番茄C2H2型锌指蛋白的鉴定及生物信息学分析

植物C2H2型锌指蛋白转录因子广泛参与植物的生长发育及对逆境应答反应等生命过程。为了更好地理解番茄中C2H2型锌指蛋白转录因子的种类和数量,利用番茄基因组数据库,鉴定出92条番茄C2H2型锌指蛋白。蛋白质理化分析结果表明,不同亚家族成员的氨基酸长度差异较大,且多为碱性氨基酸;进化树分析结果表明,所有C2H2家族成员被分为5个亚家族,每个亚家族成员数量差异较大;结构域分析显示每个成员都含有C2H2结构域,同一亚家族间结构域的数量、种类、分布具有一致性;染色体定位结果显示,有91个成员定位在12条染色体上;组织表达分析结果表明,C2H2转录因子基因家族成员在各个组织中都有表达,表达量具有差异性。本研究将为番茄C2H2型锌指蛋白的生物学功能分析提供参考。

过表达秋茄C2H2型锌指蛋白基因KcZFP提高烟草耐盐性

基因转录调节是植物对非生物胁迫适应机制的一个重要方面,转录调节因子在胁迫信号转导途径中调节下游基因的表达,在建立植物对胁迫适应性过程中起到重要作用。锌指蛋白是功能多样的转录调节因子蛋白家族,家族成员在植物响应非生物胁迫方面扮演着重要角色。本研究以秋茄C2H2型锌指蛋白编码基因KcZFP为目的基因,在烟草中过表达KcZFP,分析C2H2型锌指蛋白在植物耐盐性中的作用。研究结果显示:转基因株系中,KcZFP表达量显著提高。过表达KcZFP的烟草植株的耐盐性明显提高,在200mmol/LNaCl处理的条件下,KcZFP过表达烟草中脯氨酸水平远高于野生型植株。对光合作用参数比较分析显示,在KcZFP过表达植株中净光合速率受盐胁迫的影响小于野生型植株,光合系统在一定程度上得到了保护。研究结果说明KcZFP作为转录调节因子参与了植物的渗透调节,对植物的耐盐性具有贡献。

野生大豆(Glycine soja)C2H2型锌指蛋白基因的克隆与序列分析

根据大豆SCOF-1的CDs区设计特异引物,通过PCR和RT-PCR从野生大豆01-197中克隆到含两个锌指的C2H2型锌指蛋白基因,命名为GjC2H2,GenBank登录号为FJ172776。对其进行核苷酸和氨基酸同源性分析及系统发生分析,结果表明:该基因内部无内含子,长度为702bp,分子量为25.13KD,与其他锌指蛋白基因有很高的同源性,推测其与植物抗逆性有关。

一个新的C2H2型锌指蛋白cDNA基因的克隆

目的 :从K5 6 2细胞中克隆新的锌指蛋白cDNA基因片段。方法 :提取K5 6 2细胞中总RNA ,逆转录后 ,用CX2C和H -CLink引物进行加端PCR ,扩增产物经限制性内切酶酶切后 ,重组至 pGEMTZf(+ )载体 ,用末端终止法测定插入片段的序列。结果 :测出五个插入片段的序列。与GenBank核酸数据库中的已知序列进行同源性比较分析 ,发现一个序列为新的cDNA基因片段。该基因编码产物至少含有五个C2H2型锌指结构。结论 :从K5 6 2细胞中克隆出一个新的C2H2型锌指蛋白cDNA基因片段 ,为测定该基因的全序列和功能研究奠定了基础。

C2H2型锌指蛋白结合的DNA序列预测方法的研究进展

C2H2型锌指蛋白是哺乳动物中数量最多的一类转录调控因子.C2H2型锌指蛋白中含有的C2H2型锌指基序多是不相同的,表明它们很可能结合不同的DNA序列,从而调控不同的基因,行使多样化的调控功能.然而,目前大多数C2H2型锌指蛋白结合的DNA序列仍不明确,这阻碍了C2H2型锌指蛋白的功能研究.目前,针对C2H2型锌指蛋白的靶序列预测已有一些初步的研究.本文介绍了C2H2型锌指基序与DNA结合的经典模式,并对C2H2型锌指蛋白靶序列预测方法中所用到的算法、训练集、金标准数据集及相应工具进行了全面系统的总结归纳,旨在丰富对C2H2型锌指蛋白靶序列预测原理和工具的认识,为C2H2型锌指蛋白靶序列的精确预测和更深入的功能研究打下基础.

