辣椒DUF966基因家族鉴定及表达模式分析

【目的】鉴定辣椒DUF966基因家族成员,并分析其表达模式,为揭示该家族基因对辣椒生长发育和逆境响应的调控机制及辣椒抗逆育种提供理论参考。【方法】从Pfam数据库下载DUF966(PF06136)的隐马尔可夫模型种子序列,并以拟南芥和水稻DUF966家族蛋白序列作为参考序列,从辣椒基因组中鉴定出DUF966家族成员,利用生物信息学方法对其基因结构、保守基序、蛋白质特征、启动子顺式作用元件及miRNA和DUF966基因家族间的靶向关系进行系统分析,并利用转录组数据分析辣椒DUF966基因家族成员在不同组织生长发育及不同激素和胁迫处理下的表达模式。【结果】共鉴定到7个辣椒DUF966基因家族成员,将其命名为CaDUF966-1~CaDUF966-7。将辣椒DUF966基因家族成员分为3个亚群,其中,Ca DUF996-2和Ca DUF996-7属于I亚群,Ca DUF996-3和Ca DUF996-5属于II亚群,CaDUF996-1、CaDUF996-4和CaDUF996-6属于III亚群。7个CaDUF966s基因分布在1、2、6、11和12号染色体上。7个CaDUF966s基因含有2~5个内含子,外显子数为3~6个。所有CaDUF966s均为亲水的不稳定蛋白,亚细胞定位于细胞核内,共含有20个Motif(Motif 1~Motif 20),同一亚群CaDUF966s蛋白含有的Motif越相似。除CaDUF966-3蛋白外,其余6个CaDUF966s蛋白的二级结构和三维结构相似,均以无规则卷曲所占比例较大(36.31%~51.80%),以β-转角所占比例较小(8.56%~10.71%)。基于非同义替换率/同义替换率的比值(Ka/Ks)分析发现,DUF966基因家族成员在辣椒品种间和茄科物种间高度保守,同源基因对的Ka/Ks均小于1.000,表明其在进化过程中经历了强烈的纯化选择压力。7个CaDUF966s基因启动子区域共含有17个生物和非生物胁迫相关顺式作用元件、7个生长发育相关顺式作用元件及10个植物激素反应相关顺式作用元件。7个CaDUF966s基因具有明显的组织和时空特异性,说明CaDUF966s基因参与辣椒的生长发育和胁迫响应。9个miRNA通过切割作用靶向CaDUF966-3和CaDUF966-6基因,5个miRNA靶向CaDUF966-6基因,4个miRNA靶向CaDUF966-3基因。【结论】7个辣椒DUF966基因家族成员在不同组织生长发育过程及响应生物和非生物胁迫过程中具有调控作用。

盐穗木功能未知蛋白(HcUKPP)的亚细胞定位

藜科的极端盐生植物盐穗木(Halostachys caspica)的高盐胁迫抑制差减文库中有39%的功能未知蛋白(proteins with obscure features,POFs),利用亚细胞定位分析可以初步判断其可能的功能.将盐穗木的1个POF c DNA序列Hc UKPP的编码区构建至p CAMBIA1301-GFP植物表达载体上,冻融法将重组质粒p CAMBIA1301-Hc UKPP-GFP转化农杆菌EH105A,利用花序浸染法将基因导入拟南芥,经潮霉素筛选获得T1代阳性幼苗.通过激光扫描共聚焦显微镜观察转基因拟南芥植株的根部细胞.结果显示,表达GFP蛋白的对照转基因植株中,绿色荧光在细胞核、细胞膜以及细胞质中均能检测到,而表达Hc UKPP-GFP融合蛋白的转基因植株中,绿色荧光只在细胞质膜上表达,说明Hc UKPP蛋白为细胞质膜相关蛋白.本研究为深入探讨盐穗木未知蛋白的功能奠定了基础.

酵母双杂交技术筛选人白细胞cDNA文库中HCV NS4B结合蛋白

目的筛选丙型肝炎病毒非结构蛋白4B(HCVNS4B)在人白细胞cDNA文库中的相互作用蛋白。方法应用酵母双杂交技术筛选人白细胞文库中与HCVNS4B相互作用的蛋白,对筛选结果中目的蛋白的编码基因进行克隆,并构建其酵母表达载体,在酵母细胞中进行回交验证。结果共筛选出人白细胞cDNA文库中与能够与HCVNS4B相互作用的蛋白5种(溶菌酶前体、推测的人翻译起始因子、人选择素P配体、人HC7371基因和TNF-alpha转换酶)以及一个未知功能基因。对新基因成功克隆,在酵母细胞中回交验证了HCVNS4B与该基因的相互作用。结论在人白细胞cDNA文库中存在一些能够与HCVNS4B相互作用的蛋白,它们均与细胞的生长和代谢状态有着密切的关系,其具体作用机制尚有待进一步研究。

不同未知功能结构域蛋白家族(DUFs)基因在植物中的生物学功能

未知功能结构域蛋白家族(domains of unknown function protein families,DUFs)是一大群并未表征功能的蛋白家族,其蛋白结构中包含至少一个高度保守的DUF结构域。在众多的DUFs蛋白家族中存在一些植物特有的DUFs蛋白家族,其参与调控植物生长发育、植物对病虫害的防御反应和植物对非生物胁迫的应答反应等生物学过程。本文对近几年关于植物DUFs基因参与上述生物学功能方面的研究进行了综述,旨在为未知功能基因的挖掘及其调控机制的阐明提供基础资料。