植物LEA蛋白与Lea基因表达

LEA蛋白与Lea基因是当前植物胚胎学以及逆境生理学研究的热点之一.本文主要介绍植物LEA蛋白的性质、类型、结构、功能以及Lea基因表达的相关研究进展,并初步分析了其广泛的应用前景.

LEA基因及Lea蛋白的研究进展

综述了有关ＬＥＡ基因及Ｌｅａ蛋白的研究进展：ＬＥＡ基因与Ｌｅａ蛋白的结构和功能；ＬＥＡ基因表达和Ｌｅａ蛋白积累与环境胁迫的关系；

LEA蛋白与植物的抗旱性

植物在干旱胁迫下会产生多种诱导蛋白 ,其中LEA蛋白 (Late embryogenesis abundantprotein)已受到普遍关注。根据近年的研究进展 ,本文就植物中LEA蛋白的特性、分类。

大麦HVA1基因和LEA蛋白与植物抗旱性的研究

干旱胁迫下,植物体内会积累多种蛋白以保护细胞免受脱水伤害,其中包括Lea蛋白。LEA蛋白在植物耐寒、耐盐碱、耐干旱性方面起重要作用。大麦HVA1基因编码的蛋白即属于第三组LEA蛋白,国内外学者对该基因的结构与功能进行了深入的研究。根据近年研究结果,本文对LEA蛋白的结构与功能,大麦HVA1基因的表达与调控,大麦HVA1基因高同源性序列的克隆以及转基因植物对HVA1基因抗旱性功能验证等方面进行综述。

LEA蛋白的分子生物学研究进展

干旱、盐渍和低温都能引起植物水分亏缺 ,在这期间植物细胞积累一系列的蛋白质来保护细胞免受脱水伤害 ,其中Lea蛋白是最普遍的一种。Lea蛋白具有亲水性和热稳定性。根据近年研究进展对Lea蛋白的结构。

逆境胁迫下植物LEA蛋白的研究进展

在逆境胁迫条件下,植物体内会产生诱导蛋白,LEA蛋白(Late embryogenesis abundant protein)是其中最常见的一类。本文就逆境胁迫下植物体内LEA蛋白的产生、特性、生理作用和基因的表达调控等作一简要阐述,并对LEA蛋白今后的研究方向及运用前景进行了展望。

植物LEA蛋白及其基因家族成员PM16研究进展

通常在逆境胁迫下植物细胞会积累一系列的蛋白质来保护细胞免受伤害,其中LEA蛋白是目前研究最为普遍的一种。综述了与抗旱性密切相关的LEA蛋白的结构、性质、分类与功能,并对一经在Genbank中登录的LEA基因家族成员进行了汇集整理。以大豆Glycine maxLEA蛋白基因家族成员之一的PM16为代表,对其基因以及所编码的LEA蛋白进行了生物信息学分析。

长春花Crlea基因的克隆及原核表达初步分析(英文)

晚期胚胎丰富(Late Embryogenesis Abundant,LEA)蛋白是植物在干旱胁迫下响应并被描述为具有潜在的抗旱功能的一类重要的抗旱蛋白。通过建立干旱胁迫下长春花(Catharanthusroseus)的cDNA文库并进行测序筛选分析,首次分离得到Crlea(CrleaforCatharanthus roseuslateembryogenesis abundant)全长基因。该基因具有492 bp的开放读码框,编码163个氨基酸,其中偏性氨基酸含量占总蛋白的55.9%。同源性分析表明该假定蛋白与胡萝卜(Daucus carota)LEA DC3的同源性达69%。亲水性分析表明具有极强的亲水性。为进一步验证CrLEA蛋白的功能,构建了Crlea基因的原核表达载体并在大肠杆菌中对其表达进行了分析。结果表明,原核载体成功的表达了CrLEA蛋白,亲水性实验及热稳定性实验表明CrLEA蛋白具有极强的亲水性和热稳定性。

Osmotic Stress Resistance of Transgenic Tobacco Expressed Soybean Lysine-rich Protein Gene

PM2 gene （accession number： M80664） with high lysine content from soybean （Glycine max） was found in GenBank by changing three BLASTp parameters. Amino acid composition analysis of PM2 showed that Lys content was on the high level of 18.22%. Protein encoded by PM＇2 also belonged to the family of late embryogenesis abundant （LEA） proteins, which was considered that it had a strong relation with the abiotic stress resistance. In this experiment, PM2 gene was obtained from dry soybean seeds by RT-PCR, plant expression vector pEMTPM2 was constructed, and then transformed into tobacco by using agrobacterium-mediated method. Eight salt and drought tolerant lines were obtained from 31 differentiated lines. Real-time PCR showed that PM2 gene overexpressed in all four PCR positive lines with the osmotic stress resistance. These results confirmed that the overexpression of PM2 gene enhanced the osmotic stress resistance of transgenic tobacco.

