高山离子芥CBF/DREB1转录因子基因的分离与表达(英文)

以冷胁迫和脱水处理的高山离子芥幼叶为材料,采用RT-PCR技术获得1条新的C重复/脱水应答元件结合因子(CBF/DREB1)基因(CbCBF,登录号AY994127)。该基因含651 bp的开放阅读框(ORF),编码216个氨基酸的蛋白质,预测该蛋白具有一个AP2 DAN结合域,一个核定位信号和碳端酸性激活域。多序列比对结果表明,CbCBF蛋白与拟南芥及其他植物CBF具有较高的相似性。Northern杂交结果显示,CbCBF基因不能被冷处理诱导表达,但可被脱水和ABA处理快速诱导;同时发现CbCBF基因也能被紫外辐射和机械刺激诱导表达。表明高山离子芥CbCBF基因可能参与应答多种非生物胁迫过程。

转录因子DREB1A基因和Bar基因双价植物表达载体的构建及对马铃薯遗传转化的研究

马铃薯在生长发育过程中受各种生物和非生物胁迫的影响,干旱是其中最常见和危害最严重的非生物胁迫因素之一,常常导致单产不高,总产不稳,严重影响着马铃薯产业的发展。本研究以改善马铃薯抗旱性为目的,采用PCR方法从拟南芥中克隆了转录因子DREB1A基因和诱导型启动子rd29A。利用DNA重组技术成功构建了诱导型启动子rd29A驱动转录因子DREB1A基因和CaMV35S启动子驱动Bar基因的双价植物表达载体pBI121-rd29-BDR,并通过农杆菌介导法对马铃薯进行遗传转化,PPT筛选得到22株抗性苗,PCR和RT-PCR检测证明DREB1A基因已整合到陇薯10号马铃薯基因组中并在转基因植株中转录表达,有望提高转基因马铃薯的抗旱性。目前,作者正在进行转基因马铃薯的抗旱性分析研究。

花生中DREB类转录因子PNDREB1的克隆及鉴定

脱水响应元件结合因子(DREB)是一类对多个抗逆相关基因表达起调控作用的植物特有的转录因子,在植物抗逆能力综合改良方面具有重要作用。本研究通过筛选花生未成熟种子的cDNA文库,分离到一个DREB类基因——PNDREB1(FM955398)。该基因序列长度为687bp,推测编码蛋白含有229个氨基酸残基,相对分子量为24.7kD,理论等电点为5.97,与其他物种中该类转录因子序列同源性较高。利用酵母单杂交系统,对花生PNDREB1与DRE元件的特异识别和结合能力及其C-末端转录激活活性进行检测,显示,转入含有该基因及阳性对照基因的载体均可使酵母菌株正常生长,且具有显色反应,而转入空载体的酵母菌株不能生长,证明基因PNDREB1中的AP2结构域具有和DRE元件特异性结合的能力;同时,只有转入含有该基因C-末端片段及阳性对照基因的载体可使酵母菌株正常生长,并具有显色反应,而转入空载体的酵母菌株不能生长,说明其C-末端片段具有转录激活活性,该基因为DREB类转录因子。基因表达模式分析显示,PNDREB1为组成型表达,且被低温强烈、迅速诱导表达,并对干旱胁迫也有一定程度的响应,但对高盐和ABA处理没有响应。

CBF/DREB转录因子与植物矮化的相关性研究进展

CBF/DREB转录因子即干旱应答元件结合蛋白,是一类可以调控多个与干旱、高盐及低温耐性有关的功能基因表达的转录因子家族。很多报道称CBF/DREB转录因子的过量表达使转基因植株产生矮化、晚花现象。着重探讨CBF/DREB转录因子与植物矮化现象相关性与其矮化机理,并对草坪草育种新方向进行展望。

