分类： 生物学 >> 植物学 >> 应用植物学 提交时间： 2024-04-17 合作期刊: 《广西植物》
摘要： 木薯(Manihot esculenta) 是热带亚热带地区重要的粮食作物。糖转运蛋白SWEETs 能够促进糖在细胞间的流动，在植物生长发育过程中起着重要作用。为了明确SWEET 家 族基因在木薯生长发育过程中的功能，该研究以木薯KU50 为实验材料，采用基因克隆、生 物信息学分析、亚细胞定位、体外酵母检测及RT-qPCR 等方法研究木薯MeSWEET17b 的基 因特性。结果表明: (1) MeSWEET17b 基因开放阅读框为726 bp，编码242 个氨基酸，定位 于细胞膜；MeSWEET17b 蛋白与AtSWEET16、AtSWEET17 亲缘关系最近，含有7 个跨膜 结构域，属于疏水性蛋白。(2) 体外酵母检测表明MeSWEET17b 主要转运果糖。(3) RT-qPCR 结果表明，MeSWEET17b 在叶柄和茎杆中表达趋势基本一致，成熟期表达水平最高; 在叶片 中表达量较低；在块根膨大期高表达，随着块根生长发育，表达水平急速下降。(4) 对KU50 水培苗进行高盐（8 g·L-1 NaCl）、干旱（100 mmol·L-1 甘露醇）、氧化（10 % H2O2）和低 温（15 ℃ 24 h，后降至4 ℃ 24 h）等非生物胁迫处理，RT-qPCR 结果显示，干旱胁迫下， MeSWEET17b 在叶片和茎杆中的表达变化差异最大；盐胁迫下，MeSWEET17b 在叶片和须 根中的表达变化最显著；氧化和低温胁迫下，MeSWEET17b 在须根中的表达呈现飞跃式上 升，在叶柄中的表达量随着处理时间的延长呈极显著上升。该研究为进一步研究糖转运蛋白 SWEETs 在木薯中的作用机制提供依据。
分类： 生物学 >> 植物学 >> 应用植物学 提交时间： 2024-04-17 合作期刊: 《广西植物》
摘要： 膨胀素（expansin，EXP）通过调控细胞壁的松弛在植物应对环境胁迫过程中起着 重要作用。为研究EXP 基因在大豆应对非生物胁迫过程中的作用，对大豆中的两个EXP 基 因（GmEXPB5 和GmEXPB7）及其蛋白序列进行生物信息学分析，通过实时荧光定量PCR （qRT-PCR）检测基因表达量。结果表明：(1) GmEXPB5 和GmEXPB7 分别位于大豆第10 和12 号染色体上，编码的蛋白序列长度分别为272 和267 个氨基酸。GmEXPB5 蛋白分子 量为29.07 kD，理论等电点为7.51；GmEXPB7 蛋白分子量为29.09 kD，理论等电点为8.66。 GmEXPB5 和GmEXPB7 均为稳定的亲水蛋白且定位于细胞壁中。GmEXPB5 和GmEXPB7 蛋白均含有一段信号肽序列和一个保守的DPBB_1 结构域。(2) GmEXPB5 蛋白与鹰嘴豆 CaEXPB15 蛋白亲缘关系最近，GmEXPB7 蛋白与密花豆、赤豆和豇豆的EXPB3 蛋白有着 较近的亲缘关系。(3) GmEXPB5 和GmEXPB7 在大豆根、茎和叶中均表达且它们在根和叶中 的表达量均显著高于茎中的表达量。(4) GmEXPB5 和GmEXPB7 在大豆幼苗中可以响应盐、 干旱和低温胁迫。(5) GmEXPB5 启动子区域含有两种与逆境相关的顺式作用元件（ABRE 和 ARE）；GmEXPB7 启动子区域含有五种与逆境相关的顺式作用元件（ABRE、ARE、 CGTCA-motif、TC-rich repeats 和MBS）。上述结果表明，GmEXPB5 和GmEXPB7 能够参 与大豆对非生物胁迫的应答。
分类： 生物学 >> 植物学 >> 应用植物学 提交时间： 2023-10-22 合作期刊: 《广西植物》
摘要： 植物在生长发育过程中会受到各种胁迫因子的影响，非生物胁迫是其中极其重要的 一类。类受体激酶（receptor-like kinases, RLKs）是植物中广泛存在的一类蛋白，能够快速 有效地对胁迫因子作出响应，最终引起一系列生物效应。凝集素类受体激酶（lectin receptor-like kinases, LecRLKs）是RLKs 的一个亚族，其具有细胞外凝集素结构域、跨膜结 构域和细胞内激酶结构域三个结构域。根据细胞外凝集素结构域的不同可分为L、G 和C 三 种不同类型。近年来，大量的研究表明植物凝集素类受体激酶在非生物胁迫响应中发挥重要 作用。LecRLKs 通过识别非生物胁迫相关的信号分子，激活下游的信号通路，如MAPK 通 路、ROS 通路、钙信号通路等，调节基因表达和蛋白质翻译以增强植物的抗逆性。该文概 述了植物凝集素类受体激酶的结构特征及其分类，并系统综述了LecRLKs 在盐胁迫、低温 胁迫、干旱胁迫、机械损伤和植物激素等非生物胁迫响应中的功能和作用机制，同时也对 LecRLKs 的未来研究方向作出了展望。该文不仅为深入了解植物凝集素类受体激酶参与非 生物胁迫响应的功能提供参考，还为利用LecRLKs 进行作物抗逆育种改良提供理论依据。