基于RNA-seq数据发掘响应干旱的谷子C2H2型锌指蛋白基因

C2H2型锌指蛋白在植物响应逆境胁迫以及激素信号转导过程中起着重要作用,为了发掘响应干旱胁迫的谷子C2H2型锌指蛋白基因(SiC2H2),利用转录组测序技术构建谷子聚乙二醇(PEG)处理前后转录组文库,根据表达谱数据鉴定出11个SiC2H2差异表达基因,对其进行理化性质、启动子元件等部分生物信息学分析和进化树及基因结构分析。实时荧光定量逆转录PCR(RT-PCR)验证结果表明,随机选取的4个基因在PEG胁迫前后的表达特点与表达谱数据基本一致。研究结果为后续进一步研究C2H2型锌指蛋白在谷子抗旱性中的作用以及谷子抗旱分子育种提供了理论依据。

棉花C2H2类型锌指蛋白基因GhSIZ1的克隆及表达分析

通过RT-PCR技术从陆地棉中克隆到1个编码C2H2型锌指蛋白的基因,命名为Gh SIZ1(Stress Induced Zinc finger protein1)。该基因编码239个氨基酸残基,预测蛋白分子量为26.6205 k D,等电点为6.52。Gh SIZ1包含一个C2H2型锌指结构域,在其N端含有保守的L-box,C–末端含有一个转录抑制结构域EAR/DLN-box。系统发育树分析表明Gh SIZ1与可可(XP_007044496.1)和中粒咖啡(CDP00218.1)中的锌指蛋白亲缘关系较近。实时定量PCR分析Gh SIZ1在棉花各组织中均有表达,但在根中表达量最高。低温、高盐、干旱胁迫处理后Gh SIZ1的表达水平显著上调。亚细胞定位分析表明,Gh SIZ1定位在细胞核中。本研究表明,Gh SIZ1可能在棉花响应低温、高盐、干旱等非生物胁迫中起着重要作用。

谷子C2H2型锌指蛋白基因SiZFP182的克隆及表达分析

以‘晋谷45’和‘晋谷42’2个品种作为试验材料,采用聚乙二醇（PEG-6000）模拟干旱胁迫处理谷子幼苗,检测不同处理时间下丙二醛（MDA）的含量,评价其抗旱性。此外,在2个品种中克隆获得SiZFP182基因的cDNA全长,分析比较它们之间的序列差异;通过定量RT-PCR的方法分析SiZFP182基因在受到干旱胁迫的谷子幼苗中的表达特性。结果表明,‘晋谷45’的抗旱性强于‘晋谷42’,2个品种中SiZFP182基因的序列存在5处单碱基差异,使得编码的氨基酸序列不同。此外,PEG胁迫处理后24h内,SiZFP182基因在2个品种中的表达水平均表现出先升高后降低的趋势,处理后6-12h,该基因在‘晋谷45’中表达水平高于‘晋谷42’。初步认为‘晋谷45’的抗旱特性与‘晋谷42’对干旱敏感的特性,可能与干旱胁迫下处于幼苗期的2个品种中SiZFP182基因序列差异及表达差异相关。

利用锌指基序的保守性从人脑组织分离新的C_2H_2型锌指蛋白基因表达序列

本文利用锌指基序的保守性设计引物,在低严谨条件下扩增人基因组总DNA,获得8个长度呈梯度的PCR扩增产物电泳条带。取其中第2和第3电泳条带,回收DNA片段并将它们克隆,经测序和查新比较,共获得60个含有锌指蛋白基因基序的单一的序列,其中23个为新的锌指蛋白基因DNA片段。以它们为探针,杂交筛选人脑组织cDNA文库,得到初筛cD-NA克隆44个。对其中28个初筛cDNA克隆进行复筛之后,得到20个cDNA单克隆。对这些阳性克隆进行测序,读出18个含有锌指蛋白基因基序的序列,国际联网查新之后,证明其中16个是新的锌指蛋白基因片段。这些新的锌指蛋白基因片段为今后克隆有意义的全长锌指蛋白cDNA提供了重要的实验材料。

植物逆境响应相关的C2H2型锌指蛋白研究进展

植物锌指蛋白是一类具有核酸结合作用的关键性调控蛋白。其中, C2H2型锌指蛋白在植物体内分布最为广泛,并且可以调控植物体内多种生理生化反应,例如通过识别靶标DNA,与RNA相互作用,进而调控植物的抗病性和抗逆性等。本文重点综述了近年来植物C2H2型锌指蛋白在调控植物抗逆境胁迫、抗病和生长发育方面的生物学功能及分子机制。

