拟南芥光敏色素作用因子PIF3节水抗旱功能分析

光敏色素作用因子(PIFs)在植物生长发育和信号调控中发挥枢纽作用。为构建拟南芥PIFs转录因子PIF3的过表达载体,以蘸花法转化拟南芥,筛选获得过表达纯合株系,结合PIF3的突变体材料,对PIF3的节水抗旱功能进行分析。通过节水抗旱表型观察、离体叶片失水率测定、扫描电镜分析气孔等试验,发现拟南芥PIFs转录因子PIF3通过调节气孔开闭影响蒸腾,具有节水抗旱的功能。

草地早熟禾光敏色素作用因子基因PpPIFs的鉴定与表达分析

草地早熟禾(Poa pratensis)是世界上应用广泛的草坪草种,其优异基因的挖掘对新品种的选育具有重要意义。光敏色素作用因子(PIF)基因是植物特有的转录因子之一,在植物生长发育和逆境胁迫中起到重要作用。本研究从草地早熟禾转录组数据库序列中比对分析得到4个PpPIFs基因的cDNA全长序列,具有完整的开放阅读框。运用生物信息学方法预测PpPIFs家族成员的理化性质和保守结构域,发现4个PpPIFs转录因子都是酸性蛋白,亚细胞定位都在细胞核中,通过聚类分析可将4个PpPIFs成员分为3类。对干旱胁迫下不同时间点叶片中的PpPIFs进行实时荧光定量PCR。结果显示,PpPIF1、PpPIF3和PpPIF4在干旱胁迫8 h时均显著上调表达,而在干旱胁迫96 h时PpPIF1、Pp⁃PIF3和PpPIF5均表现为上调。对草地早熟禾不同组织的PpPIFs基因进行表达分析发现,分蘖枝中PpPIF1、PpPIF3和PpPIF4的相对表达量显著高于叶片中的相对表达量,而4个PpPIFs基因在根系中的相对表达量均显著低于叶片中的相对表达量。PpPIF1和PpPIF3可能参与调控草地早熟禾分蘖芽伸长生长和抗旱性。研究结果可为草坪草生物育种提供优异的基因资源。

苹果光敏色素作用因子基因PIF的克隆和分析

以短枝型苹果（Malus domestica Borkh.）为试材,采用RT-PCR结合RACE技术,克隆获得一个光敏色素作用因子（PIF）基因,命名为MdPIF。该基因编码区共2142bp,推测其编码713个氨基酸。氨基酸序列分析显示,在其C端具有保守氨基酸结构域bHLH,N端具有光敏色素结合域APB,与其它植物光敏色素结合因子有很高的同源性。实时荧光定量PCR分析表明,在花后20~110d,MdPIF在短枝型和非短枝型苹果枝条均能表达,同一生长时期,短枝型苹果枝条的表达量显著低于非短枝型,说明苹果短枝性状可能与MdPIF的差异表达有关。MdPIF在叶片、枝条、花瓣、果实和芽中均能表达,在不同器官中的表达量存在明显差异,在枝条中相对表达量最高,推测其可能主要调控苹果枝条的伸长。

光敏色素作用因子PIFs参与植物激素信号转导的分子机制

光敏色素作用因子(PIFs)属于bHLH转录因子家族,在植物的生长发育中起到重要调节作用。作为一个关键的胞内信号调控组分,PIFs扮演着整合不同激素信号通路"枢纽"的角色。现有研究表明,PIFs能影响GA、ABA、IAA等激素的合成,调控GA、BR、JA、IAA、ABA、乙烯等激素的信号传递。本文重点阐述PIFs在植物激素信号中调控功能的研究进展,以期为进一步探索PIFs的功能及机制提供帮助。

光敏色素作用因子PIFs在植物生长发育中的研究进展

植物光敏色素作用因子(phytochrome interacting factors, PIFs)属于碱性–螺旋–环–螺旋(basic helix-loop-helix, bHLH)转录因子家族,在植物生长发育中起到"枢纽"作用,参与调控光形态建成、暗形态建成、非生物胁迫、生物钟、开花、种子萌发、避荫反应等过程。该文主要介绍PIFs转录因子参与调控植物生长发育最新研究进展,并对PIFs转录因子的研究现状进行总结与展望,为进一步探讨PIFs转录因子的功能及机制提供参考。

水稻光敏色素相互作用因子基因OsPIL11的表达模式及其在光信号传导中作用的初步分析

分析了OsPIL11基因(6个潜在的PIF转录因子之一)的表达模式,结果表明OsPIL11在水稻中的表达具有器官特异性,并且受叶片发育、脱落酸、茉莉酮酸和水杨酸调控。为了进一步分析OsPIL11在植物光信号传导中的作用,构建了OsPIL11基因的过量表达载体,并将其转化至烟草。通过比较转基因和野生型烟草植株幼苗在红光和远红光下的光形态建成特征,发现红光下生长的OsPIL11转基因烟草下胚轴较短、真叶和子叶较大;然而在远红光下,转基因和野生型烟草植株的表型没有差异。这些结果表明,OsPIL11参与红光诱导的幼苗去黄化反应,但是不参与远红光诱导的幼苗去黄化反应。

