小麦铝胁迫基因TaAIP的克隆_表达分析及亚细胞定位_尹丽娟
小麦类甜蛋白基因 (TaTLP1)的克隆、定位和蛋白表达(英文)
小麦类甜蛋白基因 (TaTLP1)的克隆、定位和蛋白表达(英文)于玲;牛吉山;马正强;陈佩度;刘大钧【期刊名称】《遗传学报：英文版》【年(卷),期】2003(30)1【摘要】为深入研究小麦 (TriticumaestivumL .)的抗白粉病机制 ,应用反转录PCR(Reverse -TranscriptionPolymeraseChainReaction ,RT -PCR)和cDNA文库筛选技术 ,从抗白粉病小麦 -簇毛麦 6VS/6AL易位系 (wheat-Haynaldiavillosa6VS/6ALtranslocationline)中分离到一个小麦类甜蛋白基因的全长cDNA。
该基因编码由 173个氨基酸残基组成的酸性多肽。
经蛋白质一级结构推导分析 ,它与植物中已分离的类甜蛋白高度同源 ,将其命名为TaTLP1基因(Gen Bank登录号 :AF3 84146)。
Northern分析发现 ,该基因在抗病的小麦 -簇毛麦 6VS/6AL易位系及感病的“扬麦 5号”中的表达水平有明显差异。
Western分析表明 ,在小麦叶片中TaTLP1的表达产物是分子量约为 160 0 0道尔顿 (16kDa)的可溶性细胞质蛋白 ,并受白粉菌 (Erysiphgraminis)诱导表达。
研究发现 ,TaTLP1的表达量在抗病的 6VS/6AL易位系中比在感病的“扬麦 5号”中明显高。
从蛋白质水平上证实该类甜蛋白可能与小麦 6VS/6AL易位系的抗白粉病性相关。
Southern分析显示 ,TaTLP1基因在小麦基因组中有 1～ 2个拷贝。
利用中国春缺体 /四体系分析 ,已将TaTLP1基因定位在小麦 7B和【总页数】7页(P49-55)【关键词】小麦类甜蛋白基因;克隆;定位;蛋白表达;抗病性;白粉病【作者】于玲;牛吉山;马正强;陈佩度;刘大钧【作者单位】南京农业大学农业部细胞遗传重点开放实验室【正文语种】中文【中图分类】S512.1【相关文献】1.香蕉类甜蛋白基因MaTLP1的克隆与表达分析 [J], 李健平;王卓;徐碧玉;金志强2.湖北海棠类甜蛋白基因MhPR5的克隆与表达特性分析 [J], 张计育;渠慎春;乔玉山;章镇;郭忠仁3.小麦热激蛋白60（HSP60）基因的克隆与原核表达（摘要）（英文） [J], 李芳芳;王媛媛;刘国富;曹雪松4.青稞耐低氮相关类甜蛋白基因HvTOND1克隆和亚细胞定位研究 [J], 安立昆;姚有华;姚晓华;吴昆仑5.‘黄冠’梨类甜蛋白编码基因PbPR5的克隆及其表达特性分析 [J], 李刚波;杨峰;赵林;樊继德;李勇;陆信娟;杨艳;王福建因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
用基因芯片技术分析铝胁迫下小麦的基因表达谱
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文章 编 号 ： １ ０ ０ ９ － ０ ０ ０ ２ （ ２ ０ ０ ７ ） ０ ４ － ０ ５ ８ １ 一 － ０ ６
研 究报 告
小麦TaABC1L的克隆及表达特性分析
Ｃｌｎｎｇ ａ ｄ Ｅｘ ｒ ｓｉｎ Ａｎ ｌｓｓ ｆ ａ Ｎｅ ｏ ｉ ｎ ｐ ｅｓｏ ａｙ ｉ ｏ ｗ Ｓ ｒ ｓ－ ｓ ｏ ｓｖ Ｇｅ ｅ ａ ｔｅ ｓＲｅ ｐ ｎ ｉｅ ｎ Ｔ ＡＢＣ１ Ｌ ｉ ｎ
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（山西大学生物工程学 院， ‘ 山西太原 ０００ ； ３０６ 中国农业科学院作物科学研究所／ 国家农作物基因资 源与基 因改 良重大科学工程／ 农业 部作物种
质 资 源 与 生 物技 术 重点 开放 实 验 室 ， 过 反 向 Ｎ ｒ ｅ 筛 查小 麦 旱 选 １ 幼 苗 水 分胁 迫 诱 导 表 达 的 ｅ Ｎ 通 ｏｔ ｒ ｈｎ ０号 Ｄ Ａ文 库 ， 择 一 个 在 水 分 胁 迫 １６和 １ 均 选 、 ２ｈ
小麦TaLSD1锌指蛋白基因的电子克隆及序列分析
西北植物学报,2007,27(11):2147-2152Acta Bot.Bor eal.2Occident.Sin.文章编号:100024025(2007)1122147206*小麦TaLSD1锌指蛋白基因的电子克隆及序列分析黄新杰,郭军,屈志鹏,黄丽丽,康振生*(西北农林科技大学植物保护学院,陕西省农业分子生物学重点实验室,陕西杨陵712100)摘要:采用电子克隆与R T2PCR相结合的技术,在条锈菌(P uccinia str iif or mis f.sp.tr itici)侵染的小麦中克隆了一个LSD1型锌指蛋白基因,命名为T aLS D1(GenBank登录号为EF553327)。
序列分析表明,该基因全长1024 bp,编码生成1个包含3个保守LSD1型锌指结构(CxxCxRxxLMYxxGASxVxCxxC)且长度为146个氨基酸的多肽。
进化树分析表明,T aLSD1与水稻(Oryz a sa tiva)、拟南芥(Ar a bidopsis tha liana)和芜菁(Br assica r a pa)中部分含有3个保守LSD1型锌指结构的同源基因亲缘关系较近,而与其它包含不同数目的LS D1型锌指结构基因亲缘关系较远。
推测Ta LSD1在进化中丢失了部分序列,进而执行新的功能。
半定量RT2PCR结果显示,该基因在亲和以及非亲和组合中的表达模式很相似,均表现在前期基因表达被抑制而后期恢复正常。
初步推测Ta LSD1在转录水平上的表达受光诱导,同时,作为一个细胞程序性死亡的负调控因子在小麦与条锈菌互作过程中起作用。
关键词:条锈菌;电子克隆;进化树分析;半定量RT2PCR;LS D1型锌指结构中图分类号:Q789文献标识码:AIn Silico Cloning and Sequence Analysis of a TaLSD1Zinc Finger Protein Gene from Wheat Infected by S tripe Rust FungusH UAN G Xin2jie,GU O Jun,QU Zhi2peng,H U ANG Li2li,KAN G Zhen2sheng*(College of Plant Protection and Sh aanxi Key Lab oratory of Molecular Biology for Agricu lture,Northwes t A&F University,Yangling,Shaanxi712100,China)Abstr act:Using in silico cloning and RT2PCR,an LSD1type zinc finger pr otein gene,Ta LSD1,was cloned from wheat infected by stripe rust fungus(Puccinia str iif ormis f.sp.tritici).Sequence analysis showed that the full2length cDNA of T aLSD1was1024bp,which encoded a polypeptide of146amino acids with three conserved motifs(CxxCxRxxLMYxxGASxVxCxxC).Phylogenetic tree indicated that T aLSD1 might share a common ancestor with other LSD1type zinc finger protein genes which contained three con2 served LSD1type zinc finger motifs in rice(Or yza sativa),turnip(Bra ssica ra pa)and Ara bidopsis(Ara2 bidopsis tha liana),whereas it had a fur ther r elationship with other homologous genes with differ ent num2 ber of LSD1type zinc finger motifs.It was assumed that T aLSD1performs new function since some infor2 mation had been lost during evolution.The results of semi2quantitative RT2PCR showed that the transcrip2 tion profile of T aLSD1,which became normal after being down2regulated in the early stage,was similar in *收稿日期:2007205209;修改稿收到日期:2007209220基金项目:教育部重大科技培育项目(20042295);教育部长江学者和创新团队发展计划资助(IRT0558);国家自然科学基金资助项目(30671350);高等学校学科创新引智计划资助项目(B07049)作者简介:黄新杰(1981-),男,硕士,主要从事植物免疫学研究。
