多毛番茄冷诱导转录因子CBF1转化番茄的研究

番茄在气温低于12℃时即不能正常开花结实,因此番茄生产受到了很大限制。多毛番茄是一种野生番茄,具有耐低温甚至抗冻的特性,短暂遭受0℃的低温,仍能正常开花结实。构建了多毛番茄冷诱导转录因子CBF1的植物表达载体,并通过农杆菌介导法转入番茄中,获得8株转基因阳性植株。转基因植株经冷诱导处理后,丙二醛(MDA)含量和超氧自由基(O-2·)含量均低于非转基因对照,而超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、脯氨酸(Pro)含量、过氧化氢酶(CAT)活性、抗坏血酸过氧化物酶(ASA)活性和苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性则高于非转基因对照,表明转多毛番茄CBF1基因(Sh CBF1)可以提高番茄的抗冷性。

拟南芥转录因子CBF1基因的克隆与原核表达

CBF1转录激活因子与植物的抗逆密切相关,根据GenBank中拟南芥(Arabidopsis thaliana)CBF1(C-repeat/dre binding factor 1)基因的编码区设计1对特异引物,通过RT-PCR扩增出拟南芥CBF1基因,随后亚克隆到pMD18-T载体,测序、序列分析表明与拟南芥CBF1对应区域相似性为100%。将该片段亚克隆到原核表达载体pET22b(+)中构建原核表达质粒,转化大肠杆菌ER2566,在IPTG诱导下产生CBF1蛋白,SDS-PAGE结果表明表达的蛋白约24ku,与预期一致。

扁桃AcCBF1转录因子的克隆及表达分析

【目的】分离和克隆新疆栽培扁桃CBF1转录因子基因,了解其在扁桃响应环境胁迫和逆境相关激素诱导的表达情况。【方法】以新疆扁桃幼苗为试验材料,对其进行低温、干旱、盐及ABA处理,使用PCR技术从新疆扁桃‘双果’克隆得到CBF1转录因子基因,通过农杆菌将35S-Ac CBF1-GFP融合质粒转化洋葱表皮细胞后在激光共聚焦显微镜下观察结果,并通过实时荧光定量PCR技术分析了SG-Ac CBF1转录因子基因在不同非生物逆境胁迫下的表达情况。【结果】序列分析表明,该基因编码框为729 bp,编码242个氨基酸,蛋白质分子量为27.405 ku,命名为SG-Ac CBF1,GenBank登录号为KM245571。氨基酸序列同源比对分析证实,SG-Ac CBF1属于CBF转录因子家族基因。系统发育树分析表明,SG-Ac CBF1与甜樱桃Pa DREB1的亲缘关系最近。亚细胞定位分析显示,SG-Ac CBF1蛋白定位于细胞核中。实时荧光定量PCR分析结果表明,低温、干旱、盐及ABA均能诱导SG-Ac CBF1基因表达。【结论】SG-Ac CBF1转录因子具有核定位功能,并参与了植物对逆境胁迫的调控。由于该转录因子属于家族基因,因此其对环境胁迫响应的强弱还有待探讨。

扁桃CBF1转录因子的克隆及原核表达分析

为了探明CBF转录因子在扁桃中的抗寒分子机理,以新疆栽培扁桃‘矮丰’叶片为材料,通过PCR技术从扁桃基因组DNA中获得CBF1转录因子,命名为AF-Pd CBF1,Gen Bank登录号为KM245570。序列分析表明,该基因开放阅读框为729bp,编码242个氨基酸,推测蛋白质分子量为27.405 k D,并且该蛋白没有信号肽。进化树分析表明,AF-Pd CBF1与甜樱桃和中国梅的亲缘关系最近。将该基因片段连接到原核表达载体p ET-32a(+)中,构建融合表达质粒p ET-Pd CBF1,转化到E.coli Rosetta(DE3)中进行表达。SDS-PAGE电泳检测结果表明,表达蛋白与预期大小一致,分子量大小约为47.8 k D。对重组蛋白的诱导条件进行优化后结果表明,重组蛋白p ET-Pd CBF1在IPTG浓度为0.2 mmol/L、诱导4 h时,其表达量最佳。试验结果可为进一步纯化和鉴定目的蛋白及研究其功能奠定基础。

