青杄转录共激活因子PwMBF1c的功能研究与验证

克隆通过青杄干旱转录组筛选到的差异候选基因PwMBF1c,对其生物学功能进行分析和验证,以期能够解析青杄的耐旱机理,并为培育优良抗逆林木品种提供基因资源。利用RT-qPCR技术分析PwMBF1c对干旱、高温、低温及激素处理的响应。瞬时转化烟草叶片和洋葱表皮细胞检测PwMBF1c的亚细胞定位。利用酵母单杂验证PwMBF1c的转录活性。在拟南芥和马铃薯体系中验证了PwMBF1c抗旱应答的功能。PwMBF1c主要在成熟叶中表达,其转录水平受干旱、高温、水杨酸(SA)诱导上调;PwMBF1c的C端具有转录激活活性,而N端和全长不具有转录活性;PwMBF1c定位于细胞膜、细胞质和细胞核;过表达PwMBF1c显著提高了拟南芥和马铃薯的耐旱性。干旱胁迫下,与对照组Col-0和VC相比,过表达拟南芥株系PwMBF1c-L1和PwMBF1c-L2存活率更高,叶绿素含量较高,MDA含量较低;在PEG处理后,与野生型马铃薯Y5相比,过表达PwMBF1c显著提高了苗高。PwMBF1c的表达水平受干旱等多种逆境和激素的诱导,PwMBF1c主要定位于细胞膜、细胞质和细胞核,且该蛋白的C端具有转录激活活性。PwMBF1c能够显著提高转基因拟南芥和马铃薯的耐旱性。

青花椒抗性基因ZaMBF1家族的生物信息学分析和逆境响应研究

【目的】探究青花椒抗逆调控基因ZaMBF1基因家族特征和非生物胁迫下的表达模式,为青花椒抗性育种提供重要的基因来源和理论基础。【方法】结合近年发表的青花椒基因组数据,综合利用生物信息学研究方法和荧光定量PCR技术,解析了多蛋白侨联因子MBF1家族(multiprotein bridging factor 1)的核酸和蛋白序列特征,探究了ZaMBF1s对盐胁迫和脱落酸处理后的响应模式。【结果】青花椒共有3个MBF1家族成员,分别为ZaMBF1a、ZaMBF1b和ZaMBF1c。其中ZaMBF1a和ZaMBF1b编码序列长度均为429 bp,分别位于26号和32号染色体,而ZaMBF1c编码序列长度为453 bp,位于4号染色体;青花椒ZaMBF1s均为亲水性的不稳定蛋白,其核酸序列和对应的启动子序列均含有丰富的WRKY、bHLH等抗逆调控基因结合位点和顺式作用元件;ZaMBF1家族基因在NaCl外源处理3h后即可快速响应,并在处理后12h再次极显著上调,尤其是ZaMBF1c的上调最为显著;同时,外源处理12h也是ZaMBF1家族基因响应ABA处理的重要时间点。【结论】青花椒ZaMBF1家族成员可以参与抗逆调控过程,并对外源盐和脱落酸处理具有显著响应。本研究所获结果对于探究ZaMBF1基因的分子功能,揭示青花椒抗逆性的调控机制提供了丰富的数据支撑。

条锈菌诱导的小麦MBF1转录辅激活因子基因的克隆及其特征分析

应用电子克隆和RT-PCR方法,从小麦叶片中分离出一个条锈菌诱导的编码MBF1基因的cDNA序列,暂被命名为TaMBF1a。TaMBF1a包含一个完整的429 bp的开放阅读框,编码142个氨基酸,具有MBF1保守结构域;小麦TaMBF1a氨基酸序列与水稻OsMBF1相似性达92%,与拟南芥AtMBF1a相似性达80%。TaMBF1a编码的蛋白可能是核蛋白,且该基因在小麦根、茎、叶组织中表达量基本一致。在小麦与条锈菌的亲和、非亲和互作中,TaMBF1a基因均受条锈菌诱导高水平表达,且非亲和组合表达量高于亲和组合。外源植物激素水杨酸、乙烯、脱落酸也可诱导该基因快速上调表达,表明TaMBF1a可能通过水杨酸、乙烯等信号途径参与小麦对条锈菌的防御反应。

