滇龙胆C2H2基因家族鉴定及响应茉莉酸甲酯诱导表达分析

滇龙胆(Gentiana rigescens)是龙胆药材的基源植物之一,C2H2锌指蛋白是锌指蛋白家族中的一个大家族,其成员在1年生滇龙胆转录中最为丰富,本研究拟在对滇龙胆转录组中C2H2基因家族进行鉴定并分析响应茉莉酸甲酯(MeJA)诱导表达模式,为滇龙胆C2H2转录因子功能研究提供参考。基于滇龙胆转录组数据,利用NCBI、MAFFT、MEME、STRING等在线网站及TBtools软件对其基因信息、进化关系、表达模式等进行分析。结果表明,从滇龙胆转录组中共鉴定出31个含有C2H2保守结构域的序列(GrC2H2 1~GrC2H2 31),编码的氨基酸数量在53(GrC2H2 14)~604个(GrC2H2 31)之间,等电点介于4.23~9.92之间,且31个家族成员都定位在细胞核中,其家族分为10个亚家族,GrC2H2 5、GrC2H2 6、GrC2H2 8、GrC2H2 11、GrC2H2 17、GrC2H2 18、GrC2H2 19、GrC2H2 22、GrC2H2 23和GrC2H2 31共10个转录因子为滇龙胆C2H2转录因子的正调控因子。2种浓度MeJA诱导后C2H2表达模式显示,MeJA浓度越高,GrC2H2基因表达量越高。本研究首次鉴定了滇龙胆C2H2基因家族并分析了其响应MeJA表达模式,可为后续深入研究C2H2基因家族功能及滇龙胆优质品种的选育提供理论参考。

过表达C2H2型锌指蛋白基因PdbZFP26提高山新杨耐盐性

【目的】土壤盐渍化是制约农林资源生产力的主要因素之一。为适应环境,植物会通过启动基因表达及生理和形态结构的变化来减缓盐害。越来越多的研究表明,C2H2型锌指蛋白在植物应答盐胁迫调控网络中扮演重要角色。迄今,关于植物C2H2锌指蛋白生物学功能的研究集中于植物特有的Q型,而对于非Q型C2H2锌指蛋白的认识非常有限。前人从毛果杨中鉴定到109个C2H2锌指蛋白的编码基因PtrZFPs,其中62个编码的蛋白为非Q型锌指蛋白。鉴定、解析耐盐相关C2H2锌指蛋白基因的功能将为深入理解植物应对非生物胁迫的分子机制提供重要资料。通过分析过表达PdbZFP26转基因山新杨的表型以鉴定其功能,本文以期为山新杨抗盐遗传改良提供优良资源及理论基础。【方法】本研究利用实时定量PCR方法分析PdbZFP26的组织器官表达模式及对非生物胁迫和植物激素的响应模式;利用叶盘转化法获得过表达PdbZFP26转基因山新杨,观察转基因和对照株系在盐胁迫处理前后的长势,测定其抗逆生理指标,比较不同株系对盐胁迫的耐受能力。【结果】基于前期表达谱数据分析,从山新杨茎中筛选到一个受盐胁迫诱导表达的C2H2锌指蛋白基因PdbZFP26,该基因编码区为2 061 bp,共编码686个氨基酸。PdbZFP26仅含有一个C2H2锌指结构域,且该结构域中不具备Q型特征基序“QALGGH”。进化树分析显示,PdbZFP26为C型C2H2型锌指蛋白。表达模式分析结果显示,PdbZFP26在茎中特异表达,主要集中在木质部(包含维管形成层);除盐胁迫之外,ABA和BRs会引起PdbZFP26不同程度的上调,其中ABA胁迫诱导的上调幅度最为显著。转基因山新杨表型分析结果显示,盐胁迫条件下,过表达PdbZFP26转基因山新杨的生长明显优于对照,转基因株系的叶绿素含量显著高于对照,MDA和H2O2含量明显低于对照,而SOD、POD、CAT等抗氧化酶活性高于对照。【结论】过表达PdbZFP26可通过增加抗氧化物酶活性来降低过氧化物质的积累,从而提高转基因山新杨对盐胁迫的耐受性。

