JAZ家族基因在采后黄瓜低温贮藏条件下的表达分析

冷害是限制采后黄瓜低温贮运的主要问题,茉莉酸(jasmonic acid, JA)在植物抗冷性调控中具有重要作用,JAZ(JA ZIM-domain)蛋白是JA信号的转录阻遏物,抑制JA合成和信号传递。为探究JAZ家族基因在采后黄瓜低温贮藏期间的作用,从黄瓜基因组中筛选鉴定了JAZ家族基因,并分析了该家族基因的序列特征、理化性质和时空表达模式。结果显示,黄瓜基因组中共鉴定到了17个JAZ基因,可分为8个亚家族,蛋白序列中均含有Tify或CCT保守结构域。绝大多数的JAZ基因响应贮藏低温(5℃和10℃)处理,说明JAZ家族蛋白参与采后黄瓜耐冷性调控,但不同JAZ基因对低温处理的响应强度有差异。黄瓜JAZ家族基因的启动子含有丰富的逆境响应元件,但具体的元件类型存在差异。14个JAZ基因的表达量在5℃贮藏期间逐渐下降,但JAZ11表达随贮藏时间显著增加。外源脱落酸(abscisic acid, ABA)、茉莉酸甲酯(methyl jasmonate, MeJA)和褪黑素(melatonin, MT)处理,以及采后黄瓜中沉默HHO2和GRP3表达显著影响冷藏黄瓜JAZ家族基因的表达,再次证明黄瓜JAZ家族基因参与采后黄瓜耐冷性的调控。ABA、MeJA和MT处理显著下调JAZ11表达,沉默HHO2和GRP3显著上调JAZ11表达,证明JAZ11负调控JA信号和采后黄瓜耐冷性。该研究明确了黄瓜JAZ家族基因的理化性质和在低温下的表达模式,表明JAZ11可能是JAZ家族蛋白中负调控采后黄瓜耐冷性的主效因子。

百香果JAZ基因家族的鉴定及表达模式分析

JAZ(jasmonate ZIM-domain,JAZ)蛋白是一类茉莉酸途径的调节因子,通过与其他信号通路相关成员互相作用,共同调节植物各类重要生命活动。为更好地了解JAZ基因家族在百香果(Passiflora edulis Sims)中系统表征并预测基因功能,本研究通过生物信息学方法对百香果JAZ基因鉴定并对其基因特征、系统进化、表达模式等进行了系统分析。结果表明:百香果全基因组编码12个JAZ基因不均匀地分布在4条染色体上,隶属6个亚家族(Group I—VI);进化分析表明,PeJAZ基因的扩增主要归因于片段复制事件;蛋白互作预测分析表明,PeJAZs蛋白具有功能多样性;转录组测序技术分析揭示了PeJAZ基因不同组织和不同胁迫下具显著的表达差异;值得关注的是,PeJAZ3可能是协助百香果抗病毒的一个潜在基因。上述发现可为进一步研究PeJAZs功能和调控机制提供了基础。

薰衣草JAZ和MYC2-like基因家族生物信息学及表达模式分析

JAZ蛋白和MYC2-like转录因子是茉莉酸(jasmonate,JA)类物质信号转导途径的关键调节因子,在植物的生长发育和次级代谢中发挥重要作用。以拟南芥13个JAZ蛋白和11个MYC2-like蛋白的氨基酸序列为参考序列,检索薰衣草基因组中的LaJAZ和LaMYC2-like基因家族成员,并对其进行生物信息学分析。结果表明,在薰衣草基因组中共鉴定到26个LaJAZ和26个LaMYC2-like基因,这些基因不均匀的分布在22条染色体上。LaJAZ和LaMYC2-like基因启动子的顺式作用元件涉及植物对光、茉莉酸、脱落酸、防御和胁迫反应的响应。qRT-PCR显示,选择的6个LaJAZ基因在深紫色萼片中表达较高,而LaMYC2-like基因在浅紫色萼片中表达较高。此外,有15个LaJAZ和LaMYC2-like基因受茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)诱导。以上研究结果为薰衣草LaJAZ和LaMYC2-like基因的功能分析及其对JA信号的响应机理研究奠定了基础。

