小麦ABA受体基因TaPYL9的克隆和表达分析

为了了解小麦ABA受体基因TaPYL9(Pyrabactin resistance like 9)在非生物胁迫下的功能,通过同源克隆法获得小麦TaPYL9基因,对其进行生物信息学分析,并采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术检测该基因在ABA、NaCl和PEG处理下的表达情况。结果表明,TaPYL9 cDNA全长1173 bp,开放阅读框618 bp,编码1个包含205个氨基酸残基的不稳定的亲水蛋白,该蛋白以α-螺旋为主,含有1个由2个α-螺旋和7个β-折叠组成的PYL螺旋手柄结构;TaPYL9蛋白与山羊草AsPYL9-like蛋白亲缘关系最近,与拟南芥AtPYL9蛋白属于同一亚族;TaPYL9蛋白和AsPYL9-like蛋白保守基序相同,与拟南芥13个PYL中的AtPYL9蛋白的保守基序相似性最高;TaPYL9在ABA、NaCl和PEG处理下总体上表达量上升。综上,TaPYL9为小麦ABA受体蛋白,对ABA敏感,可能参与小麦高盐和干旱胁迫应答的调控。

渗透胁迫下紫花苜蓿生长及ABA受体基因的表达

以紫花苜蓿不同品种(‘三得利'‘新牧2'‘赛迪5'‘WL656'‘WL168'‘WL903'‘WL712'‘WL343')为试验材料,研究150g/L PEG-6000胁迫下,幼苗抗旱性与ABA受体基因表达的关系。结果表明,150g/L PEG处理下,不同苜蓿幼苗较对照根系缩短(10.58%~15.88%)、苗长减少(18.06%~23.71%)、鲜干质量比降低(24.51%~37.81%)、相对含水量下降(13.31%~16.71%),差异显著;脯氨酸质量分数均显著升高(21.24%~39.04%),抗旱性强弱为:‘WL168'>‘新牧2'>‘WL712'>‘赛迪5'>‘WL343'>‘WL656'>‘WL903'>‘三得利';‘WL168'的ABA受体Medtr1g016480和Medtr5g083270基因的表达量显著升高,二者在根茎叶中的表达量分别为6.10、1.79、3.04和6.51、1.67、1.89,其表达量强弱为:根>叶>茎。渗透胁迫下,苜蓿ABA受体Medtr1g016480和Medtr5g083270基因的表达量显著升高,对苜蓿生理生化反应及其生长起到一定的调节作用,进而影响苜蓿的抗旱能力。

植物ABA受体及其介导的信号转导通路

ABA是调控植物体生长发育和响应外界应激的重要植物激素之一。近年来, ABA受体的筛选和鉴定取得了突破性进展, 为植物中ABA信号转导通路的阐明奠定了重要基础。该文主要综述了ABA-binding protein/H subunit of Mg-chelatase (ABAR/CHLH)、G protein-coupled receptor 2 (GCR2)、GPCR-type G protein 1/2 (GTG1/2)和pyrabactin resistant/PYR-like/regulatory component of ABA (PYR/PYL/RCAR)被报道为ABA受体的研究历程, 重点介绍了以ABAR/CHLH和PYR/PYL/RCAR为受体的ABA信号转导通路模型的构建, 旨在为ABA受体及其信号转导通路的相关研究提供参考。

盐芥和拟南芥在不同胁迫下生理及ABA受体基因的响应

本文以盐生植物盐芥和甜土植物拟南芥为实验对象,利用生物信息学手段分析两者ABA受体的进化关系和保守结构域,比较和研究了盐芥和拟南芥在400 mmol·L-1甘露醇、200 mmol·L-1 Na Cl和50μmol·L-1 ABA处理下的根生长,相对含水量和渗透压等生理指标的差异及ABA受体基因在胁迫条件下的表达变化。结果表明,在盐和干旱胁迫条件下,盐芥根的伸长率和侧根数目显著高于拟南芥,表明前者抗逆性较强。ABA受体基因的表达在两者之间存在差异,PYL4、PYL5、PYL6、PYL7和PYL9在两者中表达变化趋势一致,PYR1、PYL1、PYL10和PYL13在盐芥和拟南芥中表达趋势相反,结合生理指标推测两者在ABA信号途径中可能存在差异。

VDAC3与ABA受体蛋白相互作用的验证以及初步研究

酵母双杂交技术在拟南芥cDNA文库中筛选得到了与ABA受体蛋白RCAR1,RCAR3均有相互作用的蛋白质VDAC3,并已获得VDAC3基因的全长.VDAC3蛋白包含有3个结构域,分别为Porin3结构域,DUF3442结构域和SEG片段,现根据结构域分布,将VDAC3截短为包含DUF3442的VDAC3N以及包含SEG的VDAC3C两段.将VDAC3全长以及分别截短的169个氨基酸(VDAC3N)及105个氨基酸(VDAC3C)的片段进行酵母转化实验,与RCAR1或RCAR3共同转化后,VDAC3,VDAC3N的共转酵母能够在缺陷型培养基上生长,并且使X-Gal显色为蓝色,而VDAC3C则不能.这验证了全长的VDAC3与RCAR1,RCAR3的存在相互作用,并发现决定VDAC3蛋白与RCAR1,RCAR3是相互作用的结构域位于N端的DUF3442结构域.

