茶树生长素受体基因CsTIR1的克隆与表达分析

吲哚-3-乙酸(又称IAA或生长素),在植物生长发育中具有重要的调控作用,其作用主要通过信号转导途径来完成。生长素受体是其信号转导的关键元件之一。本研究通过RACE克隆,获得了茶树中生长素受体Cs TIR1基因的c DNA全长序列(NCBI登录号:JX050147)。Cs TIR1序列全长2 315 bp,含1 746 bp的完整开放阅读框,编码581个氨基酸,预测分子量65.18 k D,理论等电点(p I)5.64。茶树Cs TIR1与烟草TIR1的相似性最高达82%,亲缘关系最近。Cs TIR1含有1个F-box结构域和6个LRR结构域,三级结构形如"蘑菇状"。Cs TIR1在茶树的根、茎、叶和花中具有组织表达特异性;其表达受IAA诱导,3种不同浓度的IAA均能诱导Cs TIR1上调表达,且在50μmol·L-1浓度下表达量最大;ABA、GA3、Me JA和BR等激素也能够显著上调其表达;Cs TIR1在越冬休眠芽中的表达量低,在活跃期中上调表达。

番茄SlmiR393基因超表达载体的构建及其靶基因鉴定

为研究番茄(Lycopersicum esculentum)的SlmiR393基因功能,采用生物信息学方法从番茄基因组数据库中获得SlmiR393的前体序列及其潜在的靶基因。以基因组DNA为模板,克隆了番茄SlmiR393前体基因并整合到pLP35S-100植物表达载体;采用5′RACE RT-PCR技术验证SlmiR393对预测靶基因mRNA的剪切作用,采用定量PCR技术检测SlmiR393及其靶标基因在番茄不同组织的表达。结果表明,SlmiR393的前体序列含有完整的茎环结构;成熟miR393与3个生长素受体同源基因(SlTIR1、SlTIR1-like1和SlAFB)之间具有识别作用位点。SlmiR393可对番茄3个靶基因的转录本进行剪切降解;SlmiR393与3个不同靶基因(SlTIR1、SlTIR1-like1和SlAFB)的表达模式在叶和茎、花蕾、花中存在一定的互补关系。因此,推断番茄中的SlmiR393可能在特定的组织或发育时期介导特定的靶基因mRNA的剪切降解,初步证实生长素受体同源基因为SlmiR393的靶基因。此外,成功构建以CaMV 35S为启动子的植物表达载体pLP35S-pre-SlmiR393,为深入研究SlmiR393在番茄生长素信号转导中的功能奠定了基础。

ARF、Aux/IAA和生长素受体对基因表达的调控

本文阐述了ARF和Aux/IAA的作用机制,分析了生长素受体及泛素介导的蛋白质降解途径,概括了生长素调控的基因表达模式。

百子莲生长素受体基因TIR1的全长cDNA克隆及功能分析

采用cDNA末端快速扩增(rapid amplification of cDNA ends,RACE)方法获得百子莲生长素受体TIR1基因cDNA全长序列,对该序列进行生物信息学分析的结果显示,TIR1基因的mRNA序列全长为2 235bp;5’非编码区296bp,3’非编码区172bp;该基因的ORF全长为1 764bp,编码一个含有588个氨基酸的蛋白。百子莲TIR1推导蛋白序列与葡萄(Vitis vinifera)、二穗短柄草(Brachypodium distachyon)、高粱(Sorghum bicolor),玉米(Zea mays)等植物均具有较高的同源性,同源性最高的是葡萄,可达78%。系统进化树表明,百子莲与葡萄距离最近。由α-螺旋,随机卷曲和延伸链组成一个磁状结构,为亲水蛋白,疏水性值为-0.092,在百子莲体细胞胚胎发生过程中,实时荧光定量PCR结果表明TIR1基因表达量在愈伤组织中含量最低,在胚性愈伤组织和体细胞胚胎中含量均有所升高,而在体胚幼苗中表达量最高,表明该基因介导的生长素信号在体细胞胚胎发生过程中发挥着非常重要的作用。