小麦ＴａＭＡＰＫ１_基因的克隆及其功能研究
麦类作物学报 ２０２３，４３（５）：５３７－５４４ＪｏｕｒｎａｌｏｆＴｒｉｔｉｃｅａｅＣｒｏｐｓｄｏｉ：１０．７６０６／ｊ．ｉｓｓｎ．１００９ １０４１．２０２３．０５．０１网络出版时间：２０２３ ０４ ２５网络出版地址：ｈｔｔｐｓ：／／ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／６１．１３５９．Ｓ．２０２３０４２５．０９１６．００２．ｈｔｍｌ小麦犜犪犕犃犘犓１基因的克隆及其功能研究张潇予，吴保为，张思雨，马猛，刘香利，赵惠贤（西北农林科技大学生命科学学院，陕西杨凌７１２１００）摘 要：丝裂原活化蛋白激酶（ＭＡＰＫ）在植物生长发育与逆境应答过程中具有重要作用。
为探究小麦ＭＡＰＫ基因在植物生长发育中的作用，利用生物信息学分析其编码蛋白的序列和结构，发现该基因编码的蛋白含有一个保守的催化丝氨酸／苏氨酸磷酸化的激酶结构域，属于丝氨酸／苏氨酸蛋白激酶。
系统进化分析结果表明，小麦ＭＡＰＫ基因与拟南芥ＭＡＰＫ１为直系同源基因，故将其命名为ＴａＭＡＰＫ１。
进一步通过转基因方法创建了以野生型拟南芥Ｃｏｌ ０为背景的ＴａＭＡＰＫ１过表达株系（ＴａＭＡＰＫ１ ＯＥ）和以拟南芥ＡｔＭＡＰＫ１基因功能缺失纯合突变体ｍａｐｋ１为遗传背景的ＴａＭＡＰＫ１回补系（ＴａＭＡＰＫ１ ｃｏｍ），并对其进行表型观察和产量性状调查，结果发现，突变体ｍａｐｋ１的抽薹时间比Ｃｏｌ ０提前２．８ｄ，ＴａＭＡＰＫ１ ｃｏｍ的抽薹时间与Ｃｏｌ ０无显著变化；与Ｃｏｌ ０相比，突变体ｍａｐｋ１的株高、总分枝数、种子大小、单株种子重量和单株生物量均显著提高，而ＴａＭＡＰＫ１ ｃｏｍ和ＴａＭＡＰＫ１ ＯＥ株系的种子大小、单株和种子重量和单株生物量均显著减少。
关键词：小麦；ＴａＭＡＰＫ１；抽薹时期；种子大小；单株种子重量中图分类号：Ｓ５１２．１；Ｓ３３０ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９ １０４１（２０２３）０５ ０５３７ ０８犆犾狅狀犻狀犵犪狀犱犉狌狀犮狋犻狅狀犪犾犃狀犪犾狔狊犻狊狅犳犠犺犲犪狋犜犪犕犃犘犓１犌犲狀犲犣犎犃犖犌犡犻犪狅狔狌，犠犝犅犪狅狑犲犻，犣犎犃犖犌犛犻狔狌，犕犃犕犲狀犵，犔犐犝犡犻犪狀犵犾犻，犣犎犃犗犎狌犻狓犻犪狀（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＬｉｆｅＳｃｉｅｎｃｅｓ，ＮｏｒｔｈｗｅｓｔＡ＆ＦＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙａｎｇｌｉｎｇ，Ｓｈａａｎｘｉ，７１２１００，Ｃｈｉｎａ）犃犫狊狋狉犪犮狋：ＭＡＰＫｓｐｌａｙａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｉｎｐｌａｎｔｇｒｏｗｔｈ，ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄｓｔｒｅｓｓｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｘｐｌｏｒｅｔｈｅｒｏｌｅｏｆｗｈｅａｔ犕犃犘犓ｇｅｎｅｉｎｐｌａｎｔｇｒｏｗｔｈａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，ｔｈｅｓｅｑｕｅｎｃｅａｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＭＡＰＫｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄｕｓｉｎｇｂｉｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓｍｅｔｈｏｄｓ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔａｌｌＭＡＰＫｐｒｏｔｅｉｎｓｃｏｎｔａｉｎａｃｏｎｓｅｒｖｅｄｋｉｎａｓｅｄｏｍａｉｎｃａｔａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｐｈｏｓｐｈｏｒｙｌａｔｉｏｎｏｆｓｅｒｉｎｅ／ｔｈｒｅｏｎｉｎｅ，ｂｅｌｏｎｇｅｄｔｏｓｅｒｉｎｅ／ｔｈｒｅｏｎｉｎｅｐｒｏｔｅｉｎｋｉｎａｓｅｓ．Ｐｈｙｌｏｇｅｎｅｔｉｃａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｗｈｅａｔ犕犃犘犓ｇｅｎｅｓｗｅｒｅｏｒｔｈｏｌｏｇｏｕｓｔｏ犃狉犪犫犻犱狅狆狊犻狊ＭＡＰＫ１，ｄｅｓｉｇｎａｔｅｄａｓＴａＭＡＰＫ１．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ＴａＭＡＰＫ１ｏｖｅｒｅｘｐｒｅｓ ｓｉｏｎｌｉｎｅｓ（ＴａＭＡＰＫ１ ＯＥ）ｗｉｔｈｔｈｅｗｉｌｄ ｔｙｐｅ犃狉犪犫犻犱狅狆狊犻狊Ｃｏｌ ０ａｓｔｈｅｇｅｎｅｔｉｃｂａｃｋｇｒｏｕｎｄａｎｄＴａＭＡＰＫ１ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｌｉｎｅｓ（ＴａＭＡＰＫ１ ｃｏｍ）ｗｉｔｈｔｈｅ犃狉犪犫犻犱狅狆狊犻狊ＡｔＭＡＰＫ１ｌｏｓｓ ｏｆ ｆｕｎｃｔｉｏｎｍｕｔａｎｔｍａｐｋ１ａｓｔｈｅｇｅｎｅｔｉｃｂａｃｋｇｒｏｕｎｄｗｅｒｅｃｒｅａｔｅｄｂｙｔｒａｎｓｇｅｎｉｃｍｅｔｈｏｄｓ．Ｔｈｅｐｈｅｎｏｔｙｐｅｏｂｓｅｒｖａ ｔｉｏｎａｎｄｙｉｅｌｄｔｒａｉｔｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｂｏｌｔｉｎｇｔｉｍｅｏｆｍａｐｋ１ｗａｓ２．８ｄａｙｓｅａｒｌｉｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆＣｏｌ ０，ａｎｄｔｈｅｂｏｌｔｉｎｇｔｉｍｅｏｆＴａＭＡＰＫ１ ｃｏｍｈａｓｎｏｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｃｈａｎｇｅ，ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈａｔｏｆＣｏｌ ０．ＣｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈＣｏｌ ０，ｐｌａｎｔｈｅｉｇｈｔ，ｂｒａｎｃｈｅｓｐｅｒｐｌａｎｔ，ｓｅｅｄｓｉｚｅ，ｓｅｅｄｗｅｉｇｈｔ，ａｎｄｂｉ ｏｍａｓｓｐｅｒｐｌａｎｔｗｅｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｄｆｏｒｍａｐｋ１，ｗｈｉｌｅｔｈｅｓｅｅｄｓｉｚｅ，ｓｅｅｄｗｅｉｇｈｔａｎｄｂｉｏｍａｓｓｐｅｒｐｌａｎｔｏｆｔｈｅＴａＭＡＰＫ１ ｃｏｍａｎｄＴａＭＡＰＫ１ ＯＥｌｉｎｅｓｗｅｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｒｅｄｕｃｅｄｂｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｅ ｇｒｅｅｓ．犓犲狔狑狅狉犱狊：Ｗｈｅａｔ；ＴａＭＡＰＫ１；Ｂｏｌｔｉｎｇｔｉｍｅ；Ｓｅｅｄｓｉｚｅ；Ｓｅｅｄｗｅｉｇｈｔｐｅｒｐｌａｎｔ收稿日期：２０２２ ０４ ０８ 修改日期：２０２２ ０６ ２０基金项目：国家自然科学基金项目（３２０７２００３）；陕西省重点研发专项（２０２１ＮＹ ０７９）第一作者Ｅ ｍａｉｌ：Ｘｉａｏｙｕｚｈａｎｇ０５２＠１６３．ｃｏｍ通讯作者：赵惠贤（Ｅ ｍａｉｌ：ｈｘｚｈａｏ２１２＠１６３．ｃｏｍ）Copyright©博看网. All Rights Reserved. 丝裂原活化蛋白激酶（ｍｉｔｏｇｅｎ ａｃｔｉｖａｔｅｄｐｒｏｔｅｉｎｋｉｎａｓｅ，ＭＡＰＫ）是真核生物中普遍存在的一类保守丝氨酸／苏氨酸类蛋白激酶。
小麦TaTVP1_基因的克隆与表达分析
