油桐ARF基因家族的鉴定及表达分析

植物生长发育由多种激素共同调控,其中生长素是重要的调控激素之一。生长素响应因子(Auxin response factor, ARF)是生长素信号传导过程中的关键因子,它能够特异性地与生长素应答元件结合,进而影响植物体内生长素响应基因的表达。本研究通过生物信息学方法鉴定到17个油桐ARF基因家族成员,分布在9条染色体上,并且各基因间无片段重复现象。理化性质分析结果表明,ARF蛋白长度为587~1 119 aa,均为酸性蛋白质,不稳定系数>40,为不稳定蛋白质,亲水性指数<0,为亲水性蛋白质。根据系统进化分析结果将油桐ARF蛋白家族分为4个亚族,与拟南芥的亚族划分一致。每个成员都具有典型的B3型结构域和Auxin_resp中间结构域。分析ARF基因表达特征发现,ARF基因的表达在油桐不同组织中具有明显的组织特异性。本研究结果为揭示油桐生长发育调控机制提供了理论依据。

基于全长转录组的蛇足石杉ARF基因家族鉴定分析

生长素响应因子(ARF)是介导生长素信号传导并调节多种生物学过程的转录因子家族。为探究蛇足石杉ARF基因家族成员及其在高温和干旱胁迫响应中的作用,该研究利用全长转录组和RNA-seq数据,分析蛇足石杉ARF基因家族成员的系统发育及表达模式,并通过生物信息学分析,对ARF基因家族的理化性质、结构域、保守基序、系统发育、组织表达模式及高温和干旱胁迫下的表达模式进行分析。结果表明:(1)在蛇足石杉全长转录组中共筛选出24个ARF家族成员,均为酸性蛋白且均为亲水蛋白。(2)亚细胞定位预测显示,所有24个HsARF均定位于细胞核。(3)系统发育分析发现,HsARF与被子植物拟南芥和水稻亲缘关系较远,与高等开花植物只有2个共同的ARF祖先。(4)结构域分析发现,除HsARF18/23/24外,大多数HsARF有B3结构域。二级结构分析发现,HsARF蛋白占比最多的为无规卷曲,其次为延伸链和α-螺旋。24个HsARF蛋白中所用的三级结构模型只有4种。(5)RNA-seq分析显示,7个HsARF在所有检测的组织中表达量均较高,10个HsARF在茎中的表达量高于根和叶,而HsARF13和HsARF14在叶中的表达量低于根和茎。(6)HsARF在高温和干旱胁迫下表达量发生显著变化,其中18个HsARF基因不同程度高温胁迫诱导,有7个HsARF基因响应干旱胁迫,其中有3个HsARF基因受干旱诱导,有4个HsARF基因受干旱抑制。该研究结果为蛇足石杉HsARF基因的功能和生物育种提供了理论参考。

油茶果皮发育相关ARF-Aux/IAA互作分析

生长素在植物生长发育过程中发挥重要调控作用,ARF和Aux/IAA是生长素介导的信号转导通路中的关键调节因子。果皮厚度直接影响油茶的经济产量,不同种质的油茶果皮厚度具有明显的分化,为进一步研究油茶果皮厚度调控机制,通过转录组学和生物信息学系统分析油茶果皮转录组数据,筛选油茶果皮发育过程中可能存在相互作用的CoARF和CoIAA基因。结果表明,在油茶果皮转录组数据中共鉴定到19个CoARF和17个CoIAA基因,有10对CoARF-CoIAA(8个CoARF基因和6个CoIAA基因)的时空表达存在显著相关性,将其编码蛋白序列分别与拟南芥中的ARFs和IAAs构建系统进化树后发现,CoARF14、CoARF19和CoARF11与起转录抑制作用的AtARFS具有较近的亲缘关系。而CoARF6和CoARF10与起转录激活作用的AtARFS具有较近的亲缘关系。互作蛋白以拟南芥为参考进一步进行同源映射校验后,最终确定CoARF10-CoIAA5、CoARF6-CoIAA2和CoARF14-CoIAA12三对组合可能通过相互作用传递生长素信号参与调控油茶果皮发育。