植物非生物逆境胁迫DREB/CBF转录因子的研究进展

综述近十几年来,特别是近5年来国内外DREB/CBF转录因子的研究进展,主要包括DREB/CBF转录因子的结构特点,DREB/CBF基因的克隆、表达调控及其在植物抗逆基因工程中的作用,以及DREB/CBF转录因子研究中的问题与展望,旨在为植物抗逆育种提供理论依据。DREB/CBF类转录因子即干旱应答元件结合蛋白质/C-重复序列结合子,是AP2/EREBP转录因子家族的一个亚家族,拥有保守的AP2结构域,能够特异性地与抗逆基因启动子区域的DRE/CRT顺式作用元件相结合,在干旱、低温和高盐等条件下调节一系列下游逆境应答基因的表达,是植物逆境适应中的关键性调节因子。目前,已从拟南芥、欧洲油菜、水稻、玉米、小麦、陆地棉、大豆和番茄等几十种植物中分离并鉴定出调控干旱、高盐及低温耐性的DREB/CBF基因,并利用这些基因得到抗逆性增强的拟南芥、欧洲油菜、番茄、小麦以及杨树等转基因植株。转基因结果表明,DREB/CBF转录因子家族在植物抗逆品种改良中具有重要的应用价值。

转录因子DREB1A基因的克隆与植物表达载体的构建

根据GenBank中已发表的转录因子DREB1A基因的cDNA序列设计并合成了一对引物 ,通过RT PCR的方法从低温处理的拟南芥总RNA中扩增出DREB1A基因的全长cDNA片段。将其克隆到 pMD1 8T vector中。经测序证明该片段与GenBank上报道的序列具有 99.8%的同源性。 2个碱基的置换导致了一处氨基酸的差异 ,但这一氨基酸并不在基因的功能结构域上 ,推测其不会影响基因功能。以植物表达载体pBch为基础 ,构建了由组成型启动子 35S调控的DREB1A基因的植物表达载体pBDR35S 。

扁桃AcCBF1转录因子的克隆及表达分析

【目的】分离和克隆新疆栽培扁桃CBF1转录因子基因,了解其在扁桃响应环境胁迫和逆境相关激素诱导的表达情况。【方法】以新疆扁桃幼苗为试验材料,对其进行低温、干旱、盐及ABA处理,使用PCR技术从新疆扁桃‘双果’克隆得到CBF1转录因子基因,通过农杆菌将35S-Ac CBF1-GFP融合质粒转化洋葱表皮细胞后在激光共聚焦显微镜下观察结果,并通过实时荧光定量PCR技术分析了SG-Ac CBF1转录因子基因在不同非生物逆境胁迫下的表达情况。【结果】序列分析表明,该基因编码框为729 bp,编码242个氨基酸,蛋白质分子量为27.405 ku,命名为SG-Ac CBF1,GenBank登录号为KM245571。氨基酸序列同源比对分析证实,SG-Ac CBF1属于CBF转录因子家族基因。系统发育树分析表明,SG-Ac CBF1与甜樱桃Pa DREB1的亲缘关系最近。亚细胞定位分析显示,SG-Ac CBF1蛋白定位于细胞核中。实时荧光定量PCR分析结果表明,低温、干旱、盐及ABA均能诱导SG-Ac CBF1基因表达。【结论】SG-Ac CBF1转录因子具有核定位功能,并参与了植物对逆境胁迫的调控。由于该转录因子属于家族基因,因此其对环境胁迫响应的强弱还有待探讨。

干旱响应转录因子DREB1A基因导入水稻光温敏核不育系的研究

以成熟胚诱导的愈伤组织作为农杆菌转化的受体材料,将诱导型启动子rd29A驱动的拟南芥DREB1A基因导入粳型光温敏核不育系水稻4008S,共获得67株再生苗.再生苗经0.75mg/L除草剂草铵膦涂布筛选,有62株再生苗表现出对草铵膦抗性.PCR检测抗性苗中DREB1A基因,结果全为阳性.挑选部分进行Southern检测,结果表明目的基因已经整合到水稻基因组中.在干旱胁迫下,转基因水稻当代(T1代)植株的电导率显著低于非转基因对照植株(P<0.05),脯氨酸含量显著高于对照植株(P<0.05),证明DREB1A基因能提高水稻对干旱胁迫的耐受性.