油棕C2H2基因家族鉴定及低温胁迫下的表达分析

C2H2型锌指蛋白是最常见的锌指蛋白之一,广泛存在于真核生物中,在植物的生长发育、盐、低温、干旱胁迫等非生物胁迫响应中扮演重要作用。本研究以拟南芥C2H2氨基酸序列作为探针,在油棕基因组数据库中进行本地BLASTP比对和保守结构域预测分析,筛选出油棕C2H2型锌指蛋白家族成员,利用生物信息学手段对基因家族成员的理化性质、进化关系、染色体位置、基因结构、保守基序和启动子顺式元件进行分析,并利用转录组数据和荧光定量PCR方法分析EgC2H2基因家族成员在低温胁迫下的表达情况。结果显示:从油棕基因组中共鉴定出73个C2H2型锌指蛋白家族成员,EgC2H2家族成员氨基酸的数目为128~556个,分子量为14176.73~58983.30 Da,等电点为4.99~9.62,不稳定系数为38.84~86.01,亲水性为–1.154~-0.226,亚细胞定位显示C2H2基因家族所有成员均定位于细胞核;系统进化树分析显示EgC2H2家族成员可以分为4个亚家族,EgC2H2家族成员多数归类于第Ⅰ亚家族和第Ⅱ亚家族,且同一亚家族成员的结构域具有较高的一致性;染色体定位结果显示,EgC2H2家族成员不均匀地分布于油棕的16条染色体上;启动子顺式元件分析显示,EgC2H2家族包含许多光响应元件、植物激素响应元件和逆境胁迫响应元件;转录组数据分析显示,大部分EgC2H2基因响应低温胁迫,且大多数EgC2H2基因在耐寒材料中高表达,在冷敏感材料中低表达;荧光定量PCR分析显示,EgC2H2-23、EgC2H2-11、EgC2H2-19、EgC2H2-17和EgC2H2-21显著上调表达,且在耐寒材料中的表达量显著高于冷敏感材料,推测这些基因可能在油棕低温响应中发挥关键作用,可以作为候选基因进一步深入研究。本研究为深入研究油棕C2H2基因家族功能提供理论参考。

金荞麦C2H2-ZFP家族基因分析及FdC2H2-2在芦丁合成积累中的功能表征

C2H2锌指蛋白转录因子在植物生长发育、胁迫响应和次生代谢合成调控等方面发挥重要作用。前期研究发现金荞麦根部类黄酮含量高于苦荞麦可能是由于FdCHI,FdF3H,FdDFR等与类黄酮生物合成相关的基因家族被扩增。然而,参与类黄酮生物合成的C2H2锌指蛋白转录因子家族基因在金荞麦中如何调控芦丁合成尚未见报道。本研究对金荞麦FdC2H2-ZFP转录因子进行了全基因组鉴定和表达谱分析。共鉴定出114个FdC2H2-ZFPs。在对RNA-Seq数据分析基础上,筛选并克隆C2H2锌指蛋白基因FdC2H2-2。该基因具有3个典型的C2H2锌指结构,与拟南芥AtTREE1、AtDAZ3同源性较高。qRT-PCR显示FdC2H2-2基因的表达显著受茉莉酸诱导。此外,过表达FdC2H2-2毛状根中芦丁含量显著高于对照,且其芦丁合成途径中关键酶基因黄酮醇合成酶(FLS)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)与类黄酮3’,5’-羟化酶(F3’5’H)表达量显著提高。以上结果表明,金荞麦FdC2H2-2基因可能通过激活芦丁生物合成关键酶基因FLS、PAL以及F3’5’H的表达,从而正向调控芦丁的积累。本研究为今后解析金荞麦C2H2锌指蛋白基因的功能提供参考。

