗旱机制中的作用机理奠定基础,并为进一步丰富小麦DHN基因研究内容提供参考,本研究通过筛选石麦15基因组BAC文库和BAC克隆测序方法克隆了Ta DHN2基因及其启动子,并对Ta DHN2基因序列特征、表达模式和启动子功能等进行了分析和探讨。结果表明,Ta DHN2基因含有1个88 bp的内含子,开放读码框长为696 bp,编码1个含有231个氨基酸的脱水素蛋白。Ta DHN2蛋白具有Y-segment、S-segment和K-segment结构域,属于YSK2类型脱水素蛋白。此外,该蛋白含有明显的核定位信号序列S-segment和基序RRKK。Ta DHN2基因受渗透胁迫诱导表达,在根和叶中表达模式类似,叶中表达量显著高于根中。Ta DHN2基因启动子序列长为2 025 bp,预测含有9个脱水响应顺式元件。在转基因拟南芥中,Ta DHN2基因启动子能够启动GUS基因表达,并在渗透胁迫下诱导GUS基因上调表达。以上结果说明,Ta DHN2基因为脱水响应基因,其启动子为渗透胁迫强诱导启动子。 相似文献
3.
WRKY转录因子对于植物抗逆境胁迫具有重要作用,根据先前进行的转录组测序分析,发现StWRKY57在干旱和盐胁迫条件下被诱导上调表达。以马铃薯StWRKY57为研究对象,进行生物信息学分析、表达分析和亚细胞定位,利用qRT-PCR技术分析其组织特异性和非生物胁迫下的表达情况。StWRKY57基因位于马铃薯第8号染色体上,CDS区长762 bp,属于疏水性非跨膜蛋白;同源性分析显示该蛋白与潘那利番茄SpWRKY40的同源性最高;其启动子区包含光响应元件、胚乳表达、参与昼夜节律和激素响应等相关的顺式作用元件;qRT-PCR分析显示该基因在叶中表达量最高,在200 mmol/L NaCl、20%PEG 6000和100μmol/L脱落酸（Abscisic acid,ABA）处理下,均上调表达;亚细胞定位显示该蛋白定位于细胞核中。该研究为马铃薯StWRKY57基因之后的试验提供了理论依据。 相似文献
4.
半胱氨酸蛋白酶(cysteine protease,CP)是植物中重要的蛋白酶家族之一,广泛参与植物的各种生理过程;TaCP3属于papain-like(木瓜蛋白酶)家族的半胱氨酸蛋白酶,在小麦的生长发育及抗逆中起到重要作用。为研究 TaCP3基因的结构特征,以及在干旱、高盐、低温和高温胁迫下的表达情况,从小麦抗旱品种西农538中克隆了 TaCP3基因,该基因仅含1个1125 bp的开放阅读框,编码374个氨基酸,在蛋白氨基端有一个28个氨基酸残基组成的信号肽,羧基端具有木瓜蛋白酶亚家族的保守结构域。生物信息学分析表明, TaCP3与大麦和山羊草半胱氨酸蛋白酶基因相似性最高。同时,本研究构建了pcold-TF/TaCP3原核表达载体,通过转化大肠杆菌BL21(DE3),成功表达了TaCP3重组蛋白,分子量约为40 kD。qRT-PCR结果表明, TaCP3的表达对干旱、高盐、低温和高温胁迫均有响应,初始都呈先降后升的趋势;且对干旱胁迫有强烈的正向响应。 相似文献
5.
NAC转录因子作为植物中数量最大的转录因子家族之一,在植物生长发育及各种逆境胁迫中发挥非常重要的调控作用。本研究以菠萝为试验材料,采用RT-PCR技术克隆得到基因AcoNAC1（GenBank登录号：XM_020225830）,对其进行生物信息学及表达分析。生物信息学分析表明,该基因cDNA序列全长1723 bp,ORF为1062 bp,编码353个氨基酸,相对分子量为38.34 kDa,理论等电点为8.88;其编码蛋白的二级结构由20.40%的α-螺旋（H）和15.30%的β-折叠（E）以及59.21%的无规则卷曲（C）组成,具有NAC典型结构保守域。基因表达分析表明,AcoNAC1基因的表达受低温和干旱胁迫诱导,低温胁迫24 h和干旱胁迫12 h时的表达量最高;在不同成熟期品种中表现出持续的诱导表达,但诱导强度逐渐下降,其中早熟品种谢花后20~50 d及晚熟品种谢花后20~60 d基因表达量均处于较高水平。因此,推测AcoNAC1基因可能参与菠萝逆境胁迫响应以及果实发育与成熟的调控。 相似文献
6.