植物JAZ蛋白的功能概述

茉莉酸作为重要的植物激素,在植物生长、繁殖和抗逆等诸多方面起重要的作用。茉莉酸途径的抑制因子JAZ(Jasmonate ZIM-domain,JAZ)蛋白(JAZs)是调节茉莉酸(JA)激素应答的关键因子,在没有JA存在时,JAZs抑制DNA-结合转录因子活性,从而调控JA应答基因转录;当有JA存在时,JAZs和冠菌素不敏感1(Coronatine insensitive 1,COI1)依赖JA分子发生互作,复合体被SCFCOI1识别并进入26S蛋白酶解途径降解,释放的转录因子启动JA应答基因转录。随着研究的深入,发现JAZs可以与许多转录因子互作,不仅调控了JA信号响应,还参与了其他激素信号通路。对JAZs的互作机制进行描述,阐述JAZs在植物激素调控网络中的作用。

粗山羊草JAZ基因家族的全基因组鉴定与分析

为了挖掘可用于小麦茉莉酸调控通路及其穗部或花器官发育研究的候选基因,基于已发布的粗山羊草全基因组数据,利用生物信息学分析方法鉴定了粗山羊草JAZ基因家族,并从染色体分布、基因及蛋白结构、启动子顺式作用元件、系统进化关系和基因表达模式等方面对该基因家族的特征进行了比较分析。结果表明,本研究共鉴定到9个粗山羊JAZ基因,命名为AetJAZ1-AetJAZ9。染色体定位结果显示,9个粗山羊草JAZ基因分别定位在2D、5D、6D和7D染色体上,其中在7D染色体上分布最多。进化分析表明,粗山羊草JAZ蛋白与短柄草JAZ蛋白亲缘关系最近,且9个粗山羊草JAZ蛋白被分别聚类到了S5、S12、S13、S16和S20五个亚族中,其中S20亚族有五个粗山羊草JAZ蛋白。启动子分析表明,9个粗山羊草JAZ基因启动子顺式作用元件种类和数量存在差异,推测其各自的功能也存在差异。表达谱分析表明,粗山羊草JAZ基因在粗山羊草不同组织间存在不同的表达特性,且不存在组成型表达基因,其中,AetJAZ1和AetJAZ2表现出明显的组织特异性,分别只在穗部、雌蕊和雄蕊中特异表达。

新型絮凝剂凝集水中染料的研究

本文介绍了新近开发的ＪＡＺ型絮凝剂对水样中活性艳蓝ＫＮ—Ｒ，直接深棕Ｍ，酸性墨水蓝Ｇ，酸性媒介藏青ＡＧＬＯ，直接耐晒蓝Ｂ２ＲＬ，弱酸性黄ＨＧ等代表性染料的凝集效果及其影响因素。酸性墨水蓝的脱色随ｐＨ值增加而增加，其他染料的最佳脱色区从酸性到中性。在染料起始浓度为１００ｍｇ／Ｌ～５００ｍｇ／Ｌ范围内，酸性媒介藏青的Ｋ值（色度降至８０时絮凝剂投药量对染料的比值）为２左右，其他染料的ｋ值在１．０以下。直接耐晒蓝和活性艳蓝配水絮凝后ＣＯＤｃｒ的去除率分别达到８５％和７６％，直接黑染料生产废水的ＣＯＤｃｒ去除率最高可达到５０％。

玉米JAZ家族基因的表达规律分析

为阐明玉米JAZ家族基因的功能及其调控机制,本研究利用生物信息学方法,对玉米JAZ家族基因进行系统进化分析、保守结构域分析、组织特异性分析以及在玉米抵抗生物和非生物胁迫过程中的表达规律分析。利用Real-time PCR技术,检测玉米JAZ家族基因在玉米抗感禾谷镰孢的自交系Mo17和B73中的表达规律。结果发现,玉米JAZ家族基因与拟南芥家族基因具有一定同源性,23个成员都含有TIFY和Jas(CCT_2)结构域且具有组织特异性;在生物(黄曲霉和拟轮枝镰孢)和非生物胁迫(高温、低温、高盐和紫外损伤)下,表达水平呈现明显的变化;部分JAZ家族基因在玉米抗感禾谷镰孢自交系Mo17和B73中的表达规律呈现明显的差别,说明JAZ家族基因在玉米抵抗生物和非生物胁迫以及玉米抵抗禾谷镰孢侵染过程中发挥重要的作用。