分类： 生物学 >> 植物学 >> 应用植物学 提交时间： 2021-12-19 合作期刊: 《广西植物》
摘要： C2H2 锌指蛋白是真核生物体内一类重要的转录因子，在植物生长发育和应对非生物胁迫方面具有重要的作用。实验室前期克隆了水稻 C2H2 锌指蛋白 OsZAT12，该基因在水稻根中特异表达，定位于细胞核，异源过表达 OsZAT12 的拟南芥植株矮小。为进一步研究OsZAT12 在水稻中的功能，该文分析了OsZAT12 的启动子元件和转录活性，采用qRT-PCR技术分析 OsZAT12 在非生物胁迫和植物激素处理下的响应模式。结果表明：OsZAT12 含有2 个典型的 C2H2 锌指结构域和 1 个 EAR motif，具有转录抑制活性，且该基因的启动子中含有与非生物胁迫和植物激素相关的元件。对野生型水稻进行非生物胁迫和激素处理发现，低温胁迫（4℃）和激素 ABA 处理显著下调 OsZAT12 的表达；而渗透胁迫（20% PEG 6000）、激素 BR 或 IAA 处理则显著上调 OsZAT12 的表达。说明 OsZAT12 介导了水稻应对多种非生物胁迫和激素的变化。利用含 35S 启动子的过表达载体和 CRISPR/Cas9 基因编辑技术分别得到纯合的 OsZAT12 过表达植株和 OsZAT12 敲除植株。对过表达 OsZAT12 的水稻表型观察发现，相比于野生型，OsZAT12 过表达植株在分蘖期、抽穗期和成熟期这三个时期的株高均显著降低；而 OsZAT12 敲除植株的株高与野生型没有明显差异，但每株穗数和结实率均显著低于野生型。说明 OsZAT12 影响了水稻株型、穗型及结实率等农艺性状的建成。实验进一步表明过表达 OsZAT12 降低了水稻对外源ABA 的敏感性，而 OsZAT12 敲除植株则相反。综上，推测 OsZAT12 对植株生长发育的影响，可能与该基因响应多种非生物胁迫和激素信号的调控有关。该研究可将为利用 OsZAT12 进行水稻耐逆稳产分子设计育种提供实验依据。
分类： 生物学 >> 植物学 >> 应用植物学 提交时间： 2020-05-28 合作期刊: 《广西植物》
摘要： 热激转录因子(heat shock transcription factor, HSF) 是植物中重要的逆境调控因子。许多研究表明HSF通过对信号通路下游的逆境相关基因进行调控来提高植物适应逆境的能力，如提高植株在干旱和氧化损伤等逆境中的耐受能力。为研究HSF在木薯抗逆和采后储存中的功能，本研究以木薯品种SC124为材料，通过RT-PCR技术从木薯叶片克隆得到一个木薯HSF家族基因，将其命名为MeHSF10。结果表明：（1）该基因全长为1 098 bp，编码365个氨基酸残基，蛋白质相对分子量为40.7 kD，理论等电点为8.15，蛋白的亚细胞定位预测为细胞核。蛋白质序列分析结果表明MeHSF10与麻风树JcHSF和橡胶树HbHSF的相似性最高，分别为80.31 %和90.54 %。MeHSF10基因的蛋白序列含有HSF蛋白家族的保守结构域，如DBD、HR-A Core、HR-B Core、插入序列和核定位信号 (nuclear localization signal, NLS)，表明MeHSF10基因编码的蛋白质属于HSFC家族成员。（2）为分析MeHSF10基因在木薯不同组织中的表达情况，对该基因在木薯11个组织中的表达进行分析，结果表明MeHSF10基因在木薯所有组织中都有表达，在叶片中的表达最高。（3）对MeHSF10基因的启动子序列进行元件分析，结果显示其含有ABA响应（ABA responsive motif）、干旱诱导 (drought-induced motif) 和光响应 (light-responsive motifs) 等元件。（4）表达分析结果也表明MeHSF10基因能被干旱和ABA处理显著诱导，MeHSF10基因在木薯块茎的采后生理性变质过程中也被显著诱导表达。综上结果表明，MeHSF10基因可能在转录水平参与ABA介导的木薯干旱胁迫响应和木薯块茎的采后生理性变质，这为进一步研究其在木薯抗逆和采后储存中的功能奠定基础。
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