冷诱导基因转录因子CBF1转入黄瓜的研究

以抗冷性强的黄瓜"山东5号"为试材,研究冷诱导转录因子CBF1基因对黄瓜抗冷性的影响。从"山东5号"黄瓜基因组DNA中扩增并克隆了冷诱导转录因子CBF1基因,将其与CaMV 35S启动子和Nos终止子融合后构建成植物表达载体pROK2-CBF1。通过花粉管通道法转化黄瓜植株,获得了具有卡那霉素抗性的黄瓜再生植株。结果表明:CBF1基因已整合到黄瓜基因组中,转基因植株胁迫期间可溶性糖含量、幼苗含水量显著高于对照;MDA含量、叶片电解质渗透率显著低于对照,黄瓜已具备了较强抗冷性。

转录调控因子CBF1(RBP-Jκ)对Cbfa1和Ose2元件启动子活性的影响

目的探讨Notch信号转录调控因子CBF1(RBP-Jκ)对核心结合因子Cbfa1基因启动子和骨钙素基因启动子区域Ose2元件启动子活性的影响。方法构建CBF1真核表达载体pCMV-Tag4/CBF1;将梯度浓度pCMV-Tag4/CBF1和荧光素酶报告质粒共转染两成骨前体细胞系Kusa-A1和Kusa-O,用双荧光素酶报告基因方法检测Cbfa1和Ose2元件启动子活性。结果随CBF1浓度增加,Kusa-A1和Kusa-O细胞中Cbfa1和Ose2元件启动子活性均逐渐提高。统计分析表明Kusa-A1细胞中1/40μg/μL实验组两启动子活性均与对照组差异显著;Kusa-O细胞中1/40μg/μL实验组Ose2元件启动子活性与对照组差异显著。结论转录调控因子CBF1可以促进Cbfa1和Ose2元件启动子活性,从而可能对细胞的成骨性分化有正调节作用。

高山离子芥CBF/DREB1转录因子基因的分离与表达(英文)

以冷胁迫和脱水处理的高山离子芥幼叶为材料,采用RT-PCR技术获得1条新的C重复/脱水应答元件结合因子(CBF/DREB1)基因(CbCBF,登录号AY994127)。该基因含651 bp的开放阅读框(ORF),编码216个氨基酸的蛋白质,预测该蛋白具有一个AP2 DAN结合域,一个核定位信号和碳端酸性激活域。多序列比对结果表明,CbCBF蛋白与拟南芥及其他植物CBF具有较高的相似性。Northern杂交结果显示,CbCBF基因不能被冷处理诱导表达,但可被脱水和ABA处理快速诱导;同时发现CbCBF基因也能被紫外辐射和机械刺激诱导表达。表明高山离子芥CbCBF基因可能参与应答多种非生物胁迫过程。

盐地碱蓬2个DREB1/CBF基因的克隆与表达调控分析

【目的】从盐地碱蓬(Suaeda salsa L.)中克隆2个DREB1/CBF,分析其序列特征、编码蛋白的亚细胞定位和转录激活活性,以及在非生物胁迫下的表达模式,为进一步研究盐地碱蓬的抗逆机制提供依据。【方法】利用同源克隆法获得盐地碱蓬2个DREB1/CBF片段,采用RACE技术克隆获得c DNA全长序列,分别命名为Ss CBF1和Ss CBF2。运用生物信息学软件对2个Ss CBF及其编码蛋白进行分析,并将它们分别与GFP融合构建植物表达载体,通过基因枪转化法导入洋葱表皮细胞进行瞬时表达,观察它们编码蛋白的亚细胞定位。利用酵母单杂交系统研究2个Ss CBF与DRE/CRT顺式作用元件的结合特异性和转录激活活性。采用Real time-PCR研究2个Ss CBF在低温、Na Cl、PEG以及ABA处理下的表达模式。【结果】Ss CBF1编码一个225个氨基酸的蛋白,预测分子量为25.4 k D,理论等电点为4.84。Ss CBF2编码一个由260个氨基酸组成的蛋白,预测分子量为28.6 k D,理论等电点为5.05。Ss CBF1和Ss CBF2均含有1个典型的AP2/ERF保守结构域,在核苷酸和氨基酸水平上分别具有53.5%和45.4%的同源性,而2个基因的AP2/ERF结构域在核苷酸和氨基酸水平上分别具有76.2%和87.3%的相似性。Ss CBF1、Ss CBF2归属于DREB亚组的A-1组,定位于细胞核内,均能与DRE/CRT顺式作用元件特异性结合,并激活下游报告基因的表达。低温、干旱、高盐和ABA能够诱导Ss CBF1表达,而Ss CBF2在低温处理下表达量上调,但对干旱、高盐和ABA处理不响应。【结论】Ss CBF1和Ss CBF2是盐地碱蓬的2个胁迫应答转录因子。在盐地碱蓬中,Ss CBF1通过依赖ABA途径参与对高盐、干旱和低温等非生物胁迫的应激调控,而Ss CBF2则通过不依赖于ABA途径对低温胁迫产生响应。