百合转录辅激活因子LlMBF1c基因的克隆与表达分析

为了深入研究百合响应高温胁迫的分子机制,本研究以麝香百合杂种系品种白天堂为试验材料,从中分离得到1个MBF1c基因,其开放阅读框为438 bp,编码145个氨基酸,蛋白质分子量为15 900,理论等电点为10. 22。多序列同源比对和进化树分析表明百合MBF1c具有典型的MBF1和HTH结构域,归属c亚型MBF1,因此将克隆到的基因命名为LlMBF1c。亚细胞定位结果表明,LlMBF1c可能介导了热激信号由细胞质向细胞核的转导。实时荧光定量PCR分析结果表明,LlMBF1c在叶中的表达量最高,根中次之,鳞茎中最低; LlMBF1c的表达受热激诱导。表明,LlMBF1c基因可能与百合的热激反应密切相关。

大麦MBF1基因的电子克隆与生物信息学分析

通过同源比对,对大麦MBF1s基因进行了电子克隆,并通过生物信息学的方法对其及编码蛋白质进行了预测和分析。结果表明,克隆到大麦MBF1家族3个成员Hv MBF1a、Hv MBF1b和Hv MBF1c,三者所编码蛋白质均包含典型的MBF1和HLH结构域,无可识别的信号肽和跨膜区,均为亲水性蛋白,含有数个可能的磷酸化位点。电子表达谱结果表明,3个成员在大麦的大部分组织器官中都有表达,而Hv MBF1a和Hv MBF1b对所分析的胁迫处理响应不明显,Hv MBF1c的表达受各种处理的剧烈诱导,Hv MBF1c可以作为大麦和其他作物抗逆性分子育种的重要候选基因。

紫花苜蓿MsMBF1c基因在拟南芥中表达提高转基因植株的耐热性

高温能危害植物的生长发育,是限制紫花苜蓿在南方地区推广的主要非生物胁迫因素之一。从“中苜1号”紫花苜蓿品种克隆获得紫花苜蓿多桥蛋白1c(Medicago sativa Multi protein Bridging Factors 1c,MsMBF1c)全长编码序列,发现紫花苜蓿MsMBF1c蛋白与拟南芥AtMBF1c蛋白同源相似性高达72%。分析MsMBF1c在根、茎、叶、花和果实等不同组织中,以及在高温、干旱以及高温和干旱组合胁迫条件下的表达模式,发现该基因在不同组织中的表达强度依次为花>根>叶>茎>果实;MsMBF1c显著受高温、干旱以及高温和干旱组合诱导,分别被上调4.21、2.15和4.59倍。构建pBI121-35S:MsMBF1c过量表达载体并转入模式植物拟南芥(wild type,WT),在T 3代获得卡那抗性不分离的过量表达株系(over expression,OE);利用OE与Atmbf1c突变体(mutant,MUT)杂交的方法获得互补株系(complementary,COM),并通过PCR与qRT-PCR的方法进行分子和表达验证。平行比较OE、COM、MUT以及WT等不同拟南芥株系在高温胁迫后的种子发芽率和幼苗存活率,在正常情况下,OE、COM、MUT以及WT拟南芥株系种子的发芽率没有显著差异(97.6%~100.0%),高温胁迫后,WT发芽率下降到71.7%,MUT发芽率下降到66.0%,显著低于WT(P<0.05);而COM与3个独立的OE株系的发芽率达79.3%~87.0%,显著高于WT(P<0.05)。在幼苗耐热试验中,OE、COM、MUT以及WT株系的存活率在正常条件下差异不显著,高温胁迫后,WT幼苗存活率下降到16.7%,MUT下降到10.0%,显著低于WT(P<0.05);而COM与3个独立的OE株系存活率下降到40.0%~76.7%,显著高于WT(P<0.05)。利用real-time PCR方法,分析HSFA1a、HSFA2、HSFA3、HSFB 1、WRKY 25、WRKY 18、DREB2a等耐热调节关键基因在OE、MUT和WT拟南芥株系的相对表达情况,在正常条件下,HSFA2、WRKY 18与DREB2a在MUT株系中的表达显著低于WT(0.33~0.47)。而在OE株系中,除HSFA1a外,HSFA2、HSFA3、HSFB 1、WRKY 25、WRKY 18、DREB2a的表达相对WT株系都有不同程度上调,幅度为1.74~3.80。高温胁迫后,与WT相比,HSFA2、HSFA3、HSFB 1、WRKY 18与DREB2a在MUT株系中的表达中被显著下调,在OE株系中,只有WRKY 18显著高于WT外,其余基因的表达在OE与WT株系中差异不显著。综合分析,MsMBF1c是一个功能比较保守的耐热调节基因,过量表达MsMBF1c能够互补拟南芥mbf1c突变体耐热缺失表型,并能够增强拟南芥在种子萌发与幼苗生长阶段的耐热性。MsMBF1c可能与AtMBF1c一样,与其他耐热调节关键基因互作调节植物耐热性。

