小麦ERF亚族转录因子参与逆境胁迫的研究进展

小麦是中国三大粮食作物之一,其生长发育过程中会受到多种逆境胁迫的影响。AP2/EREBP是植物特有的一个庞大的转录因子超家族,普遍参与生长发育和逆境胁迫应答等生物学进程。ERF类转录因子是AP2/EREBP转录因子超家族的一个亚族。本研究结合国内外相关研究进展,简要综述了小麦ERF亚族转录因子的结构特征与分布,重点阐述近年来小麦ERF亚族转录因子响应高盐、干旱、低温、重金属、病原菌侵染等逆境胁迫的功能和机制研究进展,最后展望了ERF亚族转录因子的研究方向和应用前景。

芒果AP2/ERF转录因子MiERF2基因的克隆及表达分析

芒果(Mangifera indica L.)是热带地区主要的经济作物之一,也是典型的呼吸跃变型水果,其成熟衰老与乙烯有关。AP2/ERF转录因子在植物中广泛存在,研究发现这类转录因子参与果实内源乙烯合成的信号转导,是乙烯信号通路中的关键基因,在植物生长发育、逆境胁迫响应及贮藏运输过程中发挥重要作用。为了探究AP2/ERF转录因子对采后芒果成熟衰老的影响,本研究以贵妃芒果品种为研究对象,通过PCR技术克隆得到了1个长度为915 bp,编码305个氨基酸的MiERF2基因。通过生物信息学分析得知:MiERF2蛋白分子式为C_(1449)H_(2259)N_(433)O_(470)S_(11),分子量为33618.16 Da,总原子数为4622,理论等电点为7.66,带30个正电残基,带29个负电残基,蛋白具有亲水性,结构不稳定;MiERF2蛋白不含信号肽和跨膜区域,磷酸化修饰以苏氨酸为主,包含1个AP2保守结构域;二级结构以66.12%的无规则卷曲为主,还含有24.67%的α-螺旋、1.32%的β-折叠、7.89%的延长链,其三维结构模型包含有3个β-折叠和1个α-螺旋,符合AP2结构域的特征。motif分析和多序列比对结果表明,MiERF2蛋白属于ERF亚家族成员。系统进化分析表明,与MiERF2蛋白亲缘关系最近的是同为漆树科植物的阿月浑子PvERF109-like。洋葱亚细胞定位结果显示,MiERF2蛋白定位于细胞核。实时荧光定量分析表明,MiERF2基因的表达量在不同采收成熟度下通过400μg/mL乙烯利处理后表达情况不同:在6成熟芒果中,处理组MiERF2基因的表达量在9 d达到峰值,之后显著低于对照组;在8成熟芒果中,除18 d以外,对照组中MiERF2基因的表达量在贮藏过程中均显著高于处理组,推测该基因在乙烯调控果实成熟过程中起负调控作用。本研究为揭示ERF转录因子在芒果采后成熟衰老过程中的调控作用提供理论依据。

沪油15中两个AP2/ERF-B1亚族转录因子的克隆与分析

利用油菜EST数据库,以拟南芥ERF-B1亚族转录因子序列为探针,电子克隆拼接得到2个cDNA序列(BnaERFB1-1和BnaERFB1-2),通过PCR和RT-PCR方法分别从甘蓝型油菜沪油15的DNA和cDNA中克隆了上述基因。克隆转录因子BnaERFB1-1-Hy15和BnaERFB1-2-Hy15与电子克隆的序列差异很小,分别只有2个和6个氨基酸位点不同,且都没有内含子。从cDNA序列、氨基酸序列的相似性、组成成分、理化性质、疏水性/亲水性、进化树、序列比对、功能域、二级和三级结构等方面进行了分析,结果显示,BnaERFB1-1-Hy15和BnaERFB1-2-Hy15转录因子属于AP2/ERF家族中的ERF-B1亚族,是亲水性蛋白,在蛋白质的三级结构上与拟南芥atERF7相似。EST丰度分析显示,BnaERFB1-1的表达主要集中在种子中,而BnaERFB1-2的表达则主要集中在分生组织中。