大白菜生长素受体基因家族生物信息学鉴定与表达分析

【目的】对大白菜生长素受体BrTIR1/AFBs基因家族进行系统分析,为大白菜BrTIR1/AFBs基因家族的功能挖掘和性状遗传改良提供理论依据。【方法】利用生物信息学方法,分析大白菜生长素受体基因家族的进化关系、编码蛋白、保守结构域和顺式作用元件。基于NCBI转录组测序(RNA-sep)数据,分析BrTIR1/AFBs基因家族在大白菜不同组织中的表达模式以及在根肿病入侵条件下的表达情况。【结果】从大白菜基因组数据库中鉴定得到10个BrTIR1/AFBs基因。拟南芥、茎瘤芥和大豆生长素受体基因家族多序列比对以及系统进化树分析结果显示:BrTIR1/AFBs基因分为6个亚家族(TIR1、AFB1、AFB2、AFB3、AFB4和AFB5),处于同一亚族的基因具有相似的结构。染色体定位结果显示:BrTIR1/AFBs基因家族成员分布在除Chr5、Chr6和Chr10号染色体之外的7条染色体上,呈现出不均匀分布。顺式作用元件分析结果显示:所有的BrTIR1/AFBs基因家族成员都含有响应生长素、防御和逆境胁迫的作用元件,预示着这些基因可能参与相应的生物学过程。组织表达模式分析发现:10个BrTIR1/AFBs基因的转录本在6个组织中被检测到,且不同组织中的表达量存在明显差异。大白菜BrTIR1/AFBs基因家族成员在根肿病病原菌入侵时表达量发生显著变化。【结论】大白菜生长素受体BrTIR1/AFBs基因家族成员具有保守的基因结构和功能结构域,在大白菜不同组织中发挥着特异的功能,且在抵御病害和干旱等逆境中发挥重要作用。

植物TIR1/AFBs基因家族研究进展

TIR1/AFBs基因家族是一种存在于细胞核中的生长素受体,属于F-box蛋白基因中的一个小亚族。它们通过与相关生长素相结合活化转录因子来促进基因的表达,从而进行调控,是生长素信号转导过程中的关键部分。为了深入研究生长素信号转导机制,从TIR1/AFBs基因家族的发现与结构,家族成员表达模式的差异及对植物生长发育方面的调节等方面概括介绍了TIR1/AFBs基因家族的分子调控机制,总结了TIR1/AFBs基因的功能。最后探讨了TIR1/AFBs基因的研究方向。

龙眼TIR1和ABP1基因的克隆及其在体胚发生过程中的表达分析

采用RT-PCR结合RACE法,分离克隆龙眼(Dimocarpus longan Lour.)胚性愈伤组织生长素受体基因TIR1(Transport inhibitor response 1,即DL-TIR1)和生长素结合蛋白基因ABP1(Auxin biding protein 1,即DL-ABP1),运用生物信息学方法对序列进行分析,并通过实时荧光定量PCR法研究其在龙眼体细胞胚胎(以下简称龙眼体胚)发生过程中的表达。结果表明:DL-TIR1为2328bp的mRNA全长序列(GenBank,GQ870264),包含1个长为1761bp的开放阅读框,5′非编码区为118bp,3′非编码区为449bp,推定的氨基酸序列含586个氨基酸,与其它植物TIR1具有85%～57%同源性;DL-TIR1在龙眼体胚的各阶段均有表达,整个变化趋势呈近似"W"状,在子叶形胚中的表达量最高。DL-ABP1为869bp的mRNA全长序列(GenBank,GQ900592),包含1个长为567bp的开放阅读框,5′非编码区为43bp,3′非编码区为259bp;推定的氨基酸序列含188个氨基酸,与其它植物ABP1具有87%～72%同源性,DL-ABP1在龙眼体胚中整个表达变化趋势也呈现近似"W"状。生长素受体DL-TIR1和"可能的"生长素受体DL-ABP1在龙眼体胚中的变化趋势极为相似。

白菜生长素受体基因家族鉴定及表达分析

生长素在植物生长发育过程中具有多方面的调控作用,生长素受体是生长素信号分子通路的关键组分之一,但目前对大白菜中生长素受体基因相关研究未见报道。本研究在白菜基因组中共鉴定到10个TIR1/AFB (Transport inhibitor response 1/auxin signaling F-box protein)生长素受体基因家族成员,在系统进化树上可聚类为6个分支,并依据其与拟南芥TIR1/AFB家族基因的系统发育进化关系命名为BrTIR1/AFBs。基因染色体定位分析结果表明,这10个BrTIR1/AFB基因分于白菜基因组10条染色体中的7条;外显子-内含子结构分析表明,除BrTIR1C以外,其余基因结构均相似;蛋白结构域分析结果表明,全部BrTIR1/AFB蛋白均含有AMN1结构域,而仅BrTIR1、BrAFB1、BrAFB2和BrAFB3蛋白含有F-box结构域;启动子顺式作用元件分析结果表明,BrTIR1/AFBs启动子含有与生长素、脱落酸、水杨酸以及响应逆境胁迫相关的多个顺式作用元件。通过RT-qPCR分析发现BrTIR1/AFB家族基因组织表达水平存在差异,BrAFB1A、BrAFB1B、BrAFB3A、BrAFB4受盐胁迫诱导表达,BrTIR1A、BrTIR1C和BrAFB3B受根肿菌侵染诱导表达。研究结果可为进一步研究白菜生长素受体基因功能及白菜响应生物及非生物逆境胁迫提供依据。