小鼠骨髓基质细胞Kusa-A1成骨分化中CBF1的作用

目的揭示CBF1在骨髓基质细胞Kusa-A1成骨分化过程中的作用。方法采用基因转染法建立CBF1稳定过表达细胞系Kusa-A1/CBF1,检测其成骨活性。指标包括细胞钙沉积能力、碱性磷酸酶活性、体外钙化结节(CN)形成、实时PCR测定细胞骨钙素(OC)和骨桥蛋白(OPN)基因表达、蛋白印迹检测细胞RANKL蛋白。最后用报告基因法检测CBF1对HES1启动子活性的影响。结果经RT-PCR和Western blot鉴定,Kusa-A1/CBF1细胞建立成功。与对照细胞系Kusa-A1/host相比,Kusa-A1/CBF1细胞的钙沉积能力、CN形成能力均显著提高;Kusa-A1/CBF1细胞OC和OPN基因表达和RANKL蛋白水平明显高于对照细胞。瞬时转染Notch的细胞内结构域NICD促进HES1的启动子活性,这一作用被CBF1强烈抑制。结论CBF1可以促进Kusa-A1的成骨分化,该作用至少部分是通过影响Notch信号实现的。

不同葡萄品种CBF_1基因的克隆及序列分析

根据欧洲葡萄CBF1基因序列设计1对特异引物,采用PCR方法从山葡萄、贝达、SO4、Ln33和黑比诺的基因组中各扩增出1个DNA片段并克隆到pMD18-T载体中。经序列测定和分析,各片段均长756 bp,与欧洲葡萄CBF1基因的核苷酸序列及其推导的氨基酸序列分别具有98%和99%的同源性,而且推导的氨基酸序列中包含有同源性更高的AP2/EREBP DNA结合域,以及CBFs蛋白的两段特征序列(PKK/RPAGRxKFxETRHP和DSAWR)。结果表明从5种葡萄中均可以克隆出CBF1基因。

欧李ChCBF1基因的克隆及生物信息学分析

本试验在欧李基因组研究的基础上,利用RT-PCR方法从低温处理的‘农大4号’欧李叶片中克隆到了ChCBF1基因,该基因CDS序列长度为690 bp,编码229个氨基酸的蛋白,分子量为25.10 kD,等电点为4.94,蛋白不稳定指数为58.72。二级结构主要由α-螺旋,延伸链,β-折叠和无规则卷曲构成。启动子分析表明,ChCBF1基因的启动子元件包括低温响应元件、多个光响应相关元件以及激素响应元件等一系列诱导型顺式调控元件。通过氨基酸同源比对和系统发育树分析发现,ChCBF1基因编码的氨基酸序列与桃的相似性最高,达到95%。本研究为后续逆境与休眠诱导相关方面的基因功能验证提供了帮助。

植物冷驯化相关基因研究进展

冷驯化是与提高植物抗冷性有关的生物化学及生理学过程,主要包括寒驯化(cool acclimation)和冻驯化(freezing acdimation)。在冷驯化过程中,植物体内许多基因在转录水平上的表达受到影响,已经克隆了大量的相关基因,它们组成复杂的分子调控网络。目前研究表明不依赖ABA的低温信号转导途径是植物冷驯化机制的重要组成部分,其中CBF／DREB1是该调控过程的关键转录因子,与植物通过冷驯化而提高冰冻耐受能力密切相关。进一步利用转基因技术,可以有效地改善作物的耐冷性状。