油菜沪油15中AP2/ERF-B3亚族转录因子的克隆和生物信息学分析

AP2/ERF转录因子家族广泛存在于植物中,参与植物细胞周期、生长发育以及生物和非生物胁迫相关基因表达调控。本文利用油菜UniGene数据库,以拟南芥AP2/ERF-B3亚族转录因子保守序列为信息探针,分离得到2个油菜AP2/ERF-B3亚族的转录因子BnaERFB3-1和BnaERFB3-2。通过PCR和RT-PCR方法分别从双低甘蓝型油菜沪油15的DNA和cDNA中克隆了上述基因。序列分析显示,克隆的BnaERFB3-1-Hy15和BnaERFB3-2-Hy15转录因子与电子克隆的基因序列差异很小,均只有1个氨基酸位点不同,且都没有内含子。从氨基酸序列的相似性、组成成分、理化性质、疏水性/亲水性、序列比对、进化树、功能域、二级结构、三级结构、无序化特性等方面进行了预测和较为全面的分析。结果显示BnaERFB3-1-Hy15和BnaERFB3-2-Hy15是亲水性蛋白,在蛋白质的三级结构上与AtERF5相似,BnaERFB3-1-Hy15和BnaERFB3-2-Hy15蛋白无序化程度大于拟南芥AtERF5。通过分析EST丰度显示,BnaERFB3-1的表达集中在种子中,而BnaERFB3-2的表达则集中在根中。另外,将上述基因分别构建入酵母表达载体和植物双元表达载体,为深入研究该基因在油菜抗逆调控中的作用奠定了基础。

小麦AP2/ERF转录因子家族生物信息学分析

为了探究AP2/ERF基因家族在小麦基因组中的分布及功能,利用生物信息学方法和小麦全基因组数据信息,在小麦全基因组范围内共鉴定出74个TaAP2/ERF转录因子基因.鉴定所得基因编码的蛋白大多数呈酸性,且大部分被定位在细胞核中,与多数转录因子蛋白相关报道一致.这些基因的启动子区包含多个应答植物激素和环境因子的顺式作用元件,如茉莉酸、脱落酸、光响应、厌氧和低温胁迫等.热图分析发现了6个在生物和非生物胁迫下特异表达的基因:AP2-S基因在非生物胁迫下特异表达;CBFIIId亚家族的3个基因(CBFIIId-B19、CBFIIId-D19和CBFIIId-24.1)结构相同,在非生物胁迫下特异表达;CBFIVb-D21和CBF2基因能够对小麦的病原菌侵染作出响应.

喜旱莲子草AP2/ERF基因家族的鉴定及其在除草剂胁迫下的表达模式

【背景】喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)是一种极难防除的恶性入侵杂草,给我国生态环境造成了严重危害。AP2/ERF(APETALA2/ethylene responsive factor)家族是植物中最大的转录因子家族之一,不仅参与植物体内多种信号网络的调控,还在植物响应除草剂胁迫中发挥重要作用。【目的】系统分析喜旱莲子草ApAP2/ERF家族成员的基本特征,揭示其在除草剂胁迫下的表达模式,明确ApAP2/ERF潜在的生物功能,挖掘抗除草剂的潜在靶标基因,为精准、合理地选择除草剂提供依据。【方法】利用本地BLASTp从喜旱莲子草基因组数据库中对AP2/ERF家族成员进行鉴定,运用MEME、ExPASyServer10、Plant-mPLoc、SWISS-MODEL、NCBI SRA数据库和psRNA Target在线网站获取保守基序(Motif)、蛋白理化性质、亚细胞定位、三级结构、转录组、靶向miRNA信息。通过GFF3基因组注释文件获取基因结构信息。利用MEGA 11、TBtools和R语言绘制系统发育树、表达模式热图和miRNA靶向关系图等。采用RT-qPCR法分析ApAP2/ERF家族成员在5种除草剂和不同时间点(0—7 d)处理下的表达模式。【结果】从喜旱莲子草中共鉴定出96个ApERF、9个ApAP2和4个ApRAV,并根据其在基因组中的位置分别命名为ApERF1—ApERF96、ApAP2-1—ApAP2-9和ApRAV1—ApRAV4。鉴定到的ApAP2/ERF均为亲水蛋白,位于细胞核和细胞质中;ApAP2/ERF表达模式受地理条件、水分条件和低钾胁迫的调控。41%草甘膦处理中,ApERF7/74/94在3—7 d内被高度诱导;50%异丙隆处理中,6个ApERF均在特定的时间被高度诱导;10%乙羧氟草醚处理中,ApERF7/13/49/94表达量呈现先升高后下降再上升的趋势;20%氯氟吡氧乙酸处理中,ApERF7/13/49/54/94在0.5 d时被高度诱导;13%噁草酮处理中,ApERF13/49/54/74在短时间内显著下调表达。【结论】鉴定出109个喜旱莲子草AP2/ERF家族成员,位于同一亚组的成员具有相似的motif。ApAP2/ERF的表达受到地理条件、水分条件和低钾胁迫的调控,同时也受除草剂的诱导,推测其通过影响乙烯信号通路以响应除草剂胁迫。

