杉木GRF和GIF基因家族鉴定、表达与互作分析

生长调节因子(GRF)和GRF相互作用因子(GIF)在植物的生长发育和逆境胁迫响应中发挥重要作用。为研究GRF和GIF基因在杉木生长发育和逆境胁迫响应中的功能,本研究基于杉木全长转录组数据,利用生物信息学手段共鉴定获得5个ClGRFs基因和2个ClGIFs基因。分析结果显示,ClGRFs氨基酸残基数目范围为386(ClGRF4)~723 aa(ClGRF3),等电点为7.07(ClGRF4)~9.26(ClGRF5);2个ClGIFs蛋白氨基酸数目分别为242和258 aa,等电点均在6左右,蛋白质分子质量分别为25.64和27.96 kDa。保守结构域和基序分析发现ClGRFs蛋白均含QLQ和WRC结构域,ClGIFs蛋白均含SSXT结构域,且高度保守。进一步分析结果显示,ClGRFs分别属于进化枝Ⅲ和进化枝Ⅵ,且均受miR396调控。表达分析结果表明,ClGRFs基因的表达具有一定的组织特异性,而ClGIFs在不同组织呈组成性表达,且ClGRFs和ClGIFs基因均能响应赤霉素(GA3)和水杨酸(SA)的处理。酵母双杂交结果表明5个ClGRFs蛋白和2个ClGIFs蛋白均存在互作关系。本研究结果为进一步研究杉木GRF和GIF基因的功能提供了理论基础。

黑麦GIF基因家族全基因组鉴定及其表达分析

生长调节互作因子(GRF-interacting factor,GIF)是植物体内一类转录共激活因子,在植物生长发育过程中起重要作用。为挖掘和利用黑麦GIF家族基因,利用同源比对方法对黑麦GIF基因家族进行了鉴定,并系统分析了黑麦与其他禾本科植物及模式植物拟南芥GIF基因的系统发育关系、蛋白结构域、基因结构和共线性关系。结果显示,在黑麦基因组中共鉴定到3个GIF基因家族成员,分布在4R和5R染色体上;系统进化分析发现,黑麦GIF基因家族成员与小麦和大麦的亲缘关系更近。蛋白结构域和基因结构分析发现,GIF基因家族成员在黑麦及其他禾本科植物中的蛋白结构域和基因结构相对保守,均含有4个外显子。共线性分析发现,黑麦ScGIF1基因与其他禾本科植物GIF基因间均存在共线性关系,其中与小麦间共线基因数最多。Ka/Ks分析发现,黑麦GIF基因家族成员在进化中受到纯化选择。此外,在黑麦穗部鉴定到一个特异性高表达的GIF基因(ScGIF1),其编码的蛋白含有多个磷酸化位点,推测ScGIF1蛋白可能是通过磷酸化来调控黑麦麦穗的发育和粒型的。

大白菜GIF蛋白家族的生物信息学分析

GIF(GRF-interacting factor)家族是一类含有SNH和QG结构域的蛋白质,可与GRF(Growth reg-ulating factor)转录因子蛋白相结合形成功能复合体,通过促进和维持细胞的分裂能力参与调控植物叶器官的发育。本研究系统鉴定了5个大白菜的GIF基因,并对这些基因编码的蛋白质序列进行了保守性和系统进化分析,最后对BrGIF1基因的表达进行了分析。结果表明,所有的大白菜和拟南芥GIF蛋白家族成员都具有高度保守的SNH和QG结构域。在进化上,GIF蛋白家族可分为两个不同的亚家族,并且这种特征在大白菜和拟南芥分离之前就已经形成。在表达模式上,BrGIF1基因在具有较大叶球的白菜自交系以及具有较强细胞分裂能力的组织中的转录表达水平较高。另外,BrGIF1基因的表达受到NAA的诱导和ABA的抑制。这些结果表明大白菜GIF蛋白可能具有和拟南芥GIF蛋白相似的生物学功能,在调控植物器官发育中具有重要作用。

神经生长抑制因子相互作用蛋白的分子克隆、鉴定及其生物学特性

为了探讨神经生长抑制因子 (Neuronalgrowthinhibitoryfactor,GIF)与Alzheimer’s病 (Alzheimer’sdisease,AD)的关系 ,将GIF的cDNA全基因克隆到载体pHyblex中 ,运用酵母双杂交系统从Alzheimer’s病人脑cDNA文库中筛选出与GIF相互作用蛋白的cDNA克隆。免疫共沉淀和蛋白质印迹实验进一步验证了该蛋白在体内与GIF相互作用的特异性。克隆并鉴定了其中 1个与GIF特异性结合的蛋白 ,与人细胞核dUTP焦磷酸酶 (DUT)同源。进一步构建了重组表达质粒pGEX 4T 1 DUT ,转化大肠杆菌BL2 1,经谷胱甘肽 Sepharose 4B亲和层析、凝血酶酶切和SephacrylS10 0纯化 ,得到纯度 95 %以上的dUTPase蛋白。体外生物学活性检测表明 ,表达的dUTPase蛋白可以与GIF共同作用嗜铬细胞瘤株 (pheochromocytoma)PC12 ,对细胞的生长产生抑制作用。