植物C_2H_2型锌指蛋白的研究进展

锌指蛋白是转录因子的一种,对真核生物的生长发育及逆境胁迫的耐受能力都有着重要关系,而植物C2H2型锌指蛋白是研究较多、较为明确的一种锌指蛋白,该蛋白大部分锌指结构具有一段高度保守的氨基酸序列QALGGH,这是植物中独有的特征,且据报道该C2H2型锌指蛋白与逆境胁迫是相关的。本文主要综述了植物C2H2型锌指蛋白的分类、结构和功能,植物C2H2型锌指蛋白与DNA、RNA和蛋白质的相互作用,以及概述了与盐胁迫、低温胁迫、干旱胁迫、氧胁迫和光胁迫等逆境胁迫相关的植物C2H2型锌指蛋白,最后还对其进一步的深入研究进行了展望,这就为日后利用基因工程技术改良作物品质、提高作物的抗逆性提供了有利条件。

植物C2H2型锌指蛋白的结构与功能

锌指蛋白是一类具有指状结构域的转录因子。根据半胱氨酸(C)和组氨酸(H)残基的数目和位置可将锌指蛋白分为C2H2、C2HC、C2C2、C2HCC2C2、C2C2C2C2等亚类。C2H2型锌指蛋白是最多也是研究最为清楚的一类锌指蛋白,在植物中已经克隆了50多个,主要涉及植物的生长发育和对环境胁迫的应答反应。该类锌指蛋白大部分在锌指区具有植物中特有的QALGGH保守结构,可能涉及调控植物特有的生物学功能。文章主要讨论了植物C2H2型锌指转录因子的结构、对靶DNA的识别及在生长发育和环境胁迫反应中可能的调控功能。

大豆C_2H_2型锌指蛋白基因SCTF-1的克隆及功能分析

锌指蛋白是一类具有手指型结构的蛋白质,其中一些锌指蛋白是转录因子,对真核生物的生长发育及非生物逆境胁迫的耐受能力都有着重要作用。文章从大豆(Glycine max(L.)Merr.)中克隆了一个新的C2H2型锌指蛋白基因SCTF-1(GenBank登录号:JQ692081),该基因包含一个699 bp的开放阅读框,编码233个氨基酸,无内含子,有两个典型的C2H2型锌指结构。锌指结构中有植物锌指蛋白特有的保守氨基酸序列QALGGH。经软件预测分析,其等电点pI=8.33,分子量24.9 kDa。农杆菌介导的洋葱表皮细胞GFP瞬时表达实验结果表明,SCTF-1蛋白能够定位到细胞核中。通过RT-PCR检测发现该基因在大豆叶和花中的表达量较高,在茎和根的表达量相对较低。在对大豆幼苗的低温胁迫中,SCTF-1基因的表达量明显增加。将SCTF-1基因转入烟草(Nicotiana tabacum L.)中,发现SCTF-1基因的过量表达能够明显提高转基因烟草的耐冷能力。

烟草C2H2锌指蛋白转录因子家族成员的鉴定与表达分析

C2H2锌指蛋白转录因子家族在真核生物中具有重要的生物学功能,广泛参与植物叶的发生、花器官的调控、侧枝的形成及逆境胁迫等生命过程。植物C2H2锌指蛋白不仅结合DNA和RNA,而且与蛋白质之间相互作用。本研究利用普通烟草(Nicotiana tabacum)基因组数据库,运用Blastp比对,结合Pfam和SMART分析,鉴定了118条普通烟草C2H2锌指蛋白家族成员;对烟草C2H2锌指蛋白家族进行了进化树分析、结构域分析、物理化学性质分析、染色体定位、基因结构分析、三维结构分析及组织表达分析等。结果表明:不同成员的氨基酸长度差异较大;系统进化及结构域分析显示,所有C2H2家族成员可以被分为5个亚家族,同一亚家族成员之间在结构域和理化性质上呈现较高一致性;每个成员都含有C2H2结构域,在数量上存在较大差异;将所有基因家族成员定位在22条染色体上;组织表达分析表明,每个C2H2亚家族都有成员在不同组织中表达,在叶及根中有些基因的表达量较高。