小麦TaTVP 1基因的克隆与表达分析马燕斌1,李换丽1,文晋1,王霞2,周仙婷1,王新胜1(1.山西农业大学/山西省农业科学院棉花研究所,山西运城044000;2.运城学院,山西运城044000)摘要㊀[目的]发掘并研究小麦TaTVP 1基因响应耐盐㊁耐旱等非生物胁迫的功能与机制,为小麦抗逆育种提供新的基因资源㊂[方法]利用PCR 技术克隆小麦TVP 1基因,扩增获得cDNA 全长序列,并对其进行生物信息学分析,进一步利用qRT -PCR 技术分析其表达模式㊂[结果]小麦TVP 1基因全长2289bp ,编码762个氨基酸;其氨基酸序列具有12个跨膜结构,该结构中疏水氨基酸具有高度保守性,且肽链N 末端与C 末端均位于膜外,预测该跨膜结构可形成具有明显孔道的高级3D 结构蛋白,推测与其具有的H +离子泵通道功能密切相关;系统发育树分析表明,TaTVP1蛋白与单子叶植物TVP1蛋白的同源性较高,该类蛋白在进化过程中单子叶和双子叶植物可形成2个明显的类群Ⅰ和Ⅱ;定量PCR 分析表明,小麦中TVP 1基因在根㊁茎中的表达量要明显高于叶㊁穗中,具有组织特异性,且不同材料间同一组织中该基因的表达趋势也存在差异,这可能与不同材料间的耐旱等抗逆性存在差异有关㊂[结论]克隆并分析了小麦TaTVP 1基因,为进一步阐明该基因参与抵御非生物胁迫的机理奠定一定的研究基础㊂关键词㊀小麦;TVP 1基因;生物信息分析;表达模式分析中图分类号㊀S 512.1㊀㊀文献标识码㊀A㊀㊀文章编号㊀0517-6611(2023)17-0087-05doi :10.3969/j.issn.0517-6611.2023.17.019㊀㊀㊀㊀㊀开放科学(资源服务)标识码(OSID):Cloning and Expression Analysis of TaTVP 1Gene in WheatMA Yan-bin ,LI Huan-li ,WEN Jin et al㊀(Shanxi Agriculture University /Institute of Cotton Research,Shanxi Academy of Agricultural Sciences,Yuncheng,Shanxi 044000)Abstract ㊀[Objective]To explore and investigate the functions and mechanism of TaTVP 1genes in wheat in response to abiotic stresses such as salt,drought tolerance,and provide a new genetic resources for wheat stress resistance breeding.[Method]In this study,we cloned the wheat TVP 1gene by PCR,amplified the full-length cDNA sequence,and performed the bioinformatic analysis,and further analyzed the ex-pression pattern by qRT-PCR.[Result]TVP 1gene in wheat is 2289bp and encodes 762amino acids which containing 12transmembrane structures,in these structures,hydrophobic amino acids are highly conserved,and both the peptide chain N and C terminal are located outside the membrane,it is predicted that the transmembrane structure could form a high-level 3D structure protein with obvious pore,which may be closely related to its H +pump channel function;phylogenetic tree analysis indicates high homology of TaTVP 1to monocot TVP 1proteins,and two distinct groups I and II could be classified between monocotyledons and dicotyledons during the evolution of the type of TVP 1genes;quanti-tative PCR analysis showed that the expression of TVP 1gene in roots and stems was significantly higher than that in leaves and ears,with tis-sue specificity,and the expression trend of this gene in the same tissue was also different between different materials,this may be related to the difference in drought resistance and other stress resistance among different materials.[Conclusion]In this study,the TaTVP 1gene was cloned and analyzed,which laid a foundation for further clarifying the mechanism of this gene involved in protection against abiotic stresses.Key words ㊀Triticum aestivum ;TVP 1gene;Bioinformatic analysis;Expression pattern analysis基金项目㊀山西省应用基础研究面上项目(202103021224145);山西省农业科学院农业科技创新研究课题(YGJPY2007);运城市科技局项目(YCKJ -2021023)㊂作者简介㊀马燕斌(1978 ),男,山西清徐人,副研究员,博士,从事作物分子遗传育种研究㊂收稿日期㊀2023-03-21㊀㊀土壤盐碱化等非生物胁迫是导致小麦等农作物减产的主要因素之一,土壤中过高的钠离子浓度会破坏胞内的离子平衡,造成作物体内的代谢途径紊乱,从而抑制其生长㊂为降低盐碱逆境对农作物产量的影响,除改良土壤外,培育耐盐碱农作物品种也可有效抵御土壤盐碱化等不利影响,进而在一定程度上稳定农作物产量㊂多年来,传统遗传育种与分子改良相结合极大地促进了研究人员选育具有耐盐碱㊁耐旱等特性种质资源的效率[1-2]㊂近年来,作物中多种耐旱㊁耐盐碱的基因被克隆鉴定并证实有助于改良作物的耐逆特性㊂H +转运无机焦磷酸酶(H +-PPase,TVP)是一种广泛存在于生物体内的H +转运酶,可作为调解细胞酸度的质子泵,驱动各种离子在液泡内的区隔化,同时也参与了调解植物生长素的运输,在植物环境耐受性㊁生长发育过程中都可能起到了作用[3]㊂有报道称,大豆GmVP 1基因能提高转基因大豆发状根在一定条件下对盐胁迫的反应[4];TPSP 融合基因在小麦中的表达可表现出较强的耐旱性[5];烟草中敲除NtMYB 68转录因子能改善烟叶中紫黄质的堆积,促进脱落酸的合成,从而改善烟株的抗旱性[6];拟南芥中过表达白菜Bp -NFYA 5㊁番茄sly -miR 397基因可以提高其干旱耐受性[7-8];外源基因玉米C4型磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的过表达,可使玉米耐旱性增强[9];GhPNP 1可通过cGMP 信号途径正向调解棉花对干旱的耐受性[10];大豆中的BADH 基因也表现出较强的抗旱性[11];此外,植物耐旱密切相关的还有DREB 类等基因[12-13];细胞质膜蛋白SOS1和液泡膜蛋白NHX 协同作用,使胞质内维持低浓度盐离子,从而提高了植物的抗盐性[14-16]㊂综上所述,各类不同基因的研究极大地丰富了耐旱㊁盐碱基因研究的理论基础,同时也说明作物耐旱㊁盐碱机理可能具有更复杂的多途径调控网络㊂因此,还需对植物的耐盐㊁耐旱性进一步探索,从更多的抗逆性作物着手,挖掘更多相关基因,从细胞㊁组织和整体水平上阐释植物耐干旱㊁盐胁迫的信号调控机制,进而为作物的遗传改良奠定基础㊂现有的研究已有很多关注小麦抗逆材料的创制及其分子机制的解析,笔者以小麦耐旱品种晋麦47和舜麦1718为材料,对其TVP 1基因进行克隆鉴定,并利用生物信息学对该蛋白进行理化性质㊁跨膜结构㊁保守安徽农业科学,J.Anhui Agric.Sci.2023,51(17):87-91㊀㊀㊀结构域和发育进化等方面进行分析,旨在为进一步研究该基因的功能与机理打下基础,同时也为利用该类基因进行植物耐逆优良种质选育提供科学参考㊂1㊀材料与方法1.1㊀试验材料㊀供试材料晋麦47(JM47)㊁舜麦1718 (SM1718)均为山西省农业科学院棉花研究所国审品种,种植于山西省农业科学院棉花研究所试验田㊂1.2㊀材料处理㊀将晋麦47(JM47)㊁舜麦1718(SM1718)2种品种小麦籽粒浸泡在经过高压灭菌的蒸馏水中,过夜萌发,次日挑选生长状态一致饱满的种子,播种于土壤条件相同的花盆中,在22ħ恒温培养箱中进行培养,长日照7d,取苗样液氮速冻,于-80ħ保存,供DNA提取之用㊂小麦在温室盆栽中生长至幼穗阶段时,取根㊁茎㊁叶㊁穗4个组织样品于无RNA酶离心管中,液氮速冻以备RNA提取㊂1.3㊀总DNA提取、RNA提取和cDNA制备㊀DNA按照GENEOUTTM Plant DNA Isolation Kit(LABGENE,上海)试剂盒的说明书进行提取,-20ħ保存㊂小麦材料及其不同组织样品在液氮低温下冷冻磨成样品,分别称取约0.1g样品粉末,加入Trizol试剂(Invitrogen,USA)进行RNA提取,整个试验过程严格按照操作要求进行,避免RNase污染㊂利用分光光度计测定各样品RNA浓度㊁纯度后,以RNA为模板,参考RNA反转录试剂盒GoScriptTM Reverse Transcription Mix, Oligo(dT)(Promega,上海)说明书,合成cDNA第1链,于-20ħ冰箱保存㊂1.4㊀TaTVP1基因的克隆㊀从NCBI数据库下载TaTVP1 (AY296911.1)基因CDS序列,利用Primer Premier6.0软件根据该基因保守序列设计克隆特异性引物,引物由北京奥科生物科技公司合成,序列分别为TaTVP1-F:5ᶄ-CATG-GCGATCCTCGGG-3ᶄ,TaTVP1-R:5ᶄ-CTAGATGTACTTGAAC -3ᶄ㊂以晋麦47和舜麦1718幼苗的cDNA分别为模板,利用Ex Taq酶(Takara,上海)扩增TaTVP1基因的全长序列㊂反应条件为:94ħ预变性4min,94ħ变性40s,60ħ退火40s, 72ħ延伸2min,终延伸10min,30个循环㊂PCR产物经浓度1%琼脂糖凝胶电泳检测,按照DNA纯化回收试剂盒(Omega Bio-Tek,美国)说明书回收片段,进行克隆㊂1.5㊀蛋白结构分析㊀利用SOSUI软件预测分析TaTVP1蛋白的跨膜结构域;利用SWISS-MODEL(https://swissmodel. /interactive)对TaTVP1蛋白的三维结构进行在线预测㊂1.6㊀进化关系分析㊀从NCBI网站blastp分析并下载与TaTVP1氨基酸序列同源性较高的其他物种的氨基酸序列,利用Clustal工具进行多序列比对,MEGA5.0软件分析进化关系,利用Neighbor-Joining算法构建进化树,Bootstrap分析1000次㊂1.7㊀TaTVP1基因的组织表达分析㊀利用Beacon Designer 软件,参照TaTVP1基因序列,选择基因保守区设计特异性的荧光定量引物,内参基因为小麦Actin基因引物(表1)㊂按照SYBR Premix Ex Taq TMⅢ(Tli RNaseH Plus)试剂盒(TaKaRa)说明书,采用Applied Biosystems Step OnePlusTM仪扩增, PCR体系25μL,扩增程序为:95ħ预变性4min,95ħ变性5s,60ħ退火20s,72ħ延伸10s,循环40次㊂设置3次重复㊂数据处理采用2-ΔΔCt法计算相对表达量㊂表1㊀定量PCR分析使用引物序列Table1㊀The sequence of primers used for real-time PCR引物Primers序列Sequences(5ᶄ 3ᶄ)预期大小Expected sizeʊbp TaActin-F GGTGATGAGGCGCAGTCCAAG386 TaActin-R CGACCAGCGAGATCCAAACGATaTVP-F TCAGACTGCCACAAGGC160 TaTVP-R CTAGATGTACTTGAAC2㊀结果与分析2.1㊀TaTVP1基因全长的克隆㊀以晋麦47(JM47)㊁舜麦1718(SM1718)的cDNA为模板,扩增克隆均得到全长2000余bp的TaTVP1基因片段(图1),纯化回收产物,连接克隆载体pMD19-T转化至Trans-T1感受态细胞,随机挑取长势较好的菌落,经菌液PCR检测,筛选出阳性克隆,送至北京奥科生物科技公司测序㊂结果显示,TaTVP1基因序列全长2289bp,推测编码762个氨基酸㊂注:M.5000DNA Marker;1.晋麦47材料扩增的TaTVP1片段;2.舜麦1718扩增的TaTVP1片段㊂Note:M.5000DNA Marker;1:TaTVP1amplified fragment from JM47;2.TaTVP1amplified fragment from SM1718.图1㊀TaTVP1基因的PCR扩增Fig.1㊀PCR amplification of TaTVP1gene2.2㊀小麦TaTVP1的系统进化树分析㊀通过NCBI网站中blastp在线工具对TaTVP1氨基酸序列进行同源性搜索,选取相似性较高的多个作物TVP1氨基酸序列与TaTVP1进行比较分析,利用MEGA软件构建系统进化树,结果显示(图2),各作物TVP1蛋白在进化中分化成两大类,一类是大豆㊁拟南芥㊁棉花㊁烟草聚为一簇的双子叶植物TVP1Ⅰ类;另一类是小麦㊁玉米㊁水稻㊁青稞㊁大麦草TVP1聚为一簇的Ⅱ类,其中小麦TVP1蛋白与水稻㊁玉米等禾本科单子叶植物TVP1蛋白的遗传距离最近㊂这说明TVP1蛋白在单双子叶植物中的遗传分化明显㊂88㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀安徽农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2023年注:作物分别为拟南芥(AB015138)㊁油菜(JN940184㊁JN940185)㊁大豆(AK286008)㊁棉花(HM370494)㊁烟草(DQ630713)㊁甜菜(L32792)㊁番茄(AB300442)㊁葡萄(AJ5572565)㊁短芒大麦草(AY255181)㊁青稞(AB032839)㊁玉米(NM001111910㊁BT066389)㊁水稻(D45384)㊁小麦(AAP55210)㊂Note:The crops are Arabidopsis (AB015138),Rape (JN940184,JN940185),Cotton (HM370494),Soybean(AK286008),Tobacco (DQ630713),Sugar beet (L32792),Tomato (AB300442),Grape(AJ5572565),Short awn barley grass(AY255181),Highland bar-ley(AB032839),Corn(NM001111910,BT066389),Rice(D45384),Wheat(AAP55210).图2㊀小麦TaTVP1与其他植物TVP1的系统进化树分析Fig.2㊀Phylogenetic tree of predicted a mino acid sequences fromwheat TaTVP1and other plant TVP12.3㊀TaTVP1蛋白的跨膜结构预测分析㊀利用SOSUI 软件对TaTVP1蛋白进行跨膜结构预测分析,表明TaTVP1蛋白的氨基酸序列包含12个疏水跨膜结构域(图3)㊂亚结构域分析显示,小麦TVP1蛋白分为2个独立的结构,一个是N 端,包含4个疏水的跨膜区域,另一端是C 端,包含8个疏水跨膜区域,其多肽链的N 端和C 端均在膜外㊂2.4㊀TaTVP1跨膜氨基酸序列比对分析㊀小麦TVP1编码762个氨基酸,由该氨基酸序列(图4)包含的12个跨膜结构域(I -XII)序列的分析和比较可知,小麦TVP1与拟南芥㊁水稻各跨膜区中保守氨基酸一致的分别为10㊁13㊁15㊁19㊁21㊁20㊁13㊁19㊁21㊁19㊁25及17个,各跨膜区疏水氨基酸的个数依次为16㊁15㊁12㊁13㊁11㊁13㊁14㊁15㊁17㊁13㊁11及14个㊂2.5㊀TaTVP1蛋白三级结构域预测㊀根据前述预测的不同疏水氨基酸跨膜结构,进一步预测TaTVP1蛋白在细胞内形成的功能结构,分别利用不同长度的氨基酸序列进行模型匹配比较分析可知,全长TaTVP1氨基酸可折叠形成膜结构孔道蛋白高级结构(图5A),该孔道具有较清晰的管状结构;其中N 段300氨基酸(图5B)与C 端301~762aa(图5C)能够形成独立的孔道结构组成模型㊂2.6㊀TaTVP 1在小麦不同组织的表达分析㊀选用耐旱品种晋麦47和水地品种舜麦1718为材料,分析TaTVP 1基因在根㊁茎㊁叶㊁穗4个不同组织的表达水平,并比较该基因在2个品种中不同组织的表达水平㊂定量PCR 结果显示(图6),TaTVP 1在不同组织中的表达水平存在明显差异,在根与茎中的表达量较高,叶㊁穗组织中表达量较低㊂在2个品种间,晋麦47的茎中表达量最高,高出根中表达量的1.63倍,穗中表达量最低;而舜麦1718茎中TaTVP 1表达量与根中的表达量差异很小,叶㊁穗中的表达量较低㊂图3㊀TaTVP1跨膜结构分析Fig.3㊀Characteristics