日本结缕草ZjERF1的克隆、转录激活活性、亚细胞定位及表达分析

ERF转录因子是植物体内最大的一类转录因子之一,在调控植物生长发育和响应环境胁迫等方面发挥着重要的作用。研究利用RACE技术,从日本结缕草中克隆到ZjERF1基因(GenBank登录号为MH294481),开放阅读框为630 bp,编码209个氨基酸残基,含有1个高度保守的AP2结构域,属于典型的ERF转录因子。利用染色体步移技术,成功获得ATG上游1581 bp的启动子序列,生物信息学分析表明其中含有多个响应MeJA等激素和非生物胁迫的作用元件。为分析其转录激活特性,构建了pGBKT7-ZjERF1载体,转化Y2HGold酵母感受态细胞,结果表明其具有较强的转录激活活性。为探析其亚细胞定位情况,成功构建35S::ZjERF1:YFP载体,本生烟草瞬时表达结果证明ZjERF1定位于细胞核。为进一步研究ZjERF1的表达特征,利用实时荧光定量的方法进行了验证,结果表明:ZjERF1在日本结缕草茎中表达量最高,并且与叶片的衰老程度呈正相关性;此外ZjERF1的表达可受200μmol·L^-1 ET、10μmol·L^-1 MeJA和300 mmol·L^-1 NaCl处理的诱导,但受到20%PEG4000的抑制。研究表明ZjERF1是一个可参与多种信号转导途径的优良转录因子,为进一步探索ZjERF1基因的功能及其调控机制奠定了基础。

扁蓿豆MrERF1的转录激活活性、亚细胞定位及表达分析

乙烯应答因子(ethylene responsive factor,ERF)广泛存在于植物中,在植物生长、发育和逆境胁迫响应的调节中具有重要作用。本研究根据扁蓿豆(Medicago ruthenica)低温胁迫转录组测序信息,设计特异性引物,利用反转录聚合酶链式反应(reverse transcription-polymerase chain reaction,RT-PCR)技术克隆了一个受低温胁迫诱导表达的ERF转录因子基因MrERF1。序列分析表明,MrERF1基因包含了一个948 bp的开放阅读框,编码由316个氨基酸组成的序列中含有一个高度保守的AP2结构域,具有典型的ERF转录因子特征。遗传进化分析表明其与蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)MtABR1蛋白的同源性最高。构建表达MrERF1融合增强型绿色荧光蛋白(enhanced green fluorescent protein,EGFP)的载体,本氏烟草(Nicotiana benthamiana)叶片下表皮细胞瞬时表达结果证明Mr ERF1蛋白定位于细胞核。结果表明,构建pGBKT7-MrERF1载体转化AH109酵母感受态细胞具有转录激活活性。对MrERF1在不同组织中的表达分析发现,该基因在扁蓿豆的茎、叶、芽和花序中均有表达,但在根中不表达。进一步分析发现,MrERF1基因的转录与光周期和生物节律无关。此外,MrERF1的表达受高盐、干旱、水淹、低温和脱落酸(abscisic acid,ABA)诱导。本研究表明,MrERF1能够响应多种非生物胁迫,为进一步分析MrERF1的功能奠定了基础。

