植物体细胞胚胎发生受体类蛋白激酶的生物学功能

体细胞胚胎发生受体类蛋白激酶(Somatic embryogenesis receptor-like kinases,SERKs)属于膜富亮氨酸重复序列受体类蛋白激酶(Leucine-rich repeat sequence receptor-like kinase,LRR-RLK)家族的第二亚类。SERK具有典型的胞外信号受体结构域、跨膜结构域和胞内激酶活性结构域,研究发现SERKs在植物生命活动中承担着多个角色。文章简述了SERKs的典型结构域特征,重点介绍该类蛋白在体细胞胚发生、生殖发育、激素感应和病理反应方面发挥的功能,同时对该蛋白激酶的研究价值和应用前景进行了探讨。

花生共生受体类蛋白激酶基因的克隆及生物信息学分析

共生受体类蛋白激酶(symbiosis receptor-like protein kinase,SYMRK)是控制植物与微生物共生的关键调控基因,利用基因组步移技术,克隆得到花生symrk的全长基因及其560 bp的ATG上游序列。采用生物信息学方法对该基因及其编码蛋白的常规理化性质、跨膜结构域、亚细胞定位和高级结构等进行了预测和分析,结果表明Ah-symrk由15个外显子和14个内含子组成,cDNA全长3 042 bp,包含2 781 bp的ORF,编码926个氨基酸,为疏水性酸性蛋白质,定位于细胞膜;ATG上游序列包含3个与根特异表达有关的顺式作用元件root motif tapox1;RT-PCR验证,该基因在花生根中特异性表达。

凝集素类受体蛋白激酶参与植物发育的研究进展

凝集素类受体蛋白激酶(Lectin receptor-like kinases,LecRLKs)是高等植物中的一类类受体蛋白激酶(Receptor-like kinases,RLKs),具有参与植物生长发育及胁迫耐受等多种功能。LecRLKs在结构上主要包括胞外凝集素结构域、跨膜连接区及激酶结构域,根据胞外凝集素结构域的不同,LecRLKs可分为3种类型:G型、L型及C型。根据近年来的研究,发现LecRLK家族中存在能够参与植物种子萌发、株高、茎和叶片发育、花器官发育和生殖发育的基因,这表明LecRLK家族基因与植物发育过程存在密切的关系。该文综述了植物凝集素类受体蛋白激酶的结构与分类,重点讨论相关凝集素受体蛋白激酶在植物发育过程中的作用,旨在加深对凝集素类受体蛋白激酶在植物发育过程中所发挥作用的理解,并为农业生产和作物改良育种提供理论依据。

水稻LRR型类受体蛋白激酶胞外区的原核表达及多克隆抗体制备

前期研究表明,水稻根尖细胞质膜类受体蛋白激酶OsRLK的表达受盐胁迫诱导.为了进一步研究该激酶的生理功能,通过反转录PCR得到OsRLK胞外区cDNA片段,将其亚克隆至pET29a原核表达载体并在大肠杆菌中实现了高表达,表达量约为细胞总蛋白的30%.重组蛋白经SDS-PAGE分离,染色切胶收集后,作为抗原免疫新西兰家兔,分离抗血清,经纯化得到1∶20000效价的多克隆抗体.Western blot结果显示,该抗体能特异识别在原核表达系统内表达的抗原,以及水稻根尖细胞质膜组分中的LRR型类受体蛋白激酶,并且在蛋白质水平证实该激酶为盐胁迫响应蛋白.

大豆类受体蛋白激酶基因(rlpk2)RNAi双元表达载体的构建及其转基因

植物类受体蛋白激酶(plant receptor-like kinases RLKs)以其特有的结构在植物的生长、发育和防御等多种生理生化过程中发挥着重要的作用。利用RNA干扰技术(RNA interference RNAi)来研究RLKs的功能已日趋成熟。本文根据植物中hpRNA(hairpin RNA)的原理,以大豆类受体蛋白激酶基因rlpk2为靶基因,在rlpk2-cDNA序列3'端选择312bp作为构建RNAi的序列,借助中间克隆载体,经过三次亚克隆,最后形成含rlpk2-RNAi表达盒的双元表达载体pART27-R2,并转入农杆菌LBA4404。采用农杆菌介导大豆子叶节转化方法,共获得了三株转基因植株。转基因植株 RT-PCR分析表明rlpk2基因已被成功敲减(knock-down),并且发现敲减大豆叶片中的rlpk2基因表达明显改善大豆叶片的光合能力,结合前期研究结果,表明rlpk2基因可能在维持叶绿体的结构及保护叶绿体膜系统的完整性方面起负调节作用。

植物类受体蛋白激酶的研究进展

植物类受体蛋白激酶是一类定位在质膜上,具有胞外结构域、跨膜结构域和胞内激酶域的蛋白质.简要介绍类受体蛋白激酶的结构、种类以及其在植物生长发育过程中的作用,并对近几年植物类受体蛋白激酶的研究进展进行了综述.