偏肿革裥菌C2H2型锌指基因表达分析

C2H2型锌指转录因子在植物、动物和部分真菌的生长发育过程中发挥着重要的作用,但其在偏肿革裥菌(Lenzites gibbosa)中的作用尚不清楚。通过对木屑处理后不同时期的偏肿革裥菌菌丝进行提取和转录组分析,为偏肿革裥菌在营养基质条件下菌丝的生长研究提供支持。运用COG、GO和KEGG数据库进行注释分析,筛选出与偏肿革裥菌生长发育相关的C2H2型锌指基因,并对差异表达基因进行GO Pathway富集分析以及实时荧光定量PCR分析。COG注释分析表明,C2H2型锌指蛋白差异基因大部分与复制、重组和修复功能有关。GO富集分析表明,C2H2型锌指蛋白差异基因参与了细胞过程、细胞部分和结合功能。将差异基因比对到KEGG数据库中,共得到35条注释的序列,其中4条初生代谢通路得到注释,对其进行Pathway富集分析,发现差异基因显著富集于内质网蛋白加工通路中,表明偏肿革裥菌的生长发育与内质网蛋白加工通路密切相关。在木屑诱导下,随着木屑诱导时间的延长,9406基因相对表达量呈逐渐增长的趋势,11332、7835和5947基因相对表达量呈"先升后降"的趋势,11819和4346基因相对表达量呈"升-降-升"的趋势,3913和5738基因相对表达量呈"降-升-降"的趋势。此研究结果对偏肿革裥菌菌丝体生长研究具有重要的参考价值,为深入研究木质纤维降解关键基因的功能与作用机制奠定基础。

水稻C_2H_2型锌指蛋白OsZAT12转化拟南芥功能的初步研究

植物C_2H_2型锌指蛋白是植物转录调节因子中的大家族,通过转录调控、翻译后调节和蛋白质间的相互作用在植物发育和环境胁迫中发挥关键作用.该研究在水稻基因组中克隆到一个C_2H_2型锌指蛋白,命名为OsZAT12.生物信息学分析显示OsZAT12基因全长597 bp,其中不包含内含子,其蛋白质序列含有199个氨基酸,具有2个典型的C_2H_2锌指结构. OsZAT12蛋白定位于细胞核,在根中特异性表达.过表达拟南芥植株与野生型比较,其根变短,子叶的变绿率明显降低,植株矮小.初步推断OsZAT12基因可能影响植物生长发育,尤其是根的伸长.

木薯C2H2型锌指蛋白转录因子家族全基因组鉴定及表达分析

锌指蛋白转录因子(zinc-finger protein transcription factor, ZFP)是一种具有特定结构的蛋白,是真核生物重要转录因子之一,其通过与核内其他因子相互作用,调控各种生理反应,参与植物的生长发育和生物与非生物胁迫。目前对木薯锌指蛋白家族的研究依然较少。本研究利用木薯基因组数据库筛选鉴定了85个木薯C2H2型锌指蛋白转录因子家族成员,利用生物信息学手段分析该家族基因的结构特征和理化性质,结果表明同一C2H2型锌指蛋白家族的基因结构及氨基酸序列长度存在显著差异,大致可分为6个亚家族,各成员具有特征性的锌指结构域,但数量上存在差异;染色体定位显示该家族成员并非定位于木薯所有的18条染色体,在13号和16号染色体上没有C2H2型锌指蛋白家族成员定位。结合已有的转录组数据分析其在不同组织及非生物胁迫下的表达模式,发现各成员在不同组织中的表达模式不同,各组织均有高表达的基因,部分成员无组织表达差异,部分家族成员响应非生物胁迫。因此,木薯C2H2型锌指蛋白转录因子在植物生长发育和响应非生物胁迫功能方面具有重要的作用。

