小麦生长素响应因子 TaARF6转基因烟草植株分子鉴定
植物响应生长素的主要转录因子的鉴定
植物响应生长素的主要转录因子的鉴定植物生长素是由植物内源生物合成的激素之一,在植物生长和发育中起着非常重要的作用。
生长素通过其与负责转录翻译的基因之间的关联,调控细胞生长、细胞分裂、叶片展开以及果实成熟等生长和发育过程。
因此,在植物学和生命科学中,研究生长素的响应机制的转录调控因子是一个重要的问题,对生长素和植物生长发育的理解至关重要。
生长素响应因子分为两类,正调控因子和负调控因子。
正调控因子与生长素发生调控时,其活性会增强,在植物生长发育过程中发挥着促进细胞分裂和细胞伸长的功能;而负调控因子则具有减弱生长素作用的能力,限制细胞分化和扩张。
目前,已经鉴定和克隆了生长素响应元件(GRE)的一些转录因子,如Auxin Response Factor(ARF)和Auxin/Indole-3-Acetic Acid(Aux/IAA)家族。
其中,ARF家族也是目前研究最为广泛的生长素响应因子家族。
ARF基因家族共计有23个成员,其中ARF5和ARF19等成员对生长素的响应最为敏感。
ARF家族成员都含有一个氨基端的DNA结合结构域(DBD)和一个羧基端的活性区域(AD),而DBD结合在生长素相应元件(GRE)上,AD则与其他转录因子阳性协同作用或者通过与Aux/IAA家族的蛋白质形成负性反馈回路的方式调节基因的表达。
ARF1是ARF家族中功能相对较为保守的成员。
该基因的表达范围相对宽泛,并且能够挂载不同的响应元件以及不同的信号通道,通过体内外多种生理实验的验证,ARF1被证明能够参与各种ADR(Auxin and cytokinin Dual-response)响应的调控,对于植物发育过程中细胞分裂和伸长等方面扮演着重要作用。
而ARF2和ARF7等ARF家族成员在植物特定发育过程中也扮演着重要的角色。
例如,ARF7参与植物叶片的展开过程,而ARF2则在植物的花器官不同化和发育过程中扮演着关键的角色。
另外,Aux/IAA家族共有29个成员,它们都包含了一个N端的DNA结合结构域(DBD),一个维持细胞稳态的LRR区(Leuzipper/Repeat),以及一个在生长素信号通路中发挥重要作用的载体(DII/jasmonic Acid Domain,JAZ),可被Auxin/ARF复合物酵素水解破坏以实现生物学反应。
小麦转录因子基因TaWRKY18在烟草和小麦中的遗传转化
小麦转录因子基因TaWRKY18在烟草和小麦中的遗传转化1 引言小麦作为世界上重要的粮食作物,其进行基因工程改良一直倍受关注。
自1993年Chan TM[1]利用农杆菌转化水稻获得转基因植株以来,农杆菌介导的转化方法在禾本科作物上的研究迅速展开,玉米和水稻已经建立相对完善的转化体系[2,3], 直到1997 年,Cheng M等[4]才报道了利用农杆菌介导法获得gus(β-2葡萄糖苷酸酶)基因的转基因植株。
随后,农杆菌介导小麦遗传转化在许多实验室取得了成功。
Xia GM等[5] 1999年获得农杆菌介导的nptⅡ基因的小麦当代转化植株。
本试验是在小麦成熟胚组织培养研究的基础上,以小麦成熟胚愈伤组织为受体,对农杆菌介导的小麦遗传转化的主要因子,如外植体预培养时间、共培养时间、抗生素( Kan)筛选压、头抱霉素浓度、接种菌液浓度和侵染时间等进行优化,以提高小麦遗传转化效率,为小麦的基因工程遗传改良育种奠定基础。
烟草易于进行组织培养和基因转化,易得到再生的转化植株,是典型的基因工程模式植物。
而本生烟草更具有生长速度快、生命周期短的优点[6]。
植物遗传转化(genetic transformation) 是指利用重组DNA 技术、细胞组织培养技术或种质系统转化等技术,将外源基因导入植物细胞或组织,获得转基因植物的技术[7]。
植物基因工程研究起于本世纪八十年代中期。
自其诞生至今,如何将这项技术应用于小麦、水稻、玉米等农作物的遗传改良研究便始终是人们努力的重要目标之一。
要实现这一目标,首先要建立一套高效、可靠、重复性好的基因转化体系。