15μm波长DFB半导体激光乙炔(^(12)C_2H_2)线性吸收稳频

建立 1 5 μm波长标准的工作既是现实应用的需求 ,也将填补波长计量标准系列在近红外波段的空白。本文报导中国计量科学研究院在这项研究中的第一阶段工作 :用国产分布反馈半导体激光 (DFB LD)和自行研制的乙炔 (1 2 C2 H2 )吸收室 ,进行了吸收光谱实验 ,实现了 1 5 μmBFB LD的C2 H2 线性吸收稳频。

催化裂解C_2H_2制备空心碳球

在高岭土负载的镍催化剂上,于850℃催化裂解乙炔制备了直径约500nm的空心碳球。用XRD、TEM、SEM和显微激光Raman光谱对所得的碳球及催化剂进行了表征,并初步探讨了反应机理。

棉花C2H2类型锌指蛋白基因GhSIZ1的克隆及表达分析

通过RT-PCR技术从陆地棉中克隆到1个编码C2H2型锌指蛋白的基因,命名为Gh SIZ1(Stress Induced Zinc finger protein1)。该基因编码239个氨基酸残基,预测蛋白分子量为26.6205 k D,等电点为6.52。Gh SIZ1包含一个C2H2型锌指结构域,在其N端含有保守的L-box,C–末端含有一个转录抑制结构域EAR/DLN-box。系统发育树分析表明Gh SIZ1与可可(XP_007044496.1)和中粒咖啡(CDP00218.1)中的锌指蛋白亲缘关系较近。实时定量PCR分析Gh SIZ1在棉花各组织中均有表达,但在根中表达量最高。低温、高盐、干旱胁迫处理后Gh SIZ1的表达水平显著上调。亚细胞定位分析表明,Gh SIZ1定位在细胞核中。本研究表明,Gh SIZ1可能在棉花响应低温、高盐、干旱等非生物胁迫中起着重要作用。

过表达秋茄C2H2型锌指蛋白基因KcZFP提高烟草耐盐性

基因转录调节是植物对非生物胁迫适应机制的一个重要方面,转录调节因子在胁迫信号转导途径中调节下游基因的表达,在建立植物对胁迫适应性过程中起到重要作用。锌指蛋白是功能多样的转录调节因子蛋白家族,家族成员在植物响应非生物胁迫方面扮演着重要角色。本研究以秋茄C2H2型锌指蛋白编码基因KcZFP为目的基因,在烟草中过表达KcZFP,分析C2H2型锌指蛋白在植物耐盐性中的作用。研究结果显示:转基因株系中,KcZFP表达量显著提高。过表达KcZFP的烟草植株的耐盐性明显提高,在200mmol/LNaCl处理的条件下,KcZFP过表达烟草中脯氨酸水平远高于野生型植株。对光合作用参数比较分析显示,在KcZFP过表达植株中净光合速率受盐胁迫的影响小于野生型植株,光合系统在一定程度上得到了保护。研究结果说明KcZFP作为转录调节因子参与了植物的渗透调节,对植物的耐盐性具有贡献。

番茄C2H2型锌指蛋白的鉴定及生物信息学分析

植物C2H2型锌指蛋白转录因子广泛参与植物的生长发育及对逆境应答反应等生命过程。为了更好地理解番茄中C2H2型锌指蛋白转录因子的种类和数量,利用番茄基因组数据库,鉴定出92条番茄C2H2型锌指蛋白。蛋白质理化分析结果表明,不同亚家族成员的氨基酸长度差异较大,且多为碱性氨基酸;进化树分析结果表明,所有C2H2家族成员被分为5个亚家族,每个亚家族成员数量差异较大;结构域分析显示每个成员都含有C2H2结构域,同一亚家族间结构域的数量、种类、分布具有一致性;染色体定位结果显示,有91个成员定位在12条染色体上;组织表达分析结果表明,C2H2转录因子基因家族成员在各个组织中都有表达,表达量具有差异性。本研究将为番茄C2H2型锌指蛋白的生物学功能分析提供参考。

