青稞HD-Zip基因家族鉴定及其在非生物胁迫下的表达特性

同源异型域-亮氨酸拉链(homedomain-leucine zipper,HD-Zip)转录因子广泛参与植物的生长发育和抗胁迫过程。该研究通过生物信息学方法对青稞HD-Zip基因家族进行全基因组分析鉴定,并采用qRT-PCR技术分析非生物胁迫下该基因的表达特性,为深入探讨青稞HD-Zip转录因子的生物学功能及其在高原作物抗逆育种中的应用奠定基础。结果表明:(1)成功从青稞基因组中共鉴定出41个HD-Zip基因家族成员,依次命名为HvvHD-ZipⅠ-1~Ⅳ-13,且这些基因在7条染色体上呈不均匀分布。(2)理化性质分析发现,HvvHD-Zip蛋白包含197~885个不等的氨基酸残基;分子量范围在19914.36~94014.87 Da;亚细胞定位表明HvvHD-Zip蛋白都位于细胞核。(3)根据多序列比对、系统进化、基因结构和保守基序差异将其聚为4个亚家族,各亚家族分类特征与系统聚类结果一致。(4)顺式作用元件预测分析发现,HvvHD-Zip基因启动子中含有11种植物激素和胁迫响应元件。(5)qRT-PCR结果显示,HvvHD-ZipⅠ、Ⅱ、Ⅳ亚家族基因对各胁迫响应明显;与根组织相比,多数HvvHD-Zip基因在叶组织中响应明显(上调或下调);与冷和盐胁迫相比,HvvHD-Zip各基因对旱胁迫响应较强。

玉米HD-Zip转录因子基因ZmHOX32的克隆及功能探究

同源异型域-亮氨酸拉链蛋白(HD-Zip)可通过与其他蛋白质互作参与激素信号传导途径,进而调控植物对逆境胁迫的应答和生长发育等过程。为验证及探究HD-Zip蛋白对干旱胁迫和ABA诱导的响应模式,从玉米抗旱自选系郑D58M中克隆了1个HD-Zip转录因子基因,暂时命名为ZmHOX 32。ZmHOX32蛋白包含856个氨基酸,属于亲水性蛋白质,定位于细胞核内。进化树和保守基序分析发现,ZmHOX32蛋白序列与谷子、胡桃木的同源蛋白序列高度相似且保守基序完全一致。ZmHOX 32基因启动子序列含有响应激素、非生物胁迫及光刺激的结合元件。qRT-PCR结果显示,ZmHOX 32基因属于组成型表达基因,在营养分生组织中高表达,且受干旱胁迫和外源ABA的正向诱导,表明ZmHOX 32基因参与干旱胁迫和ABA信号传导途径。

植物HD-Zip转录因子

同源异型域一亮氨酸拉链(HD-Zip)蛋白是植物特有的一类转录因子,具有调节植物发育进程和应答外界环境胁迫信号的作用。介绍了近年来有关植物HD-Zip蛋白的结构特征与特性、编码基因及其表达规律、相关生理功能的新进展。

过量表达紫花苜蓿MsHB7基因对拟南芥耐旱性的影响

同源异型域-亮氨酸拉链蛋白(HD-Zip)第I类亚家族在植物非生物胁迫调控过程中起着重要作用,已在多个物种中进行了克隆鉴定,但关于紫花苜蓿该家族基因的研究还鲜有报道。本研究旨在研究紫花苜蓿HD-Zip第I类亚家族基因MsHB7对拟南芥抗旱性的调控功能。通过克隆得到大小为738 bp、编码245个氨基酸的MsHB7基因的开放阅读框。多重序列比对和系统进化树分析结果显示,MsHB7蛋白属于HD-Zip I亚家族,且与拟南芥中ATHB7和ATHB12亲缘关系较近。实时荧光定量分析表明,MsHB7基因受干旱诱导。将MsHB7基因转化拟南芥并获得了阳性植株。干旱处理后,转基因拟南芥比野生型拟南芥萎蔫程度更明显,转基因植株相对含水量显著低于野生型拟南芥,并积累了更多的脯氨酸和丙二醛。qRT-PCR检测发现处理之后逆境胁迫指示基因ATCAT1、ATDREB2A和ATRD29A在转基因拟南芥中的表达量显著升高,而ATLEA3的表达量显著下降。上述结果表明MsHB7基因的过表达可降低转基因拟南芥的耐旱性,为进一步开发利用该基因提供理论依据。

CRX基因突变影响视紫红质转录表达和NRL蛋白稳定性的细胞学研究

目的在细胞水平上，探讨存在和缺乏神经视网膜亮氨酸拉链（NRL）的条件下，视锥．视杆细胞同源异形框基因（CRX）突变型对调控视紫红质基因转录表达的影响．并分析CRX突变型对CRX和NRL蛋白稳定性的影响。方法实验研究。分别构建携带野生型和c．C766T（p．Gln256X）无义突变型的CRX基因，以及共表达NRL基因和牛视紫红质基因启动子萤光素酶（pBR130-luc）的表达载体，分别转染体外培养的293T细胞和ARPE-19细胞，再行双荧光素酶检测分析和Western blotting实验。以持家蛋白GAPDH作为内参照。结果与野生型CRX蛋白的表达导致牛视紫红质启动子表达5倍的激活率相比，CRX／c．C766T（p．Q256X）突变所造成的相应激活率降至1／4。共表达野生型CRX和NRL基因后，激活率增高至30倍，而共转染CRX／c．C766T和NRL后，牛视紫红质蛋白的活性降至1／13。以持家蛋白GAPDH作为内参，可见存在CRX／c．C766T突变时，CRX蛋白的稳态水平大幅下降。且CRX／c．C766T突变型对NRL蛋白的稳态有一定的影响，出现NRL增高的现象。结论在细胞水平上，CRX基因的c．C766T（p．Q256x）突变可降低所调控的视紫红质蛋白的表达，并对CRX蛋白和NRL蛋白的稳态均造成一定的影响。