藜麦抗坏血酸过氧化物酶基因(CqAPX)家族生物信息学与表达模式分析

为研究藜麦APX(CqAPX)基因结构和功能,利用生物信息学方法和公共数据库对CqAPX基因家族成员的理化性质、保守基序、基因结构和顺式元件以及表达谱进行分析。结果表明,CqAPX具有较高的进化保守性,可划分为4个类群。此外,CqAPX基因的启动子含有丰富的与胁迫相关的顺式作用元件,CqAPX基因在根、叶、花序和种子中组织特异性表达。干旱、盐和热胁迫处理能够显著改变CqAPX基因的表达。

紫穗槐抗坏血酸过氧化物酶(APX2)基因的克隆及抗旱性功能验证

为了研究紫穗槐(Amorpha fruticosa L.)在干旱条件下感知胁迫信号并通过生理和生化调节途径来维持其耐性功能作用的基因,可为紫穗槐抗旱性育种提供一个候选基因。通过对紫穗槐在干旱胁迫下的转录组数据进行分析,活性氧平衡系统的抗坏血酸过氧化物酶(Ascorbate Peroxidase,APX2)基因的表达量随胁迫时间显著升高,对紫穗槐的AfAPX2基因进行克隆,采用无缝克隆技术连接入门载体(pQB-V3),通过Gateway体系LR反应将目的基因构建到表达载体,并用电击法转化根癌农杆菌EHA105,采用农杆菌介导转化烟草(Nicotiana tabacum),愈伤组织培养成T 0代苗,收获种子后种植研究其与干旱胁迫的相关性。结果表明,AfAPX2基因表达蛋白与拟南芥和水稻的APX2同源比对,同样有过氧化物酶的结构域,推测可以通过ROS途径增强植物抗逆性。AfAPX2蛋白质二级结构有13处α-螺旋,17处β-折叠,4处β-转角和多处无规则卷曲,AfAPX2酶三级结构具有铁离子的结合位点。在干旱胁迫和胁迫后恢复供水下,过表达AfAPX2基因株系的叶片以及植株的茂盛程度明显大于野生型。本研究发现转AfAPX2基因阳性植株对自然干旱胁迫的耐受性增强,提高了烟草的抗旱性,说明AfAPX2在响应干旱胁迫中可能扮演重要的调节角色。进而验证了紫穗槐干旱胁迫转录组的上调基因与其相关,可以找到提高抗旱性的相关基因。

白桦抗坏血酸过氧化物酶(APX)基因克隆及表达分析

从白桦(Betula platyphylla Suk.)cDNA文库中获得一个抗坏血酸过氧化物酶(APX)基因全长cDNA序列,该序列去除polyA后长1049bp,其ORF全长750bp,编码250个氨基酸,编码蛋白的相对分子质量为27712.7,理论等电点6.08,保守区分析确定其含有APX蛋白保守序列,属于植物POD超家族。利用实时定量RT-PCR进一步分析白桦苗木在0.8%NaCl胁迫处理下不同时间点APX基因的表达情况。结果表明,盐胁迫处理诱导了APX基因在白桦叶片中的表达,说明APX基因与植物抗盐相关。

胡萝卜抗坏血酸过氧化物酶基因的分离及其对非生物胁迫的响应

[目的]抗坏血酸过氧化物酶(APX)利用抗坏血酸作为电子供体,清除植物中的过氧化物,在植物应对非生物胁迫中起重要作用。本文目的是研究胡萝卜Dc APX基因在抵御逆境胁迫过程中的响应情况。[方法]以胡萝卜‘黑田五寸’为研究材料,克隆获得胡萝卜Dc APX基因(Gen Bank登录号为KR364573),对该基因进行序列分析,并研究其主要非生物胁迫(高温、低温、干旱和盐胁迫)下的基因表达情况。[结果]序列分析表明,胡萝卜Dc APX基因全长753个碱基,编码250个氨基酸,预估其蛋白质相对分子质量为27.76×103,p I值5.65。进化分析表明,胡萝卜Dc APX在进化关系上与同属伞形科的短果茴芹同源性最高。空间结构分析表明,胡萝卜Dc APX的氨基酸二级结构由38.40%的α-螺旋、10.40%的延伸主链和51.20%的随机卷曲构成。胡萝卜Dc APX的氨基酸三级结构由10个α-螺旋和4个β-折叠构成。实时荧光定量PCR结果显示,胡萝卜‘黑田五寸’中Dc APX基因表达具有组织特异性,在叶中表达量最高。[结论]胡萝卜中Dc APX基因可以响应多种非生物逆境胁迫,在胡萝卜非生物逆境胁迫调控过程中起着重要作用。

