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Analysis of genes related to xylem cell wall development based on transcriptomics in Populus alba ‘Berolinensis’ tension wood
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作者 Lin Feng Youchao He +2 位作者 Xu Li Meiqi Zhou Chao Wang 《Journal of Forestry Research》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第6期328-343,共16页
Populus alba‘Berolinensis’is a fast-growing,high-yielding species with strong biotic and abiotic stress resistance,and widely planted for timber,shelter belts and aesthetic purposes.In this study,molecular developme... Populus alba‘Berolinensis’is a fast-growing,high-yielding species with strong biotic and abiotic stress resistance,and widely planted for timber,shelter belts and aesthetic purposes.In this study,molecular development is explored and the important genes regulating xylem forma-tion in P.alba‘Berolinensis’under artificial bending treat-ments was identified.Anatomical investigation indicated that tension wood(TW)was characterized by eccentric growth of xylem and was enriched in cellulose;the degree of ligni-fication was lower than for normal wood(NW)and oppo-site wood(OW).RNA-Seq-based transcriptome analysis was performed using developing xylem from three wood types(TW,OW and NW).A large number of differentially expressed genes(DEGs)were screened and 4889 counted.In GO and KEGG enrichment results,genes involved in plant hormone signal transduction,phenylpropanoid biosynthesis,and cell wall and secondary cell wall biogenesis play major roles in xylem development under artificial bending.Eight expansin(PalEXP)genes were identified from the RNA-seq data;four were differentially expressed during tension wood formation.Phylogenetic analysis indicated that PalEXLB1 belongs to the EXPB subfamily and that the other PalEXPs are members of the EXPA subfamily.A transcriptional regulatory network construction showed 10 transcription factors located in the first and second layers upstream of EXP,including WRKY,ERF and bHLH.RT‒qPCR analy-sis in leaves,stems and roots combined with transcriptome analysis suggests that PalEXPA2,PalEXPA4 and PalEXPA15 play significant regulatory roles in cell wall formation during tension wood development.The candidate genes involved in xylem cell wall development during tension wood formation marks an important step toward identifying the molecular regulatory mechanism of xylem development and wood property improvement in P.alba‘Berolinensis’. 展开更多
关键词 Populus alba‘Berolinensis’ Tension wood Differentially expressed genes expansin proteins
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柑橘扩张蛋白(EXP)基因家族的鉴定及其在橙类汁胞膨大中的表达模式
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作者 杨长耀 陈岳文 +6 位作者 杨俊枫 粟芳 向孝华 吴心怡 李佳轩 常媛媛 卢晓鹏 《湖南农业大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期27-37,共11页
