异源表达大豆转录因子GmNF-YA19提高转基因烟草抗旱性

核因子(NF-Y)广泛存在于真核生物中,是一类能够在植物非生物胁迫反应中发挥重要调控作用的转录因子。探究大豆GmNF-YA19的抗旱性及作用机制,为GmNF-YA19在抗旱植物育种中的应用奠定基础。运用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)对GmNF-YA19在非生物胁迫下的表达量进行检测,克隆GmNF-YA19,构建GmNF-YA19植物表达载体并转化烟草,对转基因烟草的抗旱性进行鉴定。RT-qPCR结果显示GmNF-YA19在大豆中能够响应干旱、高盐、低温及外源ABA,且干旱胁迫下GmNF-YA19的表达量升高最显著。以大豆叶片cDNA为模板,通过PCR克隆GmNF-YA19。序列分析结果显示,GmNF-YA19编码一个含有213个氨基酸的蛋白质,预测分子量22.99 kD,预测等电点9.40。GmNF-YA19蛋白序列包含一个保守的CBF结构域。蛋白系统进化分析表明,GmNF-YA19蛋白与OsNF-YA7蛋白、AtNF-YA4蛋白和AtNF-YA7蛋白亲缘关系较近。共获得4棵转基因烟草植株。在干旱胁迫下,GmNF-YA19的异源表达增强了转基因烟草的抗旱性。与野生型烟草相比,GmNF-YA19转基因烟草中3个抗逆相关基因(NtABA2、NtNCED3-2和NtP5CS)的表达量显著升高。GmNF-YA19的异源表达增强了转基因烟草的抗旱性。

异常棉NF-YA家族基因鉴定及其在干旱胁迫下的表达分析

NF-YA转录因子在植物生长发育和逆境响应中扮演重要角色。本研究通过生物信息学手段,分析棉花二倍体野生种异常棉基因组中NF-YA家族基因的数目、染色体分布、系统进化、保守基序、结构、顺式作用元件、表达模式及编码蛋白质的亚细胞定位、理化性质等。结果表明,异常棉NF-YA基因家族(GoanoNF-YA)包含17个成员,分布在10条染色体上,编码的蛋白质长度为190~603个氨基酸,理论等电点为7.87~10.07,16个成员包含3~5个外显子且编码的蛋白质定位于细胞核。拟南芥和异常棉NF-YA基因在系统进化树上分为6类,每类基因在系统进化树上具有相同或相似类型和排列顺序的基序。5个NF-YA基因在异常棉根、茎、叶和花中广泛表达,15个NF-YA基因对干旱持续时间有不同程度的响应,11个NF-YA基因含有干旱响应顺式作用元件MBS。本研究结果为进一步解析异常棉NF-YA家族基因的功能提供了理论依据。

植物miR169/NF-YA调控模块研究进展

MicroRNAs(miRNAs)是真核生物中普遍存在的一类参与基因表达调控的小分子RNA。miR169家族是植物中保守且规模较大的一类miRNA基因家族,其在转录后水平调控植物中一类保守的转录因子NF-YA(Nuclear transcription factor Y subunit A)。已有研究表明,miR169/NF-YA调控模块对植物的发育和逆境响应起着重要作用。本文对植物miR169基因家族的起源、进化、分子多样性及miR169/NF-YA模块在植物中调控功能的研究进展进行了阐述,特别介绍了miR169/NF-YA参与调控"逆境诱导早花"的分子机制,并展望了未来的研究方向。

肝细胞癌中ZHX2、NF-YA及AFP表达的相关关系

目的检测肝细胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)组织中ZHX2、NF-YA及AFP mRNA和蛋白表达的相关关系。方法采用RT-PCR及免疫组织化学方法检测HCC组织中ZHX2、NF-YA及AFP mRNA和蛋白的表达情况。结果 ZHX2 mRNA在AFP mRNA阴性的25例HCC组织中的表达率为52.0%,明显高于AFP mRNA阳性组织中的表达率(26.3%,P=0.038),ZHX2 mRNA与AFP mRNA表达呈负相关(OR=0.33);NF-YA mRNA与ZHX2 mRNA表达呈正相关(OR=31.429),而与AFPmRNA表达呈负相关关系(OR=0.308)。AFP蛋白阴性的142例HCC组织中,ZHX2蛋白的表达率为23.9%,明显高于在AFP蛋白阳性组织中的表达率(12.8%,P=0.034);HCC组织中ZHX2蛋白与AFP蛋白表达呈负相关(P=0.018,r=-0.153)。NF-YA蛋白在HCC组织中与ZHX2蛋白表达呈正相关(P=0.000,r=0.371),与AFP蛋白表达呈负相关(P=0.000,r=-0.497)。结论联合检测AFP和ZHX2蛋白将提高HCC的诊断率;ZHX2可能是通过NF-YA来调控AFP的表达。

