枳LEA基因家族鉴定及其对非生物胁迫的响应

为明确LEA基因在枳非生物胁迫中的作用,研究通过生物信息学方法对枳LEA基因家族进行全基因组的鉴定,并采用qRT-PCR技术分析其在不同非生物胁迫下的表达情况。结果表明:(1)枳基因组中鉴定得到57个LEA基因家族成员,编码蛋白的氨基酸长度在62~945 aa之间,分子质量在6.95~104.98 kD之间。(2)系统进化分析表明,PtrLEA基因可分为8个亚家族,LEA_1~LEA_6、dehydrin和SMP,LEA_2亚族家族成员最多。(3)顺式作用元件分析表明,PtrLEA启动子上存在大量的植物激素、胁迫响应以及生长发育有关的响应元件。(4)转录组数据分析结果显示,LEA基因家族具有组织表达特异性,PtrLEA 15、PtrLEA 17、PtrLEA 23、PtrLEA 51在所有组织中均有高表达,也发现有3个基因在所有组织中不表达。(5)实时荧光定量PCR结果显示:PtrLEA基因在低温、干旱和高盐胁迫处理条件下,与对照相比分别有6、2和6个基因上调表达,推测该基因家族参与多种非生物胁迫应答。

大豆LEA基因家族全基因组鉴定、分类和表达

【目的】鉴定大豆全基因组中的LEA家族基因,对其进行定位、分类以及组织表达分析,为植物LEA基因的功能研究与利用提供基础。【方法】利用大豆基因组数据库,通过生物信息学手段,鉴定并获得大豆LEA家族基因的全序列、定位和拷贝数信息;通过序列比对进行进化和分类分析;利用大豆发育表达芯片数据、NCBI中UniGene的EST表达数据进行组织表达谱分析。【结果】系统地分析鉴定了36个大豆的LEA家族基因,根据结构域的差异和系统发育分析将这些LEA基因分成8个亚家族。基因定位分析结果表明,这些基因分布于大豆的16条染色体上,启动子分析表明,几乎全部LEA基因的启动子区含有逆境反应顺式作用元件。各个发育阶段表达谱的分析结果表明,多数成员至少在一个组织中表达,10个差异表达的基因中有5个在种子发育时期优势表达,另外5个在其它部位优势表达。【结论】通过全基因组扫描,获得大豆基因组的36个LEA家族基因,它们分属于8个不同的亚家族,分布于16条大豆染色体上,启动子区含有逆境相关顺式作用元件,基因表达具有一定特异性。

转TaLEA基因小黑杨株系变异及生长稳定性分析

以6个地点栽培的11个转TaLEA基因小黑杨株系及1个对照株系为材料,对2年生株系的树高和地径进行调查分析。方差分析结果表明:树高、地径在不同地点间、不同株系间的差异达极显著水平(P<0.01),株系×地点间的交互作用达显著水平(P<0.05);不同地点12个小黑杨转基因株系2年生树高平均值变化范围为128～235cm,地径变化范围为13～24mm;不同地点参试株系树高和地径变异系数变化范围分别为19.84%～33.38%和24.21%～49.16%;重复力变化范围为0.497～0.952,表明相同地点不同株系树高和地径差异较大,但差异主要由遗传因素控制,有利于株系选择。采用Tai模型对各株系的遗传稳定性进行评价,其中XL11株系为不稳定株系,其他11个为稳定性较强的株系。根据各株系的稳定性参数和树高与环境的交互作用效应值,预测了各株系的适生地区,其中XL9、XL1、XL14等3个株系在6个试验地点的生长量大、稳定性强,是6个试验点推广的首选株系。