ArF浸没式光刻胶用抗水涂层研究进展

氟化氩(ArF)浸没式光刻需在光刻胶表面形成抗水涂层,阻挡光刻胶和水之间组分交换。抗水涂层对光刻胶的分辨率、工艺窗口、低缺陷要求起着重要作用,平衡抗水涂层的疏水性和碱溶性是设计聚合物结构的重点和难点。分析了形成抗水涂层的方法和成膜机理,对比了不同方法的优缺点,根据聚合物所含官能团及其碱溶性,对抗水涂层聚合物进行了分类总结,重点阐述抗水涂层聚合物的结构和性能要求,尤其关注了聚合物侧链的位阻效应和氢键作用对涂层的疏水性影响。最后对抗水涂层的应用和发展进行了展望。

桑树ARF基因家族的鉴定与表达分析

生长素响应因子(auxin response factor,ARF)是真核生物中普遍存在的转录因子之一,主要调控生长素应答基因的表达,与植物的生长发育和信号转导等多个生理过程密切相关。从桑树基因组数据库中共鉴定了16个ARF基因家族成员。理化性质分析表明桑树ARF蛋白的氨基酸个数为606~1144,分子质量为67.35~127.75 kD,等电点为4.86~8.37,大部分表现为酸性且都为亲水蛋白。根据系统发育及蛋白质结构分析,可将桑树ARF成员分为4个亚家族,同一亚族中的成员具有相同保守基序及类似基因结构,ARF蛋白至少具备B3、Auxin_resp、AUX_IAA等结构域中的一种;表达模式分析表明,ARF基因在桑树的根、桑皮、叶、芽、花等组织中的时空表达存在显著差异,在芽中呈现较高的表达,这可能与桑树芽器官的细胞分化程度大密切相关;MnARF9、MnARF10、MnARF11、MnARF12、MnARF15和MnARF16等6个基因在桑芽不同发育阶段的转录水平呈逐渐下调趋势,表明这些基因可能在桑芽前期的生长发育和细胞分化等生理反应中发挥作用。上述结果为后续桑树ARF家族基因的功能和进化分析以及桑树分子育种及良种选育等研究工作提供了一定的理论基础。

ARF4通过EGFR通路调控非小细胞肺癌细胞增殖、迁移、侵袭和凋亡

目的:探究ADP核糖基化因子4(ADP-ribosylation factor 4,ARF4)在非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)发生发展中的生物学作用及作用机制。方法:采用蛋白质印迹法(Western blot,WB)和免疫组化技术检测ARF4在临床NSCLC组织和癌旁组织中的表达情况;使用TCGA数据库分析ARF4与肺癌患者预后的相关性;使用siARF4敲降人NSCLC细胞系A549和H1975细胞中ARF4的表达水平,并用WB和实时定量PCR(real-time quantitative PCR,RT-qPCR)法进行验证;通过CCK-8实验检测敲低ARF4以及敲低ARF4与顺铂联用对NSCLC细胞增殖的影响;利用Transwell实验检测敲低ARF4以及敲低ARF4与顺铂联用对NSCLC细胞迁移及侵袭的影响;通过流式细胞术检测敲低ARF4以及敲低ARF4与顺铂联用对NSCLC细胞凋亡的影响;通过WB实验探究敲低ARF4后NSCLC中EGFR通路的变化。结果:ARF4在NSCLC组织中的表达较癌旁组织显著升高,且和患者的较差预后显著相关;在A549和H1975细胞中敲低ARF4能够抑制细胞的增殖、迁移、侵袭和促进细胞凋亡;敲低ARF4和顺铂联用可进一步抑制细胞的增殖、迁移、侵袭和增加细胞凋亡;敲低ARF4抑制了细胞内EGFR通路的激活。结论:ARF4通过EGFR通路调控NSCLC的生理功能;ARF4敲低和顺铂联用有效抑制NSCLC细胞增殖、迁移和侵袭,并促进细胞凋亡。