ABA与植物耐盐信号转导途径的研究进展

盐胁迫是常见的非生物胁迫因素之一并严重地影响着植物的生长发育。简述了植物在应对盐胁迫时,在胁迫信号的感知、信号的转导和传递、胁迫诱导基因的表达等方面所形成的一系列适应性的分子机制,回顾了近年来对脱落酸信号转导和其受体的研究。分析表明脱落酸受体PYR/PYL/RCAR(pyrabatin resistance/like-pyrabatin resistance/regularly component of ABA receptors)的发现使得ABA的信号转导通路更为清楚,使ABA与植物耐盐胁迫的关系更加明确,认为ABA在植物耐盐信号转导途径中发挥了重要的作用,与经济作物的耐盐性密切相关。

草莓ABA结合蛋白基因的克隆及序列分析

为进一步研究ABA结合蛋白在草莓抗逆性方面的作用,通过CTAB法提取五叶草莓总DNA,根据NCBI数据库中的ABA结合蛋白受体的基因序列信息,设计特异引物,克隆得到ABA结合蛋白基因,命名为FpCHLH。序列分析表明该基因全长4426bp,编码1393个氨基酸,核苷酸序列比对表明,该序列与GenBank中其他物种的CHLH序列有极高的同源性,核苷酸序列比较相似率在77%~90%,氨基酸相似性在63%~73%。

植物激素——脱落酸(ABA)的细胞信号转导机制

植物激素脱落酸(ABA)参与从种子萌发到植物开花、结果和衰老等多个生长发育过程。研究ABA细胞信号转导的分子机制对进一步阐明其功能具有重要的意义。通过介绍FCA(Flowering Control Locus A)、Mg离子螯合酶H亚基(ABAR/CHLH)、G蛋白偶联受体(GCR2)、GTG1/GTG2(GPCR-type G-Proteins1/2)和PYR1/PYL/RCAR在ABA信号传导途径中的作用模式,阐述了其能够接受ABA信号并激活相关下游组分,从而完成其生理功能。

小麦脱落酸受体基因TaPYR1介导植株抵御干旱逆境功能研究

脱落酸(ABA)受体PYR/PYL/RCAR通过与渗透胁迫诱导的ABA结合,参与植株体内ABA介导的信号转导过程,在调控植株干旱逆境抵御过程中具有重要的生物学功能。本文研究了鉴定的1个干旱响应的PYR家族成员TaPYR1的分子特征、应答干旱表达模式及其介导植株抵御干旱逆境的功能。结果表明,TaPYR1与植物种属中部分PYR基因在氨基酸序列水平上高度同源,编码蛋白含有PYR家族成员保守结构域,翻译蛋白经内质网分选后定位于细胞质膜。TaPYR1基因在小麦根、叶中均呈明显的干旱诱导表达模式,在干旱胁迫48 h表达量达到峰值。与野生型对照(WT)相比,超表达TaPYR1烟草转化株系,干旱处理下植株长势增强,干鲜重增加。干旱处理下,转化株系较对照的光合能力增强,细胞保护酶活性提高,渗透调节物质脯氨酸和可溶性糖含量增加。研究表明,TaPYR1通过在转录水平上应答干旱逆境,改善干旱胁迫下的植株相关生理过程,在增强植株抵御干旱逆境能力中发挥重要作用。

植物脱落酸受体PYR/PYL/RCAR的研究进展

脱落酸(Abscisic acid,ABA)是一种重要的植物抗胁迫激素,其受体的筛选和鉴定为植物中ABA信号转导通路的阐明奠定了重要基础。目前发现了几种ABA受体,大多数都受到质疑,但PYR/PYL/RCAR被普遍认为是真正的ABA受体蛋白。简略介绍了发现PYR/PYL/RCAR之前ABA受体的研究概况,重点介绍了目前国内外对于PYR/PYL/RCAR蛋白的研究进展。

