青花菜快速碱化因子RALF的克隆与序列分析

以一个与甘蓝显性核不育相关的差异表达片段序列为信息探针,在NCBI与TAIR网站数据库中进行同源EST序列搜索,经人工拼接、RT-PCR克隆与序列分析验证,获得了青花菜快速碱化因子RALF(Rapid Alkalinization Factors)基因的cDNA全长序列,命名为BoRALFL1(GenBank序列登录号DQ059310)。该cDNA全长240bp,编码79个氨基酸,与电子克隆获得的序列完全相同。序列分析表明,编码蛋白存在前导信号肽与多个磷酸化位点,与同源基因RALFL8核酸序列在88bp上有82%的一致性,推导的氨基酸序列在74个氨基酸上存在56%的一致性,不同植物间氨基酸序列N-端差异大,C-端具有较高的保守性。

荔枝快速碱化因子基因的克隆与表达分析

从已构建的荔枝果皮cDNA文库中挑取克隆测序,获得一条荔枝快速碱化因子(LcRALF)基因(GenBank登录号:EU024484)。该基因的cDNA全长为666bp,含1个381bp的开放读码结构,编码126个氨基酸。生物信息学分析表明,该基因的氨基酸序列与拟南芥、烟草等物种的RALF基因一致性较高,具有RALF基因氨基酸序列的典型特征。RT-PCR分析表明,该基因在荔枝果皮中特异表达,且在新采收的荔枝果皮中表达量最高。随着果皮的衰老该基因表达量逐渐下降。

紫菜薹快速碱化因子基因BcMF14p的序列与表达分析

快速碱化因子是近年来新发现的一种植物多肽类信号分子。根据已知的普通白菜两用系中可育株系特异表达的快速碱化因子基因BcMF14序列,在其编码框两侧设计引物,从紫菜薹中克隆出该类信号分子基因,命名为BcMF14p(登陆号:EF523517),全长273 bp,不含内含子,编码框包含222个核苷酸,编码73个氨基酸。NCBI在线同源比对结果表明该基因属于快速碱化因子家族,与花椰菜、拟南芥等的快速碱化因子核苷酸序列相似性达到86%以上。对该信号分子的表达进行RT-PCR分析,结果显示BcMF14p只在紫菜薹花蕾、花、角果等生殖器管中表达,在茎、叶等营养器官中不表达,说明BcMF14p可能参与紫菜薹生殖发育过程中的信号传导。

大白菜快速碱化因子BrRALF1的克隆与特征分析

利用cDNA-AFLP技术分析大白菜核雄性不育"两用系"AB02可育株(msms)和不育株(Msms)花蕾的基因表达谱,在可育株混合花蕾cDNA中扩增出1条特异表达条带TDF-3,通过RACE和RT-PCR技术克隆了该基因的cDNA全长序列。序列分析表明,该基因编码大白菜快速碱化因子,被命名为BrRALF1;BrRALF1全长cDNA序列为551bp,编码1个包含79个氨基酸残基的前体蛋白;前体蛋白N末端1～28位为信号肽,成熟蛋白含有保守的YIXY结构域、YXRGC结构域和4个半胱氨酸残基;预测BrRALF1蛋白含有5个翻译后修饰性位点。表达模式分析表明,BrRALF1在可育花的花丝、花药、雌蕊、萼片、花瓣中均表达,其中在花药中表达量最高;BrRALF1表达在不育株上受到强烈抑制。

植物肽激素——快速碱化因子研究进展

综述了快速碱化因子(RALF)的发现过程、结构特点、生理作用和RALF受体的研究进展,并就其在响应非生物逆境胁迫过程中的作用进行了分析。

白菜快速碱化因子基因BcMF14的克隆及序列分析

快速碱化因子是近年来新发现的一种植物多肽类信号分子.从一个在‘矮脚黄’白菜雄性不育两用系的可育株系中特异表达的cDNA-AFLP差异片段入手,采用RACE技术克隆了该片段的基因,将其命名为BcMF14,全长581bp,不含内含子,开放阅读框长度为240 bp,编码79个氨基酸.序列分析结果表明该基因与花椰菜、拟南芥等的快速碱化因子基因cDNA序列有很高的相似性,证明BcMF14属于快速碱化因子家族.