扁桃CBF1转录因子的克隆及原核表达分析

为了探明CBF转录因子在扁桃中的抗寒分子机理,以新疆栽培扁桃‘矮丰’叶片为材料,通过PCR技术从扁桃基因组DNA中获得CBF1转录因子,命名为AF-Pd CBF1,Gen Bank登录号为KM245570。序列分析表明,该基因开放阅读框为729bp,编码242个氨基酸,推测蛋白质分子量为27.405 k D,并且该蛋白没有信号肽。进化树分析表明,AF-Pd CBF1与甜樱桃和中国梅的亲缘关系最近。将该基因片段连接到原核表达载体p ET-32a(+)中,构建融合表达质粒p ET-Pd CBF1,转化到E.coli Rosetta(DE3)中进行表达。SDS-PAGE电泳检测结果表明,表达蛋白与预期大小一致,分子量大小约为47.8 k D。对重组蛋白的诱导条件进行优化后结果表明,重组蛋白p ET-Pd CBF1在IPTG浓度为0.2 mmol/L、诱导4 h时,其表达量最佳。试验结果可为进一步纯化和鉴定目的蛋白及研究其功能奠定基础。

多毛番茄冷诱导转录因子CBF1转化番茄的研究

番茄在气温低于12℃时即不能正常开花结实,因此番茄生产受到了很大限制。多毛番茄是一种野生番茄,具有耐低温甚至抗冻的特性,短暂遭受0℃的低温,仍能正常开花结实。构建了多毛番茄冷诱导转录因子CBF1的植物表达载体,并通过农杆菌介导法转入番茄中,获得8株转基因阳性植株。转基因植株经冷诱导处理后,丙二醛(MDA)含量和超氧自由基(O-2·)含量均低于非转基因对照,而超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、脯氨酸(Pro)含量、过氧化氢酶(CAT)活性、抗坏血酸过氧化物酶(ASA)活性和苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性则高于非转基因对照,表明转多毛番茄CBF1基因(Sh CBF1)可以提高番茄的抗冷性。

冷诱导基因转录因子CBF1转入黄瓜的研究

以抗冷性强的黄瓜"山东5号"为试材,研究冷诱导转录因子CBF1基因对黄瓜抗冷性的影响。从"山东5号"黄瓜基因组DNA中扩增并克隆了冷诱导转录因子CBF1基因,将其与CaMV 35S启动子和Nos终止子融合后构建成植物表达载体pROK2-CBF1。通过花粉管通道法转化黄瓜植株,获得了具有卡那霉素抗性的黄瓜再生植株。结果表明:CBF1基因已整合到黄瓜基因组中,转基因植株胁迫期间可溶性糖含量、幼苗含水量显著高于对照;MDA含量、叶片电解质渗透率显著低于对照,黄瓜已具备了较强抗冷性。

转录因子DREB1A基因的克隆与Gateway克隆技术构建植物表达载体

目的:研究转录因子DREB1A在植物抗渗透胁迫反应中的作用,并探讨利用Gateway克隆技术构建植物表达载体的方法。方法:根据GenBank中登录的DREB1A基因的全长mRNA序列设计引物,克隆了拟南芥的转录因子DREBIA基因。根据Gateway克隆技术的要求,设计含有attB接头的引物,利用高保真的PlatinumpfxDNA聚合酶,通过PCR方法在克隆基因的两端加上B序列。通过BP反应将包含有attB接头的PCR产物克隆到含有attP的donor载体上以产生Entry克隆,通过LR反应将已经重组入Entry载体的DREB1A基因再克隆到pH2GW7双元载体。结果:对重组载体pH2GW7-DREB1A的鉴定结果表明成功构建了DREB1A基因的植物表达载体。结论:利用Gateway克隆技术构建植物表达载体简便易行,该结果为遗传转化研究奠定了基础。

DREB1A转录因子蛋白的原核表达

DREB1A是DREB转录因子的一员,它们都含有一段与DNA结合的保守区域,由58个氨基酸组成,称为EREBP/AP2结构域(EREBP/AP2 domain)。一个DREB转录因子可以调控多个与植物干旱、高盐及低温耐性有关的功能基因表达。从拟南芥中克隆了DREB1A转录因子基因,成功构建了DREB1A基因的原核表达载体,转化E.coliBL21(DE3),经1 mmol/L IPTG诱导表达获得了DREB1A蛋白,但以包涵体形式存在。为以后深入研究DREB转录因子与DRE顺式作用元件相互作用的具体机制奠定了基础。

DREB/CBF转录因子植物抗逆性研究进展

DREB/CBF转录因子是AP2/ERE转录因子家族的一个亚家族,该家族广泛参与干旱、高盐、低温等胁迫反应,在植物胁迫应答途径中发挥十分重要的作用。本研究重点介绍了DREB/CBF转录因子及其在提高植物抗逆性中的作用,并对其应用前景进行了展望。

