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。

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。

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。

甘蓝锌指蛋白转录因子BoC2H2的克隆、定位与表达分析

C2H2型锌指蛋白是植物中最重要的转录调节子之一,主要调控植物的生长发育和胁迫应答反应。本研究通过分析自交不亲和甘蓝未授粉,自花授粉15、30和60min,异花授粉15、30和60min柱头转录组数据,筛选到一个自花授粉诱导上调表达的C2H2型锌指蛋白基因,命名为BoC2H2。BoC2H2开放阅读框756bp,编码251个氨基酸残基,蛋白分子量为26.7kDa,等电点为4.62,是一种亲水性蛋白,不含信号肽和跨膜域,含有C2H2型锌指蛋白家族高度保守的ZnF_C2H2结构域。BoC2H2起始密码子上游2000 bp的核苷酸序列中含有光响应、昼夜节律、茉莉酸响应、防御和应激反应等多种顺式作用元件。通过原生质体亚细胞定位和瞬时浸染烟草,发现BoC2H2蛋白在细胞核和细胞质中表达。BoC2H2在下胚轴、叶片和花中均有表达,柱头中的表达量随发育时间而变化,开花当天后表达量降低。荧光定量PCR结果显示, BoC2H2在自花授粉和异花授粉0～60 min的表达量变化趋势与转录组分析结果基本一致。综上所述,甘蓝BoC2H2属于C2H2型锌指蛋白家族,可能参与了柱头响应花粉刺激的分子过程,这有利于揭示BoC2H2在甘蓝自交不亲和过程中的作用机制,为研究C2H2型转录因子在甘蓝自交不亲和过程中的调控机制提供依据。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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.

N2O-C2H2火焰原子吸收光谱法测定铝合金中钛

运用了N2O—C2H2火焰原子吸收光谱法测定铝合金中含钛量。选择了钛的共振线为364．3nm、灯电流为9mA、燃烧器高度为13mm、N2O-C2H2 火焰等最佳测定条件。在测定过程中对样品干扰因素进行了综合考虑，结果表明：选择N2O—C2H2高温火焰能消除在低温火焰分析时出现的化学和物理干扰，加入适量的偏硼酸锂、氯化锶能消除大量铜、铁的干扰。Ti^2＋的质量浓度在1．0～60μg／mL范围内符合比尔定律，线性校正曲线的回归方程为A=0．0754ρ＋0.0045，方法检出限为0．045μg／mL。方法用于测定铝合金样品中钛，相对标准偏差小于l.0％（n=6）；标准加入回收率在97．3％～98．1%之间。

一个新的C2H2型锌指蛋白cDNA基因的克隆

目的 :从K5 6 2细胞中克隆新的锌指蛋白cDNA基因片段。方法 :提取K5 6 2细胞中总RNA ,逆转录后 ,用CX2C和H -CLink引物进行加端PCR ,扩增产物经限制性内切酶酶切后 ,重组至 pGEMTZf(+ )载体 ,用末端终止法测定插入片段的序列。结果 :测出五个插入片段的序列。与GenBank核酸数据库中的已知序列进行同源性比较分析 ,发现一个序列为新的cDNA基因片段。该基因编码产物至少含有五个C2H2型锌指结构。结论 :从K5 6 2细胞中克隆出一个新的C2H2型锌指蛋白cDNA基因片段 ,为测定该基因的全序列和功能研究奠定了基础。

人C2H2型锌指蛋白基因ZNF194全长cDNA的克隆

用一个含有锌指编码序列的人cDNA片段(L2～9)作为探针杂交筛选人肝组织cDNA分子库,得到8个杂交阳性克隆,经测序和拼接后,将其整合为一条长1838bp的cDNA序列.该序列的221～1642bp为一个完整的开放阅读框,编码了一个由473个氨基酸组成的蛋白质,1～220 bp为5’-UTR,1643～1838 bp为3’-UTR,在1801～1806bp有一个加尾信号序列AATAAA,3’端为18 bp的polyA.编码蛋白质已被HGMW命名为ZNF194.全长cDNA在GenBank登录为No.U95044.ZNF194蛋白的N端有一个KRAB-A box,C端含10个C_2H_2型锌指结构.该基因呈泛在性表达,经用FISH方法定位,结果显示它位于染色体19q13.3～13.

掺杂硫化钼对油中特征气体C2H2的吸附性能

乙炔(C2H2)是油浸式变压器故障的重要故障特征气体,其组分浓度和产气速率可有效反映电力变压器油纸绝缘性能。为实现油中C2H2特征气体的快速、准确、有效检测,提出一种基于金属掺杂硫化钼(MoS2)基半导体气体传感器的油中C2H2特征气体检测方法。基于第一性原理计算了本征及贵金属(Au和Ag)掺杂MoS2材料对油中特征气体C2H2的吸附特性。计算并比较了吸附能、电荷转移量、电子态密度等吸附特性,结果表明掺杂MoS2对C2H2的吸附为化学吸附,而本征MoS2则显示出物理吸附特性,强度为Au掺杂MoS2>Ag掺杂MoS2>本征MoS2。理论计算所得吸附特性结果,有利于完善MoS2材料的气敏机理,为基于MoS2传感器的油中故障特征气体检测奠定了基础。

C2H2、C2H4与K在Ru（1010）表面上共吸附的UPS研究

利用角分辨紫外光电子谱对乙烯和乙炔气体在Ru(1010)表面的吸附及与K的共吸附的研究结果表明：当衬底温度超过200K，乙烯即发生脱氢反应，σCH和σCC能级均向高结合能方向移动。在室温下，σCH和σCC能级位置与乙炔在Ru(1010）表面的吸附时的分子能级完全一致。乙烯发生脱氢反应后的主要产物为乙炔。衬底温度从120K到室温，Ru(1010）表面上乙炔的σCH和σCC能级均未发现变化。室温下乙炔仍然可以在Ru(1010）表面以分子状态稳定吸附。在有K的Ru(1010）表面上，室温时σCC谱峰几乎。碱金属K的存在促进了乙炔的分解。