桑树橡胶延伸因子基因的克隆与表达分析

桑树乳汁在桑树的生长和防御过程中起重要作用,乳汁中的糖苷酶抑制剂还是治疗糖尿病的有效成分。通过桑树cDNA文库中的序列比对,发现一段与乳汁合成相关的基因片段,采用RACE方法获得该基因的全长序列,基因cDNA全长1 145 bp,编码区759 bp,编码252个氨基酸残基,将该基因命名为桑树橡胶延伸因子基因(GenBank登录号:GQ466080)。为探究该基因的功能,通过RT-PCR的方法分析该基因在桑树不同组织器官的表达,结果表明该基因在桑树幼叶中的表达量最高,其次是茎和芽,在根中的表达量最低。对桑树叶片进行细胞分裂素处理,发现细胞分裂素处理后该基因表达量有减少的趋势,在细胞分裂素处理的叶片中,正在伸展的幼叶中该基因的表达量要高于刚出现的幼叶和成熟叶。与桑树中已知的其它功能基因相比,桑树橡胶延伸因子在桑树正常生长中的表达量远高于桑树Na+/H+逆向转运蛋白基因MaNHX和桑树抗冻蛋白基因WAP27的表达量。从以上结果初步推测桑树橡胶延伸因子基因在桑树的生长发育中起重要作用。

橡胶延伸因子基因及3-端非编码区的克隆与序列分析

橡胶延伸因子ＲＥＦ（Ｒｕｂｂｅｒ Ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ Ｆａｃｔｏｒ）是橡胶生物合成中最重要的酶之一．作者利用ＲＥＦ基因序列设计并合成引物． 通过提取胶乳总ＲＮＡ 用ＲＴ法合成ｃＤＮＡ 后，通过ＰＣＲ技术扩增并克隆了ＲＥＦ基因和３端非编码区． 序列测定结果表明，ＲＥＦ基因全长４１４ 个碱基，编码１３８ 个氨基酸，３端非编码区长１１２ ｂｐ． 与Ｇｏｙｖａｅｒｔｓ Ｅ 等人发表的序列比较：ＲＥＦ基因同源率为１００％ ，３端非编码区有２ ｂｐ 的差异，同源率为９８％ ． 将所克隆的ＲＥＦ基因及３非编码区进行地高辛标记， 对胶乳和叶片总ＲＮＡ 进行点杂交分析，结果表明，胶乳总ＲＮＡ 呈阳性反应，叶片总ＲＮＡ 则呈阴性反应．

橡胶树HbREF3基因的克隆及功能初步分析

橡胶延伸因子(REFs)是橡胶粒子上的一种主要膜蛋白,在橡胶生物合成途径中具有延伸橡胶烃和稳定橡胶粒子等重要作用。对橡胶树不同组织的转录组测序发现,HbREF3在胶乳中具有特异性的高表达,且其在HbREFs基因家族中表达水平也相对较高,仅次于表达丰度最高的HbREF1。HbREF3的开放阅读框为528 bp,编码175个氨基酸,对应的蛋白相对分子质量为19.62 kDa,理论等电点(pI)为5.28。系统进化树分析表明,HbREF3与橡胶树其他HbREFs虽均属于分组Ⅰ,但与HbREF1明显属于不同分支。HbREFs均含有REF保守结构域,但在保守motif的分布上,不同HbREFs蛋白含有保守motif数量不等,HbREF3比HbREF1多了一个motif。生信预测分析表明,该蛋白属于亲水性蛋白,无跨膜结构域,具有14个磷酸化位点。亚细胞定位分析发现HbREF3蛋白定位在内质网上,推测其可能参与橡胶粒子的形成和胶乳的再生。本研究结果为进一步阐明HbREF3基因在橡胶树胶乳再生中的作用机制奠定了基础。

酵母双杂交系统筛选新橡胶延长因子HbREF3互作蛋白

橡胶延长因子(rubber elongation factor,REF)等橡胶粒子蛋白可能通过相互作用形成蛋白复合体在橡胶生物合成发挥作用。为鉴定REF家族中一新成员Hb REF3的互作蛋白,以橡胶树Hb REF3基因的c DNA序列为基础,分别构建了筛选Hb REF3相互作用蛋白的3种诱饵载体p GBKT7-Hb REF3-F(含全长ORF序列)及p GBKT7-Hb REF3-N(含N端序列)和p GBKT7-Hb REF3-C(含C端序列),并分别转化到Y2H Gold酵母菌株中,进行诱饵表达载体的自激活性与毒性检测。实验证明,3种诱饵载体转化的酵母菌能在SD/-Trp平板上正常生长,而在SD/-Trp/-His/-Ade平板上不能生长,因此,诱饵载体本身没有自激活性,它们的表达产物也没有毒性,不影响转化酵母菌Y2H的生长,满足作为诱饵质粒的条件,并用于橡胶树胶乳c DNA酵母表达文库的筛选。结果表明,用Hb REF3基因的全长ORF编码产物作诱饵,没有筛选到任何候选互作蛋白,而用Hb REF3的N端和C端区域分别作诱饵,均筛选到了可能与Hb REF3具有相互作用的候选蛋白,其中包括REF家族的其他成员和膜联蛋白D4等。

巴西橡胶树HbSIP2互作蛋白的筛选和鉴定

可溶性无机焦磷酸酶在天然橡胶生物合成中具有重要的调控作用,HbSIP2是胶乳中关键的可溶性无机焦磷酸酶基因。为了深入了解HbSIP2调控橡胶生物合成的机理,本研究对HbSIP2互作蛋白进行了筛选和鉴定。结果表明:诱饵载体p GBKT7-Hb SIP2无自激活活性,且对酵母无毒性作用,可以用于酵母文库筛选。将诱饵载体与橡胶树胶乳cDNA文库进行杂交,初步筛选获得20个与HbSIP2互作的蛋白。进一步通过双分子荧光互补实验证实,Hb SIP2能够与橡胶延伸因子发生蛋白互作。本研究结果为HbSIP2调控橡胶生物合成的机理研究提供了重要的理论依据。