抑癌因子p14-ARF对p53-MDM2网络的影响

p53是一种重要的抑癌因子,可激活细胞周期阻滞、DNA损伤修复、衰老或凋亡,在细胞命运决定中起重要作用。用ATMp的表达水平代表DNA损伤强度,建立了由p14-ARF调控的p53-MDM2网络的数学模型。通过数值模拟,分析了ATMp和p14-ARF对p53-MDM2通路的影响。研究表明,较低的ATMp水平会使p53p稳定在低稳态,适当的ATMp会激活p53-MDM2网络的振荡。此外,p53p的表达水平随着p14-ARF表达水平的升高呈现出低稳态,振荡和高稳态的动力学。

红地球葡萄生长素响应因子VvARF7基因克隆及其光响应分析

生长素是一类重要的植物内源激素,在植物的生长发育过程中具有重要作用,而生长素响应因子(ARF)是一类受生长素调节的转录因子,在生长素信号调控途径中起重要作用。因此,本研究以设施栽培的红地球葡萄VvARF7基因为对象,对其进行生物信息学及在红蓝光处理下的表达响应分析,为进一步研究其作用机制提供参考。结果显示,VvARF7基因全长3468 bp,编码1155个氨基酸,相对分子质量为12958,蛋白质等电点为6.66。VvARF7与河岸葡萄VrARF7-like亲缘关系最近,为亲水蛋白质;二级结构中β-转角占8.14%,延伸链占14.63%,α-螺旋占27.27%,无规则卷曲占49.96%,属于核定位蛋白质。启动子序列分析结果表明,VvARF7主要包括激素应答和光调控顺式作用元件。qRT-PCR结果表明,在花芽分化过程中处理组VvARF7相对表达量在5月30日-8月15日低于对照组,花芽分化后期(6月30日-7月30日)在处理组中的相对表达量显著低于对照组。由此推测VvARF7响应红蓝光(4∶1)参与葡萄花芽分化过程的调控。

ArF光刻胶成膜树脂研究进展

ArF曝光分为干式光刻和浸没式光刻,结合多重曝光技术,分辨率覆盖90~97nm,是芯片制造的主流工艺。ArF光刻胶要求透光率高(193nm波长处)、分辨率高、感度快、抗刻蚀性强、边缘粗糙度小及缺陷少,因此对成膜树脂提出了更高要求。目前报道的ArF光刻胶成膜树脂大致分为三类:(甲基)丙烯酸酯体系;环烯烃体系;马来酸酐体系。主要对三类成膜树脂进行了分类总结,并介绍成膜树脂结构的特点。

基于转录组的番荔枝ARF基因家族鉴定及其在花发育中的表达分析

鉴定番荔枝ARF家族基因,并分析其在花发育中的表达谱,为深入探索ARF家族基因调控花发育的机制奠定基础,为解决番荔枝产业上出现的“花而不实”、结果率低等问题提供理论依据。以番荔枝为研究对象,基于转录组测序,筛选鉴定出11个番荔枝AsARF基因。通过同源进化分析、蛋白结构域分析、亚细胞定位、qRT-PCR等技术,初步分析了AsARF家族基因的生物学功能。进化树分析结果显示,AsARF蛋白可以被分为5组。AsARF的预测蛋白分子量在73.85~112.51 kDa之间,等电点分布于5.42~7.63之间。所有AsARF蛋白均含有1个DNA结合结构域和1个中间区域结构域,除AsARF3a、AsARF6a和AsARF6b外,其他蛋白还存在1个C-末端二聚化结构域。基于蛋白中间区域的氨基酸富集情况,推测AsARF5a、AsARF5b、AsARF6c、AsARF6d、AsARF7和AsARF16这6个蛋白可能为转录激活子,而AsARF2、AsARF3a、AsARF3b、AsARF6a和AsARF6b这5个蛋白推测为转录抑制子。鉴定得到3个CTD结构域缺失的ARF基因:AsARF3a、AsARF6a和AsARF6b,它们可能有着独特的生物学功能。亚细胞定位预测结果显示,AsARF蛋白主要定位在细胞核中。亚细胞定位实验结果显示,AsARF2、AsARF3a和AsARF6a蛋白定位于细胞核,表明AsARF蛋白具有转录因子的核定位特征。qRT-PCR结果显示,AsARF3a、AsARF3b、AsARF5a、AsARF5b、AsARF6a和AsARF7在花芽期表达量最高,AsARF2和AsARF6b的表达量在花蕾期最高。AsARF2、AsARF3a、AsARF5a、AsARF5b、AsARF6b、AsARF6c和AsARF16基因在正常花中的呈现高表达,而AsARF3b、AsARF6a、AsARF6d和AsARF7则在畸形花中表达量更高。AsARF6b、AsARF6c在正常花中表达量高、而AsARF6a、AsARF6d在畸形花中表达量更高,说明它们在花的正常发育中起到了重要作用。