油棕C2H2基因家族鉴定及低温胁迫下的表达分析

C2H2型锌指蛋白是最常见的锌指蛋白之一,广泛存在于真核生物中,在植物的生长发育、盐、低温、干旱胁迫等非生物胁迫响应中扮演重要作用。本研究以拟南芥C2H2氨基酸序列作为探针,在油棕基因组数据库中进行本地BLASTP比对和保守结构域预测分析,筛选出油棕C2H2型锌指蛋白家族成员,利用生物信息学手段对基因家族成员的理化性质、进化关系、染色体位置、基因结构、保守基序和启动子顺式元件进行分析,并利用转录组数据和荧光定量PCR方法分析EgC2H2基因家族成员在低温胁迫下的表达情况。结果显示:从油棕基因组中共鉴定出73个C2H2型锌指蛋白家族成员,EgC2H2家族成员氨基酸的数目为128~556个,分子量为14176.73~58983.30 Da,等电点为4.99~9.62,不稳定系数为38.84~86.01,亲水性为–1.154~-0.226,亚细胞定位显示C2H2基因家族所有成员均定位于细胞核;系统进化树分析显示EgC2H2家族成员可以分为4个亚家族,EgC2H2家族成员多数归类于第Ⅰ亚家族和第Ⅱ亚家族,且同一亚家族成员的结构域具有较高的一致性;染色体定位结果显示,EgC2H2家族成员不均匀地分布于油棕的16条染色体上;启动子顺式元件分析显示,EgC2H2家族包含许多光响应元件、植物激素响应元件和逆境胁迫响应元件;转录组数据分析显示,大部分EgC2H2基因响应低温胁迫,且大多数EgC2H2基因在耐寒材料中高表达,在冷敏感材料中低表达;荧光定量PCR分析显示,EgC2H2-23、EgC2H2-11、EgC2H2-19、EgC2H2-17和EgC2H2-21显著上调表达,且在耐寒材料中的表达量显著高于冷敏感材料,推测这些基因可能在油棕低温响应中发挥关键作用,可以作为候选基因进一步深入研究。本研究为深入研究油棕C2H2基因家族功能提供理论参考。

C2H2型锌指蛋白对成体干细胞分化的调控作用

识别和监测干细胞更新和分化的影响要素对制定和实施相关疾病再生疗法至关重要。成体干细胞分化过程中存在许多调控因子,其中锌指蛋白家族的调控作用近年来受到了较多的关注,特别是C2H2型锌指蛋白。C2H2型锌指蛋白是锌指蛋白家族中成员最多的一类转录因子,在转录和翻译水平上调控基因的表达参与多种生物学活动。本文重点概述了各类结构域的C2H2型锌指蛋白通过不同信号通路及调控机制对成体干细胞分化的作用,以期为该家族新成员的功能探索及干细胞治疗技术提供新思路和见解。

核桃Q型C2H2锌指蛋白基因家族全基因组鉴定及表达分析

【目的】Q型C2H2锌指蛋白在植物抵抗非生物胁迫中起重要作用。为深入了解核桃Q型C2H2锌指蛋白基因家族在核桃全基因组中的特征,对核桃Q型C2H2锌指蛋白(JrZFP)基因家族进行全基因组鉴定与分析,并研究其在核桃干旱和盐胁迫应答过程中的表达模式。【方法】利用生物信息学方法鉴定了核桃全基因组中的Q型C2H2锌指蛋白基因家族成员,并对其理化性质、染色体定位、进化关系和基因结构进行分析;根据JrZFP基因家族进化树随机挑选15个JrZFP基因,并通过实时荧光定量PCR(real-time quantitative PCR,qRT-PCR)方法检测15个基因在干旱和盐胁迫下的响应特性。【结果】在核桃中共鉴定出82个Q型C2H2锌指蛋白基因,其蛋白质序列长度介于59~636个氨基酸之间,亚细胞定位主要位于细胞核中;该基因家族成员不均匀分布在15条染色体上,其中有11对JrZFPs基因为串联重复基因,63个JrZFP基因参与片段重复事件;基因结构分析表明,75个JrZFP基因无内含子,其余成员含有1~10个外显子;上游启动子区分析发现,该基因家族成员含有参与逆境胁迫和激素响应相关的顺式作用元件。表达分析结果显示,在盐胁迫下15个JrZFP基因均显著上调,以JrZFP55最为明显,推测JrZFP55在核桃NaCl胁迫中起正向调节作用;在干旱胁迫下15个JrZFP基因中上调6个,其中JrZFP12上调最为显著,下调9个,以JrZFP4、JrZFP55和JrZFP57下调程度最大,推测这3个基因在核桃干旱胁迫中起负调控作用。【结论】核桃全基因组中有82个JrZFP家族成员都具有Q型C2H2锌指蛋白典型结构域,且通过qRT-PCR对随机挑选基因进行分析以发现可能参与干旱和盐胁迫的JrZFPs基因,为深入研究核桃JrZFP参与干旱胁迫和盐胁迫提供理论依据。