of transmembrane structure of TaTVP13㊀结论与讨论植物对逆境非生物胁迫的响应过程十分复杂,涉及生理㊁生化特性的多种过程㊂在植物中,H +转运无机焦磷酸酶与NHX 逆向转运蛋白可以稳定胞质内的酸碱度,使胞质内的Na +维持在较低浓度,进而增强植物的耐盐㊁耐旱性[15-16]㊂该研究中克隆所获得的小麦TVP 1基因的核苷酸序列与参考基因序列存在一些单核苷酸差异,这可能是不同品种小麦之间单核苷酸多态性造成的㊂而且,六倍体小麦中含有A㊁B㊁D3个染色体组,TVP 1在不同染色体组中还存有同源基因[17]㊂TaTVP1蛋白中12个跨膜区域中的疏水氨基酸序列具有较高的一致性,表明该蛋白在进化过程中,结构域遗传保守性较高,也预示着其在细胞中的功能不可替代㊂有研究报道,9851卷17期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀马燕斌等㊀小麦TaTVP 1基因的克隆与表达分析注:I~XII 为分析跨膜序列结果所标示的氨基酸序列,疏水性氨基酸有A 丙氨酸㊁Y 酪氨酸㊁F 苯丙氨酸㊁W 色氨酸㊁V 缬氨酸㊁I 异亮氨酸㊁L 亮氨酸和P 脯氨酸㊂Note:I -XII is the amino acid sequence marked by the analysis of transmembrane sequence results.Hydrophobic amino acids include A alanine,Y tyro-sine,F phenylalanine,W tryptophan,V valine,I isoleucine,L leucine and P proline.图4㊀TaTVP1的跨膜氨基酸保守序列Fig.4㊀Amino acid sequence of TaTVP1transmembrane注:A㊁B㊁C㊁D 分别表示氨基酸序列为全长㊁N 端1~300aa㊁C 端301~762aa 及241~762aa㊂Note:A,B,C and D represent the full length,N-terminal 1-300aa,C-terminal 301-762aa and 241-762aa respectively.图5㊀TaTVP1蛋白的3级结构分析Fig.5㊀Tertiary structure analysis of TaTVP1protein图6㊀TaTVP 1在小麦不同组织中的表达量Fig.6㊀Expression of TaTVP 1in different tissues of wheat9㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀安徽农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2023年拟南芥NHX肽链C末端的缺失可引起Na+/H+交换活性发生明显变化[18],表明C末端与Na+/H+交换活性密切相关,分析显示TVP1的C末端位于膜外的氨基酸序列较长,且亲水氨基酸含量较高,推测该序列可能参与胞质内的离子交换,影响Na+/H+的交换活性,同时,TVP1蛋白三级结构具有明显的孔道结构,也预示与其具有的质子泵作用密切相关,但具体的行使功能过程需要进一步探究㊂㊀㊀研究表明,植物耐盐性与耐旱性具有一定的相关性,耐旱材料往往也表现出较好的耐盐性㊂过表达液泡H+焦磷酸酶的转基因植物对高浓度NaCl的耐受性更强,对干旱的耐受性也更强,由此可知该基因有助于提高植株的耐旱和耐盐性[19-20]㊂而在各种非生物胁迫下,许多转H+焦磷酸酶基因植物的茎和根生物产量增加[21-24]㊂该研究组织特异性表达结果中,该基因在根㊁茎中的相对表达量明显高于叶㊁穗中,这可能与TVP1在不同组织中抗逆性的作用特征有关;耐旱品种晋麦47与舜麦1718相比,茎部表达量又明显高于根部,这种表达模式可能与晋麦47表现出优良的耐旱性特征相关,后续可以通过转化该基因等方法对其功能进行进一步阐释㊂该研究获得并分析了小麦TVP1基因的核苷酸与氨基酸序列,对其表达模式也进行了研究㊂后期将在小麦中过量表达TVP1基因,探究其耐旱㊁耐盐功能,并进一步阐释其机制,从而为培育耐逆优良种质的植物提供理论基础㊂参考文献[1]FLEURY D,JEFFERIES 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小麦非生物胁迫相关基因TaAIM的表达分析
基 因 组 学 与 应 用 生 物 学 , 2 0 2 1 年 ，第 4 0 卷 ，第 1 期 ，第 3 0 1 - 3 0 7 页
研究报告 Research Report
小麦非生物胁迫相关基因的表达分析
毕晨曝1 倪志勇1 张朋伟2 于月华”
小麦胁迫响应转录因子基因TaSNAC1的克隆与表达分析（可编辑）
小麦胁迫响应转录因子基因TaSNAC1的克隆与表达分析::,,.农业生物技术学报豳雕商厂嘲田■,::./..?...研究报告的克隆与表达分析小麦胁迫响应转录因子基因嬲单丽伟宋鹏刘夏燕张超卫晓彬韩兆雪郭蔼光范三红’旱区作物逆境生物学国家重点实验室,两北农林科技大学生命科学学院,杨凌通讯作者,加.摘要胁迫响应转录因子参与植物非生物胁迫过程,过表达水稻唧口西∞.可显著提高植株耐旱、耐冷和抗盐性。
本研究同源克隆了小麦‰“础砌“仇扎,基因登录号.,分析了其表达产物的亚细胞定位,并利用实时定量.分析了其在不同组织、和胁迫下的表达。
该基因包含一个内含子,编码个氨基酸残基的蛋白产物。
与其他禾本科植物蛋白高度相似,其与大麦『如口“函眦、二穗短柄草曰Ⅱ印。
以如∞、水稻、玉米磊口”和高粱.嘞“拓,序列相似性依次为.%、.%、引.%、.%和.%。
可能以二聚体形式存在,包含核定位信号和典型的结构域,位的“、Ⅳ.”核心基序处于一段折叠中,其弯曲产生的凹面可能直接参与结合。
瞬时转化拟南芥似曲幽如以叶肉细胞原生质体的实验表明,特异定位于细胞核中。
盐胁迫条件卜.,叶和根中删的表达量均升高,且表达模式相似,但根中响应更显著;胁迫下,根中瑚对胁迫的响应较快且幅度较大,而叶中响应较慢且幅度较小。
研究结果提示,蹦参与小麦的非生物胁迫响应过程,在耐早、抗盐遗传改良中具有潜在应用价值。
关键词小麦,蹦』,亚细胞定位,非生物胁迫,表达模式仃? 邱死. 』? ?一‘诅骶“, 曲仃黔, ,.℃’胁. 仃 . 船们嘶曲, 饥,乜仔西曲. ,‘陀~ ;Ⅱ础幻“鼢.舀 , ..笛. ,.死『』, %,.%,.%,.%基金项日:中央高校基本科研业务费专项.和围家转基冈号项.?收稿日期:.一接受口期:..万方数据篙篙盖慧四眦咖。
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盱踟.%毋谢山舶砘啪口“冶∽,眺埘印击啪如妞枷站,,屁口,瑚筘曲啪啦“ ,.、Ⅳ廿行舶鹊】湖∞仃‰,.订.?,啦加舶蛐帅叩缸.”①.”鹳自舐。
小麦转录抑制因子TaASP1基因的克隆和表达分析
2.基于克隆获得的cDNA序列,分别在外显子区设计8对相互重叠 引物,利用野生一粒小麦(T.boeoticum,AA)P110474分段扩增 TaASP1基因DNA序列,每对引物均获得单一条带,测序分别获得 1162bp.1355bp.1163bp. 1244bp.1142bp.920bp.1331bp和 1064bp的8段序列序列,经拼接获得全长8076bp的序列,通与克隆 得到的cDNA序列比表明,该基因包含3402bp的外显子区和4674bp 的内含子区,含有25个外显子和24个内含子。3.将从野生一粒小 麦PI10474克隆得到的小麦TaASP1基因与其他植物中TPL亚家族 基因进行蛋白序列比对,小麦TaSP1与水稻ASP1、玉米REL2和拟 南芥TPL的蛋白序列相似性分别为92.5%、90.73%和65.51%；小 麦TaSP1具有TPL转录因子家族的LisH、CTLH和WD40保守结构域；
7.以中国春基因组DNA为模板,以小麦TaASP1起始密码子ATG上游 1557bp的序列作为目标序列,设计特异引物通过PCR扩增在序列 两端Байду номын сангаас别添加HindⅢ和BamhⅠ双酶切位点,经双酶切处理后纯化, 同时将真核表达载体pBI121的CaMV35S用HindⅢ和BamhⅠ内切酶 剪切掉,替换成TaASP1基因的启动子序列,新构建重组质载体 TaASP1:GUS,转化进入农杆菌LB4404后去侵染烟草的幼嫩的叶片。 检测具有阳性的转基因烟草经GUS染色后,在转基因烟草的根、 茎、叶和叶梗中均被染成蓝色。