猪MBF1基因的克隆与序列分析

克隆了MBF1基因875 bp的c DNA序列和1 919 bp的基因全序列(登录号:EF 625885)。序列分析表明,猪MBF1基因序列与人、小鼠的相似性分别为89%和88%,氨基酸序列与人和小鼠的相似性分别为99%和97%,猪MBF1基因包含5个外显子和4个内含子,内含子的剪接方式都符合"GT-AG"法则;组织表达谱分析表明MBF1基因在心、肝、脾、肾、子宫中表达量较高,在胃和小肠中低表达。

紫花苜蓿高温诱导启动子pMsMBF1c的克隆与功能分析

植物耐热性受复杂而精细的调控。热诱导启动子能经济、高效的激活或关闭耐热调节途径关键基因的表达,在植物功能基因组研究与现代分子育种技术中起十分重要的作用。以紫花苜蓿耐热候选基因MsMBF1c的编码序列为基础,采用酶切连接的方法分离获得了其上游1748bp序列,生物信息学分析发现该区域具有HSE与GATA结合位点等2个与植物耐热调节相关的保守模体,此外还有5个ABA应答元件(ABRE、MYB2、MIC2、CBF与DPBF)和2个MYB蛋白结合位点,说明MsMBF1c除了参与植物耐热性调节外,还可能参与其他抗逆性调节。构建pBI121-MsMBF1c::GUS双元载体转化野生型拟南芥,荧光定量分析热诱导后的转基因植物中GUS与AtMBF1c基因的表达发现其分别上调了5.4与4.8倍,并且高温诱导下转基因植株的组织化学染色分析同样证明MsMBF1c启动子显著受高温诱导。分离获得紫花苜蓿MsMBF1c启动子序列并转化拟南芥,并且从生物信息学、组织化学染色与基因表达等方面验证该序列能显著被高温诱导,为探讨紫花苜蓿耐热调控机制及通过分子生物技术改善紫花苜蓿耐热性提供理论支撑,最终为培育适应南方高温气候条件的紫花苜蓿新品种提供技术储备。

番茄LeMBF1基因的克隆及其在温敏型长花柱突变体T431中的表达

从番茄长花柱突变体T431的低温差减文库中筛选出了1个编码转录辅激活因子基因的EST,获得全长后命名为LeMBF1。LeMBF1基因包含一个420bp的开放阅读框,编码140个氨基酸,其氨基酸序列与马铃薯的StMBF1相似性最高为97%。半定量RT-PCR结果表明：LeMBF1在常温下于T431的根、茎尖生长点、叶中均有表达,但茎尖生长点中表达量极低;将花芽分化期的T431经低温处理3,6,9d后,LeMBF1在根中的表达量不变;在低温处理初期叶中表达量略有增加,随后降低;低温处理3d在茎尖生长点表达量明显增加,其后逐渐降低,推测LeMBF1可能参与花器官的形态建成,抑制T431的花柱伸长。

新转录辅激活子多蛋白桥梁因子MBF1的研究进展

简述了MBF1的结构和功能,并从分子水平上介绍了MBF1关于基因表达调控的研究进展。

猪MBF1基因的多态性及与生产性状的关联分析

分离克隆了猪MBF1基因第4外显子的序列,测序发现在18 bp处存在T/C突变,引起Taq I酶切多态。利用PCR-RFLP方法对国内外4个猪种MBF1基因第4外显子的多态性进行分析发现,在国外猪种中等位基因T的的频率占优势;在中国猪种中C等位基因的频率占优势;在437头大梅F2代资源家系中进行性状关联分析发现该多态与瘦肉率、板油重、肩部背膘厚、眼肌高、眼肌宽、眼肌面积显著相关(P<0.05)。