蜡梅快速碱化因子基因CpRALF的克隆及表达分析

通过随机克隆测序的方法从蜡梅花cDNA文库中获得快速碱化因子基因,命名为CpRALF(GenBank登录号为:JQ217379)。扩增获得的DNA序列与cDNA序列一致,表明该基因不具有内含子,包含一个384bp的最大开放阅读框,编码一个长127个氨基酸的蛋白质。蛋白质序列同源比对发现其含有快速碱化因子特有的YIXY、YXRGC和4个保守的半胱氨酸以及双精氨酸结构。实时荧光定量PCR分析表明该基因在蜡梅茎、根和盛开的全花中表达量较高;在花发育过程中,蕾期和衰败期表达丰度高。在对蜡梅幼苗进行高温、低温、高盐、重金属4种非生物胁迫处理后,通过实时荧光定量PCR对CpRALF在幼叶中的表达量进行分析,结果表明高温、高盐和重金属能够促进该基因表达,而低温则抑制该基因的表达,且CpRALF对高盐与重金属胁迫的响应比对高温和低温胁迫的响应更为显著和迅速,表明该基因可能在蜡梅花发育以及非生物胁迫反应响应方面发挥作用。

快速碱化因子基因BcRALF在菜心中的克隆及序列分析

快速碱化因子是近年来新发现的一种植物多肽类信号分子,广泛存在于高等植物中。通过已得到的普通白菜的快速碱化因子基因BcMF14(GenBank序列登录号EF523516)的核苷酸序列,在其编码框两侧设计引物,从菜心中克隆出该类信号分子基因,命名为BcRALF(登陆号:GU086228)。序列同源比对表明该基因与花椰菜、拟南芥等的快速碱化因子基因有很高的相似性,证明BcRALF属于快速碱化因子家族。蛋白质特征预测以及蛋白序列结构分析发现BcRALF蛋白包含有多个生物活性位点,符合其作为多肽类信号分子类蛋白的特征。

快速碱化因子类基因在茄科植物中的研究进展

植物在调控生长发育、响应外界胁迫时,细胞内外的pH变化是及时、重要的反应之一。快速碱化因子类基因(RALF)属于植物多肽类信号分子,是一类大的家族基因,它的活动引起胞外pH值快速升高,有关RALF类基因的研究在几种茄科植物中开展的较多,包括RALF蛋白信号分子的结构及加工、基因表达、受体研究以及功能等方面。最近我们在白菜和紫菜薹中的研究发现有一些RALF类基因与植物的育性有关,本文就茄科植物中的这些研究进展进行介绍,为RALF的进一步研究提供参考。

甜樱桃RALF多肽家族的全基因组鉴定及表达分析

本研究以甜樱桃(Prunus avium L.)为试验材料,采用生物信息学分析的方法探究信号多肽快速碱化因子(RALF)家族,从甜樱桃全基因组数据库中鉴定到14个RALF相关基因,系统命名为PavRALF1~PavRALF14,从基因家族鉴定、结构分析、进化关系、保守基序和顺式作用元件等方面,对甜樱桃RALF基因进行系统鉴定分析,并分析基因在不同组织中的相对表达量。结果表明,甜樱桃RALF家族均属于疏水蛋白质,与桃(Prunus persica)RALF基因共线性关系较多,亲缘性较近,在启动子区域存在多种与植物激素和应激相关的顺式作用元件。系统进化树将RALF基因分为5个亚家族。表达特性分析结果显示,各基因成员在花、茎、叶和果实中均存在不同程度的表达。本研究结果有助于深入研究甜樱桃RALF基因家族的生物学功能以及RALF基因在甜樱桃生长发育过程中可能发挥的作用。

植物多肽信号分子RALF的研究进展

多肽信号分子调控生物体的生长发育过程,在动物、细菌、真菌中广泛存在,而植物多肽成分的信号分子直到1991年才首次报道,但随后即从植物中陆续分离出多种多肽类生长调节因子。快速碱化因子(rap id alkalin ization factor,RALF)就是其中的一种,它广泛存在于植物中。被证明在植物多个器官的不同发育时期都表达,具有使植物组织生长的培养基碱化、抑制根生长等多种作用。现对RALF同源基因的特征以及表达情况、RALF多肽的结构及生理功能等进行介绍,为RALF的进一步研究提供参考。

巴西橡胶树HbRALF34的克隆及表达分析

依据橡胶树胶乳转录组数据,利用RT–PCR技术鉴定了一个快速碱化因子(rapid alkalinization factor,RALF)家族基因cDNA序列。该cDNA长度为767 bp,开放阅读框长度为411 bp,编码136个氨基酸。序列比对显示该RALF基因与AtRALF34有较高相似性,因而命名为HbRALF34。以热研7–33–97无性系橡胶树为材料,采用实时荧光定量PCR对不同组织及乙烯、茉莉酸、伤害、过氧化氢、高盐、低温、干旱等处理下HbRALF34的表达模式进行分析。结果表明:HbRALF34在橡胶树叶片、花、树皮以及胶乳中均有表达,其中胶乳中表达量最高;与健康橡胶树相比,HbRALF34在死皮橡胶树胶乳及树皮中的表达量显著上调;乙烯、茉莉酸、过氧化氢及伤害处理能诱导该基因表达,而低温、干旱及高盐处理则抑制该基因表达,表明HbRALF34可能参与橡胶树的信号传导、产排胶调控以及胁迫响应。

