番茄AT-hook基因家族的鉴定及胁迫条件下的表达分析

AT-hook蛋白家族在植物生长发育、器官构建及逆境胁迫和激素信号应答中发挥重要作用。本研究在番茄基因组范围内,利用生物信息学方法对番茄AT-hook基因家族的成员、分布、结构和功能进行分析。结果表明,番茄AT-hook家族包含32个成员,分为3种类型,其中类型Ⅰ含有13个成员;遗传进化分析表明番茄AT-hook基因成员与拟南芥家族基因具有相似分类。利用实时荧光定量PCR对番茄32个基因开展组织表达分析,结果表明AT-hook基因具有表达差异,主要在根和花中表达较高。氧化胁迫分析结果表明,32个基因受ABA、SA、盐、高温和低温诱导表达,其中部分基因显著上调或下调表达,很可能参与了番茄逆境胁迫条件下的防御应答反应。本研究结果将为番茄AT-hook家族基因的深入研究提供依据,为进一步解析番茄AT-hook基因的功能奠定基础。

5个大豆AT-hook基因GmAHLs的克隆与定位分析

从大豆[Glycine max(Linn.)Merr.]中克隆出5个AT-hook基因,分别命名为GmAHL1、GmAHL2、GmAHL3、GmAHL4和GmAHL5,其中,GmAHL5为GmAHL1的重复基因。序列分析结果表明:5个GmAHLs蛋白的AT-hook基序分别位于其氨基酸序列的42~54、39~51、42~54、41~53及42~54处,且GmAHL1和GmAHL5蛋白的氨基酸序列相同。大豆GmAHLs蛋白和野大豆(G.soja Sieb.et Zucc.)Gs AHLs蛋白与其他植物H1组蛋白的亲缘关系较远,说明GmAHLs蛋白不属于H1组蛋白。GmAHL1基因在所有检测的组织中均不表达;GmAHL2基因主要在花、种子、叶片和根中表达;GmAHL3基因主要在花、叶片、茎和根尖分生组织中表达,在果荚中不表达,但在根瘤中有表达;GmAHL4基因在根瘤中高度表达,在根、茎端分生组织、茎和果荚中也有较高表达;GmAHL5基因主要在叶片、种子、根尖分生组织和花中表达。GmAHL2基因在根中的表达受氨的诱导,GmAHL3基因在根中的表达受硝酸盐、尿素和根瘤菌的抑制。亚细胞定位分析结果表明:大豆GmAHLs蛋白定位于细胞核。研究结果显示:大豆GmAHLs基因均非组成型表达基因,其中GmAHL2、GmAHL3和GmAHL4基因的表达具有特异性,且可被外源氮素和根瘤菌处理诱导或抑制。

AT-hook基因及其在植物开花调控中的研究进展

AT-hook基因是能够编码与双链DNA小沟中富含AT碱基的序列特异性结合的一类基因,其所编码的蛋白含有以甘氨酸-精氨酸-脯氨酸(GRP)三个氨基酸残基为中心的DNA结合蛋白基序。笔者通过对AT-hook基因的特点和功能及其在拟南芥及水稻等高等植物开花中的调控作用综述。AT-hook基因不仅参与植物的生长发育及逆境胁迫与激素信号应答,同时在花器官的形成以及植物开花中也起着重要的调控作用。该基因在花器官组织中的表达量最高,影响成花素基因的表达,且其编码蛋白能够通过改变染色质状态或招募蛋白复合体在表观水平上调控植物开花相关基因的转录,从而影响植物开花。该基因可能为植物开花的表观遗传调控提供了新的途径。

水稻AT-hook基因家族生物信息学分析

AT-hook是一种小型的DNA结合蛋白基序,在哺乳动物非组蛋白染色体的高移动组蛋白(HMG-I/Y)中首次发现。对其它生物的研究表明,AT-hook蛋白在染色质结构组装、靶细胞特异性结合、转录调控和生长发育的调控中发挥重要作用。利用生物信息学方法,从水稻(Oryza sativa)基因组中鉴定出了45个编码AT-hook蛋白的基因,并对这些基因的系统进化、染色体定位及其编码蛋白的结构和功能等进行了系统的生物信息学分析。结果表明,水稻AT-hook蛋白的结构和特性分化不显著;45个水稻AT-hook基因可划分成5个亚族;染色体复制是基因家族成员扩增的进化途径之一。基因数字表达分析结果显示,AT-hook基因主要在水稻幼穗中表达,并通过qRT-PCR验证了部分基因的数字表达结果。