而在植物基因转化系统研究方面,禾谷类相对于其他单、双子叶植物而言,具有起步晚、困难大的特点,而小麦相对于其他禾谷类如水稻、玉米等又进一步表现出其滞后性和困难性。
通常产生转基因植物的方法有两类,一类是借助于原生质体的直接转化法如PEG发法、电激法、脂质体法等,另一类是农杆菌介导的植物细胞、组织、器官直至完整支柱的基因转化方法。
玉米生长素响应因子家族基因的表达模式分析
作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2021, 47(6): 1138 1148 / ISSN 0496-3490; CN 11-1809/S; CODEN TSHPA9 E-mail: zwxb301@本研究由山东省自然科学基金项目(ZR2019BC107)资助。
This study was supported by the Natural Science Foundation of Shandong Province (ZR2019BC107).*通信作者(Corresponding author): 孟昭东, E-mail: mengzhd@第一作者联系方式: E-mail: liwenlantutu@Received (收稿日期): 2020-07-07; Accepted (接受日期): 2020-11-13; Published online (网络出版日期): 2020-12-15. URL: https:///kcms/detail/11.1809.s.20201214.1748.004.htmlDOI: 10.3724/SP.J.1006.2021.03043玉米生长素响应因子家族基因的表达模式分析李文兰 李文才 孙 琦 于彦丽 赵 勐 鲁守平 李艳娇 孟昭东*山东省农业科学院玉米研究所 / 小麦玉米国家工程实验室 / 农业部黄淮海北部玉米生物学与遗传育种重点实验室, 山东济南 250100摘 要: 生长素响应因子(auxin response factor, ARF)是一类重要的转录因子, 通过特异性地结合生长素响应元件调节下游靶基因的转录, 参与诸多植物生长发育过程的调控。
玉米中有许多ARF 家族基因, 但其表达模式有待深入研究。
本研究分析了玉米ARF 家族基因在不同组织器官中的表达, 发现除ARF10、ARF16和ARF34组成型表达外, 其余32个ARF 基因的表达水平在生殖器官中要明显高于营养器官。
小麦 TaFer A1基因抗旱相关分子标记的开发
小麦 TaFer A1基因抗旱相关分子标记的开发的报告,600字
本报告旨在报告TaFer A1基因抗旱相关分子标记的开发过程。
近年来,气候变化已成为最大的农业挑战之一,其中极端旱灾造成了巨大损失,严重影响了作物产量。
因此,尝试利用基因技术改造小麦,以增加它们对极端干旱条件的抗性,已成为重大挑战。
本项研究旨在开发TaFer A1基因抗旱相关分子标记。
TaFer
A1基因可以促进植物对各种抗性挑战的抗逆,包括耐旱等。
因此,开发TaFer A1基因的抗旱相关分子标记是利用基因工
程技术来改善小麦耐旱性的一种方法。
为了实现这一目标,首先使用定向遗传学手段检测TaFer A1
基因的多态性以及其是否与抗旱性相关。
结果表明,TaFer A1
基因有着不同的多态性,部分等位基因可能与旱灾耐受性有关。
接着,将有潜力的多态性基因组合起来,并使用其他遗传数据证明它们与抗旱机制有关。
通过这样的研究,我们确定了TaFer A1基因的抗旱相关分子标记。
本工作的结果表明,TaFer A1基因抗旱相关分子标记的开发
是一种表现出良好抗旱抗性的有效方法。
此外,TaFer A1基
因抗旱相关分子标记开发也为实现小麦抗旱性性状的转基因技术提供了一个广阔的平台。
综上所述,TaFer A1基因抗旱相
关分子标记开发具有重要的理论意义和应用前景。
小麦生长素结合基因TaABP1-D的克隆、功能标记开发及其与株高的关联