十字花科植物C2H2型锌指蛋白新基因BcMF20同源序列克隆与进化分析

为获取C2H2型锌指蛋白基因在物种间的分类和进化关系,分析其在基因结构上的保守性,更好地研究该基因在植物花粉发育中的功能,根据白菜花粉发育相关基因BcMF20 DNA序列设计引物,运用PCR技术分别从十字花科芸薹属和萝卜属18种材料中克隆了C2H2型锌指蛋白基因BcMF20的同源序列。经序列比对分析,BcMF20同源基因在DNA序列上的相似性为86.9%～100%,所推导的氨基酸序列相似性为77.6%～100%,在锌指的保守区域,氨基酸序列完全相同。这些结果表明该基因具有较好的保守性,可能在十字花科植物的花粉发育中行使重要的功能。

野生大豆(Glycine soja)C2H2型锌指蛋白基因的克隆与序列分析

根据大豆SCOF-1的CDs区设计特异引物,通过PCR和RT-PCR从野生大豆01-197中克隆到含两个锌指的C2H2型锌指蛋白基因,命名为GjC2H2,GenBank登录号为FJ172776。对其进行核苷酸和氨基酸同源性分析及系统发生分析,结果表明:该基因内部无内含子,长度为702bp,分子量为25.13KD,与其他锌指蛋白基因有很高的同源性,推测其与植物抗逆性有关。

TDLAS型C2H2气体检测系统的光电检测电路研制

C2H2气体在生产生活中具有重要的地位,使用TDLAS技术进行C2H2气体的浓度检测是一种有效的高精度检测方法。本文针对TDLAS型的C2H2气体检测系统,研制了一种用于接收激光检测信号的光电转换电路。在激光信号被C2H2气体选择性吸收后,利用光电探测器将光信号转换为电流信号,再经前置放大电路得到有效的电压信号,之后利用ADS8320芯片将信号采集,并回传给主控芯片LPC2138进行数据处理,最后主控芯片使用RS422通讯将结果传送至上位机,并通过串口调试助手显示。经过实验验证整个电路能够稳定、实时地完成光信号到电信号的转化,其转换精度高,并且具有很强的灵活性,可以应用于其它气体的检测。

C_2H_6在钙钛矿型稀土复合氧化物La-Mn-Co-Cu-O系催化剂上的催化氧化研究

本文采用柠檬酸络合法合成了钙钛矿型LaMn(1-x)/2Co(1-x)/2Cu_xO_3(x=0,0.1,0.2,……0.8)系稀土复合氧化物催化剂;晶体结构分析表明,物相分别为四方和立方,x=0.6,0.7,0.8的试样中含有杂质相(La_2CuO_4、CuO),其余都是单一钙钛矿相;对催化活性检测结果表明,整个系列催化剂在温度380℃以上时活性较显著,掺杂Cu的活性降低;扫描电镜测试表明,随着Cu的掺杂,催化剂颗粒逐渐减小,但颗粒聚合的程度增大。

O（^3P）与C2H2反应机理的量子化学研究

用量子化学计算方法对O(3P)与C2H2的反应进行了研究.在HF/6311++G(d,p),HF/6311++G(3df,3pd),MP2/6311++G(d,p)和MP2/6311++G(3df,3pd)计算水平上,优化了反应势能面上各驻点的几何结构.通过内禀反应坐标(IRC)计算和振动分析,对反应过渡态进行了确认,并确定了反应机理.

HCO^+和HOC^+与C_2H_2气相质子转移反应的理论研究

在 HF,B3LYP和 QCISD(T)水平上研究了 HCO+和 HOC+与 C2 H2 的气相质子转移反应 .结果表明 :高级电子相关效应对研究质子转移过程极为重要 ;HCO+和 HOC+通过质子垂直进攻 C2 H2 的 π-键分别生成中间体 OC· HC2 H+2 和 CO· HC2 H+2 ,最终生成主要产物为π-质子化的乙炔 HC(H) CH+;对于质子转移反应 HOC+比 HCO+更为活泼 .计算结果与实验结果符合得较好 。