JAZ蛋白介导的茉莉酸信号传递

当植物受到生物或非生物因素胁迫时,体内会合成茉莉酸类物质,启动自身的防御反应。茉莉酸途径的抑制因子JAZ(Jasmonate ZIM-domain)蛋白近期被确认,该文对JAZ蛋白在茉莉酸信号传递中的作用作一综述。

甘薯等8种植物JAZ1基因的生物信息学分析

JAZ(Jasmonate ZIM-domain)蛋白是植物中茉莉酸信号调控途径中重要的负调控因子,它在调控植物发育、营养生长、衰老、抗盐、抗旱以及抗病等过程中起着至关重要的作用。为了对甘薯等JAZ1基因的生物信息学进行分析并对其功能进行预测,本研究以NCBI数据库中收集的8种植物JAZ1蛋白氨基酸序列为试验数据来源,采用系列生物信息学分析软件对甘薯等8种JAZ1蛋白的氨基酸组成及其理化性质、蛋白质亲疏水性、磷酸化位点、二级结构元件和含量、跨膜结构域、信号肽、蛋白质亚细胞定位、功能结构域进行预测和分析,并对8种植物JAZ1蛋白氨基酸序列进行多重比较和蛋白质系统进化树进行构建和分析。结果表明,8种植物JAZ1蛋白的氨基酸残基数目介于180~294;相对分子量介于19815670~31550050;理论等电点均为碱性等电点;8种植物JAZ1蛋白的主要氨基酸为丝氨酸、脯氨酸、赖氨酸和苏氨酸;稳定性预测结果表明8种植物JAZ1蛋白均为非稳定性蛋白质;磷酸化位点预测分析结果表明8种植物JAZ1蛋白磷酸化位点数量最多为丝氨酸,其次为苏氨酸;根据亲疏水性预测分析结果推测8种植物JAZ1蛋白均为亲水性蛋白质;信号肽和跨膜结构域预测结果显示这些蛋白质均为非分泌蛋白质不具有信号肽,没有明显的跨膜结构域;JAZ1蛋白二级结构元件主要为不规则卷曲,其次为α-螺旋和延伸链;亚细胞定位预测结果显示该蛋白质主要定位于细胞核;结构域预测结果表明供试8种植物JAZ1蛋白均含有JAZ蛋白家族典型的TIFY和CCT_2功能结构域;氨基酸序列多重比对和蛋白质系统进化树分析结果表明甘薯JAZ1与长春花JAZ1亲缘关系最近。本研究可为甘薯JAZ1基因功能研究和甘薯性状定向改良奠定理论基础。

茉莉酸类化合物及其信号通路研究进展

茉莉酸类化合物包括茉莉酸及其衍生物,是一类基本的植物激素,其结构上类似于后生动物的前列腺素,作为信号分子在植物的生长发育和胁迫信号响应过程中具有重要的作用。茉莉酸类化合物信号通路包括茉莉酸类化合物的生物合成以及茉莉酸信号的转导,JAZ蛋白是茉莉酸信号转导通路中的一个重要因子,JAZ蛋白的发现为茉莉酸信号转导分子机制的详细阐述铺平道路。简要介绍了茉莉酸类化合物在植物中的作用,重点介绍了其信号转导通路的研究进展。

