细胞分裂素受体基因SlHK4突变对番茄开花时间的影响

[目的]本研究旨在解析细胞分裂素受体基因SlHK4突变对番茄开花时间的影响,为揭示细胞分裂素途径调控植物开花的分子机制奠定基础。[方法]以细胞分裂素受体基因SlHK4的2个纯合突变株系slhk4-4和slhk4-5及野生型(WT)番茄为材料,统计各株系开花时间,并在发芽26 d后取植株茎尖进行石蜡切片显微观察、响应细胞分裂素的荧光信号检测以及转录组测序等分析。[结果]slhk4-4和slhk4-5突变体的始花节位与WT相同,但始花时间分别比WT晚6和4 d。与WT相比,slhk4-5茎尖花分生组织分化推迟,细胞显著减小,细胞数目略少;slhk4-4与细胞分裂素响应启动子TCSn驱动的绿色荧光蛋白基因GFP过表达株系的杂交F 1代茎尖中,响应细胞分裂素的GFP荧光信号显著减弱;slhk4-5茎尖中细胞周期正调控基因Cyclin-B1-2表达下调,开花正调控基因FUL2、SOC1表达上调,而花发育基因AGL12和AGL19表达下调,开花调控相关基因的表达变化趋势与slhk4-5开花推迟的性状变化不完全一致。差异表达基因(DEG)的功能分析显示,57.6%具有功能注释的DEG是富集于光合作用、呼吸作用、蛋白合成和代谢等相关通路中的结构基因,其中88.2%在slhk4-5茎尖中的表达下调,表明slhk4茎尖的细胞活性很可能弱于WT。[结论]细胞分裂素受体SlHK4的功能缺失导致slhk4茎尖细胞分裂素信号减弱,花分生组织细胞减小,活性降低,分化延后,进而导致slhk4开花推迟。SlHK4是番茄开花时间的正调控因子。

AhR、25-OHD和DOCK8在小儿特应性皮炎中的表达及相关性研究

目的分析芳香烃受体(AhR)、25-羟维生素D(25-OHD)和胞质分裂蛋白8(DOCK8)在小儿特应性皮炎(AD)中的表达及相关性。方法选取2019年8月—2020年8月本院收治的92例AD患儿作为AD组,80例系统性红斑狼疮(SLE)患儿作为SLE组,以同期在本院健康体检的90例健康儿童作为健康对照组。测定3组研究对象AhR、25-OHD和DOCK8的mRNA表达情况。采用Logistic回归分析影响AD发生的影响因素,采用Pearson相关性分析法分析AhR、25-OHD和DOCK8的相关性,受试者工作特征曲线(ROC曲线)分析影响因素对AD发生的预测价值。结果与健康对照组比较,SLE组及AD组AhR、DOCK8的mRNA表达升高,25-OHD的mRNA表达降低,差异有统计学意义(P<0.05);与SLE组比较,AD组AhR、DOCK8的mRNA表达升高,25-OHD的mRNA表达降低,差异有统计学意义(P<0.05)。随着疾病进展,AD患儿AhR、DOCK8的mRNA表达升高,25-OHD的mRNA表达降低。与轻度AD患儿比较,中度、重度AD患儿AhR、DOCK8的mRNA表达升高,25-OHD的mRNA表达降低(P<0.05)。与中度比较,重度AD患儿AhR、DOCK8的mRNA表达升高,25-OHD的mRNA表达降低(P<0.05)。以小儿AD作为因变量(否=1,是=0),以AhR、25-OHD、DOCK8作为自变量纳入方程,建立Logistic回归模型,结果显示,高AhR[优势比(OR)=13.283,95%可信区间(95%CI):4.371~40.365]和高DOCK8(OR=3402.792,95%CI:100.332~115406.258)为小儿AD发生的独立危险因素,高25-OHD(OR=0.679,95%CI:0.561~0.822)为小儿AD发生的保护因素(均P<0.05)。Pearson相关性分析结果显示,AhR与25-OHD之间呈负相关(r=-0.230,P=0.003);AhR与DOCK8之间呈正相关(r=0.410,P=0.001);25-OHD与DOCK8之间呈负相关(r=-0.455,P=0.001)。与AhR(AUC=0.897)、25-OHD(AUC=0.766)和DOCK8(AUC=0.918)单项预测比较,3项联合(AUC=0.975,当截断值为0.431时,其敏感度为98.24%,特异度为89.13%)预测小儿AD发生的价值较高(P<0.05)。结论AhR在小儿AD中表达升高,DOCK8、25-OHD在小儿AD中表达降低,且与患儿疾病严重程度相关,三者线性相关,临床可根据其表达高低早期诊断此病。