盐胁迫下的杜梨PbPYL4基因克隆及其与PbNCED2基因表达分析

【目的】分离和克隆杜梨ABA受体蛋白基因Pb PYL4,了解其在杜梨响应盐胁迫的表达情况。【方法】以杜梨(Pyrus betulaefolia Bunge)无性系组培苗为试验材料,使用RT-PCR的方法从杜梨中克隆到ABA受体基因,命名为PbPYL4,并研究该基因盐胁迫处理下的表达模式,同时检测ABA合成基因Pb NCED2在盐胁迫下的表达模式。【结果】PbPYL4的c DNA长度为682 bp,其中开放阅读框(ORF)621 bp,编码207个氨基酸的蛋白。系统发生分析结果表明,PbPYL4与植物中已经发现的拟南芥ABA受体蛋白PYL4/RCAR10亲缘关系较近。荧光定量RT-PCR表达分析结果表明,根,盐胁迫12 h内,Pb PYL4基因被诱导表达,12 h达到第1个小高峰,随后24 h表达下降,48 h表达又上升,72 h达到第2个峰值;茎,盐胁迫48 h后,Pb PYL4基因被诱导表达;叶片,处理12 h后,Pb PYL4基因被诱导表达,72 h表达略微下降。在同样组织中,Pb NCED2表现出与Pb PYL4相似的表达时序。【结论】Pb PYL4基因可能在杜梨响应盐胁迫的过程中起了重要的作用。

不同草莓CHLH基因序列及其内含子信息差异分析

Mg^(2+)螯合酶H亚基(CHLH)是一种ABA特异性结合蛋白。为进一步研究ABA结合蛋白在抗逆性方面的作用,利用GenBank数据库中草莓Mg2+螯合酶H亚基基因CHLH的cDNA序列(登录号为HQ829473)信息,采用同源克隆法从3种不同草莓品种栽培八倍体‘红颜’草莓、野生二倍体森林草莓和野生二倍体五叶草莓叶片中克隆获得了CHLH基因DNA序列。基因结构分析表明,CHLH包含有个5个外显子和4个内含子,4个内含子的变化范围为109～486bp,其中五叶草莓的第2个和第4个内含子序列上不同于另外2种。内含子参与基因表达调节,说明五叶草莓可能在内含子调控作用上有不同之处。

耐盐小麦品种应答盐分逆境的差异表达基因鉴定

以耐盐能力强的小麦品种‘青麦6号'和耐盐能力较弱的品种‘济麦22'为材料,研究了介导植株盐分渗透胁迫响应ABA受体家族基因和NF-Y转录因子家族基因表达模式及耐盐品种转录谱特征。结果表明:ABA家族成员TaPYL2和TaPYL6以及NF-Y家族成员TaNF-YB1、TaNF-YB4、TaNY-YB5和TaNF-YB8在供试品种中均呈盐分诱导表达模式,且盐分处理下上述基因在‘青麦6号'中表达较在'济麦22'的表达均显著增强。表明ABA依赖途径在增强'青麦6'抵御盐碱逆境中发挥着重要作用。RNAseq分析表明,与‘济麦22'相比,盐分处理下‘青麦6号'叶片和籽粒中分别有3273个和5367个基因呈差异表达。上述差异表达基因归属于细胞组分、分子过程和生物学功能相关的功能类别,参与众多逆境响应相关的生化代谢调节。表明耐盐小麦品种抵御盐分逆境能力的增强,与其通过ABA信号通路依赖途径及在转录水平上众多基因表达模式发生改变有关。

基于等温滴定微量热技术的玉米脱落酸受体检测体系

脱落酸(ABA)是响应逆境胁迫及调控植物生长发育的重要激素,其受体的发现以及在不同植物中的比较研究具有重要的理论与实际意义。等温滴定微量热技术(ITC)是鉴定和筛选ABA受体的重要技术之一,该方法对受体蛋白的纯度和生物活性要求较高。该文探讨了超声波破碎条件对受体蛋白得率以及ABA和受体蛋白浓度对二者亲和力的影响。结果表明,通过超声波破碎获得的原核表达玉米(Zea mays)ABA受体蛋白Zm PYL1含量高,蛋白质图谱条带清晰。超声波破碎适宜的条件为:菌悬液浓度100 mg·m L–1,破碎总时长15分钟,单次破碎时长为3秒,间歇时长10秒;ITC检测结果发现,(±)-ABA与玉米受体Zm PYL1的结合反应为吸热过程,推测该受体蛋白Zm PYL1为二聚体,4 mmol·L–1(±)-ABA与0.1 mmol·L–1受体蛋白Zm PYL1反应结合效果较好,反应的解离常数Kd值为72.46μmol·L–1。研究结果为筛选和鉴定植物ABA受体奠定了重要技术基础。

植物脱落酸PYR/PYL/RCAR受体

脱落酸(abscisic acid,ABA)对植物生长发育、生物与非生物胁迫的应答具有重要作用。近年研究发现ABA在植物体中引起的信号通路源于其受体的参与,以ABA受体及ABA信号通路为基础的研究成为新的研究热点。本文简略介绍了ABA受体的研究进展概况,重点介绍细胞内ABA受体PYR/PYL/RCAR蛋白对ABA信号感知和下游转导的研究进展,最后总结了PYR/PYL/RCAR介导的ABA信号通路。