本研究以普通小麦作为研究材料,通过电子克隆及PCR克隆等方 法,分离得到小麦TaASP1基因序列,并对该基因的表达模式及功 能进行了初步的研究,为深入解析该基因在小麦形态发育和环境 应答等方面的作用奠定基础。本研究的主要结果如下：1. 以水 稻OsASP1基因(GenBank登录号：AK111830)的cDNA序列为模 板,Blast检索NCBI中小麦EST数据库,选取同源性较高的7对EST 序列进行拼接,获得包含完整开放阅读框(ORF)的3591bp序列； 并以该序列为模板设计4对相互重叠特异引物,利用中国春cDNA 进行PCR克隆,每对引物均获得单一条带,回收克隆测序分别得到 1284bp.1098bp.1072bp和1500bp序列,经拼接得到全长3527bp的 序列,经与OSASP1基因比对,相似度为89%,其中ORF全长为3402bp,
小麦TaHKT8基因克隆、结构分析及功能验证的开题报告
小麦TaHKT8基因克隆、结构分析及功能验证的开题报告一、选题背景及意义小麦（Triticum aestivum L.）是我国的重要粮食作物之一，人类饮食中的主要来源之一。
在小麦生长发育过程中，离子吸收和转运是至关重要的生理过程。
高渗透压胁迫是一种常见的环境压力，能够严重影响小麦植株的生长和产量。
小麦根系中的高亲和力K+转运蛋白（HKT）是小麦对高盐环境适应的重要基因家族之一。
其中，TaHKT8基因在小麦中具有重要的生理功能。
二、研究目的本研究旨在克隆小麦TaHKT8基因，对其进行基因结构分析，并通过植物转化技术对其功能进行验证，以深入了解TaHKT8基因在小麦高盐逆境中的生理作用，为小麦的品种改良和耐盐性育种提供理论基础。
三、研究内容和方法本研究将从小麦基因组DNA中克隆TaHKT8基因，通过PCR扩增和限制性酶切分析进行基因克隆和验证。
接着，将对TaHKT8基因的启动子序列、外显子和内含子序列进行分析，研究其基因结构和特点。
最后，将构建植物转化载体，通过农杆菌介导的遗传转化技术将TaHKT8基因转移到小麦中，通过对转基因小麦的生长和发育进行观察和分析，验证TaHKT8基因的功能。
四、预期结果本研究预期将成功克隆小麦TaHKT8基因并完成基因结构分析。
通过植物转化技术得到转基因小麦，在高盐胁迫条件下观察和分析不同基因型小麦Tahkt8在生长和表型方面的差异，探究TaHKT8基因在小麦抗高盐胁迫中的作用机制，并为小麦耐盐性育种提供理论基础和实验依据。
五、研究意义本研究将对小麦的品种改良和耐盐性育种具有一定的理论指导作用。
同时，本研究对于深入了解高盐环境下离子转运蛋白的分子机制以及相关领域的研究也将具有积极的推动作用。
小麦耐盐相关基因TaSX的克隆与分析的开题报告
小麦耐盐相关基因TaSX的克隆与分析的开题报告一、选题背景随着气候变化和工业化进程的加速，土地盐化现象日益加剧，对农业生产造成了极大的影响。
在农作物中，小麦是一种非常重要的粮食作物，然而，它对盐胁迫的耐受性却较差，因此《小麦耐盐相关基因TaSX 的克隆与分析》的研究具有十分重要的意义。
二、研究内容本研究的主要目的是克隆小麦耐盐相关基因TaSX，并对其进行分析。
具体研究内容包括：1. 收集小麦盐胁迫处理后的RNA，从中筛选出耐盐相关基因TaSX。
2. 对TaSX进行克隆，测序确定其序列，并进行生物信息学分析。
3. 选取小麦响应盐胁迫的基因进行qRT-PCR分析，分析TaSX对小麦耐盐能力的影响。
4. 探讨TaSX的功能机制。
三、研究意义1. 为小麦抗盐育种提供了新的理论和实践基础。
2. 为深入研究小麦耐盐相关基因的功能机制提供了新的思路和手段。
3. 促进了植物耐盐相关基因的研究和应用。
四、研究方法1. RNA提取：收集小麦盐处理后的样品，使用三氯甲烷Phenol法提取RNA。
2. cDNA合成：使用PrimeScript RT Reagent Kit (Takara)合成cDNA。
3. PCR扩增：使用提取的cDNA为模板进行PCR扩增。
4. 克隆与测序：将PCR产物进行克隆，并对其进行测序确定其序列。
5. 生物信息学分析：对序列进行生物信息学分析，包括开放阅读框分析、同源序列比对等。
6. qRT-PCR分析：选取小麦响应盐胁迫的基因进行qRT-PCR分析。
七、研究计划1. 第一周：收集小麦盐处理后的样品，提取RNA。
2. 第二周：合成cDNA，进行PCR扩增。
3. 第三周：克隆与测序，生物信息学分析。
4. 第四周：qRT-PCR分析，数据统计与分析，撰写论文。
八、结论本研究将有助于深入了解小麦耐盐相关基因的功能机制，为小麦抗盐育种提供新的思路和手段，促进植物耐盐相关基因的研究和应用。
小麦TaDRLea3-2基因的克隆及胁迫诱导表达分析
小麦TaDRLea3-2基因的克隆及胁迫诱导表达分析梁雅珺;于正阳;强智全;杜娅;朱维宁;张大鹏;张林生【摘要】Late embryogenesis abundant protein(LEA)are a suite of important family proteins found in or-ganisms,which are generally involved in osmoregulation and are expressed abundantly when subj ected to environmental stresses.In this study,we isolated a novel LEA3 gene TaDRLea3-2 from wheat‘Zhengyin No.1’.The full length of TaDRLea3-2 is 668 bp,whose ORF is 570 bp,encoding 189 amino acids,and consists of 9 conserved 1 1-mer repeating motifs;Protein prediction shows that the protein is highly hydro-philic and located in the cytoplasm,with three phosphorylation sites and has no transmembrane domain or signal peptide;Secondary structure analysis shows that the main structure is alpha helix;Homology com-parison and regenerating phylogenetic tree were carried out by MEGA5 .1 .Expression analyses revealed that TaDRLea3-2 gene was induced by drought,low-temperature,high-salt stress and also moreover,can be induced by ABA treatment.These results suggested that TaDRLea3-2 is an ABA-dependentLEA3 gene,participating in the response process of wheat under the abiotic stresses in different mechanisms and can lay a foundation for elucidating LEA3 gene protection mechanism under abiotic stresses in wheat.%胚胎发育后期丰富蛋白(late embryogenesis abundant protein,LEA蛋白)是植物体中广泛存在的一类与渗透调节相关的家族蛋白,植物受非生物胁迫会大量表达。
小麦TaHTAS-5A基因的克隆、表达分析及亚细胞定位
小麦TaHTAS-5A基因的克隆、表达分析及亚细胞定位刘燕;赵毅;吕千;张丽;李立群;李学军【期刊名称】《麦类作物学报》【年(卷),期】2018(38)10【摘要】非生物胁迫对小麦的生长发育具有不良影响,克隆与非生物胁迫相关的基因,并对其结构及表达特性进行分析,可以为进一步探索小麦的抗逆机制和抗逆育种奠定基础。
本研究利用同源克隆技术从普通小麦品种中国春中克隆了水稻E3泛素连接酶基因OsHTAS的同源基因TaHTAS-5A(GeneBank登录号:MF967573),并利用生物信息学方法对其基因序列特征进行分析;利用qRT-PCR技术对该基因在小麦不同组织及不同逆境胁迫下的表达模式进行分析;同时,对该基因的表达产物进行了亚细胞定位。
结果表明,小麦TaHTAS-5A基因含有220bp的5′UTR、1 242bp 的ORF以及126bp的3′UTR,共编码413个氨基酸;基因组分析表明,该基因全长3 819bp,共包含4个外显子和3个内含子;缺体-四体定位表明该基因位于小麦5A染色体上;蛋白结构分析显示,TaHTAS-5A蛋白的N端包含四个跨膜结构域,C端包含一个E3泛素连接酶特有的RING finger保守结构域,具有植物E3泛素连接酶的结构特征;qRT-PCR结果显示,TaHTAS-5A对高温、低温和ABA都有响应,对干旱和盐响应不敏感;TaHTAS-5A在小麦的根、茎、叶和幼穗等不同组织中均有表达,但表达量有差异,在叶和穗中的表达量明显高于根部和茎部;亚细胞定位结果表明,TaHTAS-5A位于细胞膜上。