以柑橘属橘类(克里曼丁橘)、橙类(甜橙)、柚类(晚白柚)为研究对象,应用生物信息学方法对柑橘扩张蛋白(EXP)基因家族成员进行鉴定,对其进化发育、结构特征、顺式作用元件和共线性进行分析;研究‘黔阳冰糖橙’和‘纽荷尔脐橙’汁胞膨大变... 以柑橘属橘类(克里曼丁橘)、橙类(甜橙)、柚类(晚白柚)为研究对象,应用生物信息学方法对柑橘扩张蛋白(EXP)基因家族成员进行鉴定,对其进化发育、结构特征、顺式作用元件和共线性进行分析;研究‘黔阳冰糖橙’和‘纽荷尔脐橙’汁胞膨大变化过程中EXP基因的表达模式。结果从橙类(甜橙)、橘类(克里曼丁橘)、柚类(晚白柚)中分别鉴定出30、32和26个扩张蛋白成员;橙类、橘类和柚类分别含有7对、8对和5对片段重复,橘类和柚类分别含有1对串联重复,推测在EXP基因进化过程中以片段重复为主;监测膨大期不同品种甜橙果实发现,‘纽荷尔脐橙’单个汁胞体积显著大于‘黔阳冰糖橙’的,且随着果实的膨大,单个汁胞体积差异逐渐增加;基因表达分析结果显示,CsEXPA6、CsEXPA9、CsEXPA12、CsEXPA15在甜橙果实汁胞组织中高度表达;果实膨大期CsEXPA6和CsEXPA15在‘纽荷尔脐橙’汁胞中的表达量显著高于‘黔阳冰糖橙’的,CsEXPA6、CsEXPA15的表达与汁胞体积呈极显著正相关,推测CsEXPA6、CsEXPA15可能通过调控汁胞膨大影响果实大小。 展开更多
关键词 柑橘 扩张蛋白 基因家族 果实大小 汁胞 膨大期
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植物细胞壁扩展蛋白(Expansins)研究进展 被引量:4
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作者 童斌 饶景萍 +1 位作者 任小林 李嘉瑞 《中国农学通报》 CSCD 2005年第9期112-115,120,共5页
Expansins(EXP)是一类植物细胞壁蛋白,它能诱导分离细胞壁的延伸生长及依赖pH调节的细胞扩展生长。在生长的组织中,细胞壁若要打破约束而扩展体积,必须取决于胞壁的生物合成与维持结构完整性及强度的壁松弛协调机制。Expansins的生物学... Expansins(EXP)是一类植物细胞壁蛋白,它能诱导分离细胞壁的延伸生长及依赖pH调节的细胞扩展生长。在生长的组织中,细胞壁若要打破约束而扩展体积,必须取决于胞壁的生物合成与维持结构完整性及强度的壁松弛协调机制。Expansins的生物学作用是多样化的。它参与了细胞增大,果实软化,花粉管及根系生长以及植物细胞衰老等过程。现已发现两大类expansins基因家族,称之为α-expansin和β-expansin,它们都是由多基因家族组成。本文对EXP的发现,基因家族分类及其在植物发育、生长及衰老各阶段的生理作用机制等研究进展进行了综述;并对EXP的应用前景给予一定阐述。 展开更多
关键词 植物 细胞壁蛋白 扩展蛋白(expansins) 生长发育 植物细胞壁 扩展 生理作用机制 延伸生长 细胞衰老 基因家族
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Expansin(细胞壁松弛蛋白)的发展 被引量:11
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作者 金慧清 陈英豪 金勇丰 《生命科学》 CSCD 2006年第2期168-174,共7页
Expansin是一种体外诱导分离的植物细胞壁伸展的蛋白,在修饰细胞壁基础上使细胞膨胀。Expansin的功能众多,除了促进细胞生长,还包括影响营养生长、形态发生、授粉受精、果实软化等,并表现出高度的组织、器官和细胞特异性。目前已经在多... Expansin是一种体外诱导分离的植物细胞壁伸展的蛋白,在修饰细胞壁基础上使细胞膨胀。Expansin的功能众多,除了促进细胞生长,还包括影响营养生长、形态发生、授粉受精、果实软化等,并表现出高度的组织、器官和细胞特异性。目前已经在多种植物及其他一些生物范围内对expansin及类expansin序列和蛋白质进行了研究,并对它们的作用机制进行了探索。 展开更多
关键词 expan SIN 细胞壁松弛蛋白 细胞壁伸展
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大豆幼苗下胚轴扩张蛋白的存在及其特性 被引量:10
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作者 李连朝 王学臣 荆家海 《Acta Botanica Sinica》 CSCD 1998年第7期627-634,共8页
用离体细胞壁伸展活性重组法,对大豆(Glycinemax(L.)Mer.)幼苗下胚轴细胞壁特异性扩张蛋白的活性鉴定和特性研究结果表明,大豆幼苗下胚轴的延伸生长,既与扩张蛋白的活性升高有关,也与其细胞壁对扩张蛋白的敏感... 用离体细胞壁伸展活性重组法,对大豆(Glycinemax(L.)Mer.)幼苗下胚轴细胞壁特异性扩张蛋白的活性鉴定和特性研究结果表明,大豆幼苗下胚轴的延伸生长,既与扩张蛋白的活性升高有关,也与其细胞壁对扩张蛋白的敏感性增加有关;热钝化大豆下胚轴细胞壁的伸展活性,一旦被外源扩张蛋白所恢复,用酸性缓冲液(pH4.5)代替扩张蛋白提取液,伸展活性不受影响;但若换用中性缓冲液(pH6.8),伸展活性丧失殆尽,且与活细胞壁一样,随缓冲液的交替更换而反复逆转;大豆和黄瓜幼苗扩张蛋白可以与其热钝化的细胞壁相互交叉重组。另外,重组的细胞壁伸展活性对扩张蛋白浓度和pH的依赖性,符合一般酶的催化特征,说明扩张蛋白不仅在植物细胞的延伸生长过程中起着极为重要的作用,而且还暗示植物细胞壁的内源伸展就是该蛋白介导的一种生物化学过程。 展开更多
关键词 扩张蛋白 细胞壁蛋白 细胞壁伸展 大豆
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一种自动化的植物细胞壁伸展性能测定仪及其应用 被引量:1
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作者 李连朝 王学臣 荆家海 《植物生理学报(0257-4829)》 CSCD 1997年第4期363-367,共5页
