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.

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。

番茄AP2/ERF超家族重鉴定及过表达SlERF.D.3株系表型分析

基于番茄基因组数据库的更新,系统地对番茄AP2/ERF超家族成员进行了更新,并对其进行了染色体定位、保守基序、基因结构和对灰霉菌及生长素胁迫响应的分析。共鉴定出141个ERF家族基因,其中新鉴定出的ERF亚家族成员42个;随机分布在12条染色体上,大都只含有外显子而无内含子,部分基因不同程度的受到灰霉菌和生长素处理的诱导表达。作为拟南芥AtERF109在番茄中的同源基因,SlERF.D.3的表达可被灰霉菌抑制且可迅速强烈地响应生长素处理。为进一步明确SlERF.D.3的生物学功能,以番茄‘Ailsa Craig’为材料克隆了此基因的编码区,构建过表达载体并转化番茄,获得了3个T0代过表达株系。与野生型相比,转基因株系的叶片较细长、向下卷曲,且果实出现乳状突起。这为研究SlERF.D.3在调节番茄的生长发育和胁迫响应过程中的作用奠定了基础。