植物冷休克结构域蛋白的生物学功能研究进展

冷休克结构域蛋白(Cold shock domain proteins,CSDPs)是一类从细菌到高等动植物中均广泛存在的具有高度进化保守性的核酸结合蛋白。综述了植物冷休克结构域蛋白的进化与结构、生物学功能及其结构与功能的关系等方面的研究进展,同时对今后植物冷休克结构域蛋白研究方向进行了探讨。

植物中的冷休克结构域蛋白研究进展

植物中冷休克结构域蛋白主要在植物抗冻能力的获得与生长发育方面起关键作用,参与低温应答、种子萌发、胚胎发生、开花时间及花与果实的发育等多个生物学过程。因此,综述了近年来有关植物冷休克结构域蛋白在进化、结构、多重生物学功能等方面的研究进展,同时就今后进行植物冷休克结构域蛋白研究需要注意的问题进行了讨论。

植物细胞重编程机制及其在苔藓植物中的研究进展

重编程在植物组织培养和干细胞治疗等领域有潜在的应用价值。目前,影响陆生植物重编程的分子机制还不清楚,而且缺少从进化-发育角度对重编程的研究。通过建立模式生物小立碗藓的再生体系,研究共有因子Pp CSP1/Lin28调控高等植物重编程的作用机制,并对今后的研究进行展望。

华山松大小蠹冷休克结合蛋白的鉴定与表达

【目的】研究华山松大小蠹冷休克结合蛋白基因和表达特性,为揭示冷休克结合蛋白基因在华山松大小蠹适应性、耐寒性分子机制奠定基础。【方法】从华山松大小蠹c DNA转录组中克隆获得的扩增序列经Blast同源比对鉴定基因,应用MEGA软件构建系统发育树和实时荧光定量PCR分析冷休克结合蛋白基因在不同低温环境与时间序列的表达特性。【结果】从华山松大小蠹cDNA转录组序列克隆出1条华山松大小蠹冷休克结合蛋白基因序列,命名为DarmCSP。Blast比对结果显示,华山松大小蠹DarmCSP与黑山大小蠹CSP最为相似,相似性达92%。经实时荧光定量PCR分析华山松大小蠹冷休克结合蛋白基因DarmCSP在越冬期间(9月—次年3月)的表达特性,发现DarmCSP在越冬期间相对表达量呈上调趋势,DarmCSP在1月的相对表达量是9月的4.26倍,3月的2.90倍。越夏成虫(7月)和越冬幼虫(1月)DarmCSP相对表达量均呈现上调表达。华山松大小蠹幼虫在-10℃1~24 h低温胁迫下,DarmCSP的相对表达量随处理时间的延长而升高,24 h时相对表达量达到最大值,而在-2、-4、-6和-8℃低温下胁迫12 h,相对表达量达到最大值,这说明0℃^-10℃低温胁迫均能诱导华山松大小蠹DarmCSP的表达。同时,越夏成虫在4℃^-6℃低温胁迫下DarmCSP也呈上调表达,但相对表达量小于越冬幼虫。【结论】华山松大小蠹冷休克结合蛋白基因DarmCSP的表达受低温诱导,参与了华山松大小蠹对低温适应过程,这对进一步研究华山松大小蠹冷休克结合蛋白信号转导途径和作用机制具有重要的价值。

植物冷激蛋白的研究进展

冷激蛋白是存在于细菌、植物与动物中的一类高度保守的核酸结合蛋白,其通过RNA分子伴侣活性参与转录、翻译及生长发育和逆境胁迫应答等细胞生理活动。本文主要从植物冷激蛋白的结构、表达模式、生物学功能以及应用前景等几个方面介绍了植物冷激蛋白的研究进展。

沙冬青AmCSDP基因特性及转基因烟草的抗寒性分析

冷休克结构域蛋白(CSPs)是含有不同数量冷休克结构域(cold shock domain,CSD)的低温响应蛋白,在低温胁迫中发挥重要作用。以沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)为材料,克隆得到了冷休克结构域蛋白基因AmCSDP。生物信息学分析显示AmCSDP(Gen Bank登录号:KX756575)全长540bp,编码180个氨基酸,二级结构由8.9%的α–螺旋、47.8%的β–折叠和43.3%的无规则卷曲组成,其N端含有冷休克结构域。进化分析表明沙冬青与花生同源性最高。构建了AmCSDP真核表达载体Pcambia2300-35S-AmCSDP-OCS,经农杆菌介导转入本氏烟中。对转基因T1代和野生型烟草进行4℃低温胁迫处理,结果证实转基因本氏烟比野生型的耐冷能力强。

茶树冷休克结构域蛋白基因CsCSP克隆与表达分析

植物冷休克结构域蛋白(cold shock domain protein,CSP)是一种DNA/RNA结合蛋白,在植物生长发育和抗逆响应中具有重要作用。本研究从茶树(Camellia sinensis)基因组中鉴定并克隆获得4个CsCSP基因,分别命名为CsCSP1~4。系统进化分析显示这些基因分为2个亚家族。共线性分析发现CsCSP1~3中有3个基因复制事件发生。组织特异性分析发现,CsCSP在茶树不同组织中均有表达,其中,CsCSP1在茶树不同组织中表达丰度均高于其他3个基因。非生物胁迫条件下,CsCSP在处理不同时间点差异表达,其中,CsCSP2的表达受低温和盐胁迫处理显著抑制,而CsCSP4在处理不同时间点受不同处理诱导上调表达。脱落酸或赤霉素处理条件下,CsCSP在处理不同时间点被诱导上调表达。氧化胁迫条件下,CsCSP2~4均被诱导上调表达。冷驯化期间,除CsCSP3外,其他3个CsCSP在不同抗寒茶树品种冷驯化期间均表现出相反的表达模式。综合表明,CsCSP在茶树抗逆响应和生长发育过程中发挥重要作用。本研究为深入探究CsCSP的功能提供理论基础。