两个小麦LEA基因的特征及其对非生物胁迫的响应

【目的】分析小麦LEA基因TaLEA4和TaLEA5及其编码蛋白的特征,比较它们在干旱、高盐、热和冷胁迫过程中的表达模式,探讨这两个LEA基因在小麦抗逆调控过程中的生物学功能,为其在小麦抗逆分子育种中的应用提供理论依据。【方法】利用RT-PCR技术克隆小麦的LEA基因,通过生物信息学方法分析克隆基因及其编码蛋白的结构特性,采用qRT-PCR技术检测克隆基因对ABA及非生物胁迫的响应模式。【结果】克隆了2个包含完整编码框的小麦LEA基因TaLEA4和TaLEA5,分别编码180和163个氨基酸,推断其分子量分别为18.8和16.9kD,理论等电点分别为5.6和7.2。基因组序列分析发现,2个LEA基因中均包含1个100 bp的内含子。氨基酸序列分析发现,这两个LEA基因编码蛋白均富含极性氨基酸(约占整个氨基酸序列的71%),具有较强的亲水性。结构域分析显示,TaLEA4和TaLEA5蛋白中均包含1个典型的LEA_4(pfam:02987)保守域,属于LEA_4类蛋白。蛋白质高级结构分析显示,α-螺旋分别占TaLEA4和TaLEA5蛋白的96.7%和96.3%,并可形成弓形的空间结构;在TaLEA4中,检测到1个配体PEV(C39H78NO8P)的结合位点,而在TaLEA5中存在2个这样的配体结合位点。表达特性分析显示,2个LEA基因均可被植物激素ABA诱导而上调表达,其中,TaLEA4的表达水平显著高于TaLEA5;TaLEA4在干旱、高盐和高温胁迫过程中均受胁迫诱导而迅速上调表达,但TaLEA5却只受干旱胁迫的诱导,且其表达水平显著低于TaLEA4;2个LEA基因对冷胁迫均无响应;干旱和高盐胁迫过程中,TaLEA4在根系中的诱导表达水平显著高于叶片,而热胁迫过程中该基因在叶片中的表达水平要显著高于根系,这可能与根系直接感受渗透胁迫而叶片直接感受热胁迫有关。【结论】小麦TaLEA4和TaLEA5均属于LEA基因家族的LEA_4亚类,具有较强的亲水性,它们属于依赖于ABA胁迫响应基因调控网络;TaLEA4可能在干旱、高盐和热胁迫过程中均发挥重要功能,TaLEA5仅参与小麦对干旱胁迫的响应,其作用要弱于TaLEA4。

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.

转LEA基因烟草的NaHCO3抗性分析

本研究以转LEA基因烟草7个株系及非转基因对照烟草组培苗为材料,用不同浓度的NaHCO3处理,通过调查转基因烟草和对照烟草的相对电导率、POD活性、SOD活性、碱害指数、生根率等指标的变化,对LEA基因功能在NaHCO3的抗性方面进行初步探索性的研究。结果表明,在非碱胁迫条件下,各转基因株系与对照烟草的相对电导率差异不明显,各株系的相对电导率随着NaHCO3浓度的增加均呈上升趋势,但各转基因株系均小于对照烟草,当NaHCO3浓度在30mmol/L和40mmol/L时,转基因株系之间及转基因株系与对照间的差异达到了显著水平;在给予NaHCO3胁迫后,将各转基因株系各个处理POD活性、SOD活性取平均值后与对照烟草做比较,可以看出,对照烟草的POD活性、SOD活性变化较小,而转基因株系活性上升较为明显,且均在NaHCO3浓度为30mmol/L处达到活性最大值;在不同浓度NaHCO3胁迫下转基因烟草的受害程度明显小于对照;在相同浓度的NaHCO3胁迫下,转基因烟草生根较对照烟草早2￣3d,当NaHCO3浓度为30mmol/L时,转基因烟草碱害指数达到50%左右,且保持有10%￣30%左右生根率,而对照烟草受害程度较大,已经不能生根。综合以上分析结果表明,转基因烟草NaHCO3的耐受临界浓度为30mmol/L。在NaHCO3胁迫下,转基因烟草的碱害程度、膜损伤较对照烟草小,POD、SOD活性及生根率均高于对照烟草,说明LEA基因的导入提高了烟草的NaHCO3抗性。