植物类受体蛋白激酶的研究进展

植物类受体蛋白激酶(receptor-like protein kinase,RLKs)通过胞外结构域识别病原信号分子,发生磷酸化、去磷酸化反应而开启或关闭下游靶蛋白,调节植物固有免疫反应,诱导抗病防御反应。目前对植物类受体蛋白激酶的功能、信号传导和配体识别等方面的研究已成为该领域的重点。本文对近年来国内外有关植物类受体蛋白激酶的结构、功能及其在植物抗病防御反应中的作用研究进行综述,为今后进一步深入研究植物类受体蛋白激酶的生理生化功能及应用提供参考。

一个棉花类受体蛋白激酶基因的克隆与表达分析

利用简并引物扩增、染色体步移以及RT-PCR的方法,分离了棉花的一个类受体蛋白激酶基因的全长序列。序列分析表明,该基因没有内含子,开放读码框的长度为2964 bp,编码的多肽序列含有988个氨基酸并与拟南芥控制花器官脱落的基因HAESA-like2具有60%左右的相似性,将该基因命名为GRLK5。半定量RT-PCR分析发现GRLK5在种子、茎皮、根和纤维中的表达量较高,并且受ABA的诱导表达。将GRLK5整合到植物表达载体pCAMBIA2301中,构建植物过量表达载体,通过农杆菌介导,采用叶盘法转化烟草,PCR检测证明目的基因已经整合到烟草基因组中。

紫花苜蓿盐诱导类受体蛋白激酶基因MsSIK1的克隆及功能分析

【目的】对紫花苜蓿(Medicago sativa L.cv.Zhongmu-1)stress-induced protein kinase gene 1(Ms SIK1)进行克隆与表达研究,了解该基因的分子机制及其应用。【方法】以紫花苜蓿叶片总RNA为模板,根据同源克隆设计简并引物,利用RT-PCR结合RACE技术,获得Ms SIK1的编码序列。利用同源性比对进行序列分析。通过SMART网站(http://smart.embl-heidelberg.de/)模拟该基因的蛋白结构。构建Ms SIK1的亚细胞定位瞬时表达载体,使用基因枪转化法将Ms SIK1与GFP在洋葱表皮细胞中融合瞬时表达并观察其亚细胞定位荧光信号。通过Real time-PCR分析Ms SIK1在Na Cl、ABA和干旱处理条件下的表达特征。利用农杆菌侵染方法获得转基因拟南芥植株,通过RT-PCR对转基因植株进行表达鉴定,获得转基因植株后,利用转基因株系进行盐处理进而对成苗期转基因拟南芥性状鉴定。在盐胁迫处理下,测定野生型与转基因株系的叶绿素含量、MDA含量进而验证该基因的抗盐功能。【结果】获得Ms SIK1编码序列2 478 bp,编码825个氨基酸。该蛋白C端与多种植物激酶具有相当高的同源性,模拟蛋白结构发现该基因具有类受体蛋白激酶高度保守的丝氨酸/苏氨酸结构域、跨膜结构域和富含亮氨酸重复序列的膜外结构域。Real time-PCR分析表明该基因在Na Cl、ABA和干旱处理条件下上调表达,其中在盐处理条件下,Ms SIK1表达先升高后降低,在处理4 h时达到最大值(约为对照值的7倍)。在干旱胁迫处理时,Ms SIK1受诱导表达增强明显,当处理2 h时表达量达到最大值(约为对照值的6倍);ABA处理时,Ms SIK1被诱导表达明显,当处理3 h时表达量达到最大值,约为对照值的6.8倍。Ms SIK1与GFP融合瞬时表达的洋葱表皮细胞中的荧光信号主要集中于质膜附近,转化空载体的洋葱表皮细胞中的荧光信号分布于细胞各个部位。转基因植株的RT-PCR鉴定表明,T1代6个株系中所得到的Ms SIK1条带明显、亮度高,且T1-10中表达量最高;但在野生型中检测不到该条带,说明外源基因已经整合到拟南芥染色体中并能遗传到子代。成苗期转基因拟南芥盐处理后发现T3-2、T3-6、T3-10转基因株系较野生型植株长势好,说明Ms SIK1的转入提高了拟南芥的抗盐性。与对照相比,转Ms SIK1拟南芥在Na Cl处理下,叶绿素含量下降较少,其中,野生型叶绿素含量降低了77%,T3-3降低了53%,T3-6降低了44%,T3-10降低了35%;同样盐胁迫下,3个转基因株系的MDA含量积累较少,其中,野生型MDA的含量是T3-10株系的1.3倍。【结论】Ms SIK1作为一个类受体蛋白激酶受多种逆境胁迫诱导,该基因的过量表达提高了拟南芥的抗盐性。