应用实验室常用仪器和电子部件,包括直流稳压电源、等臂双盘天平、记录仪、恒流泵、程控仪、线性可变差动变压器(LVDT)、电磁间等,改装和配置成的植物细胞壁伸展性能测定仪,具有操作简便、测量准确和灵敏度高等优点;对大豆幼苗下... 应用实验室常用仪器和电子部件,包括直流稳压电源、等臂双盘天平、记录仪、恒流泵、程控仪、线性可变差动变压器(LVDT)、电磁间等,改装和配置成的植物细胞壁伸展性能测定仪,具有操作简便、测量准确和灵敏度高等优点;对大豆幼苗下胚轴生长区细胞壁的内源伸展活性和重组伸展活性的实测结果与文献报告相符,表明该仪器是一种较为理想的准确测定植物细胞壁伸展性能的自动化仪器。 展开更多
关键词 植物 伸展仪 细胞壁伸展性 实验仪器
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小麦胚芽鞘扩展蛋白特性及对水分胁迫的响应(英文) 被引量:4
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作者 高强 郭启芳 +3 位作者 邢士超 赵美荣 李峰 王玮 《植物生理与分子生物学学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第5期402-410,共9页
扩展蛋白是植物细胞壁延伸过程中的关键调节因子,在植物的生长发育以及对逆境的响应过程中起着重要作用。本文选用小麦(HF 9703)胚芽鞘为材料,采用Hepes法和SDS法分别提取小麦胚芽鞘扩展蛋白,通过改良的植物组织伸长测定仪测定其活性,... 扩展蛋白是植物细胞壁延伸过程中的关键调节因子,在植物的生长发育以及对逆境的响应过程中起着重要作用。本文选用小麦(HF 9703)胚芽鞘为材料,采用Hepes法和SDS法分别提取小麦胚芽鞘扩展蛋白,通过改良的植物组织伸长测定仪测定其活性,并利用扩展蛋白抗体进行免疫印迹以检测其丰度,主要研究了小麦胚芽鞘扩展蛋白的特性及对水分胁迫的响应。结果表明:Hepes法提取的扩展蛋白活性较高,而SDS法的提取效率高;离体小麦胚芽鞘扩展蛋白的活性具有pH依赖性,且随缓冲液的交替更换(pH 4.5:pH 6.8)而反复逆转;扩展蛋白主要定位于细胞壁中;小麦胚芽鞘扩展蛋白和黄瓜下胚轴扩展蛋白具有交叉重组活性,但这种活性具有种属特异性。水分胁迫诱导小麦胚芽鞘扩展蛋白的活性和丰度提高,扩展蛋白活性的提高在小麦对水分胁迫的抗性方面可能具有重要作用。 展开更多
关键词 扩展蛋白 细胞壁伸展 细胞壁蛋白 胚芽鞘 水分胁 小麦
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A Cotton BURP Domain Protein Interacts With α-Expansin and Their Co-Expression Promotes Plant Growth and Fruit Production 被引量:11
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作者 Bing Xu Jin-Ying Gou +7 位作者 Fu-Guang Li Xiao-Xia Shangguan Bo Zhao Chang-Qing Yang Ling-Jian Wang Sheng Yuan Chang-Jun Liu Xiao-Ya-Chen 《Molecular Plant》 SCIE CAS CSCD 2013年第3期945-958,共14页
Plant growth requires cell wall extension. The cotton AtRD22-Like I gene GhRDL1, predominately expressed in elongating fiber cells, encodes a BURP domain-containing protein. Here, we show that GhRDL1 is localized in c... Plant growth requires cell wall extension. The cotton AtRD22-Like I gene GhRDL1, predominately expressed in elongating fiber cells, encodes a BURP domain-containing protein. Here, we show that GhRDL1 is localized in cell wall and interacts with GhEXPA1, an α-expansin functioning in wall loosening. Transgenic cotton overexpressing GhRDL1 showed an increase in fiber length and seed mass, and an enlargement of endopleura cells of ovules. Expression of either GhRDL1 or GhEXPA1 alone in Arabidopsis led to a substantial increase in seed size; interestingly, their co-expression resulted in the increased number of siliques, the nearly doubled seed mass, and the enhanced biomass production. Cotton plants overexpressing GhRDL1 and GhEXPA1 proteins produced strikingly more fruits (bolls), leading to up to 40% higher fiber yield per plant without adverse effects on fiber quality and vegetative growth. We demonstrate that engineering cell wall protein partners has a great potential in promoting plant growth and crop yield. 展开更多
关键词 BURP protein RD22-1ike α-expansin cell wall crop yield FRUITING cotton fiber biomass.