陆地棉脱水素基因GhDHN1启动子序列分析 总被引：1，自引：1，他引：0
为了筛选棉花抗逆转基因育种的候选启动子,根据陆地棉脱水素基因GhDHN1的cDNA序列和陆地棉基因组序列,利用生物信息学分析方法,获得棉花陆地棉脱水素基因GhDHN1启动子序列。结果表明,该启动子上多个位点含有启动子的基本元件TATA-box和CAAT-box,并含有非生物逆境胁迫响应元件、响应植物激素顺式作用元件、多种光调控相关的顺式作用元件以及胚乳表达顺式调控元件等。推测GhDHN1基因的启动子受光诱导,同时受低温和干旱胁迫等非生物逆境的诱导,参与棉花的生长发育。 相似文献
7.
为了明确油菜NAC家族转录因子在非生物胁迫响应中的功能,通过油菜全基因组鉴定获得了379个Bn⁃
NAC转录因子家族成员,系统进化分析将其分为17个亚族。启动子作用元件分析显示BnNAC家族成员广泛参与
光响应、干旱胁迫响应、低温胁迫响应、生物钟调控等进程,同时参与ABA、茉莉酸甲酯、赤霉素、生长素、水杨酸等
激素信号途径。不同胁迫条件下基因表达分析发现,BnNAC家族基因受温度、盐、渗透等胁迫及ABA诱导调控。过
表达BnNAC253 基因使拟南芥对盐胁迫、渗透胁迫和ABA处理更为敏感。 相似文献
8.
胚胎发育晚期丰富蛋白(LEA)是一个小的高亲水性的蛋白家族,该蛋白家族在逆境胁迫下大量积累,保护植物免受逆境胁迫。LEA蛋白可分为7组,其中重复的11-氨基酸基序是第3组LEA蛋白的特征。为深入分析第3组LEA蛋白在小麦响应逆境胁迫中的作用机制,利用芯片技术从小麦表达谱中筛选出一个渗透胁迫诱导表达的第3组LEA蛋白基因TaLEAsm,然后根据该基因序列设计引物筛选石麦15的BAC文库,获得1个含有该基因的BAC单克隆,以该BAC单克隆质粒为模板,通过BAC延伸测序克隆了TaLEAsm基因及其启动子序列,并对TaLEAsm序列特征、表达模式和启动子功能进行了初步分析。结果表明,TaLEAsm基因序列仅含有1个105bp的内含子,其开放读码框长675bp,编码224个氨基酸。TaLEAsm含有10个11-氨基酸重复序列,属于第3组LEA蛋白。低温、高盐和渗透胁迫均诱导TaLEAsm基因上调表达,但在根和叶中表达模式不同。在TaLEAsm基因起始密码子上游1 500bp序列中,预测含有14个逆境响应顺式元件。在拟南芥中,TaLEAsm基因启动子能够启动GUS基因表达,渗透胁迫诱导GUS基因明显上调表达。以上结果表明,TaLEAsm为小麦脱水响应基因,其启动子为渗透胁迫诱导启动子。 相似文献
9.
在对大豆根系盐胁迫抑制差减杂交文库EST序列分析的基础上,利用RT-PCR技术克隆得到了一个大豆Us-pA基因,命名为GmUsp1,其编码一个包含164个氨基酸残基的多肽链。多序列比对和编码蛋白结构分析表明,GmUsp1属于泛应激蛋白(Universal Stress Protein)家族成员之一。其氨基酸序列与蚕豆Vf_enod18序列相似度最高,属于MJ-0577类中含有ATP结合位点的UspA亚族,与MJ-0577有相似的蛋白二级结构。分别采用250 mmol.L-1NaCl、100μmol.L-1ABA和30%PEG 6000进行胁迫处理,耐盐品种文丰7号和盐敏感品种Union的GmUsp1均被诱导表达,二者对胁迫诱导响应时间和表达量存在差异,说明GmUsp1可能参与大豆对非生物逆境胁迫的应答调控。 相似文献
10.