大豆类受体蛋白激酶基因rlpk2启动子克隆及初步分析

用双链接头介导的基因组DNA步行技术获得了大豆中与衰老相关的类受体蛋白激酶基因rlpk25'侧翼1801bp启动子序列(Prlpk2,GenBank登录号:AY870314)。序列分析结果表明,这一启动子片段中有响应细胞分裂素、脱落酸、赤霉素和生长素等激素作用和响应干旱、寒冷及伤害等逆境胁迫的多个顺式作用元件。构建启动子Prlpk2与报告基因GUS融合基因的双元表达载体pRlpk2-GUS,并通过农杆菌介导法转化大豆幼苗和微型番茄Micro-Tom的子叶外植体,染色结果表明这1801bp的启动子Prlpk2可以有效地驱动GUS基因在大豆幼苗生长点和番茄愈伤组织中瞬时表达。

植物富亮氨酸重复类受体蛋白激酶的研究进展

介绍了植物富亮氨酸重复类受体蛋白激酶(LRR-RLK)的结构与分类;分别以CLAVATA1,BRI1,FLS2为例,阐述了LRR-RLK基因在植物生长发育、激素信号转导和植物抗病防御等方面的生理功能及作用机制;总结了LRR-RLK作用模型、信号通路间的交互作用及展望.

植物富含亮氨酸重复序列型类受体蛋白激酶的生物学功能

介绍了植物富含亮氨酸重复序列(leucine-richrepeat,LRR)型类受体蛋白激酶概念、最近发现的这类蛋白激酶的亚结构域特征;总结了目前已确定其功能的LRR型类受体蛋白激酶,并分别阐述了它们在参与植物抗逆性反应、发育调控及激素的信号转导等过程中的生物学功能;着重介绍和讨论了LRR型类受体蛋白激酶复合物之间及其与下游成分KAPP之间互作而产生信号传递的分子机理。最后展望了LRR型类受体蛋白激酶生物学功能、信号转导机制、以及应用于生产实践的研究前景。

花生黄曲霉抗性与类受体蛋白激酶的相关性分析

LRR类受体激酶RH4基因在花生黄曲霉敏感品种发育种子的种皮中上调表达。基于这类受体激酶多由于序列的变异导致抗性的变异,笔者将数据库中花生抗黄曲霉和敏感品种相似基因编码的蛋白进行序列比较分析,发现抗性品种与敏感品种的类似蛋白序列有很大差别。用荧光定量PCR方法对抗性品种KB153与敏感品种JH1012发育中不同时期的果实和部位进行差异表达分析,结果表明,果实发育的早期类受体蛋白激酶的大量表达可能是导致黄曲霉抗性的重要原因之一。

植物类受体蛋白激酶研究概况

类受体蛋白激酶基因是目前植物中发现的主要的数目最大的一类受体基因。类受体蛋白激酶的鉴定和生理功能的研究对阐明植物胁迫反应机制、提高农作物的产量和抗逆性具有重要的理论意义和应用价值。综述了植物类受体蛋白激酶的结构、种类、研究进展及意义,并探讨了今后的研究重点。

谷子类受体蛋白激酶基因SiRLK35的克隆及原核表达

本研究以"豫谷1号"c DNA为模板,通过PCR技术获得类受体蛋白激酶基因SiRLK35(NCBI登录号:XM_004956247.2)的全长序列。生物信息学分析显示,该基因编码蛋白由392个氨基酸残基构成,包含一个S_TKc保守结构域以及一个TFS2N结构域,含3个跨膜结构域,N端有信号肽。SiRLK35基因经Bam HⅠ、SalⅠ双酶切后,利用p ET-28a构建原核表达载体,转化大肠杆菌菌株BL21(DE3),经0.5 mmol/L IPTG于25℃诱导12 h后,在44.6 k D处得到一明显诱导表达蛋白条带,表达产物与预期相符,证明SiRLK35基因可在大肠杆菌中诱导表达。该结果为进一步研究SiRLK35基因功能奠定基础。

植物LRR类受体蛋白激酶的研究进展

简要介绍了LRR-类受体蛋白激酶(LRR-RLKs)的胞外LRR基序和胞内丝/苏氨酸激酶区的结构特点;LRR-RLKs在调节植物生长发育和防卫反应方面的生理功能及其与配体互作的2种可能机制:LRR-RLKs受体磷酸化和LRR-RLKs受体去磷酸化.讨论发现,LRR-RLKs的结构特点和多样化的基因表达方式,是其具有多种生理功能的基础;植物信号传导途径的复杂性和不同蛋白的功能互补,则可能是导致LRR-RLKs的功能和作用方式至今尚未解释清楚的重要原因.利用日趋先进的生物技术,加强对配体和下游信号分子的搜寻、鉴定和识别,将是今后LRR-RLKs研究的有效途径.