茉莉酸反应基因转录抑制因子JAZ蛋白家族研究进展

茉莉酸类物质在调节植物对逆境的反应和生长发育方面有重要作用。最近,从模式植物拟南芥中分离鉴定了茉莉酸响应基因的转录抑制因子JAZ(茉莉酸ZIM结构域蛋白)蛋白家族的12个成员,这是植物茉莉酸信号途径分子机制研究的重大进展。JAZ蛋白不仅是联系COI1和下游茉莉酸反应基因的环节,而且COI1-JAZ蛋白的相互作用导致发现活性形式的茉莉酸类物质及其受体。笔者综述了JAZ蛋白家族的结构特点、不同成员之间及其与MYC转录因子之间的相互作用,以及JAZ蛋白对茉莉酸响应基因的转录调节机制,并展望其在橡胶生物合成中的调节作用。

烟草茉莉素信号途径相关基因

茉莉素途径是植物重要的信号途径,对植物的生长发育过程和抗逆过程起重要的调控作用。有生物活性的茉莉酸衍生物JA-Ile(jasmonoyl-isoleucine)与茉莉素受体复合体SCFCOI1结合后,导致茉莉素途径负调控因子JAZ蛋白由26S蛋白酶体(即蛋白泛素化降解途径)降解,并释放出茉莉素途径转录激活因子MYC2,从而激活茉莉素信号途径下游与植物生长发育相关和抗逆相关的功能基因表达和生理变化。对该信号途径中3个重要基因COI1、JAZ、MYC2在烟草中的研究情况进行了综述。

JAZ型絮凝剂对染料生产废水的脱色

用ＪＡＺ型絮凝剂处理酸性蒽醌蓝和活性艳蓝ＫＮ—Ｒ染料生产废水可使色度降至８０倍以下．在ｐＨ值〈７．５时处理效果最佳．活性艳蓝ＫＮ—Ｒ废水ＣＯＤｃｒ去除率为５１．８％．

改性乳化沥青桥梁裂缝修补剂的试验研究

选择符合功能要求的乳化沥青,将其和碱液处理过的JAZ材料按一定比例配制成能够快速固化的桥梁裂缝修补剂。通过与未修补标准试件及其它常见修补剂的对比试验,研究了JAZ改性乳化沥青的粘结性能、可灌性能、力学性能和耐老化性能。结果显示,JAZ改性乳化沥青桥梁裂缝修补剂的主要性能可满足混凝土桥梁裂缝修补的要求。

茉莉素生理作用及其信号传导研究进展

茉莉酸及其衍生物茉莉酸甲酯等衍生物统称为茉莉素,广泛存在于植物中,是一类认识时间较短的植物内源激素,在植物生长发育过程中起着非常重要的作用。概述了茉莉素在植物体内的主要生理作及生物合成过程,并介绍了茉莉素信号传导途径的研究历程和最新进展。

橡胶HbJAZ1基因的原核表达与纯化分析

为了鉴定巴西橡胶树中存在与JAZ蛋白特异性结合的蛋白,利用pGEX-6p-1载体构建橡胶JAZ(HbJAZ1)与GST(Glutathione S-transferase)融合表达载体,并成功转化大肠杆菌进行原核表达,同时利用谷胱甘肽-琼脂糖填料成功纯化gcHbJAZ1-GST融合表达蛋白。在纯化实验中,发现HbJAZ1融合表达蛋白在大肠杆菌原核表达中是难溶蛋白,大多存在于裂解菌液的沉淀物中。

柳枝稷 PvJAZ1 基因的克隆、表达特性与亚细胞定位

JAZ蛋白在植物生长发育和胁迫信号通路中具有关键作用。为探究JAZ蛋白在柳枝稷(Panicum virgatum L.)中的调控机制,本研究从柳枝稷中克隆了PvJAZ1基因,并对其分子特征、表达特性与亚细胞定位进行了分析。结果研究表明:PvJAZ1的开放阅读框长度为630 bp,编码209个氨基酸,为不稳定的亲水性蛋白,该蛋白含有JAZ亚家族保守的TIFY与Jas结构域;系统进化分析表明PvJAZ1蛋白与糜子(Panicum miliaceum)和哈氏黍(Panicum hallii)的JAZ蛋白亲缘关系较近;启动子分析表明PvJAZ1基因启动子区域包含与光响应、激素响应、胁迫响应和生长进程相关的顺式作用元件;PvJAZ1在生长素(auxin,IAA)、盐和干旱胁迫下反应强烈,在小穗中的表达量显著高于其它组织;PvJAZ1蛋白定位于细胞核和内质网上。本研究初步确定柳枝稷PvJAZ1基因在激素、胁迫信号应答和生长发育进程中具有关键作用,为探究PvJAZ1基因功能奠定了基础。