转录因子家族是由含有锌指结构的DOF结构域组成,构成植物特有的转录因子家族之一,在植物的生长发育进程中诸如信号转导、形态建成、抵御环境胁迫等方面都发挥着重要的作用。本研究利用定量PCR技术,探测了8个ZmDOFs基因在玉米6个不同组织的表达模式,结果表明,8个ZmDOFs基因具有不同的组织特异性表达模式,4个主要在幼穗中表达,2个主要在雄花中表达,ZmDOF28主要在苞叶中表达,而ZmDOF38在多种组织中表达,表明在玉米进化的进程中8个ZmDOFs基因表达模式的保守性和特异性。盐胁迫和干旱胁迫时,分别有7个和6个ZmDOFs基因受到明显的诱导,表明ZmDOFs基因广泛参与玉米应答盐胁迫或干旱胁迫响应途径。在铵态氮胁迫和硝态氮胁迫时,分别有7个和8个ZmDOFs基因的表达受到了明显的改变,表明ZmDOFs基因参与玉米应答氮胁迫响应途径,体现了在其历史进化进程中的表达模式和功能的保守性与独特性。本研究为后续研究ZmDOFs基因的功能提供了参考。 相似文献
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甘蔗斑茅的杂交利用及其杂种后代鉴定系列研究(三)--拔地拉与斑茅耐盐性差异分析 总被引：1，自引：0，他引：1
以生长初期的斑茅和拔地拉（对照）为试验材料,分别用4种NaCl浓度（350,250,150,50 mmol/L）处理,测定在NaCl胁迫与正常供水条件下植物的根系活力、叶片的叶绿素含量、丙二醛含量、过氧化物酶活性及同工酶谱、超氧化物歧化酶活性、盐胁迫蛋白的变化.结果表明,斑茅在遭受NaCl胁迫时,通过叶片卷缩、减少叶面积来避免大量失水.在NaCl胁迫处理条件下,斑茅的根系活力、叶绿素含量呈直线下降,与拔地拉的变化相似,但其下降幅度比拔地拉小;而丙二醛含量呈直线上升,但其上升幅度小于拔地拉;随胁迫处理时间的延长,斑茅和拔地拉的过氧化物酶活性、超氧化物歧化酶活性均出现先升后降趋势,但与拔地拉相比,斑茅的峰值出现较晚,且斑茅还产生了与拔地拉不同的盐胁迫蛋白. 相似文献
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为筛选抗旱品种提供依据,本试验从14份红花品种中筛选出2个抗旱品种（PI401470和PI401477 ）和2个干旱敏感型品种（系）（PI560169和川红1号）,并以此4份品种（系）为材料,研究干旱胁迫对红花幼苗光合、渗透调节物质和抗氧化物保护酶等生理生化特性的影响。结果表明,干旱胁迫下,4个红花品种（系）叶片净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）和蒸腾速率（Tr）均呈不同程度的下降趋势,且品种间差异显著（P﹤0.05）;抗旱红花品（系）的各光合特性指标降幅均低于敏感型红花品种（系）。干旱胁迫条件下,渗透调节物质可溶性糖、可溶性蛋白质、脯氨酸含量均上升,保护性酶SOD、POD和CAT活性也均呈升高趋势,且抗旱型红花品种（系）的增长率高于敏感型品种（系）;抗旱型品种（系）MDA含量增长率低于敏感型品种。对11项指标进行主成分分析,提取了2个主成分,以净光合速率、气孔导度、胞间CO2 浓度、蒸腾速率、SOD活性和CAT活性为第一主成分,以可溶性蛋白质和脯氨酸为第二主成分的抗旱性鉴定指标,累计贡献率达89.50％。 相似文献
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植物生长物质冠菌素诱导旱稻、水稻幼苗抗旱性的效应及生理机制 总被引：4，自引：1，他引：3
以旱稻 297 和水稻越富幼苗为材料,在 20% PEG 模拟干旱条件下,研究了植物生长物质冠菌素处理对叶片水分状况、质膜透性、渗透调节物质（脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白）及内源激素（ABA、IAA 和GA3）含量的影响。干旱胁迫下,冠菌素处理可以维持旱稻 297（0.01 μmol/L）和越富（0.1 μmol/L）较高的叶片相对含水量,促进幼苗叶片中脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白的积累,降低质膜透性,维持细胞质膜的完整性;同时,冠菌素（0.01 和0.1 μmol/L）处理明显促进旱稻 297 和越富幼苗叶片中ABA的积累,并改变了 IAA 和GA3 的浓度及比例。冠菌素处理能改善旱稻和水稻幼苗耐干旱胁迫的能力,最适浓度分别为0.01 μmol/L和0.1 μmol/L。 相似文献
14.