麻疯树AP2/ERF基因家族孤儿基因Soloist的克隆与原核表达分析

【目的】含有AP2结构域的AP2/ERF蛋白是与植物抗逆性密切相关的转录因子家族,Soloist是AP2/ERF家族中的孤儿基因,大部分植物只有1个。克隆麻疯树该基因编码框的全长c DNA序列,并对其理化性质、基因结构、启动子区域调控元件、表达特性及蛋白原核表达进行分析,为深入开展麻疯树Soloist基因的功能鉴定及其在麻疯树遗传改良中的应用提供依据。【方法】利用AP2结构域的隐马尔可夫模型结合拟南芥与水稻的Soloist蛋白序列对麻疯树蛋白质数据库进行相似性检索,经过Pfam与CDD在线工具的验证获得麻疯树AP2/ERF基因家族成员。利用不同的工具对Soloist基因进行生物信息学对比分析。通过实时荧光定量PCR检测该基因在麻疯树不同器官及低温处理下的相对表达量。通过双酶切构建该基因的原核表达载体,并转化大肠杆菌BL21(DE3)菌株进行IPTG诱导表达,分别收集不同诱导时间段的菌液,SDS-PAGE检测融合蛋白的表达情况。【结果】共鉴定到119个麻疯树AP2/ERF家族基因,其中包含1个Soloist基因,命名为Jc Soloist。序列分析显示,麻疯树Jc Soloist基因编码框长度为699 bp,编码232个氨基酸,预测分子量为26.3 k Da,理论等电点为9.65,包含6个外显子与5个内含子。在其基因启动子序列中鉴定到TATA框、CAAT框,以及赤霉素、水杨酸及干旱等应答元件。表达分析显示,麻疯树Jc Soloist基因在麻疯树各器官中都有表达,但表达水平具有器官特异性,在根中表达量较高,而在叶片中表达量相对较低,同时,在叶片与根中都属于低温诱导表达基因,分别在低温胁迫3 h与24 h达到最大表达量,较对照提高34.38倍与3.83倍。构建了p ET-32a-Jc Soloist重组载体,且在原核细胞中稳定表达,SDS-PAGE结果显示融合蛋白分子量为46.0 k Da,与预期大小一致。【结论】麻疯树AP2/ERF基因家族鉴定到1个Soloist基因,包含由3条反平行β-折叠与1条α-螺旋组成的AP2结构域,与其他物种的报道一致。基因启动子区域鉴定到赤霉素、水杨酸等顺式作用元件,暗示该基因在麻疯树激素信号转导中发挥重要作用。Jc Soloist基因在麻疯树叶片与根中受低温诱导表达显著,说明该基因参与麻疯树低温响应过程以及低温信号转导途径,也成为麻疯树抗冷新品种选育的候选基因。

白桦AP2/ERF家族基因的生物信息学分析

从白桦转录组数据库中筛选出45条AP2/ERF家族蛋白,对其蛋白序列进行生物信息学分析和系统进化分析。结果表明,白桦AP2/ERF蛋白除了分为AP2、ERF、RAV和soloist家族外,还有2条蛋白不属于这些家族;不同组别白桦AP2/ERF蛋白在理化性质上存在差异;白桦AP2/ERF蛋白都含有磷酸化位点,但含有磷酸化位点的数量和种类上都有差异;白桦AP2/ERF蛋白大都定位在细胞核里,它们主要在细胞核中对下游基因进行转录调控;同一家族蛋白具有相同的三级结构及相同的motif,不同家族之间则存在差异。分析结果为白桦ERF基因功能研究提供参考。