转录调控因子CBF1(RBP-Jκ)对Cbfa1和Ose2元件启动子活性的影响

目的探讨Notch信号转录调控因子CBF1(RBP-Jκ)对核心结合因子Cbfa1基因启动子和骨钙素基因启动子区域Ose2元件启动子活性的影响。方法构建CBF1真核表达载体pCMV-Tag4/CBF1;将梯度浓度pCMV-Tag4/CBF1和荧光素酶报告质粒共转染两成骨前体细胞系Kusa-A1和Kusa-O,用双荧光素酶报告基因方法检测Cbfa1和Ose2元件启动子活性。结果随CBF1浓度增加,Kusa-A1和Kusa-O细胞中Cbfa1和Ose2元件启动子活性均逐渐提高。统计分析表明Kusa-A1细胞中1/40μg/μL实验组两启动子活性均与对照组差异显著;Kusa-O细胞中1/40μg/μL实验组Ose2元件启动子活性与对照组差异显著。结论转录调控因子CBF1可以促进Cbfa1和Ose2元件启动子活性,从而可能对细胞的成骨性分化有正调节作用。

拟南芥耐干旱相关转录因子DREB1A基因的克隆及序列分析

设计引物利用PCR技术从拟南芥中克隆与植物耐旱相关序列DRE相结合的转录因子DREB1A的基因,得到扩增谱带后,进行TA克隆,经蓝白斑筛选获得pDREB重组质粒,经PCR验证和序列测定确认扩增所得片段为DREB1A基因,并对该基因序列进行了分析.

拟南芥逆境胁迫诱导转录因子DREB1A基因的克隆和序列分析

以拟南芥基因组DNA为模板,通过PCR扩增得到逆境胁迫诱导转录因子DREB1A基因,将其克隆到pUC19质粒中.序列分析表明获得的基因序列与已报道的该基因的序列完全相同.

山葡萄转录因子CBF1基因的克隆及序列分析

采用生物信息学方法比对多种低温诱导植物的CBF1同源基因,在其保守区域设计一对兼并引物,在特殊的RT-PCR条件下,结合反向PCR技术对山葡萄低温诱导转录因子CBF1的全长基因进行了克隆,经测序和序列分析显示,山葡萄转录因子CBF1基因ORF长为753 bp,无内含子,编码251个氨基酸,编码蛋白分子量和等电点分别为27.503 kD和3.11,属酸性蛋白质。应用Blast软件将山葡萄转录因子CBF1基因与大麦(Hordeum vulquare)、水稻(Oryza sativa)等10种植物CBF1基因氨基酸序列比较同源性达到80.7%,且在AP2/EREBP结构域有高度的保守性,表明已成功克隆山葡萄(Vitis amurensis)转录因子CBF1基因,将其命名为ViCBF1,在GenBank上的登录号为DQ517296。

DREB/CBF转录因子在植物非生物胁迫中的作用及研究进展

DREB/CBF转录因子即干旱应答元件结合蛋白质/C-重复序列结合子,能特异地结合顺式激活元件DRE/CRT,从而激活植物细胞中与非生物胁迫抗性相关基因的表达,提高植物的抗逆性。系统地介绍了DREB/CBF转录因子的结构特点、功能、物种分布以及信号转导途径,阐述了DREB/CBF转录因子在植物抗逆基因工程育种中的作用、存在的问题,为DREB/CBF转录因子的深入研究和应用提供参考。

参与植物非生物逆境响应的DREB/CBF转录因子研究进展

DREB/CBF转录因子是植物AP2/ERF转录因子超家族的一个亚家族,具有AP2保守结构域,能特异性结合植物抗逆基因启动子区域DRE/CRT顺式作用元件。目前,越来越多研究表明,DREB/CBF转录因子参与调控植物响应干旱、盐、冷、热以及其他逆境胁迫的应答反应,是植物抗逆的关键调节因子。综述了近年来国内外DREB转录因子的研究进展,从DREB转录因子的结构、分类、家族及在非生物逆境胁迫中的功能等方面进行了总结,并结合当前研究的瓶颈,讨论了研究植物DREB/CBF转录因子的意义及存在的问题,并提出了今后的突破方向,以期为筛选优质抗逆植物资源,培育抗逆农林草新品种提供理论依据和指导。