本研究为进一步探究小麦TaHTAS-5A基因的功能奠定了基础,也为小麦非生物胁迫抗性改良提供了一定的理论依据。
【总页数】9页(P1137-1145)【关键词】小麦;TaHTAS-5A;非生物胁迫;表达分析;亚细胞定位【作者】刘燕;赵毅;吕千;张丽;李立群;李学军【作者单位】西北农林科技大学农学院【正文语种】中文【中图分类】S512.1;S330【相关文献】1.家蚕细胞色素P450基因CYP6AE21的克隆、表达分析及亚细胞定位 [J], 王东;李兵;林超;陈玉华;许雅香;沈卫德2.小麦TaFKBP62c-2B基因克隆、组织表达及亚细胞定位 [J], 吴迪;陈林;张向展;李嵩;李敏;刘子辉;孙希媛;郑炜君;柴守诚3.香蕉MaGA20ox4和MaGA20ox5基因克隆、表达及亚细胞定位分析 [J], 段雅婕;陈经烨;陈晶晶4.小麦TaZFP33基因克隆、生物信息学分析、亚细胞定位与表达分析 [J], 巫群;李永亮;邹肖肖;孙傲龙;林晓霞;周苹;郭新红5.白粉菌诱导下小麦TaNHO1基因的克隆、表达分析及亚细胞定位 [J], 王晖;徐晓敏;罗腾丽;吉万全;张宏因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
小麦TaMICU1-6A基因的克隆、生物信息学及表达分析
小麦TaMICU1-6A基因的克隆、生物信息学及表达分析李欣;李鲁华;任明见;安畅;洪鼎立;赵鹏鹏;徐如宏【期刊名称】《江苏农业科学》【年(卷),期】2024(52)5【摘要】为了探讨线粒体稳态调节蛋白TaMICU1基因在小麦生长发育中的功能,以小麦中国春为材料,对其TaMICU1-6A基因进行克隆、生物信息学分析、表达分析研究,结果表明,小麦TaMICU1-6A基因全长为1 398 bp,编码465个氨基酸,定位于线粒体,具有2个EF-hand家族的保守结构域,启动子含3种激素响应元件、3种光响应相关反应元件、1个缺氧特异性诱导相关元件;多重序列比对发现,其与野生二粒小麦、乌拉尔图小麦、小麦中的同源蛋白或同源基因的亲缘关系比较近。
RT-PCR结果表明,TaMICU1-6A基因具有组织特异性,不同非生物胁迫、不同激素处理下在根、茎、叶中的表达水平不同。
黑暗处理下,TaMICU1-6A基因在根、茎、叶中的表达水平均在6 h时达到最低;低温处理下,TaMICU1-6A基因在根、茎中的表达水平呈先降后升的趋势;在赤霉素处理下,TaMICU1-6A基因在叶片中的表达水平在6 h时达到最高。
综上所述,推测TaMICU1-6A基因通过激素介导的信号途径参与不同的非生物胁迫。
期待本研究结果可为进一步探讨小麦TaMICU1基因在逆境下的生物学功能提供一定的参考价值。
【总页数】10页(P42-51)【作者】李欣;李鲁华;任明见;安畅;洪鼎立;赵鹏鹏;徐如宏【作者单位】贵州大学农学院;国家小麦改良中心贵阳分中心【正文语种】中文【中图分类】Q78;S512.101【相关文献】1.小麦胁迫相关基因TaLEA2的克隆、生物信息学及表达特性分析2.小麦TaWRKY71a基因克隆、生物信息学及表达分析3.小麦TaZFP33基因克隆、生物信息学分析、亚细胞定位与表达分析4.小麦丙氨酸-乙醛酸转氨酶基因(TaAGT2)的克隆、生物信息学预测及表达分析5.小麦Ta-UBX1基因克隆、表达及生物信息学分析因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
小麦TaSPX1基因的克隆、表达及耐低氮逆境的功能研究
小麦TaSPX1基因的克隆、表达及耐低氮逆境的功能研究张宝华;刘佳静;田晓;田旭钊;董阔;武郁洁;肖凯;李小娟【期刊名称】《作物学报》【年(卷),期】2024(50)3【摘要】包含SPX、SPX-EXS、SPX-MFS和SPX-RING四个亚族的植物SPX基因家族在磷信号应答中发挥重要功能,但迄今对小麦的该家族基因成员功能了解尚少。
本研究前期从小麦(Triticum aestivum)中鉴定得到一个SPX亚族成员基因TaSPX1(GenBank No.Ak332300),亚细胞定位分析发现其定位于细胞核。
对TaSPX1和来自小麦、拟南芥和水稻SPX家族的同源蛋白进行系统进化分析,结果表明,其与水稻SPX亚族的OsSPX1亲缘关系较近。
应用RT-qPCR技术研究发现,TaSPX1的表达量在低氮胁迫下显著增加。
构建烟草(Nicotiana tabacum)过表达转基因系(overexpression lines,OE),应用MS营养液培养对野生型(WT)和OE 株系OE3和OE4植株表型进行鉴定。
发现在低氮胁迫下,OE3和OE4较WT表现明显的生长优势,植株鲜重、根重和叶面积显著增加;包括光合速率、胞间CO_(2)浓度、气孔导度和蒸腾速率在内的光合参数,以及氮含量、可溶性糖、可溶性蛋白和叶绿素含量也都较WT显著增加。
对氮吸收和同化相关基因的表达和酶活性测定结果表明,上述基因的部分成员在OE植株中的表达量和氮同化酶活性升高。
此外,对包括SOD、POD和CAT在内的植株活性氧清除相关酶活力和MDA含量测定表明,与WT相比,OE植株中保护酶的活性均明显提高,MDA含量降低。
同时发现OE植株中部分保护酶基因成员的表达水平也较WT明显升高。
这些结果初步证实了TaSPX1通过改善光合参数、增强氮吸收和转运以及加强保护酶系统等在介导植株抵御低氮胁迫中发挥重要作用。
本项研究对小麦SPX家族成员抵御非生物逆境功能增加了新认识,为作物抗低氮营养逆境的遗传改良提供了理论依据。
Ta-JA2、TaAetPR5和TaXa基因的克隆与鉴定的开题报告
Ta-JA2、TaAetPR5和TaXa基因的克隆与鉴定的开题报告一、研究背景：小麦是世界上最重要的粮食作物之一，同时也是显性遗传的模式植物之一。
目前，大量的小麦遗传学研究已经取得了令人瞩目的进展。
其中，Ta-JA2、TaAetPR5和TaXa基因在小麦性状形成和抗病性方面具有重要作用。
Ta-JA2基因被认为参与了小麦的抗病性，TaAetPR5基因是从小麦中分离出的增强子，它在植物的抗病性和胁迫反应中扮演着重要的角色，TaXa基因是小麦中的一种非特异性蛋白酶抑制剂，对小麦的生长和发育以及对抗病性起着重要的作用。
随着分子生物学、基因工程和生物技术的快速发展，这些基因的克隆和鉴定已成为小麦遗传学和生物学研究的重点和难点。
二、研究目的：本研究的目的是通过基因克隆和鉴定，确定Ta-JA2、TaAetPR5和TaXa基因的基本结构和功能，为进一步研究小麦抗病性机制、育种和生产提供理论和实践依据。
三、研究内容：1. Ta-JA2基因的克隆和鉴定使用PCR技术，从小麦总DNA中扩增出Ta-JA2基因，测序并分析其基本结构和功能。
2. TaAetPR5基因的克隆和鉴定使用RACE技术，从小麦基因组DNA中扩增出TaAetPR5基因，测序并分析其基本结构和功能。
3. TaXa基因的克隆和鉴定使用杂交捕获技术，从小麦基因组DNA中克隆出TaXa基因，并分析其结构和功能。
四、预期结果和意义：本研究预计可以获得Ta-JA2、TaAetPR5和TaXa基因的完整序列和结构信息，并进一步探究它们在小麦抗病性和生长发育过程中的作用和机制。
这对于揭示小麦分子生物学机理、培育抗病小麦新品种等具有重要意义，同时也对于其他重要农作物的研究提供了借鉴。
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1. 1 植物材料及胁迫处理 普通小麦（ Triticum aestivum L． ） 农家种小白麦
由中国农业科学院作物科学研究所景蕊莲研究员提 供。将室温 25 ℃ 光照培养 10 d 左右的小麦幼苗分 别进 行 干 旱 （ 幼 苗 置 于 干 燥 的 滤 纸 上 ） 、高 盐 （ 100 mmol / L NaCl 溶液） 和铝（ 100 mmol / L） 胁迫处 理，在处理 0、0. 5、1、3、6、122 TaAIP 基因的克隆及生物学分析
（ 1 Institute of Crop Sciences，Chinese Academy of Agricultural Sciences / National Key Facility for Crop Gene Ｒesources and Genetic Improvement / Key Laboratory of Biology and Genetic Improvement of Triticeae Crops，Ministry of Agriculture，Beijing 100081； 2 College of Agronomy，Northwest A＆F University，Yangling 712100）
植物遗传资源学报 2013，14（ 5） ： 839-843 Journal of Plant Genetic Ｒesources