拟南芥ABI5亚家族基因表达特性的比较研究

拟南芥ABI5亚家族转录因子AtDPBFs(DC3 promoter binding factors)/ABFs(ABRE binding factors)由9个高度同源的成员组成,它们参与了植物生长发育过程中种子成熟和休眠、开花时间、根的生长、ABA信号转导和逆境响应等过程。该研究采用qRT-PCR方法分析了拟南芥ABI5亚家族9个基因在不同组织和生长阶段、以及苗期对ABA、高盐、高渗和低温等响应下mRNA的相对含量变化,以明确9个基因的生物学功能及其异同。结果显示:(1)在拟南芥种子刚萌发时有6个基因较5 d龄幼苗均极显著大量表达;在营养生长阶段,未检测到At5G42910基因的信号,其余8个基因均随幼苗生长mRNA相对含量也相应增加,且AtDPBF2和AtDPBF4的增加幅度最大;13 d龄幼苗中ABF3的相对含量最高,约为ABI5的59倍。(2)在生殖生长阶段,茎和根中9个基因均少量表达,而在花和种子中均大量表达,且ABI5表达量最高,分别约为根中表达量的122倍和730倍;叶片中ABF2表达量最高,果荚中AtDPBF2表达量最高,两者分别约为根中表达量的10倍和12倍;At5G42910基因在花和果荚中高表达,约为其他器官表达量的5倍。(3)100 mmol·L^(-1) NaCl、50μmol·L^(-1)山梨醇、10μmol·L^(-1)ABA分别处理8 d后,各处理幼苗生长发育较对照明显减缓,且随着处理浓度上升抑制效应进一步加剧。(4)20μmol·L^(-1) ABA处理13 d龄拟南芥幼苗后,ABF1和ABI5基因的mRNA相对含量增加最高,二者的增幅均接近30倍;100 mmol·L^(-1)山梨醇处理使ABF1和ABI5基因的mRNA相对含量增加最高,两者的增幅分别接近120倍和30倍;100 mmol·L^(-1) NaCl处理导致大多数ABI5亚家族基因表达下调,但仅ABF3基因有较明显的上调;4℃低温处理使ABF1和ABI5基因的mRNA相对含量分别上升了约110倍和25倍。研究表明,在营养生长阶段ABI5亚家族8个成员的表达逐渐增加,进入生殖生长阶段后各基因的表达大幅上升且存在组织差异性,花和种子中9个基因均大量表达而根和茎中少量表达,叶片中ABFs基因发挥主要作用,在种子形成及成熟过程中ABI5和AtDPBF2基因发挥主要作用;在非生物胁迫响应方面,ABF1和ABI5主要响应ABA和渗透胁迫,ABF3主要响应盐胁迫,应对冷胁迫时除ABF1外,ABI5也发挥重要作用,推测At5G42910基因在种子形成以及成熟过程中具有重要作用。

辣椒RWP-RK转录因子分析

RWP-RK基因家族是植物特有的转录因子家族。该家族在植物氮元素信号传导和配子体发育过程中起核心的调控作用。使用公开的中国重要栽培品种遵辣1号及其野生亲本墨西哥辣椒种"Chiltepin"的基因组序列,鉴定出辣椒基因组中含有RWP-RK结构域的基因,并进行系统进化、染色体定位、保守序列和可能功能等分析。遵辣一号基因组中与拟南芥氮代谢重要调控因子AtNLP7同源的是CaZunla01g000097、CaZunla01g004485和CaZunla00g000405。遵辣1号的2个基因Capana03g001990和Capana03g000787与拟南芥卵细胞形成相关转录因子AtRKD1、AtRKD2和AtRKD4同源。这些基因在栽培品种遵辣1号和其野生祖先品种基因组中保持了高度的保守性。此外,辣椒基因组中存在特有的RWP-RK转录因子亚家族。这一亚家族的蛋白质氨基酸序列中含有独特的保守序列。这些序列在拟南芥RWP-RK转录因子中并不存在。辣椒栽培品种遵辣1号中有在其野生祖先"Chiltepin"中不存在的RWP-RK转录因子基因。鉴定出了分别与拟南芥RWP-RK转录因子高度相似、存在重大差异以及辣椒野生种和栽培种之间存在差异的RWP-RK转录因子成员,为后期辣椒RWP-RK转录因子家族的克隆和功能研究提供了重要的信息。对这些基因进行功能研究,会极大的促进辣椒对氮元素匮乏环境响应以及辣椒配子体发育的分子机制研究。

