CLE家族植物小肽激素的质谱碎裂特征研究

CLE(CLAVATA3/Embryo surrounding region)小肽是植物小肽激素中最大的家族,在调控植物分生组织干细胞的分化和分裂中发挥着关键性作用。本工作采用超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱法(UPLC-QTOF MS)研究5种典型CLE小肽的质谱特征,并总结质谱碎裂行为的规律,即CLE小肽的最强准分子离子峰带有2~3个电荷,碰撞诱导解离(CID)主要产生b型和y型离子;在15~20 V最佳碰撞电压下,最容易从脯/羟脯氨酸的氨基、甘氨酸的氨基和羧基端发生断裂形成高丰度的b_(3)和y_(4)等碎片离子。对合成的CLE类似肽(CLEL)的质谱碎裂行为进行预测和实验验证,结果表明,CLEL的质谱碎裂行为与预期完全相符,表明该碎裂规律对CLE家族的小肽具有较强的适用性,可为CLE小肽激素的定性和定量分析提供重要的数据参考。CLE家族结构具有高度保守性,通过对拟南芥中的CLE十二肽基序的质谱碎裂方式和碎片离子进行预测,可根据这些数据信息构建非数据依赖的CLE小肽筛选和鉴定方法,有助于生物学家探寻新的CLE小肽激素。

陆地棉CLE基因家族的鉴定及GhCLE13参与调控棉花抗旱性的功能分析

CLAVATA3/Embryo surrounding region-related(CLE)小肽家族是植物中最大的小肽激素家族,在植物中广泛存在,且参与植物多个重要的生命活动。本研究对陆地棉CLE基因家族进行了鉴定,并对GhCLE基因家族成员进行基因结构、启动子顺式作用元件、蛋白质理化性质、系统发育的分析;通过RNA-seq数据构建了GhCLE基因家族成员在陆地棉各组织的表达谱及干旱处理下的表达模式,并筛选在棉花根系特异表达且受干旱诱导的CLE基因;最后通过VIGS技术对筛选出的GhCLE基因进行了抗旱功能的验证。结果显示,在陆地棉全基因组共鉴定出40个GhCLE基因,GhCLE基因结构较为简单,32个GhCLE基因没有内含子,所有基因编码的蛋白序列均包含12 aa的CLE结构域;GhCLE基因启动子区域包含多种光诱导响应、胁迫响应、激素响应和发育相关的顺式作用元件;GhCLE基因在陆地棉多个组织均有表达,筛选出了1个根系特异表达且受干旱诱导的GhCLE13-D-2基因。通过VIGS技术和MDA含量的测定和比较验证了GhCLE13-D-2基因提高棉花的抗旱性的功能。本研究为CLE小肽在植物抗逆方面的深入研究以及棉花种质创新提供了新的理论依据。

植物小分子肽的研究进展

植物信号肽的研究主要集中在小分子肽。小分子肽作为胞间通讯的关键成分,主要参与信号干扰、反应途径、显示抗菌活性,并以配体的形式与细胞膜表面的受体激酶相互作用,从而实现细胞之间的信号交流。小分子肽是重要的胞间信号感应分子,在植物的不同器官组织、发育阶段主要参与调节植物的生长发育过程和应答生物和非生物胁迫的应激反应,以协调和整合细胞功能。该文全面概述了植物小分子肽的发现、结构特点、分类系统及其功能研究进展,并重点对近年来国内外有关翻译后修饰小肽CLE(CLAVATA3/ESR)家族和富含半胱氨酸肽RALF(快速碱化因子)家族的研究进展进行综述,为植物小分子肽的深入研究提供基础信息,并为今后的研究方向提供参考。