Activity of bc1 complex kinase(ABC1K)is an atypical protein kinase(aPK)that plays a crucial role in plant mitochondrial and plastid stress responses,but little is known about the responses of ABC1Ks to stress in cotto...Activity of bc1 complex kinase(ABC1K)is an atypical protein kinase(aPK)that plays a crucial role in plant mitochondrial and plastid stress responses,but little is known about the responses of ABC1Ks to stress in cotton(Gossypium spp.).Here,we identified 40 ABC1Ks in upland cotton(Gossypium hirsutum L.)and found that the Gh ABC1Ks were unevenly distributed across 17 chromosomes.The GhABC1K family members included 35 paralogous gene pairs and were expanded by segmental duplication.The GhABC1K promoter sequences contained diverse cis-acting regulatory elements relevant to hormone or stress responses.The qRT-PCR results revealed that most Gh ABC1Ks were upregulated by exposure to different stresses.Gh ABC1K2-A05 and Gh ABC1K12-A07 expression levels were upregulated by at least three stress treatments.These genes were further functionally characterized by virus-induced gene silencing(VIGS).Compared with the controls,the Gh ABC1K2-A05-and Gh ABC1K12-A07-silenced cotton lines exhibited higher malondialdehyde(MDA)contents,lower catalase(CAT),peroxidase(POD)and superoxide dismutase(SOD)activities and reduced chlorophyll and soluble sugar contents under NaCl and PEG stress.In addition,the expression levels of six stress marker genes(Gh DREB2A,Gh SOS1,Gh CIPK6,Gh SOS2,Gh WRKY33,and Gh RD29A)were significantly downregulated after stress in the Gh ABC1K2-A05-and Gh ABC1K12-A07-silenced lines.The results indicate that knockdown of Gh ABC1K2-A05 and Gh ABC1K12-A07 make cotton more sensitive to salt and PEG stress.These findings can provide valuable information for intensive studies of Gh ABC1Ks in the responses and resistance of cotton to abiotic stresses.展开更多
镉是一种非必需的重金属元素,对动植物有严重毒害作用。几个与ABC1(activity of the bc1 complex)家族有关的基因参与植物镉胁迫的应答。本研究从玉米中克隆并鉴定了一个类ABC1基因,命名为ZmABC1-10。该基因cDNA全长2 519 bp,包含一个2 ...镉是一种非必需的重金属元素,对动植物有严重毒害作用。几个与ABC1(activity of the bc1 complex)家族有关的基因参与植物镉胁迫的应答。本研究从玉米中克隆并鉴定了一个类ABC1基因,命名为ZmABC1-10。该基因cDNA全长2 519 bp,包含一个2 250 bp的开放阅读框,编码一个预测的叶绿体膜蛋白。启动子顺式元件扫描发现该基因含有大量的非生物胁迫、光以及植物激素应答元件。表达模式分析表明,该基因主要在叶片、茎秆等绿色组织中表达。镉处理实验表明,该基因能够被诱导并且受植物发育时期的调控。除镉之外,该基因还受多种非生物因素包括ABA、H2O2、干旱和黑暗的共同调控。此外,本研究利用基因组序列信息共鉴定出19个玉米ABC1基因。对植物界8个代表性物种中148个ABC1蛋白进行系统发育分析表明,在长期进化过程中植物ABC1蛋白已经发生了分化;物种特异性扩张是植物中该家族进化的主要动力。这些结果表明ZmAbc1-10是一个镉应答因子并且可能在植物对非生物胁迫的适应中发挥重要作用。展开更多