C2H2锌指转录因子FpCzf7参与假禾谷镰孢的生长和致病性

假禾谷镰孢引起的小麦茎基腐病已成为威胁我国小麦安全生产的重要病害,但是对假禾谷镰孢致病的机理还了解的比较少。C2H2锌指转录因子在人、植物和真菌中广泛分布,调控生长、发育和逆境胁迫等多种生理过程。本研究在假禾谷镰孢中鉴定到一个编码C2H2锌指转录因子的基因FpCzf7,利用PEG介导的原生质体转化,获得FpCzf7基因缺失的突变体(Δfpczf7)。生物学表型分析发现,与野生型(WT)和回补菌株(Δfpczf7-cp)相比,Δfpczf7在PDA培养基上的菌丝生长速率明显减慢、气生菌丝减少;在CMC液体中的分生孢子产量减少,但是分生孢子形态和萌发无差异。致病性测定结果显示,与WT和Δfpczf7-cp相比,Δfpczf7在大麦叶片、小麦胚芽鞘和小麦穂部的致病性均显著降低,DON毒素合成明显减少。综上所述,FpCzf7参与假禾谷镰孢的生长、产孢、致病性和毒素的产生。

桃Q型C2H2锌指蛋白基因家族的鉴定及其在低温胁迫下的表达分析

【目的】从桃基因组鉴定Q型C2H2锌指蛋白基因家族成员,并进行生物信息学与低温表达分析,为桃抗逆性研究提供理论依据。【方法】采用生物信息学方法分析桃46个Q型C2H2锌指蛋白家族成员的理化性质、系统进化和基因结构等,并利用实时荧光定量分析其低温胁迫下的表达特征。【结果】桃Q型C2H2锌指蛋白家族成员氨基酸数量介于155~607,且主要位于细胞核中。染色体定位揭示该家族成员不均匀地分布在8条染色体上。系统进化分析将桃和拟南芥的Q型C2H2基因聚为16个亚组。基因结构分析表明:同一亚族成员结构相似,外显子数量基本相同。顺式作用元件分析表明:大多数Q型C2H2锌指蛋白家族成员启动子序列上游2000 bp区域包含大量激素及非生物胁迫响应元件。qRT-PCR分析表明:低温胁迫下,桃Q型C2H2锌指蛋白家族成员中有16个成员为上调表达,且以PpC2H2-18基因最为显著。【结论】该家族成员均含有较高的保守基序和结构域,且可参与植物生长发育以及生物和非生物胁迫等,为桃的抗寒育种提供了参考。

玉米逆境响应相关转录因子ZmC2H2-1基因克隆及功能验证

玉米是我国第一大作物,提高玉米的抗逆性是玉米育种的重要目标性状之一。植物C2H2型锌指蛋白广泛参与植物各个时期的生长发育及逆境应答过程。本研究从玉米中分离了转录因子Zm C2H2-1基因并对其功能进行了初步研究。结果表明,Zm C2H2-1属于C2H2锌指蛋白转录因子家族,编码蛋白主要位于细胞核中,酵母自激活实验表明Zm C2H2-1不具有自激活活性;干旱、盐和ABA等逆境可抑制Zm C2H2-1基因在玉米中的表达;过表达Zm C2H2-1基因的拟南芥叶片失水速率更快,在PEG、高盐和ABA处理条件下,与对照相比转Zm C2H2-1基因拟南芥耐逆性降低,以上结果说明Zm C2H2-1基因是作为玉米抗逆的负调控因子参与了逆境胁迫应答。本研究为深入解析玉米Zm C2H2-1的调控网络和玉米的抗逆调控机制奠定了基础。

植物C_2H_2型锌指蛋白研究进展

C_2H_2型锌指蛋白是锌指家族中最经典也是目前研究最为深入的一类锌指蛋白。植物中该类锌指蛋白大多具有高度保守的基序QALGGH,并且该序列除了Q其他任何一个氨基酸的突变都会导致该蛋白完全失去结合DNA的功能,而Q突变则会大大降低结合DNA的能力。本综述综述了C_2H_2型锌指蛋白的结构特征、分类方法以及近年来的功能研究成果,系统介绍了植物中该类蛋白在生长发育、非生物胁迫如干旱胁迫、盐胁迫以及冷胁迫等方面的作用,为今后C_2H_2型锌指蛋白功能研究的深入奠定基础。