蜡梅AP2亚家族转录因子鉴定及CpAP2-L11功能研究

对蜡梅(Chimonanthus praecox)AP2(Apetala2,AP2)亚家族成员进行全基因组鉴定,并分析其在花发育过程中的表达模式;研究CpAP2-L11的表达特异性,过表达拟南芥(Arabidopsis thaliana)并观察其表型。共鉴定出20个蜡梅AP2亚家族转录因子,其中euAP2、basalANT和euANT组分别有5、6和9个成员,且euAP2组全部成员无miR172结合位点。共线性分析发现有12个成员形成了16对复制基因,并在进化过程中受纯化选择。多数AP2亚家族成员在4、5月花芽中高表达,在花芽进行需冷量积累的过程或后期低表达,仅CpAP2-L11在花芽需冷量积累到570 CU(Chill units,CU)的始花期高表达,同时CpAP2-L11在蜡梅幼果、外轮花被片和雄蕊中高表达,在茎、叶中低表达,并受高温和低温诱导表达量降低。拟南芥异源表达CpAP2-L11,抽薹时间显著提前,且FT、SOC1、LFY和AP1基因表达量显著升高。蜡梅CpAP2-L11可能参与低温诱导打破蜡梅休眠导致寒冬开花及春季花芽分化,且促进过表达拟南芥早开花。

转录因子SP1通过调控ABCC1影响小细胞肺癌H446/DDP细胞耐药的机制

目的:探讨敲减转录因子特异蛋白1(SP1)对小细胞肺癌(SCLC)H466/DDP细胞顺铂(DDP)耐药的影响及其分子机制。方法:构建敲减SP1同时过表达ATP结合盒亚家族C成员1(ABCC1)的SCLC H466/DDP细胞,采用IHC法检测SP1、ABCC1在非耐药和耐药SCLC组织中的表达,用Spearman r法分析SP1与ABCC1在SCLC组织中表达的相关性;WB法检测SP1、ABCC1、CD44在转染后H446/DDP细胞中的表达;CCK-8法、FCM术、微球实验检测转染后H446/DDP细胞的增殖、凋亡及自我复制能力的变化;染色质免疫共沉淀(CHIP)实验检测SP1是否是ABCC1的转录因子。结果:耐药细胞H446/DDP和耐药SCLC组织中的SP1、ABCC1蛋白水平均高于H446细胞和非耐药SCLC组织(均P<0.05),SCLC组织中的SP1、ABCC1蛋白表达呈正相关;敲减SP1抑制H446/DDP细胞的增殖活力,降低CD44、ABCC1蛋白表达水平、减少细胞微球形成数(均P<0.05),促进细胞凋亡(P<0.05);SP1是ABCC1的转录因子。结论:转录因子SP1通过调控ABBC1的表达影响SCLC H446/DDP细胞的耐药,SP1是SCLC对DDP耐药的潜在治疗靶点。

芝麻AP2/ERF基因家族生物信息学鉴定与分析

AP2/ERF(APETALA2/ethylene responsive factor)是植物所特有的一类家族转录因子,在控制植物生长发育、参与次级代谢以及抵抗非生物胁迫等方面起重要作用。根据已报道的拟南芥AP2/ERF基因,利用生物信息学手段在最新发布的芝麻(Sesamum indicum L.)参考序列共鉴定出142个AP2/ERF基因,并对其理化性质、系统进化、结构域、保守基序、染色体定位、物种共线性、不同组织的表达特异性以及基因表达对胁迫响应等信息进行分析。根据理化性质分析,将芝麻AP2/ERF基因家族成员编码为121~697个氨基酸,其编码蛋白相对分子量介于13428.04~76020.09 kD之间,理论等电点介于4.50~10.24之间。根据结构域和系统进化分析,将芝麻AP2/ERF蛋白分为4个亚家族,其中AP2包含26个成员、ERF包含116个成员、Soloist包含2个成员以及RAV包含3个成员。其中136个成员不均匀分布于16条染色体上,且集中成簇分布于第1~4和6~12染色体同源群。根据共线性分析,在芝麻染色体上分别有32、49个与大麦、玉米具有共线性的AP2/ERF基因。在演化过程中,芝麻与玉米之间的保守性高于大麦,而与大麦之间的变异性高于玉米。Ⅶ亚组中LOC105157874基因在2个芝麻品种中均上调,可能参与了芝麻响应淹水胁迫调控。为进一步研究芝麻AP2/ERF转录因子家族生物学功能及芝麻抗逆改良提供科学依据。