ABC1(Activity of bc1 complex)家族属于蛋白质激酶家族,其成员普遍存在于原核和真核生物中。已有研究表明,几个植物ABC1基因参与非生物胁迫应答。为了解ABC1基因在水稻中的结构和功能,采用生物信息学方法分别在水稻和拟南芥上鉴定出15...ABC1(Activity of bc1 complex)家族属于蛋白质激酶家族,其成员普遍存在于原核和真核生物中。已有研究表明,几个植物ABC1基因参与非生物胁迫应答。为了解ABC1基因在水稻中的结构和功能,采用生物信息学方法分别在水稻和拟南芥上鉴定出15个和17个ABC1基因,并进行了系统发育和表达分析。结果表明,该家族在单、双子叶植物分离之前就已经发生了分化,其基本特征已经形成;单、双子叶植物分离之后,该家族在水稻和拟南芥中均以物种特异的方式进行了扩增。内含子/外显子结构分析显示多数直系同源基因之间外显子大小接近,而内含子差别较大,水稻含有更多大的内含子;内含子获得是近期伴随水稻ABC1家族进化的重要事件。多序列比对显示,ABC1结构域具有1个保守的氨基酸片段和4个保守的氨基酸残基。在线亚细胞定位预测9个水稻ABC1蛋白定位在叶绿体上。实时定量RT-PCR分析表明,水稻ABC1基因主要在叶片中表达,并且受多种非生物胁迫因素包括H2O2、脱落酸、低温、干旱、黑暗和高盐的调控。说明水稻ABC1家族不仅在逆境胁迫应答中发挥重要作用,可能还与水稻特定的生理过程有关。展开更多
【目的】ABC1(activity of bc1 complex)是存在于原核及真核生物中的一类蛋白质激酶家族,在植物响应逆境胁迫中发挥重要作用。【方法】为了解谷子基因组中ABC1基因家族的特征及潜在功能,使用HMMER软件对xiaomi基因组中的ABC1家族成员进...【目的】ABC1(activity of bc1 complex)是存在于原核及真核生物中的一类蛋白质激酶家族,在植物响应逆境胁迫中发挥重要作用。【方法】为了解谷子基因组中ABC1基因家族的特征及潜在功能,使用HMMER软件对xiaomi基因组中的ABC1家族成员进行鉴定,利用TBtools、MEGA等对谷子ABC1家族基因的染色体分布、基因及蛋白结构、启动子顺式作用元件及亚细胞定位等进行预测,并分析了ABC1家族基因的组织特异性表达模式及响应禾生指梗霉侵染的表达特征。【结果】在xiaomi基因组中共鉴定到谷子ABC1家族基因26个,分布于谷子9条染色体上,编码氨基酸在282~942 aa;系统发育分析表明,谷子ABC1家族成员分为6类,具有8个motif基序,其中motif2和motif3为谷子ABC1家族基因最保守的两段基序;顺式作用元件分析表明,与光响应和激素响应的作用元件最多,不同家族基因在种子、根、茎、叶和穗之间存在组织特异性表达,12个基因在受到禾生指梗霉侵染时表达下调。【结论】在xiaomi基因组中鉴定出同时含有保守域的26个ABC1家族基因,均具有与光响应和脱落酸相关的作用元件,其中定位于叶绿体的SiABC1-5与SiABC1-12基因可能在谷子光合作用中发挥重要作用。展开更多
植物类蛋白激酶Abc1家族(activity of bc1complex)在植物生长发育及响应非生物胁迫中起着重要的作用。该研究通过将拟南芥AtOSA1蛋白氨基酸序列与烟草转录组数据进行比对,利用巢式PCR技术克隆得到1个烟草氧化胁迫相关Abc1家族基因NtOSA1...植物类蛋白激酶Abc1家族(activity of bc1complex)在植物生长发育及响应非生物胁迫中起着重要的作用。该研究通过将拟南芥AtOSA1蛋白氨基酸序列与烟草转录组数据进行比对,利用巢式PCR技术克隆得到1个烟草氧化胁迫相关Abc1家族基因NtOSA1,NtOSA1与拟南芥AtOSA1基因具有72.89%的一致性。NtOSA1基因开放阅读框长度为2 283bp,编码760个氨基酸,含有典型的ABC1结构域、一个激酶结构域、叶绿体定位信号肽和两个跨膜结构域。采用实时荧光定量PCR技术,对NtOSA1基因在烟草不同组织以及氧化胁迫、盐胁迫等处理下的表达分析表明:NtOSA1基因的表达具有组织特异性,主要在叶片中表达;NtOSA1基因在H2O2和NaCl处理后表达量上升,均在处理后6h达到最大值,分别为处理前的1.95和2.69倍。亚细胞定位结果表明,NtOSA1蛋白定位在细胞叶绿体上,与预测结果一致。研究表明,NtOSA1基因参与了烟草抗氧化胁迫和盐胁迫的响应。展开更多