LEA蛋白与植物抗逆性

植物受到逆境胁迫后,LEA蛋白大量表达,可以减轻逆境引起的伤害。本文对LEA蛋白的种类、特性和功能,LEA蛋白基因结构及其表达调控,以及LEA基因表达和LEA蛋白积累与植物抗逆性的关系等方面的研究进展作了简要综述。

高等植物的胚胎发育后期丰富蛋白研究进展

植物的胚胎发育后期丰富蛋白(LEA)是在植物胚胎发育后期种子中大量积累的一系列蛋白质。LEA蛋白存在于细胞质和细胞核中,具有很高的亲水性和热稳定性,即使在煮沸条件下也能保持水溶状态,能保护细胞免受环境胁迫,特别是干旱脱水的损伤。根据氨基酸序列的同源性及一些特殊的基元序列,LEA蛋白可分为6组。LEA基因的表达受发育阶段、激素、离子变化、脱水等多种因素的诱导,没有组织特异性。LEA基因表达调控的研究是目前植物分子生物学研究的热点之一。

蜡梅胚胎晚期丰富蛋白基因CpLEA的克隆及表达分析

从蜡梅(Chimonanthus praecox)花cDNA文库中获得了1个胚胎晚期丰富蛋白(LEA)基因的cDNA全长序列,命名为CpLEA(GenBank登录号:JF412788),该基因cDNA含有一个273 bp编码91个氨基酸的开放阅读框,从蜡梅基因组DNA中扩增该基因发现,该基因含有两个大小分别为35 bp和707 bp的内含子。生物信息学分析显示,CpLEA的编码蛋白含有4个胚胎晚期丰富蛋白第3族LEA蛋白特有的11个氨基酸的基元重复序列,进化树分析表明该编码蛋白与榛子的LEA蛋白亲缘关系最近。通过原核表达获得了与预期大小一致的融合蛋白。实时荧光定量PCR分析表明,该基因在蜡梅成熟种子中表达量最高,在根中几乎不表达;在盛开期花的各个部位中又以雌蕊中的表达量最高;在花发育早期表达量较高,随后下降并保持相对稳定,在衰败期突增并达到最高;检测该基因在脱落酸(ABA 50μmol·L-1)、低温(4℃)、高温(42℃)、干旱(30%PEG6000)和高盐(NaCl 1 mol·L-1)5种外源非生物胁迫因子作用下的表达特性。结果表明,该基因能够被ABA、低温、高温、PEG和NaCl诱导表达,并在随后的时间内呈现出不同的表达模式。表明CpLEA可能在蜡梅花发育和多种非生物胁迫响应中发挥作用。

水稻高效再生体系的建立及其对大豆Em基因的转化

以粳稻丰达1号成熟胚为外植体,建立了适合水稻转化的高效再生体系,通过农杆菌介导法将大豆Em基因转化水稻.结果表明:以NMB+500 mg·L-1脯氨酸+250 mg·L-1谷氨酰氨+300 mg·L-1水解酪蛋白+2 mg·L-12,4-D为作诱导培养基诱导愈伤组织,其诱导率为97%;愈伤组织分化率为65%;农杆菌介导法转化水稻愈伤组织,获得了26株再生植株;随机选取其中4株候选转基因水稻幼苗进行PCR筛选,初步证明大豆Em基因已整合到水稻基因组DNA中;RT-PCR检测结果表明,转入的外源大豆Em基因在转基因水稻中得以表达.本实验成功地建立了适合水稻转化的高效再生体系,为通过基因工程技术培育水稻新品种奠定了基础.

巴西橡胶树胚胎晚期丰富蛋白基因的克隆及序列分析

根据抑制性消减杂交文库分离的EST片段,采用3'-RACE技术从巴西橡胶树胶乳中获得HbLEA14基因的全长cDNA序列,其ORF长456 bp,编码151个氨基酸,预测HbLEA14蛋白分子量为16.58 ku,等电点为5.10。同源性比对显示,HbLEA14与蓖麻RcLEA14、乳浆大戟EeLEA14、陆地棉GhLEA14、大豆GmLEA14、拟南芥AtLEA14、番茄SlER5的同源性分别为88%、80%、75%、73%、65%和61%,属于非典型第2组LEA蛋白。RT-PCR结果显示,死皮植株胶乳中HbLEA14的表达量明显高于健康树。

植物抗盐机理的研究

盐生和非盐生植物自身的结构就有很大的差异,盐生植物的离子运输系统较非盐生植物更积极主动的利用外界的盐分,有的盐生植物甚至生有盐腺可将多余的盐分泌出体外.另有许多耐盐的植株可分泌渗调质,由于这些物质大多数与水具有较强的亲和能力从而使得植株对盐胁迫和干旱胁迫具有一定的抗性,基因工程研究中,把合成这些渗调质的基因导入植物中将使植株具有较强的抗盐性.