朝鲜碱茅抗坏血酸过氧化物酶的基因克隆和表达

本研究从朝鲜碱茅叶cDNA文库分离得到序列长1125bp,开放读码框ORF区876bp,编码291个氨基酸的抗坏血酸过氧化物酶基因(PutAPx)全长cDNA。推测的编码蛋白质的相对分子质量和等电点分别为32kD和7.71。同源性比较发现,PutAPx基因与禾本科5个物种(水稻、大麦、小麦、黑麦草和玉米)在氨基酸水平上具有高度(89.7%,94.3%,94.2%,50.7%和79.6%)的同源性。系统发育树显示朝鲜碱茅与大麦、小麦遗传距离最近,跨膜结构与亚细胞定位表明为过氧化物体APX。将该基因构建到酵母表达载体pYES2-PutAPx,并导入酵母IVSC1菌株后在半乳糖的诱导下分析具有抗氧化性。本研究成功克隆了抗坏血酸过氧化物酶基因(PutAPx)编码区,并做了初步分析,为进一步研究逆境诱导的氧化胁迫的作用机理研究奠定了基础。

香蕉抗坏血酸过氧化物酶基因的克隆及表达分析

抗坏血酸过氧化物酶(Ascorbate peroxidase,APX)是植物重要的过氧化氢(Hydrogen peroxide,H_2O_2)清除酶之一。通过RACE(Rapid-amplification of cDNA ends)方法从香蕉根系cDNA均一化全长文库中获得一个抗坏血酸过氧化物酶基因,命名为MaAPX2基因。MaAPX2基因是香蕉APX基因编码框全长cDNA,包含一个750 bp的最大开放阅读框(Open Reading Frame,ORF),编码249个氨基酸的蛋白质。蛋白质序列结构域比对发现,在MaAPX2N端具有典型的APX活性位点(APLMLPLAWHSA)和过氧化物酶近端血红素配体序列(DIVALSGGHTL)的保守结构域,属于典型的APX蛋白。系统进化树比对分析表明,MaAPX2与马蹄莲ZaAPX(AAC08576.1)的亲缘关系较近。组织特异性研究表明,MaAPX2基因组成型表达于香蕉各个组织,在叶片中表达量最大。在耐病和感病品种中,MaAPX2基因均上调表达,但在耐病品种中MaAPX2基因在所有时间点相对于对照增加的倍数均高于感病品种,表明该基因在香蕉的抗病性中起着重要作用。MaAPX2基因可以作为一个新的响应枯萎病侵染的标记基因。

植物抗坏血酸过氧化物酶基因家族研究进展

抗坏血酸过氧化物酶(APX,EC1.11.1.11)是植物体内尤其是叶绿体中清除H2O2的关键酶.就抗坏血酸过氧化物酶的酶学特性、基因家族成员组成与细胞内分布、基因诱导表达特性与其在基因工程中的应用做了介绍,并讨论了其进一步的研究方向.

不结球白菜抗坏血酸过氧化物酶基因克隆及其原核表达载体构建

参照拟南芥APX基因保守域序列设计引物,扩增出不结球白菜抗坏血酸过氧化物酶(APX)基因的核心片段,结合RACE技术获得该基因的5′端序列和3′端序列,利用DNAman软件经序列拼接获得1个全长为1 089bp的cDNA序列,该序列包括开放阅读框867 bp,编码288个氨基酸,蛋白质等电点5.52的相对分子量31 600。APX基因编码的氨基酸序列与拟南芥APX基因编码的氨基酸的同源性为81%。将APX基因片段连接到原核表达载体PGEX-4T-3,转化大肠杆菌BL21(DE3)后诱导重组蛋白质的表达,SDS-PAGE电泳结果表明,产生了预期大小的重组蛋白。

采后荔枝果皮抗坏血酸过氧化物酶基因的差异表达试验初报

根据荔枝果皮APX基因cDNA全长,设计RT-PCR引物,以actin基因为内标,对采后不同储存时间荔枝果皮APX基因mRNA表达情况进行分析。结果表明:采后保湿储存处理的荔枝果皮APX基因mRNA相对丰度在采后24h迅速升高,而后升高幅度减缓。