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来源于嗜热真菌Talaromyces leycettanus JCM12802的类膨胀素基因鉴定及功能探究
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作者 顾源 寻子琦 +3 位作者 郑菲 涂涛 姚斌 罗会颖 《生物技术通报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第10期172-181,共10页
挖掘新颖的类膨胀素基因,丰富类膨胀素基因资源,探究其功能,加深我们对类膨胀素及其作用机制的认识,促进其工业应用。通过RT-PCR的方法从嗜热真菌Talaromyces leycettanus JCM12802中克隆得到了一个1 196 bp的类膨胀素基因Tlexlx1,并与... 挖掘新颖的类膨胀素基因,丰富类膨胀素基因资源,探究其功能,加深我们对类膨胀素及其作用机制的认识,促进其工业应用。通过RT-PCR的方法从嗜热真菌Talaromyces leycettanus JCM12802中克隆得到了一个1 196 bp的类膨胀素基因Tlexlx1,并与大多数真菌来源的膨胀素相比,Tl EXLX1缺少一个N端的CBM结构域。Tl EXLX1与来源于Penicilliopsis zonata的假定蛋白ASPZODRAFT_140583具有最高的序列相似性81%,与Penicillium digitatum Pd1来源的Expansin-like protein 1相似性为56%。同时构建野生型Tl EXLX1和含有Tl SWO1的N端CBM区的突变型CBM-Tl EXLX1重组质粒并在毕赤酵母中表达纯化,并对其基本性质进行分析。该基因含有1个内含子(83 bp),编码370个氨基酸和一个终止密码子。Tl EXLX1推导氨基酸序列包括一个22个氨基酸的N端信号肽序列,一个类GH45结构域和一个类膨胀素结构域。结果表明,重组蛋白Tl EXLX1和融合蛋白CBMTl EXLX1具有较高的葡聚糖酶活性(地衣多糖:7.2 U/mg和17.2 U/mg;大麦葡聚糖:4.4 U/mg和9.4 U/mg)和微弱的微晶纤维素水解活性。以地衣多糖为底物时,二者的最适作用温度和pH一致(60℃和6.0)。Tl EXLX1可以破坏微晶纤维素整齐光滑的表面结构,与商业纤维素酶有一定的协同效果。获得新型的类膨胀素蛋白,有一定的水解活性,在木质纤维素降解等工业中存在潜在的应用价值。 展开更多
关键词 类膨胀素 TALAROMYCES leycettanus JCM12802 基因克隆 异源表达 CBM融合蛋白
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甘薯扩展蛋白IbEXPA2基因克隆和表达分析 被引量:2
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作者 蔡兆琴 龙婷晞 +5 位作者 肖冬 王爱勤 黄咏梅 李慧峰 詹洁 何龙飞 《分子植物育种》 CAS 北大核心 2023年第5期1401-1407,共7页
扩展蛋白(Expansin)是细胞壁的重要组成成分,参与细胞壁的舒张,与植物器官生长发育密切相关。甘薯是一种块根类作物,其块根不仅是繁殖器官,也是储能器官,因此,开展甘薯块根生长膨大机理研究具有重要意义。本研究在前期转录组学研究基础... 扩展蛋白(Expansin)是细胞壁的重要组成成分,参与细胞壁的舒张,与植物器官生长发育密切相关。甘薯是一种块根类作物,其块根不仅是繁殖器官,也是储能器官,因此,开展甘薯块根生长膨大机理研究具有重要意义。本研究在前期转录组学研究基础上,克隆到一个可能与块根膨大相关的扩展蛋白基因IbEXPA2,并进行生物信息学和qPCR表达分析。生物信息分析表明,IbEXPA2编码253个氨基酸,包含DPBB_1和Pollen_allerg_1结构域,具有一段信号肽及23个氨基酸的跨膜结构域。该基因编码的蛋白与三裂叶薯expansin-A4蛋白(登录号:XP_031109781.1)的同源性最高,为98.03%;时空表达分析表明该基因在甘薯品种‘西瓜红’和‘桂经薯8号’块根中表达显著高于纤维根,‘西瓜红’生长的各个时期块根中表达均显著高于茎和叶,在移栽50 d时表达量最高,为对照纤维根的8.49倍;‘桂经薯8号’生长多数时期在块根中的表达也显著高于茎和叶,在移栽35 d时表达量最高,为对照的8.11倍。推测该基因参与甘薯块根生长膨大调控。 展开更多