陆地棉NF-YA基因家族的全基因组鉴定与功能分析

【目的】通过对陆地棉NF-YA基因家族进行全基因组鉴定,分析其表达特性,鉴定其中与棉花开花相关的基因。【方法】利用生物信息学方法系统分析了其理化性质、基因结构、共线性、Ka/Ks、顺式作用元件和表达模式,实时荧光定量聚合酶链反应(Polymerase chain reaction,PCR)分析表达特征,采用病毒诱导基因沉默技术验证基因功能。【结果】陆地棉中鉴定到29个NF-YA基因家族成员,分为5个亚组,定位在18条染色体上;全基因组复制和片段复制是GhNF-YA基因家族扩张的主要动力;启动子区含有大量光反应的顺式作用元件。GhNF-YA基因家族基因在茎、叶中高表达;12个GhNF-YA基因在早熟品种鲁棉研19号和晚熟品种鲁棉研37号中均在第三至六叶时期表达量较高,并且大部分基因在品种间表达差异显著。沉默GhNF-YA18基因的鲁棉研37号植株比对照提前11 d现蕾,并且该基因在白化期和现蕾期的表达量均低于未沉默对照棉株。【结论】本研究对陆地棉NF-YA基因家族进行了鉴定和表达分析,为进一步研究棉花开花调控的分子机制奠定了基础。

甘蓝型油菜BnNF-YA1的克隆和功能鉴定

NF-YA是组成NF-Y转录因子的3个亚基之一,在植物中参与生长发育、胁迫响应以及与微生物互作等重要生物过程。通过克隆BnNF-YA1,并对BnNF-YA1进行生物信息学分析和表达模式分析,分离克隆其编码序列,构建过表达载体,转化甘蓝型油菜,通过阳性鉴定获得BnNF-YA1的转基因阳性植株,并对过表达BnNF-YA1的转基因植株进行了逆境表型鉴定。结果表明,BnNF-YA1的开放读码框为858 bp,编码285个氨基酸;烟草瞬时表达分析发现BnNF-YA1蛋白定位于细胞核内;酵母生化分析表明BnNF-YA1全长蛋白没有转录激活活性;表达分析结果显示,BnNF-YA1受PEG处理诱导表达,且在幼叶、花苞和受精后20 d的角果中表达水平较高;过表达BnNF-YA1的甘蓝型油菜对PEG和MV处理的耐受性提高,表明BnNF-YA1可能参与调控甘蓝型油菜对渗透胁迫和氧化胁迫的响应。

马铃薯NF-YA转录因子基因的克隆及生物信息学分析

NF-Y类转录因子是真核生物中普遍存在的一种转录因子复合物,通过与特异性的于启动子区原件结合来调节目的基因的表达。本研究在马铃薯中克隆得到NF-YA基因的全长c DNA序列,其全长c DNA序列为1 076 bp,591 bp的开放阅读框编码一个196个氨基酸的蛋白质,分子量为22.06 k Da,等电点为10.06;该基因序列的分子量、等电点及预测的蛋白质的长度与已报道拟南芥、水稻、玉米和番茄中NF-YA转录因子家族成员极为相似。