谷子生长调节因子互作因子基因家族生物信息学分析

【目的】生长调节因子互作因子(GRF-interacting factor,GIF)是植物体内一类转录共激活因子,在植物生长发育和逆境胁迫中起重要作用。通过系统分析谷子GIF基因家族的组成、各成员的结构以及进化关系,为GIF基因调节机制研究提供参考。【方法】利用谷子基因组数据库,采用生物信息学的方法,鉴定谷子GIF基因家族的基因结构、染色体定位,编码蛋白相似性、二级结构、跨膜区和磷酸化位点预测,通过序列比对进行进化和分类分析。【结果】谷子含有3个GIF基因,均含有4个外显子,分布于第3、8和9号染色体上。编码SiGIF1蛋白和SiGIF2蛋白相似性最高,为72.04%,SiGIF1蛋白和SiGIF3蛋白相似性最低,为37.08%。二级结构分析显示,谷子GIF蛋白无规则卷曲占比最高(41.56%~56.60%),其次为α-螺旋(34.43%~35.50%),再次为β-转角(5.19%~11.69%),β-折叠最低(3.23%~11.26%)。TMHMM跨膜区进行分析显示,谷子GIF蛋白均不含有跨膜区。MEME保守基序分析显示,谷子GIF蛋白均含有保守的SSXT(PF05030)结构域。磷酸化位点预测分析表明谷子GIF蛋白均含有潜在磷酸化位点。【结论】谷子GIF基因家族的基因结构、磷酸化位点预测等生物信息学分析结果将为揭示谷子GIF基因家族在谷子生长发育过程中的功能提供重要的线索。

滇水金凤花距发育相关基因GIF的克隆及表达分析

GIF(GRF-interacting factor)是植物体内特有的转录共激活因子之一,对植物生长发育调控具有重要作用。本研究以滇水金凤(Impatiens uliginosa)花距为材料,采用RT-PCR等技术克隆得到GIF基因的2个拷贝,命名为IuGIF1和IuGIF2,其cDNA序列全长分别为591和540 bp,分别编码196和179 aa。对其编码蛋白进行生物信息学分析,发现2个GIF蛋白均属于亲水性不稳定蛋白,且均具有SSXT超家族典型的保守结构域。多序列比对发现,IuGIF1和IuGIF2所编码的氨基酸序列与烟草、松蒿以及茶树等物种的同源性达54%左右。系统进化分析表明,IuGIF1基因和IuGIF2基因单独分为两支,其中IuGIF1与林烟草亲缘关系最近,而IuGIF2与松蒿亲缘关系最近,推测两者为旁系同源关系。qRT-PCR分析表明,随着花距发育,IuGIF1和IuGIF2基因在花距距部的表达量均呈下降趋势,且IuGIF1在两个部位的表达均高于IuGIF2,推测IuGIF1对促进花距檐部和距部细胞生长作用强于IuGIF2基因。此外,IuGIF1在始花期尖部的表达量最高,随着花距的发育逐渐降低,可能与IuGIF1在花距尖部的发育中发挥重要作用有关;而IuGIF2在始花期花距弯部中表达量最高,随着花距的发育逐渐降低,可能与IuGIF2在花距弯部的发育中发挥重要作用有关。综上表明,IuGIF1基因对花距发育的作用强于IuGIF2基因;IuGIF1主要在花距尖部发育中发挥着重要作用,而IuGIF2基因主要对花距弯部发育起重要作用。

羊传染性脓疱病毒疫苗株和野毒株GIF基因比较分析

羊传染性脓疱(orf)是由羊传染性脓疱病毒(orf virus,ORFV)感染引起的绵羊和山羊的一种接触性人兽共患病。粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)/白细胞介素(IL-2)抑制因子(GIF)基因为ORFV编码中晚期病毒基因,它能够与GM-CSF、IL-2结合并且抑制二者的活性,从而抑制宿主抗病毒作用。为了比较疫苗毒株和流行毒株间GIF的差异,本试验扩增并测定了ORFV疫苗株和野毒株的GIF基因序列,比较分析了ORFV疫苗弱毒株和野毒株GIF基因的核酸水平和氨基酸水平的差异情况,以及二、三级蛋白结构。结果表明:本次测定的ORFV疫苗株与野毒GIF基因核苷酸序列相似性为94.3%,氨基酸序列相似性为92.5%,两者的蛋白三级结构预测上也有差异。本研究结果为该病的防控提供了参考依据。