拟南芥突变体jar1的鉴定及其MeJA感受性分析

为了研究JAR1 (At2g46370)基因在茉莉酸调控机制中的作用,从拟南芥生物资源中心获得JAR1基因的T-DNA插入突变体jar1 (SALK_030821),对突变体中T-DNA插入位点和突变纯合性进行检测,筛选出纯合的jar1突变体。通过qRT-PCR检测jar1突变体中JAR1基因的表达水平,并进行茉莉酸敏感性实验,观察jar1幼苗在含有茉莉酸甲酯的培养基的生长情况。结果表明:纯合突变体中JAR1基因的表达量明显下降,仅为野生型植株的41. 2%; jar1幼苗对茉莉酸甲酯的敏感性显著下降。

过表达长春花JAR1基因促进文朵灵和长春质碱的生物合成

通过克隆长春花JAR1基因并在长春花叶片中瞬时过表达,研究该基因对文朵灵及长春质碱生物合成的调控。以总c DNA为模板,克隆JAR1基因,并构建重组质粒p BIGD-JAR1。经农杆菌介导瞬时转化长春花叶片后,利用半定量RT-PCR与高效液相分析JAR1过表达对文朵灵及长春质碱合成的影响。结果显示,成功从长春花叶片中克隆1 700 bp左右的JAR1基因;瞬时转化p BIGD-JAR1的长春花叶片中JAR1基因的转录水平高于空载体对照;JAR1的过表达诱导了合成途径中关键酶基因Cr TDC、Cr G10H、Cr DL7H、Cr STR、Cr LAMT的表达,以及文朵灵和长春质碱的积累。结合实验结果分析,JAR1基因过表达可能通过促进茉莉酸(JA)信号转导途径来诱导关键代谢途径酶基因的表达进而促进长春花中文朵灵和长春质碱的积累。

长春花茉莉酸-异亮氨酸合成酶CrJAR1生物信息学分析与原核表达

长春花(Catharanthus roseus)可以产生多种萜类吲哚生物碱,其中包括多种天然的抗癌药物,但合成含量很低,茉莉酸信号通路可以调控这些萜类吲哚生物碱的生物合成,茉莉酸-异亮氨酸合成酶为茉莉酸信号通路中的关键元件。为了研究其功能,该文以长春花叶片为材料,分析了CrJAR1基因所编码的氨基酸序列,并进行原核表达。结果表明:CrJAR1基因编码了585个氨基酸,该蛋白不存在跨膜区域,定位于细胞质中,且该蛋白不含有信号肽;进一步系统进化树分析表明,长春花CrJAR1与笋瓜和番木瓜的JAR1同源性最高;对二级、三级结构进行预测,发现CrJAR1蛋白主要由α-螺旋构成;同时,成功构建了pET-30b-CrJAR1重组表达质粒,并经IPTG诱导后在大肠杆菌BL21中异源表达,经16、37℃分别诱导至16 h后,均显示出最高的表达量。综上结果,对长春花中CrJAR1蛋白进行生物信息学分析,并成功在大肠杆菌中进行异源表达,这对体外该蛋白功能的研究具有深远影响,为调节茉莉酸信号通路甚至调控长春花中次级代谢产物的生物合成提供了指导。

拟南芥茉莉酸信号途径突变体jar1的灰葡萄孢菌抗性分析

为研究拟南芥JAR1(At2g46370)基因在灰葡萄孢菌(Botrytis cinerea)抗性反应中的作用,从拟南芥生物资源中心获得其功能下降突变体jar1(SALK_030821)。以纯合突变体为材料,将灰葡萄孢菌的孢子悬浮液接种到4周龄的拟南芥叶片上,统计接种后一周内植株病情指数。通过实时荧光定量RT-PCR测定灰葡萄孢菌肌动蛋白基因(B.cinerea actin)在拟南芥叶片中的表达量,分析了病原物的繁殖情况。结果发现,从接种后的第2天开始,jar1植株的病情指数显著高于野生型。qRT-PCR检测结果表明,在接种后的第三天,野生型植株中B.cinerea actin的表达量是对照的6.9倍,而jar1植株中B.cinerea actin的表达量是对照的20.2倍,说明病原物在jar1突变体叶片上的繁殖速度显著高于在野生型中的。本研究的结果初步表明JAR1基因参与拟南芥对灰葡萄孢菌的抗性调控。