胡萝卜AP2／ERF-B1亚族两个转录因子基因的克隆及其非生物胁迫响应分析

AP2/ERF是植物中普遍存在的一类重要转录因子,参与植物整个生命周期的生长发育和逆境信号转导。本研究以胡萝卜(Daucus carota)‘黑田五寸’为试验材料,基于其转录组和基因组数据,检索和拼接获得胡萝卜AP2/ERF家族2个转录因子基因序列g39811和g47170。采用RT-PCR方法,分别从‘黑田五寸’中克隆DcERF-B1-1(g39811)和DcERF-B1-2(g47170)转录因子基因。序列分析显示,胡萝卜DcERF-B1-1和DcERF-B1-2转录因子基因分别含有630个和594个开放阅读框,分别编码209和197个氨基酸;均含有相对保守的AP2结合域,具有典型的植物AP2/ERF类转录因子特征。从氨基酸组成成分、理化性质、亲水性/疏水性和三级结构上分析显示,胡萝卜DcERF-B1-1和DcERF-B1-2转录因子亲水性大于疏水性,其氨基酸序列可能属于亲水性蛋白。空间结构分析显示,它们都具有1个α螺旋和3个β折叠。进化树分析显示,二者均属于AP2/ERF家族转录因子中ERF亚族的B1组。实时定量荧光PCR显示,在低温、干旱、盐胁迫的条件下,DcERF-B1-2转录因子比DcERF-B1-1转录因子对逆境的响应更大;在高温的条件下,DcERF-B1-1转录因子比DcERF-B1-2转录因子对逆境的响应更大。

丹参ERF转录因子SmERF1基因的表达分析和亚细胞定位

目的:对前期已经克隆的丹参SmERF1基因进行聚类分析,分析SmERF1基因在不同诱导子处理后不同时间的表达情况;并对其进行亚细胞定位分析。方法:利用MEGA5软件对SmERF1基因及拟南芥ERF基因家族进行聚类分析;利用半定量RT-PCR方法,分析SmERF1基因在不同诱导子处理后不同时间的表达情况;将SmERF1与GFP融合,在洋葱表皮瞬时表达,以确定SmERF1蛋白表达部位。结果:丹参SmERF1属于ERF家族第Ⅶ亚族;YE+Ag+诱导对SmERF1基因的表达没有影响,ABA和MeJA可以抑制该基因的表达,而水杨酸诱导会出现先抑制,后随处理时间加长,SmERF1基因表达又恢复;亚细胞定位确定SmERF1基因在细胞核内特异表达。结论:SmERF1是一个AP2/ERF转录因子,属于AP2/ERF家族第Ⅶ亚族,其表达受ABA,SA,MeJA等激素调节控制。