大豆高赖氨酸基因PM8在烟草中的超量表达及其抗非生物胁迫功能研究

应用生物信息学方法在GenBank数据库查找到1条编码大豆LEA3蛋白的高赖氨酸蛋白基因PM8(登录号:Z22872),并利用RT-PCR方法从大豆干种子中克隆得到该基因,序列分析表明,PM8基因与GenBank上的序列存在5个碱基的差异,使编码蛋白的赖氨酸重量比由原来的19.65%增加为19.93%。构建了PM8基因的植物表达载体pEMT-PM8,用农杆菌介导法转化烟草。从转PM8基因的PCR阳性植株中选取5个既抗盐又抗旱的株系进行Real-timePCR检测。结果表明,PM8基因全部超量表达。研究为培育高营养品质且抗逆的转基因作物研究提供了一条新的途径,具有重要的研究价值。

植物晚期胚胎富集蛋白的研究进展

植物在非生物胁迫下会诱导多种蛋白的产生,其中LEA蛋白是逆境生理学研究的热点之一。本文主要介绍了植物LEA蛋白(Late-embryogenesis-abundant protein)的分类、结构与功能,lea基因的表达调控以及转基因的相关研究进展。

棉花种子特异性启动子的克隆及表达载体构建

种子特异性表达启动子是植物种子基因工程改良的重要工具。Lea(Late embryogenesis abundant)蛋白是胚胎发育后期种子中大量积累的一系列蛋白质,因此,其调控序列可能提供一个很好来源的种子特异性表达启动子。为研究植物Lea蛋白基因启动子在种子中的特异性表达,本研究通过PCR扩增,从亚洲棉(Gossypi-um arboreum L.)石系亚1号中克隆了Lea蛋白基因家族中D113基因上游1262 bp的调控序列和D34基因上游1445 bp的调控序列。DNA序列分析结果表明,克隆到的两个片段与已报道的Lea蛋白基因同一家族该基因的对应序列的相似性分别达到97.43%和94.27%。分别用限制性内切酶HindⅢ和xbaI双酶切重组质粒pGEMT-D和改造后的表达载体pBI121-T,分别回收pGEMT-D重组质粒中的小片段和pBI121-T植物表达载体中的大片段,经连接、转化和鉴定,获得由D113基因启动子和D34基因启动子驱动报告基因GUS的新型植物表达载体pBI121-D113、pBI121-D34,为外源基因在棉花种子中的定位表达研究奠定基础。

小麦TaLEA3-1基因的克隆、表达与渗透胁迫功能分析

胚胎发育晚期丰富蛋白(late embryogenesis abundant,LEA)受逆境胁迫诱导,是一种逆境表达蛋白,参与植物对逆境胁迫的响应。本研究从小麦cDNA文库中克隆得到一个新的小麦TaLEA3-1基因,该基因全长696bp,编码231个蛋白,属于LEA3亚组。该基因在小麦根、茎、叶、穗和种子中均有表达,其中种子和叶片的相对表达量高。不同逆境胁迫处理下qRT-PCR结果显示,TaLEA3-1广泛响应PEG、NaCl、低温和脱落酸(ABA)处理,表达量显著上调。将该基因转化酵母INVSC1株系并诱导外源基因表达,转基因酵母在渗透胁迫处理下相比对照组有更好的生长状态。研究结果表明小麦TaLEA3-1基因具有抵御渗透胁迫的功能,为进一步深入的功能机制研究提供基础数据与基因资源。

小桐子JcLEA4基因克隆及表达和功能分析

LEA蛋白是一类跟抗逆性紧密相关的蛋白,在不同物种中都有大量发现。基于前期对小桐子叶片在干旱锻炼和干旱胁迫下的RNA-seq分析,本研究分离出一个LEA编码基因（XM_012232372.1）,经序列分析可知该蛋白基因CDS序列全长为459 bp,编码蛋白由152个氨基酸组成。多重序列比对和进化分析显示该蛋白属于第四组典型亲水性LEA蛋白,暂命名为Jc LEA4。荧光定量PCR分析发现,幼苗叶片中Jc LEA4转录本的积累受到空气干旱胁迫和外源ABA处理的显著诱导。在酿酒酵母中异源表达分析显示,Jc LEA4的过表达提高了转基因酵母对PEG模拟干旱胁迫的存活率和生长速率,表现出增强的耐受性。本研究初步证实了Jc LEA4基因与抗旱性紧密相关,为以后小桐子的抗旱性遗传改良提供了良好的基因资源。