光敏色素互作因子(PIFs)对植物生长发育的调控

光敏色素相互作用因子(PIFs)属于拟南芥bHLH转录因子家族的第15亚族,是光信号响应过程中的关键负调控因子。光激活的光敏色素通过促进PIFs蛋白降解,直接或间接抑制它们与DNA的结合,从而实现光对植物生长发育的调控。研究发现PIFs在调控种子萌发、幼苗形态建成、避荫反应、昼夜节律以及各种植物激素响应过程中起着重要作用。此外,PIFs作为细胞信号传导的"枢纽"具有更为广泛的作用,能够整合不同信号,精细调控整个转录网络。

光敏色素信号通路中磷酸化修饰研究进展

光是植物的唯一能量来源,植物在进化过程中产生不同的光敏色素来感知光信号。光信号通路中元件通常被特异翻译后修饰调节。光敏色素是一种自磷酸化的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,可以被一些蛋白磷酸酶去磷酸化。通过对光敏色素A(phy A)和光敏色素B(phy B)的自磷酸化位点研究,发现自磷酸化对光敏色素的功能及其介导的信号通路起着非常重要的作用。光激活的光敏色素诱导光敏色素作用因子(PIF)磷酸化,这对于PIF的正常降解及光形态建成的起始是必需的。该文主要介绍了光敏色素信号通路磷酸化修饰的最新进展,以期为深入研究光敏色素信号转导机制提供参考。

杨树PIF基因家族成员表达模式研究

[目的]为探究光敏色素相互作用因子(PIF)基因在杨树生长发育中的功能。[方法]利用生物信息学方法预测了杨树基因组中的PIF基因家族成员并对各成员的基因结构、保守基序进行了系统分析;在此基础上,采用实时荧光定量PCR技术检测了PIF成员在不同组织及低温、干旱和Na Cl胁迫下的表达模式。[结果]表明:杨树基因组中至少含有10个Pt PIF成员,这些成员在进化上相对保守,均具有典型的b HLH结构域。基因表达分析显示:Pt PIF基因在杨树不同组织及不同非生物胁迫条件下存在明显的表达差异。[结论]杨树Pt PIF基因家族包含10个成员参与不同的生物学过程,研究结果将为深入解析杨树Pt PIF基因的功能奠定了基础。

BZR-ARF-PIF模块转录调控植物伸长生长的分子机制的研究进展

伸长生长是植物趋利避害进而适应多种逆境的重要方式。因此,研究伸长生长的分子机制将加深人们对植物抗逆机理的理解。耐芸苔素唑因子(Brassinazole Resistants,BZRs)、生长素应答因子(Auxin Response Factors,ARFs)和光敏色素相互作用因子(Phytochrome Interacting Factors,PIFs)都是促进植物伸长生长的关键转录因子。它们最初在不同的信号转导通路中被发现并研究,进一步的研究发现这三类转录因子组成了一个转录模块,即BZR-ARF-PIF(BAP)模块,并相互依赖地促进植物的伸长生长。BAP模块将从前被分散研究的多条调控伸长生长的信号通路整合到了一个转录模型中,从而进一步深化了对植物伸长生长的认识,本文以这一研究历程为线索介绍BAP模块发挥功能的分子机制。

白菜PIF基因家族鉴定及表达模式分析

为研究光敏色素作用因子(Phytochrome-interacting factor,PIF)基因在白菜(Brassica rapa)生长发育及逆境胁迫中的功能,利用生物信息学和转录组学的方法鉴定了白菜PIF基因家族成员并分析了这些家族成员的蛋白质理化性质、基因结构、染色体分布、系统发育进化关系、启动子顺式作用元件以及表达模式。结果表明:白菜中含有10个BrPIF基因,分布于6条染色体上,含有10个保守基序和6~8个外显子;BrPIF蛋白呈酸性或碱性,均定位于细胞核上;10个基因根据系统进化树可分为3个簇;顺式作用元件分析得到BrPIF家族成员含有光响应、低温、激素等响应元件,且大部分白菜PIF家族基因在经过温度胁迫处理后转录水平发生显著变化,荧光定量分析表明这些基因在不同的组织部位表达量也各有高低,表明这些基因参与温度等非生物逆境胁迫并在不同部位的生长发育中发挥了作用。本研究为白菜PIF基因功能的挖掘提供科学依据。

杨树PePIF3基因的克隆与表达分析

生物节律基因直接影响植物的生长发育,光敏色素相互作用因子3(phytochrome-interacting factor3,PIF3)属碱性螺旋-环-螺旋转录因子家族,是生物节律中的一个关键因子,在分子水平上对植物所受到的环境变化起协同调控作用。本研究以‘南林895’杨(Populus deltoides×P.euramericana’Nanlin 895’)为材料,通过克隆获得杨树Pe PIF3基因,分别为Pe PIF3-1和Pe PIF3-2序列,长度为1686 bp和2142 bp,编码561个氨基酸和713个氨基酸,且均为亲水性蛋白。对Pe PIF3进行多序列比对分析,发现其与毛果杨和胡杨同源性最高。组织特异性分析显示PePIF3在杨树幼叶中表达量最高,在柄、茎和根组织中表达都较低。对自然条件下的杨树成熟叶中PePIF3的生物节律性变化规律分析发现其在黑暗中不断累积,上午表达量达最高,以后呈下降趋势。在全黑暗条件下,14 h前PePIF3-1和Pe PIF3-2二者的表达量变化趋势相似,但14 h后二者的表达量呈相反变化趋势。