杂交小麦抗坏血酸过氧化物酶基因克隆及其在种子老化中的潜在功能分析

以BS型二系杂交小麦BS1453/11GF5135及其BS1453(母本)、11GF5135(父本)的种子为材料,在BS1453/11GF5135中通过同源克隆获得抗坏血酸过氧化物酶基因TaAPX。该基因包含一个832 bp的ORF,共编码277个氨基酸。通过进一步生信分析预测miRNA与TaAPX基因的互作关系,发现TaAPX基因可能受miR396等抗逆及种子活力相关miRNAs的调控。另外通过蛋白互作预测分析,发现APX蛋白主要与氧化还原相关的酶互作反应。通过对不同老化时间的父母本及杂交种的胚进行qPCR及酶活性分析,发现TaAPX基因在杂交种及亲本中的表达趋势是先被诱导上调表达,后下调表达,但杂交种子内TaAPX基因的表达量在第7天才开始下降,而亲本种子内TaAPX基因的表达量在第5天开始下降,且miR396与TaAPX互为拮抗作用。随着老化时间的延长,亲本种子内APX酶活性表现为下降趋势,杂交种子内APX酶活性在第3天呈短暂下降趋势,随后上升,第9天开始下降,表明在老化条件下杂交种子内APX酶清除体内过氧化物的能力高于亲本,即杂交种抗老化能力高于其父母本,且TaAPX基因对种子活力的调控是一个复杂的多因素参与的调控过程。本研究为进一步研究BS型杂交小麦种子活力的分子调控机理奠定了一定的基础。

抗坏血酸过氧化物酶基因转化苹果的研究

利用根癌农杆菌介导法对"嘎啦"苹果叶片进行遗传转化,获得"嘎啦"苹果的转基因植株。2d的预培养,OD600值约为0.6的工程菌液浓度,侵染时间10min,3d的共培养,延迟筛选10d获得较高的转化效率。PCR检测和Gus染色表明,APX基因已整合到苹果基因组中。

植物抗坏血酸过氧化物酶的表达调控以及对非生物胁迫的耐受作用

抗坏血酸过氧化物酶(Ascorbate peroxidase,APX)属于I型血红素过氧化物酶,它催化H2O2依赖的L-抗坏血酸氧化作用,对抗坏血酸表现出高度的专一性。植物APX基因家族由4个亚家族组成,分别为细胞质、叶绿体、线粒体和过氧化物酶体基因亚家族,每个亚家族中又含有不同的APX同工酶。作为植物抗坏血酸-谷胱甘肽循环中的一个关键组分,APX在细胞H2O2代谢过程中起着至关重要的作用。研究表明植物APX是氧化还原信号系统中调节细胞水平H2O2非常重要的一种酶,APX同工酶的表达机制非常复杂,细胞质APX受多种信号调节表达,两种叶绿体APX通过选择性剪接进行组织特异性调节。通过调控产生的APX可调节细胞中的氧化还原信号,进而提高植物对非生物胁迫的耐受性。文章综述了植物APX的催化机制、表达调控机理以及响应植物非生物逆境胁迫的重要作用。

植物抗坏血酸过氧化物酶的作用机制、酶学及分子特性

介绍叶绿体中H2O2的产生和清除,抗坏血酸过氧化物酶(APX)的酶学和分子特性,APX同工酶在植物体内的分布和功能及其相互之间的区别,APX与细胞色素C过氧化酶(CPX)和谷胱苷肽过氧化物酶(GPX)等一些在不同生物中的H2O2清除酶的异同之处,以及有关APX基因工程的研究进展。