基金supported by the State Key Laboratory of Aridland Crop Science,Gansu Agricultural University,China(GSCS-2019-10)the National Natural Science Foundation of China(31801414 and 32260478)+2 种基金the Gansu Province Science and Technology Program,China(20JR10RA531)the Natural Science Foundation of Xinjiang Uygur Autonomous Region,China(2022D01E103)the Education Technology Innovation Project of Gansu Province,China(2022QB-076)。
文摘Activity of bc1 complex kinase(ABC1K)is an atypical protein kinase(aPK)that plays a crucial role in plant mitochondrial and plastid stress responses,but little is known about the responses of ABC1Ks to stress in cotton(Gossypium spp.).Here,we identified 40 ABC1Ks in upland cotton(Gossypium hirsutum L.)and found that the Gh ABC1Ks were unevenly distributed across 17 chromosomes.The GhABC1K family members included 35 paralogous gene pairs and were expanded by segmental duplication.The GhABC1K promoter sequences contained diverse cis-acting regulatory elements relevant to hormone or stress responses.The qRT-PCR results revealed that most Gh ABC1Ks were upregulated by exposure to different stresses.Gh ABC1K2-A05 and Gh ABC1K12-A07 expression levels were upregulated by at least three stress treatments.These genes were further functionally characterized by virus-induced gene silencing(VIGS).Compared with the controls,the Gh ABC1K2-A05-and Gh ABC1K12-A07-silenced cotton lines exhibited higher malondialdehyde(MDA)contents,lower catalase(CAT),peroxidase(POD)and superoxide dismutase(SOD)activities and reduced chlorophyll and soluble sugar contents under NaCl and PEG stress.In addition,the expression levels of six stress marker genes(Gh DREB2A,Gh SOS1,Gh CIPK6,Gh SOS2,Gh WRKY33,and Gh RD29A)were significantly downregulated after stress in the Gh ABC1K2-A05-and Gh ABC1K12-A07-silenced lines.The results indicate that knockdown of Gh ABC1K2-A05 and Gh ABC1K12-A07 make cotton more sensitive to salt and PEG stress.These findings can provide valuable information for intensive studies of Gh ABC1Ks in the responses and resistance of cotton to abiotic stresses.
基金supported by the National Basic Research Program of China(2006CB101700)the National Natural Science Foundation(30971846)the Vital Project of Natural Science in Universities of Jiangsu Province,China(09KJA210002)