小麦铝胁迫基因 TaAIP 的克隆、表达分析及亚细胞定位
尹丽娟1 ，卢盼盼1，2 ，刘 沛1 ，陈 明1 ，李连城1 ，徐兆师1 ，马有志1
（ 1 中国农业科学院作物科学研究所 / 国家农作物基因资源与基因改良重大科学工程 / 农业部麦类生物学与遗传育种重点实验室，北京 100081； 2 西北农林科技大学农学院，杨凌 712100）
将 pGBKT7： ： TaMAPK2 以 及 pGADT7： ： TaAIP 质粒共转化入酵母菌株 AH109 中。将转化后的酵 母菌株于 SD / -Trp / -Leu 平板上划线培养。若酵母 细胞在 SD / -Trp / -Leu 平板上生长则证明 pGBKT7： ： TaMAPK2 和 pGADT7： ： TaAIP 的质粒均转入酵母细 胞中。挑取 SD / -Trp / -Leu 平板上的单克隆菌株于 1 mL YPDA 液体培养基中，30 ℃ 下振荡培养 2 d，吸 取 1 μL 酵母菌液于 SD / -Trp / -Leu / -His / -Ade / X-αgal 平板上，置于 30 ℃ 培养 3 ～ 4 d 后观察菌落显蓝 情况。 1. 6 16318hGFP： ： TaAIP 融合表达载体的构建与原
用 Trizol 试剂盒 （ TIANGEN，北京） 分别提取 3 种胁 迫 下 不 同 时 间 样 品 的 总 ＲNA，按 照 ＲNA kit ver. 3. 0 cDNA 合成试剂盒（ TaKaＲa，大连） 合成第一 链 cDNA 为模板。用 TaAIP 基因非保守区的特异引 物（ 上游引物 5'-GTTCTGCGGGCTGGACGACA-3'； 下 游 引 物 5'-GAAGACGACGAAGGCGAAGGAG-3'） 以 小麦 Actin 基因作为内参，利用实时荧光定量 PCＲ 仪（ BioＲad iCycle，CA，USA） 检测 TaAIP 在不同胁迫 下的表达模式。反应体系为： 2 × Taq PCＲ MasterMix （ 含荧光染料） 10 μL，10 μmol / L 引物各 0. 5 μL，cDNA 模板 1 μL，ddH2 O 8 μL。扩增程序为 95 ℃ 预变 性 10 min； 95 ℃ 变性 20 s，56 ℃ 退火 25s，72 ℃ 延伸 20 s，40 个循环； 循环结束后，利用溶解曲线检测产 物特异性。 1. 5 酵母双杂交验证互作
840
植物遗传资源学报
14 卷
能力强的植物品种，对耐铝品种的开发和利用无疑 是更有效地解决酸性土壤问题的途径。
蛋白的磷酸化 /去磷酸化修饰在信号传递过程 中起到开关的作用，调控生物个体对外界胁迫的响 应［5-6］。近几年 研 究 表 明，促 分 裂 原 活 化 蛋 白 激 酶 （ MAPK，mitogen-activated protein kinase） 参 与 各 种 非生物胁迫反应。如水稻 OsMAPK5 受盐和旱诱导 表达，其在水稻中超表达能够显著提高对盐和旱的 抗性［7］； 在高盐和渗透胁迫下，烟草 CsNMAPK 的表 达量显著提高，且在高盐及渗透胁迫处理条件下转 基因烟草 种 子 的 萌 发 率 要 明 显 高 于 对 照［8］。 本 试 验利用酵母双杂交技术，以 TaMAPK2作的蛋白 TaAIP，研究显示 TaAIP 定位在细胞 膜上，受胁迫诱导表达，这些结果为深入分析 TaAIP 的作用机理奠定基础。
根据 TaMAPK2 基因的序列及 pGBKT7（ Clontech， 美国） 的克隆位点，在基因的两端分别引入 EcoＲI 和 BamHI（ Promega，美国） 酶切位点。酶切、In-fusion 连接 （ TaKaＲa，大连） 到质粒 pGBKT7。测序验证融合质粒 pGBKT7： ： TaMAPK2 克隆正确。将 pGBKT7： ： TaMAPK2 互作的蛋白 TaAIP 的全长 cDNA。以小麦 cDNA 为模版，用 TaAIP 的特异引物（ 上游 引物 5'-GTTTGATCTGTGAAAATGTTG-3'； 下游引物 5'CAGAATGTACATTGCCAAAG-3'） 扩增程序为 95 ℃ 预 变性 5 min； 95 ℃变性 45 s，60 ℃退火 45 s，72 ℃延伸 1 min，35 个 循 环； 72 ℃ 延 伸 10 min 得 到 TaAIP 基 因 全长。
Key words： wheat； stress； expression profile； yeast-two-hybrid； subcellular localization
各种生物胁迫和非生物胁迫，如植物病虫害、干 旱、高盐以及高温等，严重影响植物的生长和产量。 植物在长期进化过程中形成了一套完善的信号传递 机制，能够感受外界胁迫信号并传递到细胞内，从而 在分子水平上产生一系列应答响应，激活下游抗逆 相关基因的表达，保障细胞正常的生命活动。研究 植物对逆境信号的感知、传递以及适应性响应的分 子机制，对于阐明植物适应逆境机制，提高植物抗性 有重要的理论和应用价值［1］。
摘要： 以小麦抗逆相关蛋白 TaMAPK2 作为诱饵，利用酵母双杂交系统进行筛库，获得互作蛋白 TaAIP。氨基酸序列分析 发现 TaAIP 具有 wali 保守区，并且与一些物种的铝诱导蛋白相似。实时荧光定量 PCＲ 分析显示，TaAIP 基因受到铝、干旱以及 高盐胁迫上调表达。半定量 ＲT-PCＲ 结果表明，TaAIP 在小麦茎中表达，在根部、叶片以及花中没有表达。亚细胞定位试验发 现，TaAIP 定位在细胞膜上。这些结果为深入分析 TaAIP 的抗逆性作用机理奠定基础。
Abstract： TaAIP was obtained as the interaction protein of wheat stress-related TaMAPK2，which was used as bait protein to screen the wheat cDNA library by yeast-two-hybrid system． TaAIP，containing a wali domain，was similar to some aluminum-induced proteins． Ｒeal-time PCＲ showed that the expression of TaAIP was up-regulated by the imposition of aluminum，high-salt，and drought stress． Semi-quantitative ＲT-PCＲ analysis indicated TaAIP was a stem-specific gene，not expressed in root，leaves，and flower． The subcellular localization assay indicated that TaAIP located on plasma membrane． These results provided the foundation for further analysis of TaAIP resistance mechanisms．
关键词： 小麦； 逆境胁迫； 表达模式分析； 酵母双杂交； 亚细胞定位
Cloning，Expression Analysis and Subcellular Localization of Aluminum-induced Gene TaAIP in Wheat
YIN Li-juan1 ，LU Pan-pan1，2 ，LIU Pei1 ，CHEN Ming1 ，LI Lian-cheng1 ，XU Zhao-shi1 ，MA You-zhi1
收稿日期： 2013-03-19 修回日期： 2013-05-16 网络出版日期： 2013-08-09 UＲL： http： / / www． cnki． net / kcms / detail /11． 4996． S． 20130809． 1446． 025． html 基金项目： 国家自然科学基金项目（ 31171546） ； 中央级公益性科研院所基本科研业务费专项（ 1610032011011） 第一作者主要从事植物抗逆分子生物学的研究。E-mail： chenyangrz@ 126． com； 卢盼盼为共同第一作者 通信作者： 徐兆师，主要从事植物抗逆分子生物学的研究。E-mail： xuzhaoshi@ caas． cn
铝毒害已成为酸性土壤中植物生长主要的限制 因素［2］。铝毒害破坏植物细胞结构，抑制根系对营 养元素的吸收，影响光合作用，导致植物正常生理活 动至关重 要 的 酶 活 性 改 变，最 终 造 成 植 物 产 量 降 低［3］。农业生 产 上 通 常 依 靠 在 酸 性 土 壤 中 施 加 生 石灰来中和游离铝离子，然而这种方法只能改良耕 地的表层土壤，并不能改变深层土壤的酸性，且造成 大量的财力和人力的消耗［4］。因此，在解决酸性土 壤问题的同时，挖掘植物自身的抗铝潜力，获得耐铝