拟南芥信号肽AtRALF1的表达、纯化及活性分析

利用RT-PCR扩增获得拟南芥At RALF1基因的全长cDNA序列,将其构建入携带His标签的原核表达载体p ET28b中,获得重组表达载体p ET28b-At RALF1,并将其转入到大肠杆菌BL21(DE3)中。随后在不同的IPTG浓度、温度和诱导时间条件下,进行At RALF1蛋白的表达研究,建立了At RALF1融合蛋白的高效表达体系。结果表明,在30℃、1 mmol/L IPTG的条件下诱导4 h,At RALF1融合蛋白的表达量最大。进一步用获得的At RALF1融合蛋白处理苗龄5 d的野生型拟南芥(Col-0)植株,发现其根的生长受到了抑制,表明我们获得了具有活性的At RALF1小肽,为进一步研究该小肽奠定了基础。

中国农业大学揭示黄瓜雌蕊育性调控新机制

2023年1月,中国农业大学园艺学院张小兰团队在《Nature Communications》期刊上发表了题为“Pollen tube emergence is mediated by ovary-expressed ALCATRAZ in cucumber”的研究论文,揭示了黄瓜中b HLH转录因子ALCATRAZ(ALC)正向介导了黄瓜花粉管在雌蕊内的“穿出”过程,并通过促进2个快速碱化因子小肽Cs RALF4/19在子房传输通道的表达来正调控雌蕊育性。

巴西橡胶树RALF基因家族的鉴定及其表达分析

快速碱化因子(rapid alkalinization factors, RALFs)是一种植物多肽类激素,参与胞内MAPK信号传递、细胞伸长调控、花器官发育及免疫应答等植物重要生理过程。本研究利用生物信息学方法对橡胶树RALF基因家族进行全基因组鉴定,对其序列特性、基因结构、保守基序、系统进化及表达特性进行系统研究。通过同源比对在橡胶树基因组中共鉴定到16个RALF基因,分别命名为HbRALF1~HbRALF16。序列分析结果表明,这些基因编码氨基酸数目介于108~149 aa之间,分子量和等电点分别介于11.92~16.88 kD和5.41~9.33。多序列比对结果表明,HbRALFs含有S1P蛋白酶识别位点、受体蛋白识别位点YISY保守序列和四个保守半胱氨酸。基于转录组数据的组织和乙烯刺激表达特性分析显示,16个橡胶树RALF基因至少在一个组织中表达,8个胶乳中高表达的RALF还参与乙烯刺激响应。本研究为进一步研究RALF基因家族在橡胶树关键农艺性状调控中的作用提供参考依据。

FaRALF1基因调控‘红颜’草莓果实成熟的功能分析

多肽信号广泛存在于高等植物体内,并对植物的生长发育和果实成熟起重要的调控作用,为探究多肽信号调控植物果实成熟机制,本研究以八倍体‘红颜’草莓(Fragaria×ananassa’Benihoppe’)为试验材料,通过生物信息学技术在草莓全基因组中鉴定出一类植物多肽信号家族RALF(Rapid alkalinization factors),并根据染色体上的定位命名将其为FaRALF1-FaRALF9,通过分析FaRALFs基因家族成员在草莓果实不同发育时期的表达差异,以及其对脱落酸(ABA)、生长素(IAA)、油菜素内酯(BR)、蔗糖处理(Suc)的响应特征分析,初步推测家族成员FaRALF1可能参与调控草莓果实成熟。通过构建FaRALF1基因的超表达FaRALF1-OE(Over Expression)和RNA干扰FaRALF1-RNAi(RNA interference)载体瞬时侵染大绿时期的草莓果实,通过体视荧光显微镜观察侵染5 d后草莓果实的荧光标签和成熟表型,并通过RT-qPCR(Quantitative real-time PCR)分析基因表达量,其中FaRALF1-OE促进草莓果实成熟;相反,FaRALF1-RNAi抑制果实成熟。本研究初步表明植物多肽信号家族成员FaRALF1基因参与调控‘红颜’草莓果实成熟,且表达量与果实成熟程度呈正相关,为研究植物多肽信号调控果实成熟机理提供了基础。