文摘镉是一种非必需的重金属元素,对动植物有严重毒害作用。几个与ABC1(activity of the bc1 complex)家族有关的基因参与植物镉胁迫的应答。本研究从玉米中克隆并鉴定了一个类ABC1基因,命名为ZmABC1-10。该基因cDNA全长2 519 bp,包含一个2 250 bp的开放阅读框,编码一个预测的叶绿体膜蛋白。启动子顺式元件扫描发现该基因含有大量的非生物胁迫、光以及植物激素应答元件。表达模式分析表明,该基因主要在叶片、茎秆等绿色组织中表达。镉处理实验表明,该基因能够被诱导并且受植物发育时期的调控。除镉之外,该基因还受多种非生物因素包括ABA、H2O2、干旱和黑暗的共同调控。此外,本研究利用基因组序列信息共鉴定出19个玉米ABC1基因。对植物界8个代表性物种中148个ABC1蛋白进行系统发育分析表明,在长期进化过程中植物ABC1蛋白已经发生了分化;物种特异性扩张是植物中该家族进化的主要动力。这些结果表明ZmAbc1-10是一个镉应答因子并且可能在植物对非生物胁迫的适应中发挥重要作用。
文摘ABC1(Activity of bc1 complex)家族属于蛋白质激酶家族,其成员普遍存在于原核和真核生物中。已有研究表明,几个植物ABC1基因参与非生物胁迫应答。为了解ABC1基因在水稻中的结构和功能,采用生物信息学方法分别在水稻和拟南芥上鉴定出15个和17个ABC1基因,并进行了系统发育和表达分析。结果表明,该家族在单、双子叶植物分离之前就已经发生了分化,其基本特征已经形成;单、双子叶植物分离之后,该家族在水稻和拟南芥中均以物种特异的方式进行了扩增。内含子/外显子结构分析显示多数直系同源基因之间外显子大小接近,而内含子差别较大,水稻含有更多大的内含子;内含子获得是近期伴随水稻ABC1家族进化的重要事件。多序列比对显示,ABC1结构域具有1个保守的氨基酸片段和4个保守的氨基酸残基。在线亚细胞定位预测9个水稻ABC1蛋白定位在叶绿体上。实时定量RT-PCR分析表明,水稻ABC1基因主要在叶片中表达,并且受多种非生物胁迫因素包括H2O2、脱落酸、低温、干旱、黑暗和高盐的调控。说明水稻ABC1家族不仅在逆境胁迫应答中发挥重要作用,可能还与水稻特定的生理过程有关。
文摘【目的】ABC1(activity of bc1 complex)是存在于原核及真核生物中的一类蛋白质激酶家族,在植物响应逆境胁迫中发挥重要作用。【方法】为了解谷子基因组中ABC1基因家族的特征及潜在功能,使用HMMER软件对xiaomi基因组中的ABC1家族成员进行鉴定,利用TBtools、MEGA等对谷子ABC1家族基因的染色体分布、基因及蛋白结构、启动子顺式作用元件及亚细胞定位等进行预测,并分析了ABC1家族基因的组织特异性表达模式及响应禾生指梗霉侵染的表达特征。【结果】在xiaomi基因组中共鉴定到谷子ABC1家族基因26个,分布于谷子9条染色体上,编码氨基酸在282~942 aa;系统发育分析表明,谷子ABC1家族成员分为6类,具有8个motif基序,其中motif2和motif3为谷子ABC1家族基因最保守的两段基序;顺式作用元件分析表明,与光响应和激素响应的作用元件最多,不同家族基因在种子、根、茎、叶和穗之间存在组织特异性表达,12个基因在受到禾生指梗霉侵染时表达下调。【结论】在xiaomi基因组中鉴定出同时含有保守域的26个ABC1家族基因,均具有与光响应和脱落酸相关的作用元件,其中定位于叶绿体的SiABC1-5与SiABC1-12基因可能在谷子光合作用中发挥重要作用。
文摘植物类蛋白激酶Abc1家族(activity of bc1complex)在植物生长发育及响应非生物胁迫中起着重要的作用。该研究通过将拟南芥AtOSA1蛋白氨基酸序列与烟草转录组数据进行比对,利用巢式PCR技术克隆得到1个烟草氧化胁迫相关Abc1家族基因NtOSA1,NtOSA1与拟南芥AtOSA1基因具有72.89%的一致性。NtOSA1基因开放阅读框长度为2 283bp,编码760个氨基酸,含有典型的ABC1结构域、一个激酶结构域、叶绿体定位信号肽和两个跨膜结构域。采用实时荧光定量PCR技术,对NtOSA1基因在烟草不同组织以及氧化胁迫、盐胁迫等处理下的表达分析表明:NtOSA1基因的表达具有组织特异性,主要在叶片中表达;NtOSA1基因在H2O2和NaCl处理后表达量上升,均在处理后6h达到最大值,分别为处理前的1.95和2.69倍。亚细胞定位结果表明,NtOSA1蛋白定位在细胞叶绿体上,与预测结果一致。研究表明,NtOSA1基因参与了烟草抗氧化胁迫和盐胁迫的响应。
基金supported by a grant from The National Natural Science Foundation of China (30170914)Research Special Foundation of Higher School of Education Bureau of Liaoning (20060966,2008768,2004D162)~~