科研产出
澳洲坚果锌指蛋白基因MiZFP11响应干旱和高温胁迫的功能分析
《热带作物学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要:CCCH型锌指蛋白在植物生长发育及响应逆境胁迫中发挥重要的调控作用。本研究以澳洲坚果JW和桂热1号品种为试验材料,采用RT-PCR技术获得澳洲坚果锌指蛋白基因MiZFP11,分析其编码蛋白的结构特征和亚细胞定位,并利用实时荧光定量PCR技术分析其在不同组织中以及干旱、高温胁迫下的表达水平。RT-PCR克隆结果表明,克隆获得的澳洲坚果锌指蛋白基因MiZFP11(GenBank注册号为MT332641),与CCCH型锌指蛋白基因较高同源。生物信息学分析表明,澳洲坚果MiZFP11蛋白相对保守的C端含有LCCL结构域,属于C3H13亚类锌指蛋白。蛋白基本性质分析表明,MiZFP11蛋白是不稳定的亲水蛋白和非分泌非跨膜蛋白,且以丝氨酸磷酸化修饰为主。蛋白高级结构分析表明,MiZFP11蛋白的二级和三级结构主要由无规则卷曲、α-螺旋和延伸链交错组成。烟草叶片的瞬时表达和共聚焦显微分析显示,MiZFP11蛋白定位于细胞核,与亚细胞定位预测结果一致。实时荧光定量PCR分析表明,澳洲坚果JW和桂热1号品种的MiZFP11基因在叶片中的表达量最高,在根、小花和小果中也有较高的表达量,在茎中的表达量则最低。干旱胁迫1~36 h,叶片中的MiZFP11基因在JW品种中表现出“升-降-升-降”的表达模式,在桂热1号品种中表现出“升-降”的表达模式,2个品种整体上均受诱导上调表达。高温胁迫1~36 h,叶片中的MiZFP11基因在JW和桂热1号品种中均表现出“升-降”的上调表达模式,且JW品种的表达量明显高于桂热1号品种。因此,MiZFP11基因在不同组织中均有显著差异表达,且受干旱和高温胁迫诱导后显著上调表达,推测MiZFP11基因在澳洲坚果组织生长发育,尤其在响应干旱和高温胁迫中起重要作用。
关键词: 澳洲坚果 CCCH型锌指蛋白 干旱胁迫 高温胁迫 功能分析
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澳洲坚果锌指蛋白基因MiZFP9的克隆与功能分析
《南方农业学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要:【目的】克隆澳洲坚果CCCH型锌指蛋白基因MiZFP9,并分析其在不同组织及低温、干旱胁迫下的表达情况,为深入探究澳洲坚果锌指蛋白基因的抗寒和耐旱分子机理提供理论依据。【方法】从澳洲坚果叶片克隆MiZFP9基因,并对其进行生物信息学分析。通过实时荧光定量PCR检测MiZFP9基因在不同组织中的表达特性及低温和干旱胁迫下的表达模式。【结果】从澳洲坚果叶片中克隆获得MiZFP9基因,属于CCCH型锌指蛋白基因C3H64亚类,其编码蛋白含有活性位点、Zn2+结合位点及CCCH型锌指蛋白的典型结构域ZF_C3H,为稳定的亲水性蛋白,以丝氨酸磷酸化为主,可能定位于细胞质,属于非分泌型蛋白。MiZFP9蛋白的高级结构主要由无规则卷曲、α-螺旋和延伸链交错组成。MiZFP9基因在Own Choice品种的不同组织中均显著差异表达(P<0.05,下同),其中在刚开放和未开放小花中的相对表达量最高,其次是根和叶,而在茎的相对表达量则最低。在低温胁迫和干旱胁迫下,MiZFP9基因在Own Choice和HAES695品种的相对表达量较对照(处理0 h)均显著上调,其中MiZFP9基因在Own Choice品种中呈先升高后降低的表达模式,在HAES695品种的相对表达量呈波动式变化模式,出现2个峰值,说明其在不同品种中的响应模式存在差异。【结论】MiZFP9基因具有组织表达特异性,并在低温和干旱处理后表达水平明显升高,推测MiZFP9在澳洲坚果组织生长发育及响应低温和干旱胁迫中发挥重要的正向调控作用。
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菠萝AcZFP1的克隆及其在低温胁迫下的功能分析
《园艺学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要:以'神湾'菠萝为材料,克隆了 1个C2H2型锌指蛋白基因,命名为AcZFP1,其开放阅读框为816 bp,编码271个氨基酸,含有2个典型的锌指蛋白结构域.进化树分析表明AcZFP1与水稻OsZFP252和OsMSR15的亲缘关系最近.基因表达分析发现,AcZFP1受低温、NaCl和聚乙二醇(PEG)干旱等多种逆境胁迫及外源ABA、SA和MeJA的诱导.试验表明,AcZFP1蛋白定位于细胞核中.AcZFP1过表达的拟南芥株系在低温处理后相比野生型对照有更高的成活率和Fv/Fm值,可溶性蛋白含量增加,SOD、POD酶活增强,MDA含量降低,植株的耐寒性显著增强.进一步的qRT-PCR分析显示,AcZFP1可以促进AtRD29A、AtCOR47等4个典型的拟南芥内源冷应答基因的表达,在低温胁迫中发挥正调控作用.