PI3K/AKT/FoxO信号通路在胰岛素类似生长因子1调节神经细胞PRNP基因表达中的作用

目的探讨磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)/蛋白激酶B(AKT)/叉头状转录因子O亚家族蛋白(Fox O)信号通路在胰岛素类似生长因子1(IGF-1)调节神经细胞PC12细胞株PRNP基因表达中发挥的作用。方法将对数生长期的PC12细胞分为IGF-1组、实验1组和实验2组和对照组。IGF-1组加入终浓度80 ng/m L的IGF-1;实验1、2组先加入25、50μmol/L的PI3K/AKT/Fox O信号通路抑制剂LY294002,37℃培养30 min后再滴入80 ng/m L的IGF-1。对照组不加药物。继续培养24 h。采用实时荧光定量PCR法测算各组PC12细胞PRNP mRNA相对表达量,采用Western blotting法测算各组PC12细胞AKT、磷酸化AKT(p AKT)、Fox O3a和磷酸化Fox O3a(p Fox O3a)蛋白相对表达量。结果 IGF-1组PC12细胞PRNP mRNA及p AKT、p Fox O3a蛋白相对表达量高于对照组(P均<0.05)。实验1、2组PC12细胞PRNP mRNA及p AKT、p Fox O3a蛋白相对表达量低于IGF-1组(P均<0.05),且实验2组低于实验1组(P均<0.05)。结论 IGF-1通过磷酸化PI3K/AKT/Fox O信号通路蛋白AKT、Fox O3a调节PC12细胞PRNP基因表达。

毛竹PheERF5基因克隆及生物信息学分析

【目的】探究毛竹ERF转录因子基因的结构与功能,为揭示毛竹ERF亚家族成员的抗逆境胁迫机制提供参考。【方法】利用RNA-Seq和RT-PCR技术从毛竹幼苗叶片中克隆PheERF5基因的全长cDNA,利用SMART:Main page、Prot-Param、ProtScale、NetPhos 3.1、TMHMM Server v.2.0、Softberry等在线分析软件对PheERF5蛋白进行生物信息学分析,采用DNAMAN7.0软件对PheERF5蛋白氨基酸序列进行比对分析,运用MEGA 6.0软件对PheERF5蛋白和水稻Oryza sativa AP2/ERF家族成员蛋白进行系统发育分析。【结果】从毛竹幼苗叶片中克隆获得PheERF5基因的全长cDNA片段,其开放阅读框序列全长为1017 bp,共编码339个氨基酸残基,编码蛋白相对分子质量为35.96 kD,等电点为4.58,其基因ID号为PH01001057G0620。PheERF5蛋白具有1个AP2保守结构域,属于AP2/ERF转录因子家族,为带负电荷的不稳定亲水性蛋白,其无信号肽,无跨膜结构,定位于细胞核。该蛋白存在48个磷酸化位点,以丝氨酸残基位点为主。PheERF5蛋白氨基酸序列与小米Setaria italica XP_004967470.1、水稻XP_015629650.1、二岁短柄草Brachypodium distachyon XP_003565510.1等禾本科植物的ERF氨基酸序列同源性高达84%以上,且与这些物种的AP2保守结构域同源性较高。PheERF5蛋白与124个AP2/ERF家族转录因子成员的系统发育进化分析结果显示,PheERF5与Os12g41030的亲缘关系最近,与Os12g41030、Os05g25260、Os03g60120、Os06g06540、Os01g12440和Os01g46570同属于ERF亚家族B-5子组转录因子成员,该组成员具有植物抗逆性生物学功能,主要参与植物抗病原菌侵染。【结论】PheERF5属于典型的植物AP2/ERF家族转录因子,为ERF亚家族B-5子组转录因子,可能在毛竹抗生物或非生物胁迫过程中发挥重要作用。

喜树转录因子CaERF1的克隆与生物信息学分析

AP2/ERF (APETALA2/ethylene response factor)家族转录因子在调控植物生长以及次生代谢积累等方面具有重要功能。本研究从喜树叶片中克隆AP2/ERF家族转录因子,并利用生物信息学分析该转录因子序列与结构。结果表明,从喜树叶片中成功克隆了597 bp大小的转录因子,并命名为CaERF1,成功构建重组质粒pGMT-CaERF1;CaERF1蛋白由199个氨基酸组成,与拟南芥中ORA47具有较高同源性,且属于不稳定的亲水性蛋白质;二级结构以无规则卷曲占比最高,为68.84%,并在15~80氨基酸区域存在一个AP2结构功能域。该转录因子的克隆以及结构分析为进一步研究CaERF1的功能奠定基础,同时为研究AP2/ERF类转录因子调控喜树碱等次生代谢产物合成提供数据支持。