NAC转录因子在植物非生物逆境胁迫应答中发挥重要作用,研究芒果MiNAC1基因的功能为芒果的抗逆性育种提供基因资源。干旱、盐和低温等非生物胁迫严重影响芒果的生长发育。前期研究中,课题组从芒果逆境胁迫转录组中获得了一个MiNAC1基因,表达模式分析发现其与芒果的逆境胁迫应答有关。本研究对芒果MiNAC1基因的功能进行了验证。将芒果MiNAC1基因构建到pBI121-MiNAC1超量表达载体中,并利用农杆菌介导的花序浸染法转化野生型拟南芥,对获得的T3代纯合株系进行表型观察分析和逆境胁迫处理。结果显示,转芒果MiNAC1基因与野生型拟南芥的表型类似,转基因不影响拟南芥的莲座叶数量、抽薹时间、开花时间以及开花时的植株高度。逆境胁迫处理：分别用0、200、300、400 mmol/L甘露醇进行干旱胁迫;用0、100、150、200 mmol/L NaCl进行盐胁迫;4℃低温胁迫处理转基因与对照拟南芥植株。结果显示：随着甘露醇处理浓度的增加,转基因株系与对照组拟南芥的根系生长发育均受到抑制,但转基因株系受到抑制的影响显著小于对照组拟南芥,比如在300 mmol/L甘露醇处理时,转基因株系的根长显著增长,OE9的根长是WT的1.51倍,侧根数量显著增加,OE7的侧根数是WT的5倍,另外根冠比分析显示,转基因植株的根冠比显著高于对照植株,OE2的根冠比是WT的1.53倍。盐胁迫和低温胁迫也取得了类似的结果。以上结果表明转芒果MiNAC1基因可以通过增加转基因植株的根长和侧根数量提高其对干旱胁迫、盐胁迫和低温胁迫的抗性。本研究初步揭示了MiNAC1基因的功能,为深入研究MiNAC1基因参与调控芒果逆境胁迫调控网络奠定基础。 相似文献
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研究干旱胁迫下一氧化氮(Nitric oxide,NO)对水稻叶片光合速率、相对含水量及抗氧化系统的影响,旨在揭示NO增强水稻耐旱性的作用机制。以常规粳稻日本晴为材料,在土培条件下于水稻分蘖盛期叶面喷施硝普钠(SNP,NO缓释剂)和/或cPTIO(NO清除剂)后进行干旱处理,6d后,取样并分析叶片各生理指标。结果表明,与清水对照相比,干旱胁迫下,喷施100μmol/L SNP可显著增强水稻耐旱性,叶片表现出较高的相对含水量和光合速率,较低的丙二醛和过氧化氢含量。相反,100μmol/L cPTIO处理的水稻叶片光合速率明显低于对照,相对含水量略低于对照,而丙二醛和过氧化氢含量显著高于清水对照。进一步研究表明,干旱胁迫下喷施外源SNP的叶片具有较高的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性,较低的抗坏血酸(AsA)含量和总谷胱甘肽(GSH+GSSH)含量。此外,外源喷施SNP对水稻叶片过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性影响不大,各处理间差异不显著。总之,以100μmol/L SNP作为NO缓释剂处理的水稻干旱损伤较轻,干旱胁迫下叶片具有较高的SOD及CAT活性,这可能是NO增强水稻耐旱性的主要原因。 相似文献
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脱水素(dehydrin,DHN)是存在于植物体内高度亲水的一类蛋白质,在植物响应和适应干旱、低温和盐渍等非生物胁迫过程中发挥重要作用。本研究在橡胶树已有转录组测序组装序列(TSA)数据的基础上,通过RT-PCR方法克隆了一个新巴西橡胶树(Hevea brasiliensis)脱水素基因HbDHN2,并分析其氨基酸序列。结果表明,HbDHN2含210个氨基酸残基,与HbDHN1同为SK2型酸性脱水素,属于优先响应低温胁迫的脱水素类型(SKn)。 相似文献
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大豆PM2蛋白(LEA3)表达可提高酵母重组子的耐盐性 总被引：2，自引：0，他引：2
大豆PM2蛋白属LEA3(late embryogenesis abundant group3)蛋白.本实验以含大豆PM2基因的重组载体pET28a/PM2为模板,PCR法构建酵母表达载体pYES2/PM2,并转化酵母细胞得到重组菌INV/PM2.SDS-PAGE电泳结果表明,INV/PM2重组菌可被诱导表达分子量约为50 kDa的蛋白条带,与目的蛋白的理论分子量(50 kDa)接近.利用液相色谱-电喷雾质谱对酵母重组子表达的重组蛋白进行分析鉴定.分别测定未转基因重组菌INV/pYES2和转PM2基因的重组菌烈V/PM2在无胁迫、和含1.8 mol/LNaCl、2 mol/L山梨糖培养基中的生长曲线.结果表明大豆PM2蛋白的表达对酵母正常生长没有影响.在含高盐的培养基里,转PM2基因酵母INV/PM2的延滞期短于对照菌.这表明PM2蛋白的表达可以提高酵母细胞的耐盐能力.但是在含山梨糖的高渗培养基里,两种菌的生长情况无明显差异. 相似文献