荔枝抗坏血酸过氧化物酶cDNA的克隆和分析

[目的]为了对荔枝果皮中克隆的APX基因进行cDNA序列分析。[方法]采用RT-PCR和RACE技术从荔枝果皮中扩增克隆抗坏血酸过氧化物酶基因,利用NCBI的ORFFinder程序分析克隆基因的序列,然后将ORF转换成氨基酸序列,进行BLASTX和BLASTN分析,最后用dnasismax2.6pro软件将荔枝与胡瓜、加杨等8种植物进行APX氨基酸序列配比和进化树分析。[结果]该基因cDNA全长1118bp,含有645bp的ORF,编码214个氨基酸。它编码的氨基酸序列与胡瓜、加杨、龙眼、落花生、豌豆、芸苔、帕拉港橡胶树和紫花苜蓿编码的氨基酸序列的同源性分别为83%、89%、97%、78%、84%、75%、79%和85%。推测该蛋白的分子式为C1946H3249N645O827S142,相对分子质量为53466.5,等电点为5.16,理论推导半衰期大于10h。[结论]该基因的克隆与cDNA序列分析为采后荔枝果皮中抗坏血酸过氧化物酶的基因工程操作奠定了基础。

菠菜抗坏血酸过氧化物酶基因家族的鉴定及表达分析

利用生物信息学分析方法,在菠菜全基因组中鉴定出了菠菜(Spinacia oleracea)抗坏血酸过氧化物酶(APX)家族成员,并对其理化性质、亚细胞定位、基因结构、保守基序、同源关系及基因表达进行了分析,发现菠菜中存在7个SoAPXs(SoAPX1～7)基因,并通过进化树分析将菠菜APX家族分为4类.基因结构分析发现该家族基因由5～9个外显子构成.亚细胞定位预测表明大部分菠菜APX蛋白定位在细胞质.实时荧光定量聚合酶链式反应(qRT-PCR)结果表明:SoAPXs在各个组织器官中呈组成型表达,其中SoAPX1和SoAPX3的组织表达模式相似,SoAPX4和SoAPX5相似,SoAPX2在新叶中表达最高,SoAPX7在雄花中表达最高.对经胁迫处理后的样品进行表达分析发现,低温胁迫与氧化胁迫对SoAPXs的表达均有诱导作用,盐胁迫与干旱胁迫也刺激了大部分SoAPXs的表达.这些结果表明:SoAPXs可能在菠菜的抗盐、耐寒、抗旱以及抗氧化过程中起作用,为后续深入鉴定APX家族成员的功能提供参考.

高粱抗蚜反应中抗坏血酸过氧化物酶基因(Sb 002 G 431100)的表达模式分析

活性氧(ROS)是植物有氧代谢的副产物,本身具有毒性。H2O2作为ROS家族中的一员,在植物抵御病虫害侵染过程中扮演着重要角色。为了探明活性氧途径相关基因在高粱对高粱蚜的防御反应中所发挥的作用,以高粱抗蚜品种HN 16(包含RMES1基因)和感蚜突变体(RMES1突变)作为研究材料,对蚜虫取食过程中(0,24,48,72h和96h)抗坏血酸过氧化物酶基因(Sb 002G431100)的表达模式进行了分析。结果表明,在蚜虫取食的最初24h内,该基因在HN 16和感蚜突变体间没有明显差异,但当蚜虫取食48h后,HN 16中的表达量显著高于突变体,蚜虫取食72h后突变体中的表达量显著下降,但在HN 16中则始终维持在相对稳定的水平,说明该基因在RMES1介导的抗虫反应中发挥着积极的作用。

黄瓜抗坏血酸过氧化物酶基因的鉴定和特征分析

植物抗坏血酸过氧化物酶基因在逆境应答和发育过程中具有重要功能,但是在我国重要蔬菜黄瓜中缺乏报道。本文通过生物信息学的方法,从黄瓜基因组中鉴定出6个抗血酸过氧化物酶基因,并对它们的染色体分布、基因结构、系统进化和顺式元件进行了系统分析。结果显示,黄瓜APX分布在不同的染色体上,编码区大小在750~1425 bp,含有8个以上外显子,预测编码蛋白定位在细胞质或者叶绿体中。它们都具有抗坏血酸过氧化物酶的特征结构域和磷酸化及豆蔻酰化位点。在它们的上游基因序列中,存在多个逆境和激素应答顺式调控元件,暗示它们在逆境应答中具有一定功能。

番茄抗坏血酸过氧化物酶研究进展

逆境会使植物细胞中积累过量的活性氧,引发氧化胁迫,抑制植物的生长发育。抗坏血酸过氧化物酶(APX)可以清除植物体内尤其是叶绿体中的H2O2,从而提高植物对氧化胁迫的耐受性。综述了番茄APX的基因克隆、基因表达调控及基因工程的研究进展。