谷子转录因子SiNF-YA6的过表达提高转基因植株对低氮胁迫的抗性

【目的】核转录因子Y(nuclear transcription factor Y,NF-Y)属于一类广泛存在于真核生物中的转录因子基因家族,参与植物生长发育、胁迫响应等过程,但其参与低氮胁迫响应的研究尚未报道。从抗旱及耐瘠薄的谷子中分离出一个新的NF-Y类转录因子基因Si NF-YA6,对其表达模式和生物学功能进行分析。【方法】通过对谷子低氮处理前后的转录组差异表达谱分析,鉴定出一个受低氮诱导表达明显上调的的NF-Y类转录因子A亚基基因Si NF-YA6。利用DNAMAN和MEGA6.0软件对Si NF-YA6进行系统进化树分析;通过Real-time PCR方法分析Si NF-YA6在不同处理条件下的表达模式;并将Si NF-YA6蛋白进行亚细胞定位;通过Si NF-YA6转化拟南芥,对Si NF-YA6的功能进行鉴定。【结果】Si NF-YA6全长714 bp,编码237个氨基酸,包含一个由62个氨基酸组成的CBF保守域。系统进化树分析结果表明,NF-YA类蛋白家族一共分为6个组,Si NF-YA6属于第5组。Si NF-YA6与一个水稻NF-YA类蛋白(Os03g07880)同源性最高(77.4%)。Si NF-YA6表达模式分析结果显示,Si NF-YA6在受到低氮胁迫时,其表达量显著上调,在处理5 d时,其表达量达到最高,较处理前表达量上调约5倍。同时Si NF-YA6在高盐、干旱、ABA处理条件下的表达量也呈现上升趋势。Si NF-YA6对于SA、GA处理无明显响应。组织特异性表达分析显示,Si NF-YA6主要在谷子的根部表达。蛋白亚细胞定位结果显示,Si NF-YA6主要定位于植物的细胞核及细胞膜上。低氮胁迫抗性试验结果显示,在未处理条件下,Si NF-YA6转基因拟南芥与野生型拟南芥长势无明显差异,但在低氮(总氮含量为1 mmol·L-1)处理条件下,Si NF-YA6转基因拟南芥的总根长及主根长均明显高于野生型拟南芥,鲜重也明显大于野生型植株,并达到显著性差异(P<0.01),表明过表达Si NF-YA6显著提高转基因植物耐低氮胁迫的能力。下游基因表达分析结果显示在Si NF-YA6转基因拟南芥中氮转运相关基因(NRT2.1和NRT2.4)的表达量显著提高。同时,Si NF-YA6转基因拟南芥对于高盐与干旱胁迫的抗性与野生型拟南芥无明显差异。【结论】过表达谷子NF-Y类转录因子基因Si NF-YA6通过提高氮转运基因的表达显著提高转基因植株在低氮条件下的抗性。

NF-YA与LC3在卵巢子宫内膜异位囊肿在位内膜中的表达

目的研究核转录因子NF-YA和微管相关蛋白轻链(LC3)在卵巢子宫内膜异位囊肿在位内膜及正常子宫内膜中的表达情况,探讨NF-YA及LC3在卵巢子宫内膜异位囊肿致病机制中的作用及意义。方法选取2015年11月-2016年3月,在中国医科大学附属盛京医院行诊刮术留取的30例卵巢子宫内膜异位囊肿患者在位内膜组织为试验组;另选取20例正常子宫内膜组织为对照组。采用蛋白免疫印迹检测NF-YA和LC3的表达水平。结果 NF-YA在试验组患者中的相对表达量为(0.253±0.099),在对照组患者中的相对表达量为(0.658±0.084),两组差异有统计学意义(P=0.00)。LC3在试验组患者中的相对表达量为(0.375±0.077),在对照组患者中的相对表达量为(0.526±0.044),两组比较差异有统计学意义(P=0.00)。结论NF-YA和LC3的低表达可能是子宫内膜异位症(EM)的致病因素之一,NF-YA可能参与调控自噬基因LC3的表达。

转录因子NF-YA真核表达载体的构建及转染HeLa细胞中的表达

目的:构建pAAV-NF-YA真核表达载体并转染子宫颈癌HeLa细胞,检测NF-YA的表达水平。方法:抽提人类胚胎干细胞和胚胎成纤维细胞的总RNA,RT-PCR获得NF-YA基因的cDNA,克隆至pAAV-MCS载体中,经限制性酶切和测序鉴定后,重组质粒pAAV-NF-YA转染HeLa细胞,Western Blot检测NF-YA的表达。结果:成功构建了NF-YA的真核表达载体,转染HeLa细胞后NF-YA的表达水平有显著提高。结论:获得了有效的pAAV-NF-YA真核表达载体,为后续NF-Y的功能研究提供了便利。