TcLr45凝集素类受体蛋白激酶基因克隆与序列分析

在小麦抗叶锈近等基因系TcLr45中,扩增出一条凝集素类受体蛋白激酶基因片段。以该序列为靶序列,进行3'和5'RCAE-PCR,获得该基因cDNA全长片段为2347 bp,该序列具有完整的开放阅读框,共编码730个氨基酸,命名为LecRK-LR45。经软件分析,LecRK-LR45具有典型的凝集素类受体蛋白激酶结构,属于L类型。聚类分析结果表明,LecRK-LR45与山羊草和小麦抗叶锈近等基因系TcLr34中的凝集素类受体蛋白激酶基因具有较近的亲缘关系,与玉米、拟南芥的亲缘关系较远。该基因的克隆为研究小麦中凝集素类受体蛋白激酶的功能奠定了基础。

橡胶树体细胞胚胎发生相关类受体蛋白激酶基因(HbSERK1)的克隆及表达分析

从橡胶树体细胞胚中克隆了一个与体细胞胚胎发生相关的类受体蛋白激酶基因,命名为HbSERK1。HbSERK1长2 159 bp,含有一个1 482 bp的阅读框,编码493个氨基酸。HbSERK1序列与毛果杨、葡萄、胡萝卜、马铃薯、拟南芥和燕麦的体细胞胚胎发生相关类受体蛋白激酶同源性分别为91%、90%、88%、88%、87%、86%。生物信息学分析表明,HbSERK1含有一个高度保守的蛋白激酶家族结构域,同时含有ATP结合区、蛋白激酶活化位点和Ser/Thr活性位点。RT-PCR半定量分析表明,HbSERK1在叶、胶乳、雄花、生长在愈伤诱导培养基上30 d和50 d的愈伤组织及生长在胚状体诱导培养基上12 d的胚性愈伤组织中均未表达,而生长在胚状体诱导培养基上21 d和40 d的胚性愈伤组织及成熟体细胞胚中表达。橡胶树HbSERK1基因主要在体细胞胚发生的早期表达,表明其可能参与橡胶树的体细胞胚早期发生过程。

香蕉果实类受体蛋白激酶基因克隆及RNAi载体构建

植物类受体蛋白激酶在植物的生长发育和信号转导中起到重要作用。以香蕉果实cDNA噬菌体文库为材料,通过原位杂交方法获得1个长度为1 689 bp的香蕉果实类受体蛋白激酶基因,编码563个氨基酸序列,包含1个高度保守的蛋白激酶家族结构域。Southern杂交分析结果表明,该基因在香蕉基因组中不止有1个拷贝。构建了该基因的RNAi干扰载体,为该基因功能研究打下基础。

大豆类受体蛋白激酶基因GmRLCK的克隆及初步分析(英文)

植物类受体蛋白激酶(receptor-likeproteinkinase,RLK)在高等植物生长发育和环境刺激的信号传导中起着重要的作用。本文报告了一个新的大豆类受体蛋白激酶基因的全长cDNA克隆及对其基因结构和功能的初步分析。研究表明该基因序列编码的蛋白包含一个跨膜域、一个具有丝氨酸/苏氨酸激酶活性的胞内域和一个缺少N-末端信号肽的胞外域。采用生物信息学方法分析表明,该基因与一些拟南芥菜类受体蛋白激酶基因具有很高的相似性,这些激酶N-末端都缺少信号序列,属于植物胞质类受体激酶(receptor-likecytoplasmickinase,RLCK)亚家族。因此命名该大豆基因为GmRLCK(GenBankAccessionNo.AY687390)。对GmRLCK激酶域中磷酸化可能性较高的位点进行了预测。RT-PCR的结果表明,GmRLCK在大豆子叶、根、花以及豆荚中都有较高的表达,而在胚根、茎和成熟叶片中的表达相对较弱。进化分析表明GmRLCK与一些衰老相关的植物类受体蛋白激酶具有较近的亲缘关系。