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；

转TaLEA基因小黑杨抗寒株系的筛选

为验证转TaLEA基因小黑杨耐低温能力并筛选抗寒的优良株系,对11个转LEA基因小黑杨株系与非转基因野生型小黑杨对照(WT)进行了低温胁迫处理,测定其丙二醛(MDA)的质量摩尔浓度、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、叶绿素质量分数、冷害指数等。结果表明:低温胁迫条件下,除XL09外,其余各转基因株系的MDA质量摩尔浓度均低于WT,转基因株系MDA的质量摩尔浓度平均值低于WT的16.5%;抗氧化酶类活性在低温胁迫下仅XL10和XL11株系相对较高;叶绿素质量分数除XL01略低于WT外,其余转基因株系均高于WT,转基因株系叶绿素的质量分数平均值为35.1 mg.g-1,高于WT的6.4%;冷害指数方面,各转基因株系中除XL03高于WT外,其余均低于WT。采用隶属函数法综合评价各株系的抗寒性,从强到弱排序为:XL11>XL10>XL14>XL04>XL07>XL03>XL13>WT>XL06>XL01>XL05>XL09。外源基因LEA的导入不同程度地提高了小黑杨的抗寒性,其中XL11、XL10、XL14、XL04株系耐低温能力较强。

转LEA基因烟草的耐盐性分析

目的:验证柽柳LEA基因的功能,为通过基因工程手段培育耐盐植物提供基础资料。方法:对转LEA基因烟草当代(T0)和子一代(T1)分别进行不同浓度的NaCl胁迫处理,研究转基因烟草的耐盐性。结果:转基因烟草T0代组培苗耐受NaCl的临界浓度为230mmol/L,而对照耐受NaCl的临界浓度为130mmol/L以下;T1代幼苗耐受NaCl的临界浓度为150mmol/L,对照耐受NaCl的临界浓度为100mmol/L以下;在临界浓度转基因烟草的T0代、T1代根系发育良好,生长量明显高于非转基因对照烟草。结论:柽柳LEA基因的转化提高了烟草的耐盐性。

蒺藜苜蓿LEA基因家族全基因组分析

胚胎发育晚期丰富蛋白(LEA)是一类在种子胚胎发育后期特异表达并受发育阶段及脱水信号调节的脱水保护蛋白,在响应植物干旱、低温、高盐等逆境胁迫中具有重要功能。本研究利用生物信息学手段,在全基因组水平对蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)LEA基因家族进行分析,并对其进化、基因结构、进化压力、染色体定位及基因表达模式进行了系统分析。本研究共筛选出23个蒺藜苜蓿LEA家族基因,可分为8个亚家族。基因定位结果表明,23个蒺藜苜蓿LEA基因分布于除6号染色体外的其他7条染色体上,但分布不均匀;家族成员外显子数目都不超过两个,结构简单。不同组织表达谱分析结果显示,LEA家族基因具有不同的组织表达模式,并受干旱逆境胁迫调控。本研究结果可为蒺藜苜蓿LEA基因家族的功能分析奠定基础。

胡萝卜LEA基因家族新成员DcLEA1的克隆及其结构与表达特性分析

利用改进的cDNA代表性差示分析 (RDA)技术 ,从调控状态的胡萝卜体细胞胚中分离到LEA基因片段 ,以该片段为探针筛选调控状态的胡萝卜体细胞胚的cDNA文库及用控渗法构建的基因组文库 ,获得了胡萝卜LEA基因家族的一个新成员DcLEA1(GenBank注册号 :AF30 8739) .该基因转录区由 5′UTR区、两个外显子、一个内含子及 3′UTR构成 ,启动区长 1.2kb ;开放阅读框为 4 80bp ,编码 15 9个氨基酸和一个终止密码子 .Northern杂交分析表明 ,DcLEA1基因在胡萝卜成体中无表达活性 ;在调控状态的胡萝卜体细胞胚中具有高表达活性 ;在解调控 12h的胡萝卜体细胞胚中 ,转录本含量急剧下降 ;随着解调控时间的延长 ,胡萝卜体细胞胚根开始延伸 ,DcLEA1基因的表达活性又有所增加 .这一现象与LEA基因在种子休眠和萌发过程中表达活性的变化规律相似 .由此推测 ,可以利用胡萝卜体细胞胚蔗糖调控 解调控体系 ,来模拟种子休眠与萌发的过程 ,研究植物胚根发育相关基因表达调控的分子机理 .