小GTP酶Arf家族在哺乳动物中的功能研究进展

ADP-核糖基化因子(Arf)属于小GTP酶的Ras超家族,与其他Ras相关的GTP结合蛋白一样,Arf蛋白在其活性GTP结合和非活性GDP结合构象之间循环。在酵母中其参与高尔基体和核内体的结构并发挥功能。在哺乳动物中Arf家族共包含了六个成员,基于大小和氨基酸序列同一性,这六种Arf蛋白可分为三类,Ⅰ类包括Arf1、Arf2和Arf3,Ⅱ类包括Arf4和Arf5,Ⅲ类包括Arf6。Arf蛋白在生物体内普遍表达,通过膜蛋白、细胞骨架调节因子的膜募集等协调细胞中的囊泡运输。同时,Arf蛋白还参与脂质信号传导和脂质代谢调节脂质介导的非囊泡运输。因此,Arf蛋白在有丝分裂、减数分裂、肌动蛋白细胞骨架、纤毛运输中均发挥重要功能。文章阐述了Arf蛋白家族成员在哺乳动物中的作用机制与功能,并对其未来研究进行了展望。

经鼻高流量氧疗和无创正压通气在恶性肿瘤急性呼吸衰竭患者中的应用

恶性肿瘤患者并发急性呼吸衰竭(acute respiratory failure,ARF)是最常见的重症监护病房收住指征,在这部分患者中,大约2/3的急性呼吸衰竭患者需要插管,并且与高达50%~70%的死亡率相关[1]。目前推荐的无创正压通气(non-invasive ventilation,NIV)是避免插管的一种方法[2],作为恶性肿瘤患者的ARF一线策略被纳入国际指南[3]。

黄瓜生长素反应因子(ARF)家族鉴定及表达特异性分析

【目的】鉴定黄瓜生长素反应因子(ARF),预测small RNAs并验证ARF与small RNAs和生长素的关系;分析ARF在种子萌发过程中的表达模式,推断ARF在黄瓜单性结实和种子萌发过程中是否起到关键作用。【方法】利用拟南芥和水稻ARF蛋白质序列检索黄瓜基因组数据库,对检索到的黄瓜ARF家族进行结构分析和small RNAs预测;将预测到的gma-MIR160o precursur构建到pCAMBIA2301植物表达载体上,利用农杆菌介导法将其导入到单性结实黄瓜品种中,并对PCR检测为阳性的转基因植株进行RT-PCR验证;利用real-time RT-PCR方法分析ARF家族成员在生长素诱导后、开花时期及种子萌发阶段的表达模式。【结果】通过与拟南芥和水稻ARF蛋白序列的比对,共得到18个黄瓜ARF蛋白质序列。将其连同拟南芥和水稻的ARF蛋白质序列共分为4大类。从结构上看,外显子数目2-18不等,但同一类之间基因结构较为相似。进化树分析显示,18个基因之间的相似性不高;18个黄瓜ARF基因均有相对应的small RNA。其中,Csa010564、Csa011935、Csa015176、Csa020560和Csa022361可能都是miR160的靶基因。转基因试验进一步说明Csa010564、Csa011935和Csa015176在表达量上出现下降趋势,而Csa020560和Csa022361的表达量与对照相比略有上升,说明Csa010564、Csa011935和Csa015176是miR160的靶基因;在生长素诱导表达的试验中,Csa007296、Csa011935和Csa015176在根、茎和叶中的表达量均高于对照,说明ARF的表达受IAA的正调控;同时,以上3个基因在叶片和雌花花冠中的表达量均是开花第2 d低于开花当天,而在子房中的表达量确是第2天高于开花当天,尤其是Csa011935和Csa015176上调显著,说明ARF在子房发育过程中起到至关重要的作用;ARF在种子萌发过程中的表达分析显示:大部分基因在吸涨后12 h和48 h处于表达最高峰。【结论】ARF受生长素和相应的small RNAs调控。在黄瓜单性结实和种子萌发过程中,ARF可能起到了关键性作用。