灰葡萄孢菌诱导的百合转录辅激活因子LlMBF1a基因的克隆及其特征分析

转录辅激活因子MBF1a参与了植物对病原真菌的防御反应。利用电子克隆结合RT-PCR技术从百合中分离了LlMBF1a基因,其开放阅读框长429 bp,编码142个氨基酸。LlMBF1a分子量为15. 53 ku,理论等电点为10. 12,为稳定的水溶性非分泌蛋白,含有典型的MBF1结构域和α螺旋-转角-α螺旋模序。亚细胞定位分析表明,LlMBF1a主要在细胞核中表达。LlMBF1a在根、茎、鳞茎、叶中的表达量无显著差异,受灰葡萄孢菌侵染诱导表达且在相对抗病品种中持续高水平表达,表明LlMBF1a可能参与了百合对灰霉病的抗性反应。

小麦多蛋白桥梁因子基因TaMBF1c的克隆与表达分析

多蛋白桥梁因子(multiprotein bridging factor 1,MBF1)是一类广泛存在于植物中的转录共激活因子,在植物生长发育和逆境响应过程中发挥重要作用。为进一步了解该蛋白的功能,利用同源克隆法从小麦中获得MBF1基因,根据其染色体位置分别命名为TaMBF1c-A、TaMBF1c-B和TaMBF1c-D,通过生物信息学方法分析其蛋白序列特征、蛋白三级结构及顺式作用元件,并利用RT-qPCR技术分析其组织表达特异性以及干旱、热胁迫响应模式。序列分析表明,TaMBF1c-A、TaMBF1c-B和TaMBF1c-D分别含有456、471和465 bp的开放阅读框;三维结构预测发现,TaMBF1c-A、TaMBF1c-B和TaMBF1c-D在N端和C端分别含有MBF1结构域和4个α螺旋组成的helix-turn-helix结构域;系统进化分析结果表明,TaMBF1c基因与二粒小麦(Triticum dicoccum)的亲缘关系最近。顺式作用元件分析发现,TaMBF1c-A、TaMBF1c-B和TaMBF1c-D启动子区都含有干旱响应元件(MBS element/MYB element)和热响应元件(HSE element)。RT-qPCR分析显示,TaMBF1c-A和TaMBF1c-B基因在叶片中特异性表达,TaMBF1c-D只在根部特异性表达;在干旱胁迫条件下,TaMBF1c在干旱敏感小麦品种中表达量较高,其表达量是TaMBF1c在耐旱小麦品种中表达量的280倍,TaMBF1c在干旱信号途径中起负调控作用。在热胁迫条件下,TaMBF1c-A和TaMBF1c-B在热敏感与耐热小麦品种中上调表达,而TaMBF1c-D仅在热敏感小麦品种中上调表达,明显高于耐热小麦品种。

芥蓝耐热性鉴定及耐热转录因子MBF1c表达分析

芥蓝喜凉性气候,耐高温能力较弱,夏秋季栽培高温逆境往往使其生长发育不良,影响其产量、品质。本试验采用人工气候箱高温处理的方法,测定10份芥蓝材料在不同高温胁迫下的生长指标和生理生化指标,分析10份芥蓝材料在不同高温胁迫下各项指标的相对变化率。结果表明:高温胁迫下芥蓝的热害指数与生长指标(地上部鲜质量、地下部鲜质量、节间长)可以简单、较好地反映出芥蓝材料间耐热性差异;37℃/25℃、40℃/32℃处理的生理生化指标相对变化率能较好地反映出芥蓝材料间的耐热性差异;高温能诱导MBF1c转录因子的表达,使其表达量升高,且耐热性强的材料相对表达量较高,该转录因子的表达可能对芥蓝耐热性起到一个正调控作用。综合评价结果表明,矮脚香菇在这10份芥蓝材料中耐热性最强。

MBF1调控植物热应答与生长发育分子机制研究进展

MBF1是一种进化上高度保守的转录共激活因子,存在于所有真核生物中,可通过连接基础转录机器组分与转录因子来激活基因转录。植物MBF1具有多种重要生物学功能,包括调控植物生长发育和逆境适应等。该文综述了植物MBF1分子结构与调控机制相关研究进展,重点总结了AtMBF1c参与植物热胁迫应答调控的分子机制。