蓖麻LEA基因家族的全基因组鉴定、分类及其进化分析

基于已公布的基因组和EST数据对蓖麻LEA基因家族进行全面鉴定和系统命名，并在此基础上分析了其基因结构、生化特征、进化关系和表达特性。结果显示，蓖麻基因组中存在27个LEA基因，分属于LEA_1、LEA_2、LEA_3、LEA_4、LEA_5、LEA_6、dehydrin和SMP 8个亚家族，它们散布于24条scaffold上，含有0～2个内含子不等，且其中有3个基因存在可变剪接；根据编码蛋白中的Pfam结构域类型及其进化关系，将这些LEA基因依次命名为RcLEA1-1和-2、RcLEA2-1和-2、RcLEA3-1至-3、RcLEA4-1至-7、RcLEA5-1和-2、RcLEA6-1和-2、RcLEA7-1至-5和RcLEA8-1至-4；利用BLAT分析基因表达谱显示，在叶片、花、II/III期胚乳、V/VI期胚乳和种子等组织中，所有RcLEA基因都有表达；启动子分析表明，RcLEA基因的启动子区富含LTRE、ABRE、MYC、MYB和W-box等逆境应答相关顺式作用元件。

酒酒球菌mleA基因重组表达质粒pYELmleA的构建及其在酿酒酵母中的表达

苹果酸-乳酸酶是进行MLF的功能酶.笔者进行酒酒球菌SD-2a的苹果酸-乳酸酶基因重组表达质粒的构建,利用来自重组质粒pLmleA的mleA基因,以PGK1强启动子和ADH1终止子为调控元件,以大肠杆菌-酵母菌穿梭质粒YEp352为载体,构建了重组表达质粒pYELmleA,并转化酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)YS58.酵母转化子用含有亮氨酸、组氨酸和色氨酸的YNB平板筛选鉴定.SDS-PAGE检测表明获得的转化子表达了约60KD的目标蛋白,斑点杂交检测表明目的基因mleA转化到受体菌中.获得的转化子在添加了L-苹果酸的培养基中培养4d;取培养液上清用HPLC检测L-苹果酸及L-乳酸含量,采用t检验进行差异显著性分析,结果表明nleA基因进行了功能性的表达,将L-苹果酸转化成L-乳酸,L-苹果酸和L-乳酸含量分别与对照差异极显著和显著,L-乳酸的生成量为1002-1106mg/L,苹果酸的相对降低率为19.16-22.34%.

柴达木盆地梭梭LEA基因的扩增及序列分析

为发掘梭梭(Haloxylon ammodendron)抗逆相关基因,以柴达木盆地梭梭的同化枝为材料,扩增其LEA基因并进行了序列测定与分析。结果表明,所得柴达木盆地梭梭的LEA基因碱基数为234 bp,其中A碱基70个,T碱基52个,G碱基59个,C碱基53个;氨基酸序列分析表明,所得LEA基因片段编码78个氨基酸,其中强碱性氨基酸有12个,强酸性氨基酸有6个,疏水性氨基酸有34个,亲水性氨基酸有26个。

基于BioPerl实现从NCBI中精确下载LEA基因序列

近年来关于抗逆基因的研究,越来越受研究者们的关注,在新疆尤其重视抗干旱基因的研究。基于这些因素,本文根据LEA基因(late embriogenesis abundant gene, LEA)的保守结构域所在片段(下文简称保守结构片段)和相应的关键词,基于BioPerl设计了从NCBI中精确下载LEA基因序列的程序。此程序不仅解决了LEA基因的精确获取,同时也为不同类型序列的精确下载,提供了一种较好的解决办法。