谷子ARF基因家族的鉴定与生物信息学分析

生长素应答因子(ARF,auxin response factors)是一类可以结合在生长素应答基因启动子部位的转录因子,在植物的生长发育中起至关重要的作用。本研究以谷子为材料,共鉴定出24个ARF基因,命名为Si ARFs。利用生物信息学对谷子Si ARFs基因的结构、染色体分布、基因倍增模式、系统进化以及基因的表达模式进行分析。结果表明,Si ARF基因家族在染色体上呈不均匀分布,除2号染色体外,其他染色体上都有该家族基因,基因的扩增模式为分散复制与片段复制。Si ARFs基因家族具有相对保守的结构,即包含1个保守的B3 DNA结构域、ARF结构域和Aux/IAA结构域,ARF蛋白的3D结构含有3个α螺旋和7个β折叠结构。进化树分析表明谷子ARF蛋白和物种相近的高粱、玉米聚在一起。大多数ARF基因在谷子根、茎、叶和穗中都有表达,且不同基因表达量有较大差异。

高粱生长素反应因子(ARF)基因的全基因组分析与进化研究

生长素在植物发育中的各个阶段都起着重要作用,而生长素反应因子(auxin response factors,ARF)特异性的调节生长素反应基因的表达,是植物细胞中重要的一类转录因子家族。在拟南芥、玉米、水稻等模式作物中先后克隆了一些ARF基因,但是高粱作为一种重要的经济作物,这方面的研究未见报道。随着高粱全基因组序列的公布,利用基因组序列分析ARF基因的数目、结构、进化具有重要的意义。利用公布的高粱全基因组数据,利用DNATOOLS、BLAST、MEGA4.0以及Genomepixelizer等生物信息学软件对高粱(Sorghum bicolor)生长素反应因子ARF基因的数量、物理位置、系统进化树、氨基酸序列及保守基序(motif)的保守性等进行分析。结果表明,在高粱全基因组中共有26个ARF基因,26个ARF基因根据其进化关系分为A、B、C 3类;通过对全基因组内ARF基因进行物理位置和基因家族分析,发现高粱基因组中ARF基因存在明显的基因复制现象,基因的复制对高粱基因组中ARF基因数量扩张起到了重要的作用。

普通烟草ARF基因家族序列的鉴定与表达分析

ARF(AUXIN RESPONSE FACTOR)基因含有一个B3功能域和具有转录激活或抑制活性的中心功能域,在植物发育过程中起到非常重要的作用。本研究采用生物信息学方法,根据拟南芥ARF基因序列鉴定了普通烟草基因组中的ARF基因,并对家族成员进行了序列特征、系统发生、亚细胞定位和表达模式分析。目前在普通烟草基因组中共得到50个ARF基因成员,其基因结构相对复杂,一般含有10个外显子。亚细胞定位结果表明,少数ARF蛋白定位到线粒体或叶绿体,大多数未检测到定位信号。转录组数据分析表明,ARF基因具有不同的组织表达模式,部分基因表现出组织特异性。这些研究结果为普通烟草ARF基因家族功能的深入研究奠定了基础。

近期光刻用ArF准分子激光技术发展

193 nm ArF准分子激光光刻技术已广泛应用于90 nm以下节点半导体量产。分析了近期发展用于改进准分子激光性能的关键技术:主振-功率再生放大(MOPRA)结构,主振-功率振荡(MOPO)结构,主动光谱带宽稳定技术,先进的气体管理技术。对光刻用准分子激光光源技术发展趋势进行了简要的讨论。