小麦细胞分裂素受体基因TaHK1的生物信息学及表达特性分析

细胞分裂素在植物发育和应对盐渍、干旱等非生物胁迫的过程中均扮演着重要的角色。为了研究小麦细胞分裂素受体基因的功能,利用已知的拟南芥细胞分裂素受体基因AHK4(At2g01830)为参考序列,使用同源克隆的方法从小麦基因组中得到同源性最高的基因TRIAE_CS42_4DS_TGACv1_362760_AA1181940(EnsemblPlants),命名为TaHK1。生物信息学分析表明,TaHK1位于小麦4D染色体上,编码的蛋白由996个氨基酸组成,分子质量为109.70 ku,等电点为5.71;TaHK1蛋白二级结构由α-螺旋、无规则卷曲、延伸链和β-转角4种构象组成;亚细胞定位预测该蛋白定位于细胞膜的可能性较大,跨膜结构域预测其具有2个跨膜域;蛋白保守结构域分析发现,TaHK1具有典型的细胞分裂素受体的完整结构域,并且含有87个磷酸化位点。表达谱分析显示,TaHK1在根、茎、叶、雄蕊和小穗等各个组织有广泛表达;此外,TaHK1表达量受低磷胁迫和多种病原菌侵染诱导,而受干旱胁迫抑制,推测其在小麦生长发育、抵御干旱胁迫和病原菌侵染过程中可能发挥重要作用。

细胞分裂素信号转导研究进展

对应用突变体研究细胞分裂素信号转导、细胞分裂素受体以及参与细胞分裂素信号转导相关的蛋白质作了简要介绍 ;并且对细胞分裂素信号途径进行了推测 :细胞分裂素被受体 (CKI1、IBC6或者GCR1 )接受后 ,经传导系统转化形成特定的信息 ,一方面可能调节基因的表达 ,从而可能调节受体水平 ,导致细胞对细胞分裂素浓度应答范围发生改变 ,另外 ,基因表达使细胞产生相关的生理反应 ;另一方面形成的特定信息可能激活MAPK级联途径 (mitogen_activatedproteinkinasecascade) ,导致细胞产生相关的生理反应。

细胞分裂素的生物合成、受体和信号转导的研究进展

细胞分裂素在调节植物生长发育过程中起着重要作用,如促进细胞分裂、芽分生组织的生长、形成次生代谢组织、延缓叶片衰老、抑制根的生长和分枝、在种子萌发和逆境应答中起重要的作用。在过去的10年,以模式植物拟南芥为材料,在细胞分裂素的生物合成、受体、信号转导等以及分子机理研究方面取得了显著的进步。细胞分裂素的生物合成主要通过AMP、ATP/ADP途径;细胞分裂素的受体主要有CRE1/WOL/AHK4、AHK2和AHK3。细胞分裂素的信号转导通过组氨酸到天冬氨酸的磷酸传递,包括磷酸传递、应答调节蛋白和二元组分体系。

两个大豆类受体蛋白激酶基因的克隆及其结构和功能的初步分析

利用高等植物类受体蛋白激酶基因的保守域设计简并引物 ,通过RT PCR方法 ,从大豆叶片中克隆到两个新的、可能的类受体蛋白激酶基因的部分cD NA片段。对其基因结构的分析表明 :在RLPK2的激酶保守域Vib与IX之间有一个 40 7bp长的内含子。利用RT PCR方法对它们的表达特性进行初步研究 ,发现这两个基因可能参与了对大豆叶片衰老和