苹果NF-YA转录因子家族的生物信息学和表达分析

NF-YA是植物中一类保守的转录因子,广泛参与调控植物生长发育与响应胁迫。苹果(Malus pumila)GDDH13高质量参考基因组的释放,为本文NF-YA的全基因组分析提供了基础。基于蛋白同源比对与结构域模型扫描2种生物信息学方法,共筛选出11个苹果NF-YA (MpNF-YA)成员,它们均包含CBFBNF-YA核心保守结构域,亚细胞定位预测都位于细胞核中。MpNF-YA分布于10条染色体上,具有相似的基因组结构与内含子相位组成。结构域序列比较发现,它们的保守域由2个典型区段(A1和A2)构成。遗传进化与保守基序分析表明, 11个MpNF-YA分为3组,且都具有motif 1和motif 2。顺式元件扫描、miRNA预测及表达模式分析暗示MpNF-YA基因受多种调控因素影响,呈现组织差异表达的特点,并且在果实发育与氮饥饿响应等环节起到重要作用。

白菜NF-YA基因家族的鉴定及生物信息学分析

NF-YA基因家族在植物的生长发育以及响应非生物胁迫过程中扮演着重要的角色。本研究利用生物信息学方法在全基因组内对白菜(Brassica rapa)及其相关物种甘蓝(Brassica oleracea)和甘蓝型油菜(Brassica napus)中NF-YA基因家族成员进行了鉴定,并对所鉴定到的基因家族成员的蛋白质理化性质、系统进化、基因结构、保守功能结构域进行了分析。研究结果显示:白菜和甘蓝中都含有18个NF-YA家族基因,而甘蓝型油菜中有36个NF-YA家族基因,正好等于白菜和甘蓝NF-YA家族基因个数之和。这72个NF-YA家族成员大多数包含4个或5个外显子,为碱性不稳定的亲水性蛋白,并且都具有两个保守的NF-YA家族核心结构域。系统进化分析将拟南芥、白菜、甘蓝和甘蓝型油菜中NF-YA家族成员分为3组,每个分组中白菜和甘蓝NF-YA家族成员的个数分别相对于拟南芥约增加了2倍,甘蓝型油菜中NF-YA家族成员的个数相对于拟南芥约增加了4倍。另外还分析了白菜NF-YA家族成员间的基因复制事件,其中共有19组隔离重复,而不存在串联重复。本研究结果为进一步阐述白菜NF-YA家族基因的功能提供一定的理论依据,促进了NF-YA家族基因的功能研究与利用。

葡萄miR169及其靶基因的生物信息学分析

【目的】明确葡萄miR169(vvi-miR169)基因家族在葡萄生长发育及逆境胁迫响应中的重要作用,为其在葡萄分子育种和抗逆新品种选育中的应用提供参考依据。【方法】利用miRNA、Phytozome、NCBI等数据库及Clustal X2.1、MEGA 6.0、RNAfold Web Server、ps RNATarget等在线软件对vvi-miR169基因家族的序列分布、定位特征、二级结构、发育进化树和靶基因调控功能进行生物信息学分析。【结果】在miRBase中搜索到25条vvi-miR169基因同源序列,分别分布在6条染色体上,其中以位于Chr11上的序列最多,共有17条,位于Chr01、Chr04和Chr14上各有2条,而在Chr08和Chr17上各有1条。vvi-miR169基因家族成熟序列的碱基保守性很高,其前体序列均可形成稳定的二级茎环结构,且位于同一条染色体上的miR169基因序列显示出相对更近的亲缘关系。vvi-miR169基因家族共预测到21个靶基因,绝大部分miRNA都有多个靶基因,且不同miRNA具有相同的靶基因,其中有22个miRNA靶基因均含有GSVIVT01015120001(NF-YA转录因子)。【结论】vvi-miR169基因家族序列保守性较高,家族特征明显,且具有相似的调控功能;NF-YA转录因子是vvi-miR169基因家族最主要的靶基因,也是葡萄生长发育过程中抗逆境胁迫的主要调控元件。

辣椒miR169及其靶基因的生物信息学分析

为了解miR169基因家族在辣椒生长发育过程的重要调控作用,通过生物信息学的方法对can-miR169基因家族的成员进行了染色体定位、序列保守性分析、系统发育进化树分析、前体序列二级结构预测和靶基因预测。结果表明:can-miR169家族成员定位在4条染色体上;成熟序列高度保守,前体序列在产生成熟序列的位置高度保守;预测结果显示can-miR169家族成员均有靶基因,这些靶基因主要以靶基因核因子A(NF-YA)复合物为主,且大体相同。这些靶基因可以参与到种子萌发、植株发育和对外界环境胁迫的应答等多种生命活动中。