怪柳LEA基因在酿酒酵母中的表达增强了酵母对几种非生物胁迫的抵抗能力(英文)

用酵母表达系统验证了LEA基因(DQ663481)在逆境胁迫中的作用。文中的非生物胁迫包括盐、干旱、冷冻胁迫,此外,还涉及热胁迫、盐碱、紫外辐射。对转Lea基因酵母与对照(转化空pYES2载体的酵母)经半乳糖诱导后进行各种非生物逆境胁迫试验。结果表明,转Lea基因酵母较对照具有优良的抗高温、NaHCO3、紫外线、NaCl、干旱、低温等能力。本研究证明,Lea基因不仅具有以往研究发现的抗旱、耐盐及低温胁迫的能力,还具有抗热、耐盐碱和抗紫外辐射能力,加深了对Lea基因功能的认识。图7参26。

衍生于大麦的LEA基因（HVA1）通过细胞膜片保护授予转基因水稻的脱水耐性

干旱在世界范围都是限制作物产量的非常主要的环境胁迫。遗传工程技术对培育耐旱作物品种具有广阔的前景。目前采用遗传工程技术已经育成了转基因水稻植株。研究了解这些转基因植株在栽培中实际胁迫条件下的胁迫耐性机制，将会进一步促进水稻耐旱育种。本研究用表达大麦HVA1基因的转基因水稻品系在延长干旱胁迫周期条件下试验，以了解脱水耐性机制。在干旱胁迫环境与非转基因植株比较，转基因植株保持了较高的叶片相对水分含量，并且植株生长速度下降较少。与非转基因植株比较，转基因植株保持较高的水势，从而推迟枯萎2周以上。干旱胁迫后28天，转基因品系比非转基因品系具有相当好的细胞膜片保护作用。在干旱胁迫条件下，这两类品系都具有相似而较低水平的渗透调节作用（QA）。本研究的结果表明，HVA1蛋白质的生产也许可以保护细胞膜片免受干旱胁迫损伤，从而有助于转基因水稻植株的更好表现。

胡萝卜lea基因cDNA片段的克隆及其表达特性分析

在MS培养基中加入高浓度的蔗糖 ,可使胡萝卜体细胞胚的发育静止于子叶胚阶段 ,而当蔗糖浓度恢复到正常水平时 ,静止的体细胞胚便转入胚后发育 .采用RT_PCR的方法 ,从调控状态的胡萝卜体细胞胚中获得lea基因Dc3家族一个新成员的cDNA片段 .Northern杂交结果表明 ,该基因在调控状态的胡萝卜体细胞胚中具有强表达活性 ;在解调控 1 2h的胡萝卜体细胞胚中 ,表达活性明显降低 ;解调控 2 4h之后 ,其表达活性则基本消失 .由此及相关结果推测 ,通过改变培养基中的蔗糖浓度 ,可以使悬浮培养的胡萝卜体细胞胚胎重现类似于天然种子休眠与萌发的发育过程 .

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。

蒙古冰草Lea3抗旱基因片段的分离与鉴定

研究旨在利用同源序列法分离蒙古冰草抗旱基因同源片段。根据已知禾本科植物抗旱基因Lea第3组的保守区段设计一对简并引物,采用PCR方法对蒙古冰草幼苗的基因组DNA进行扩增。获得了1个蒙古冰草的抗旱基因Lea3基因片段,长度为497 bp,包含124 bp的非翻译区,共编码124个氨基酸。核苷酸序列分析表明,该序列与小麦抗旱基因LEA第3组的Wrab19同源性为93%,与小麦受ABA诱导的WRAB1基因同源性为93%;与一个来源于玉米mRNA的逆境胁迫基因克隆9124同源性为96%;与大麦受ABA诱导的pHVA1基因同源性为94%;与大麦HVA1基因同源性为91%。Southern杂交表明该基因在蒙古冰草基因组中以基因家族形式存在。