梨全基因组生长素反应因子(ARF)基因家族鉴定及表达分析

【目的】明确梨ARF转录因子在梨基因组中的数量、结构和组织表达差异,为揭示ARF转录因子在梨树生长素信号途径及在矮生梨生长发育中的作用奠定理论基础。【方法】根据文献报道的苹果、拟南芥等植物中的ARF转录因子基因,利用BLAST软件鉴定梨基因组中的ARF。采用SMART、PROSITE、Web Logo 3、DNAMAN 5.0、MEME、GSDS 2.0和MEGA 5.1等软件对其蛋白和基因序列进行生物信息学分析。采用q PCR方法检测梨ARF在矮生梨‘中矮1号’不同组织器官及3个不同生长势梨品种木质部和韧皮部中的表达情况。【结果】鉴定得到31个梨ARF,所有Pb ARF蛋白均含有1个Auxin_resp结构域和1个B3结构域,除Pb ARF11、12、24、25和26外,其他序列的C末端还存在一个PB1(AUX_IAA)结构域。保守元件分析表明,Pb ARF基因家族包含15个保守元件,并非每个蛋白均含有所有保守元件。分组鉴定和进化树分析结果显示,Pb ARF蛋白可以被分为4组。基因结构分析表明,Pb ARF基因家族成员由2—15个外显子组成,基因结构进化高度保守。q PCR结果显示,所有Pb ARF在‘中矮1号’根、韧皮部、木质部、叶、花和果实中均有表达,表达模式各有不同,Pb ARF29在3个梨品种韧皮部中的表达表现出植株越矮表达量越高的趋势,Pb ARF16、17、18、27等4个基因在3个梨品种木质部中的表达表现为植株越矮表达量越低的趋势。【结论】梨基因组中含有31个ARF基因家族成员;所有Pb ARF蛋白均含有Auxin_resp和B3两个高度保守的结构域;Pb ARF结构进化高度保守;所有Pb ARF在‘中矮1号’不同组织器官、基砧杜梨根系及3个梨品种的木质部和韧皮部中均有表达,其中,Pb ARF29、16、17、18、27等5个基因的表达可能与梨树植株的高矮有关。

辣椒ARF基因家族的鉴定与表达分析

为进一步研究辣椒ARF(Auxin Response Factor)基因家族在其生长发育及逆境胁迫中的作用,利用生物信息学方法从辣椒基因组中鉴定出20个ARF基因,这些基因不均匀地分布在辣椒12条染色体上。进化关系显示辣椒ARF基因可分为ClassⅠ和Ⅱ两大类,进一步可细分为Ⅰa、Ⅰb、Ⅰc、Ⅰd、Ⅰe、Ⅱa和Ⅱb等7个亚类。基因结构图表明,该基因家族由1~15个外显子构成,且各基因在不同发育时期不同组织中的表达量不同,具有一定的特异性。qRT-PCR结果表明,高盐胁迫可以明显激活或抑制ARF基因家族的表达。

闽楠插条根原基发育机理

扦插是闽楠无性繁育的主要技术手段,为探明原发条件下闽楠根原基发育的机理,采用未经植物激素处理的插条进行扦插。在闽楠插条根原基发育扦插起始期(T0期)、根原基初现期(T1期)和根原基分化期(T2期),以插条基部0.5~1.0 cm的茎段为样品进行切片观察,以插条顶芽、插条基部切口处2 cm范围内茎段的维管形成层以外的皮部为样品进行吲哚乙酸(IAA)含量测定及转录组测序,而可溶性糖、可溶性蛋白含量以基部皮为样品进行测定。结果表明:闽楠插条根原基源于维管形成层向外形成的次生韧皮部的薄壁细胞。闽楠根原基在发育过程中皮的可溶性糖、可溶性蛋白含量在T1、T2时期连续下降,IAA含量均显著上升(P<0.05),表明IAA是根原基发育的重要内源信号;芽的IAA含量在T1期先下降,T2期再上升,可能是将芽的IAA运输到皮部。根据系统发育关系,将闽楠基因组的58个PbARF基因分为4个进化枝,分别是进化枝A、进化枝B、进化枝C、进化枝D。在闽楠插条根原基发育过程中PbARF2、PbARF6、PbARF23、PbARF33、PbARF40、PbARF58基因表达量逐渐升高,表明它们在根原基发育过程中起到重要作用,且PbARF33、PbARF40基因表达量较高,是根原基发育的关键基因。