关键词 扩展蛋白 生信分析 表达分析 块根 甘薯
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月季扩张素蛋白基因在花朵开放过程中的表达及功能分析 被引量:2
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作者 刘小薇 蒋桂梅 +3 位作者 刘计涛 戴凡炜 高俊平 张常青 《园艺学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第8期1673-1681,共9页
以切花月季‘Samantha’为试材,明确了外层花瓣主要在花朵开放前期扩展。从花瓣中克隆鉴定了3个具有α亚族扩张素保守特征域的基因:RhEXPA5、RhEXPA6和RhEXPA7。在月季花朵1~6级的开放过程中,3个扩张素蛋白基因都有表达,其中RhEXPA7的... 以切花月季‘Samantha’为试材,明确了外层花瓣主要在花朵开放前期扩展。从花瓣中克隆鉴定了3个具有α亚族扩张素保守特征域的基因:RhEXPA5、RhEXPA6和RhEXPA7。在月季花朵1~6级的开放过程中,3个扩张素蛋白基因都有表达,其中RhEXPA7的表达与花瓣快速扩展密切关联;在2级花朵花瓣中RhEXPA5和RhEXPA6的表达几乎不受乙烯影响,而RhEXPA7的表达被乙烯显著抑制。进一步利用35S启动子在拟南芥中过表达RhEXPA7,采用外源ACC处理可明显增加转基因植株幼苗的根毛密度;转RhEXPA7基因种子萌发对ABA的敏感性明显降低,而对NaCl的胁迫耐性明显增加。RhEXPA7与月季花朵开放中花瓣快速扩展进程密切关联,参与了乙烯信号的响应,并可以提高过表达拟南芥的胁迫耐性。 展开更多
关键词 月季 扩张素蛋白 基因表达 功能鉴定
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甘薯链霉菌中潜在纤维素酶增效蛋白基因克隆、表达及产物活性检测
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作者 李剑辉 覃益民 《基因组学与应用生物学》 CAS CSCD 北大核心 2018年第8期3366-3370,共5页
近些年来发现有些非纤维素酶组分的蛋白能协同纤维素酶系水解纤维素,大大提高纤维素酶的酶解效率,这些蛋白统称为增效蛋白。增效蛋白的发现为木质纤维素的水解提供了新的思路。本研究根据NCBI上甘薯链霉菌中潜在纤维素酶增效蛋白基因(... 近些年来发现有些非纤维素酶组分的蛋白能协同纤维素酶系水解纤维素,大大提高纤维素酶的酶解效率,这些蛋白统称为增效蛋白。增效蛋白的发现为木质纤维素的水解提供了新的思路。本研究根据NCBI上甘薯链霉菌中潜在纤维素酶增效蛋白基因(登录号WP_009327266)设计相关引物,从甘薯链霉菌c DNA中扩增出潜在目的基因,命名为Sip1,并构建重组质粒Sip1-p ET-32a(+)转入大肠杆菌,得到重组菌Sip1-p ET32a(+)-E.coli BL21和Sip1-p ET32a(+)-E.coli Rosetta(DE3)。表达的粗蛋白产物具32.3%纤维素酶增效活性。 展开更多
关键词 增效蛋白 expansin 基因克隆
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