水稻中OsCRL4基因的克隆和表达分析

将已知的拟南芥细胞分裂素受体Cre1a序列的保守区输入Blast软件,得到5个与拟南芥Cre1基因具有同源性的基因,即Os-CRL1a、OsCRL1b、OsCRL2、OsCRL3和OsCRL4。前面4个基因与拟南芥具有相似的结构,所以它们可能与拟南芥Cre1基因具有相似的功能;而OsCRL4基因与拟南芥Cre1基因相比,只有一个关键的结构域相同。RT-PCR和GUS染色结果表明,OsCRL4的表达具有特异性,主要在侧根基部、根茎结合部表达,在茎、叶中不表达;该基因在水稻内起到类似细胞分裂素受体的作用。

大白菜PHK4基因的功能初探

细胞分裂素参与植物生长和发育的许多生理过程。植物细胞分裂素受体属拟南芥细胞分裂素受体基因AHK4同源的细胞分裂于组氨酸蛋白激酶家族,是植物双组分信号系统的组分。克隆了大白菜的素受体基因PHK4(Pekinensis putative Histidine Kinase 4),采用反向遗传学的方法对其功能进行分析,初步阐述了大白菜PHK4作为细胞分裂素受体起作用,对研究调控大白菜与细胞分裂素相关的生长发育过程奠定了理论基础。

细胞分裂素结合蛋白的研究进展

迄今为止 ,已从多种植物中分离到细胞分裂素结合蛋白 (CBPs) ,它们可能在细胞分裂素的信号转导、体内运输及代谢中起作用。根据现有研究结果认为 ,大多数CTKs受体可能位于膜上 ,通过与G_蛋白耦联的信号转导系统或双组分信号转导系统完成CTKs信号的跨膜转导。少数CTKs受体可能位于细胞质中 ,与胞内CTKs结合后进入细胞核 ,直接调节基因的表达。本文综述了近年来对CBPs的研究进展 ,分析了CTKs受体的可能类型及CBPs作用的可能机制。

细胞分裂素受体基因SlHK4突变对番茄抗旱性的影响

[目的]本研究旨在解析细胞分裂素受体基因SlHK4的突变对番茄抗旱性的影响,为揭示细胞分裂素及其受体在番茄抗旱性中的作用奠定基础。[方法]以野生型(WT)番茄和细胞分裂素受体基因SlHK4的2个纯合突变株系slhk4-4和slhk4-118为材料,对生长1个月的植株干旱处理30 d,分析干旱条件下的叶片相对含水量(RWC)、干旱响应标记基因表达、光合作用相关参数与关键基因表达、氧化胁迫相关参数与关键基因表达以及复水7 d后的植株存活率。[结果]在干旱处理过程中,与WT相比,slhk4突变株系出现叶片萎蔫等干旱胁迫表型的时间推迟,叶片RWC较高,干旱响应标记基因SlDREB1表达量上升较晚;复水后,slhk4-4和slhk4-118株系的存活率显著高于WT,分别是WT的6.0和6.3倍。随着干旱程度增加,WT的叶绿素含量,光系统Ⅱ实际光化学效率、电子传递相对速率等叶绿素荧光参数和光系统Ⅱ关键基因SlPsbQ表达量均大幅下降;而slhk4-4和slhk4-118株系的叶绿素含量和光系统Ⅱ最大光化学效率基本不变,其他参数的下降速度和幅度均显著小于WT。与WT相比,slhk4叶片的丙二醛含量较低,抗氧化酶谷胱甘肽S转移酶含量较高,过氧化物酶基因SlCEVI-1的表达量较高。[结论]在相同干旱条件下,slhk4突变株系比WT具有更强的光合作用和抗氧化能力,抗旱性更强,表明细胞分裂素受体SlHK4负调控番茄抗旱性。

陆地棉GhCRE1基因的生物信息学分析

细胞分裂素在植物的生长发育中起着非常重要的作用,CRE1已被鉴定为细胞分裂素受体,然而CRE1在棉花中的生物学功能尚不清楚。本文通过克隆GhCRE1基因,并对其序列进行生物信息学分析,发现GhCRE1基因有11个外显子和10个内含子;与可可和拟南芥两种植物同源基因相比,其分子量、pI和氨基酸数均不同,具有3个不同的蛋白结构域。通过多种生物信息学网站预测发现了15个与CRE1蛋白存在潜在相互作用的未鉴定蛋白和CRE1蛋白序列上的2个磷酸化位点。此外在CRE1启动子序列上发现了8个与光信号和激素相关的顺式作用元件。这些结果将有助于揭示该基因在陆地棉中的功能。