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葡萄霜霉菌糖基水解酶基因的表达模式与功能分析
《中国农业科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要:【目的】克隆葡萄霜霉菌(Plasmopara viticola)糖基水解酶(glycosyl hydrolase,GH)基因(PvGH),分析其特征以及在葡萄霜霉菌侵染葡萄叶片过程中的表达模式,研究其抑制/促进烟草叶片程序性细胞死亡(PCD)以及影响烟草疫霉(Phytophthora nicotianae)侵染的能力,为深入探究调控寄主植物免疫的机制提供理论依据。【方法】以葡萄霜霉菌Pv5-27菌株作为试材,采用RT-PCR方法扩增获得8个PvGH基因全长,并对其基因及编码蛋白进行生物信息学分析;利用酵母信号肽诱捕系统(SST)验证PvGH的分泌活性;利用实时荧光定量PCR技术检测葡萄霜霉菌侵染葡萄叶片过程中PvGH的表达模式;同时利用农杆菌介导的PVX病毒表达系统在本氏烟上瞬时表达PvGH效应蛋白,分析其对INF1和BAX触发的烟草PCD的抑制能力以及促进烟草疫霉侵染的能力。【结果】8个PvGH基因序列与通过全基因组预测的序列完全一致,长度为1 092—1 392 bp,分别编码364—464个氨基酸,与其他卵菌同源蛋白相似性高达60.62%—86.36%。8个PvGH均不含跨膜结构域,其二级结构差异较大,三级结构与其他蛋白三级结构相似性较低,呈现非常独特的三级结构。使用SingalP 5.0软件对编码的蛋白进行信号肽预测,发现它们均含有20—26 aa的信号肽,但通过SST验证结果显示PvG09279和PvG13517并不具有分泌特性。保留、缺失或者替换信号肽的8个PvGH均可抑制BAX触发的本氏烟PCD,并促进烟草疫霉的侵染,表明PvGH效应蛋白发挥其毒力不依赖于信号肽。PvGH在葡萄霜霉菌侵染初期表达上调,进一步表明其在病原菌与寄主互作中的重要作用。【结论】在侵染寄主过程中,葡萄霜霉菌分泌的PvGH通过抑制寄主PTI反应参与致病过程。
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木薯枯草杆菌蛋白酶家族鉴定及MeSDD1的功能分析
《核农学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要:枯草杆菌蛋白酶基因家族(SBT)是控制植物生长发育和响应环境胁迫的重要基因家族.为进一步了解木薯SBT基因家族的数量、基本特征、功能域和进化关系等,在全基因组水平通过生物信息学方法对SBT基因家族进行了鉴定和分析,并对其中一个成员的功能进行了分析.进化树分析结果表明,在木薯基因组中共鉴定到69个SBT成员,其中Manes.18G044300与拟南芥抗旱基因SDD1亲缘关系最近,因此将该成员命名为MeSDD1;22个成员无内含子,69个成员的蛋白携带5个高度保守的结构域,一部分SBT成员在染色体上呈紧密的串联分布,启动子存在干旱响应元件.用qRT?PCR检测筛选出表达量高的2个纯合株系用于后续研究.相关生理指标检测结果表明,2个转基因株系叶片的相对含水量均显著高于野生型;转基因株系离体叶片失水率小于野生型;转基因株系的气孔密度显著小于野生型;断水处理14 d,转基因株系的萎焉程度轻于野生型,表明MeSDD1增强了拟南芥植株的抗旱性.本研究结果为木薯抗旱育种提供了基因资源,并为后续研究MeSDD1介导的抗旱分子机制奠定了理论基础.
关键词: 木薯 枯草杆菌蛋白酶家族 转基因拟南芥 抗旱性 功能分析
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