核桃JrJAZ基因家族鉴定与转录表达分析

为了揭示核桃JAZ基因家族在核桃生长发育中的作用,本研究通过构建隐马尔科夫模型与转录组数据结合的方法,在核桃全基因组数据库搜索JAZ家族基因,对该家族进行理化性质、基因结构、保守基序、启动子元件、蛋白互作预测等生物信息学和低温胁迫下的转录表达分析。结果表明,核桃JAZ基因家族包含17个成员,蛋白长度范围为138~385个氨基酸,开放阅读框为417~1149 bp,等电点为8.47~10,全部为碱性不稳定亲水蛋白;含有典型的TIFY和jas 2个高度保守的结构域,聚类分析发现,该类基因可分为Group A、Group B、Group C和Group D 4个亚族。在低温胁迫48 h后经转录表达分析,JrJAZ1、JrJAZ3、JrJAZ4、JrJAZ5、JrJAZ7、JrJAZ9、JrJAZ15、JrJAZ16为差异表达基因,推测可能响应低温胁迫。本研究结果将为进一步研究该类基因的功能提供了重要线索和依据。

柳枝稷TIFY基因家族的鉴定与分析

为探究TIFY基因家族在柳枝稷(Panicum virgatum)中的生物学功能,本研究运用生物信息学手段对柳枝稷基因组中的TIFY家族成员进行了鉴定,并对其染色体定位、进化与结构特点、启动子区顺式作用元件、时空表达模式等进行了分析,且通过定量实验验证了JAZ亚家族部分成员的激素应答与胁迫响应特性。结果表明:48个柳枝稷TIFY基因分属于ZML(7个)、TIFY(1个)与JAZ(40个)3个亚家族,分布在除染色体3以外的染色体上,且在染色体9成簇排列;柳枝稷TIFY基因按照进化关系及结构特点可分为5组,每组内的成员具有相似的基因结构与保守基序组成;柳枝稷TIFY基因启动子区存在多种胁迫响应元件与激素信号调控元件,经定量实验证实PviTIFY10各成员在茉莉酸(jasmonic acid,JA)处理及盐与干旱胁迫下反应强烈;JAZ亚家族部分成员尤其是PviTIFY10b在花序与根的发育过程中有较高表达。根据以上结果推测TIFY基因家族可能在柳枝稷激素信号调控与胁迫防御反应及生长发育等多方面发挥功能。

转录因子ZmMYC7与拟南芥JAZ家族基因的互作研究

为明确转录因子ZmMYC7与JAZ家族基因的互作关系,本研究构建了ZmMYC7与拟南芥JAZ家族基因的酵母双杂交载体,利用酵母双杂交技术研究ZmMYC7与拟南芥JAZ家族基因的互作关系。结果发现,共转化BD-ZmMYC7与AD-AtJAZ1、AD-AtJAZ2、AD-AtJAZ3、AD-AtJAZ4、AD-AtJAZ5、AD-AtJAZ8、AD-AtJAZ9、AD-AtJAZ10、AD-AtJAZ12组合的酵母在三缺培养基(SD/-T/-L/-H)和四缺培养基(SD/-T/-L/-H/-A)上均能正常生长,而BD-ZmMYC7与AD-AtJAZ6、AD-AtJAZ7、AD-AtJAZ11组合的酵母以及阴性对照组均不能在三缺、四缺培养基上正常生长,表明ZmMYC7与AtJAZ1、AtJAZ2、AtJAZ3、AtJAZ4、AtJAZ5、AtJAZ8、AtJAZ9、AtJAZ10、AtJAZ12能在酵母细胞中直接互作。研究结果为进一步研究转录因子ZmMYC7在JA信号防御反应中的功能及机制奠定了基础。