枣ABF/AREB基因家族鉴定及其在果实发育中的表达分析

【目的】ABFs(ABRE binding factors)/AREB(ABA responsive element binding)转录因子不仅参与植株的胁迫响应,还影响植株和果实的发育,了解其在枣果实发育过程中的作用,为深入研究枣ABF基因功能提供基础。【方法】对枣ABF基因进行了全基因组鉴定,并对其理化分析、亚细胞定位、基因结构、基序、系统进化关系、启动子顺式作用元件及表达模式进行了分析。【结果】在枣基因组共发现5个ABF基因,定位在5条不同假染色体上。ZjABF编码氨基酸序列长度为321-474 aa,等电点为7.75-9.85,亲水系数为-0.807--0.592,5个成员均为亲水蛋白。不稳定系数为35.62-61.51。基因结构及基序分析表明枣ABF家族成员均存在UTR,分别含有3-5个外显子,6-7个motif。系统发育树将ABF家族分成了3个大类。启动子顺式作用元件分析表明,枣ABF基因家族启动子具有多种响应激素和非生物胁迫相关的顺式作用元件。通过对‘金丝小枣’和‘金魁王’果实发育不同阶段的转录组数据分析,除ZjABF4以外的ZjABFs均有不同的表达,表明枣ABF家族在果实发育过程中发挥了调控作用。利用同源蛋白预测了ZjABF3、ZjABF4和ZjABF5的互作蛋白。【结论】枣ABF家族基因结构保守,启动子区域存在多个响应激素和非生物胁迫相关的顺式作用元件,在果实发育不同阶段有不同的表达模式。

优化TAIL-PCR方法克隆棉花抗逆相关转录因子编码基因

ABF/AREB/ABI5/DPBF类转录因子属于碱性亮氨酸类蛋白,在依赖ABA的逆境信号传导途径中起重要的作用。本研究结合该类转录因子的结构特点,利用3′RACE技术和优化的TAIL-PCR技术成功获得棉花中三个该家族成员编码基因。进一步验证结果表明两步PCR成功获得基因完整的ORF、3′UTR以及部分5′UTR序列。本研究所获基因为棉花抗逆基因工程提供了候选基因源,优化后的TAIL-PCR技术为克隆棉花中目的基因提供了一种简便高效的方法。

CsAREB转录因子在柑橘果实发育中的作用

以江津甜橙的低酸小果变异品种‘长叶橙’(Citrus sinensis L.Osbeck‘Changyecheng’)和高酸大果芽变品种‘大果锦橙’(C.sinensis L.Osbeck‘Daguo Jincheng’)为材料,对其AREB(ABA responsive element binding)/ABFs(ABRE binding factors)转录因子基因,即CsAREB1和CsAREB2进行了生物信息学及时空表达分析;采用酶联免疫法(ELISA)测定了不同发育时期果实内源激素(ABA、IAA、GA和ZR)含量。结果表明:CsAREB1的开放阅读框(ORF)长度为1 338 bp,编码445个氨基酸;CsAREB2的ORF为1 347 bp,编码448个氨基酸。CsAREB1和CsAREB2在叶、花、果中的表达存在组织特异性。在果实发育过程中,CsAREB1的表达量在‘长叶橙’中呈上升趋势,在‘大果锦橙’中呈先降后升趋势;CsAREB2的表达量在2个品种中总体均呈上升趋势。在果实细胞分裂期,‘长叶橙’果实CsAREB1、CsAREB2的表达量高于‘大果锦橙’,而在果实膨大期的果皮组织中‘长叶橙’低于‘大果锦橙’,在果肉组织中没有显著差异。两品种CsAREB1和CsAREB2的表达均受外源ABA的诱导。在细胞分裂期和膨大期的果皮组织中‘大果锦橙’中IAA、GA、ZR含量,以及IAA、GA、ZR与ABA的比值均高于‘长叶橙’,而在膨大期果肉组织中这一比值低于‘长叶橙’。随着果实的发育,CsAREB1和CsAREB2的表达量变化与果实内源ABA的含量变化趋势基本一致,而与其他内源激素的含量变化无明显相关关系。研究结果表明:CsAREB1和CsAREB2的转录水平受ABA的调控,通过参与柑橘果实ABA生成,影响柑橘果实体积发育过程。