作物学报ACTA AGRONOMICA SINICA 2012, 38(11): 2034−2041 /zwxb/ ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9E-mail: xbzw@DOI: 10.3724/SP.J.1006.2012.02034小麦生长素结合基因TaABP1-D的克隆、功能标记开发及其与株高的关联乔麟轶1,**张磊1,**张文萍1赵光耀2王玺1,*贾继增2,*1沈阳农业大学农学院, 辽宁沈阳 110866; 2中国农业科学院作物科学研究所 / 农作物基因资源与基因改良国家重大科学工程 / 农业部作物基因资源与种质创制重点实验室, 北京 100081摘要: 生长素在植物生长发育过程中通过建立浓度梯度来调控植物的株型。
ABP1 (auxin binding protein)作为生长素受体, 在质膜上相关生长素响应活动中起重要作用。
本研究从普通小麦中国春基因组数据库中分离了TaABP1基因的基因组序列, 根据基因组间序列差异将TaABP1定位于小麦第5同源群。
在中国春中克隆得到TaABP1-D基因的gDNA和cDNA序列。
TaABP1-D基因的开放阅读框为1 887 bp, 编码205个氨基酸, 含有ABP1蛋白典型的内质网滞留信号KDEL及Box区域。
表达分析表明, TaABP1-D在普通小麦中国春拔节期的根、茎基部、茎上部和叶尖均有表达, 相对表达量为叶尖>茎上部>根>茎基部, 与小麦的株型发育关系密切。
系统发育分析表明, ABP1基因在植物中较为保守, TaABP1-D是水稻OsABP1的直向同源基因。
针对TaABP1-D基因上游调控区重复序列差异(GT)6/5开发了一个SSR标记, 该标记在W7984×Opata85重组自交系(RIL)群体中对株高的表型变异解释率为9.7%, 是一个与株高极显著关联的功能标记; 其中对应高秆类型的等位变异属野生种特有, 在栽培种中被淘汰, 推测TaABP1-D基因在小麦驯化过程中可能经历了瓶颈效应。
茶树全基因组生长素反应因子(ARF)基因家族鉴定及表达分析
茶树全基因组生长素反应因子(ARF)基因家族鉴定及表达分析田时雨;张蓓林;雷阳;封闻;吕立堂
【期刊名称】《中国茶叶》
【年(卷),期】2022(44)6
【摘要】生长素反应因子(Auxin response factor)作为调控生长素应答基因表达
的转录因子,对调控植物生长发育起着十分重要的作用。
研究结合茶树基因组数据,
使用生物信息学分析,共鉴定出25个ARF基因,并将其命名为CsARF1~CsARF25。
可将它划分入5个亚族,同一亚族内的基序和保守结构域相对保守。
通过对CsARF 顺势作用元件的分析,发现其可能参与茶树对逆境胁迫的响应和调控茶树的生长发育。
通过转录组基因表达情况分析,CsARF在茶树不同组织的表达情况有很大区别,从一定程度上说明了CsARF参与调控茶树的生长发育,qRT-PCR验证分析结果趋
势与转录组数据基本一致,也从侧面验证了这一结果。
研究结果可为茶树ARF基因家族的进一步研究提供理论依据和参考。
【总页数】10页(P37-46)
【作者】田时雨;张蓓林;雷阳;封闻;吕立堂
【作者单位】贵州农业职业学院;贵州大学茶学院;贵州建设职业技术学院;衢州市绿峰工贸有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】S57
【相关文献】
1.梨全基因组生长素反应因子(ARF)基因家族鉴定及表达分析
2.黄瓜生长素反应因子(ARF)家族鉴定及表达特异性分析
3.莲ARF基因家族全基因组鉴定和表达分析
4.杜仲ARF基因家族全基因组鉴定和表达分析
5.玉米生长素响应因子基因家族全基因组鉴定及表达分析
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生长素响应因子与植物的生长发育
生长素响应因子与植物的生长发育刘振华;于延冲;向凤宁【期刊名称】《遗传》【年(卷),期】2011(33)12【摘要】生长素响应因子(Auxin response factor,ARF)作为一类调控生长素响应基因表达的转录因子,是生长素研究的重要内容.它可与生长素响应基因启动子区域内的生长素响应元件结合,促进或抑制基因的表达.文章介绍了植物体内ARF家族的分子生物学近年来的研究进展,同时也讨论了ARF转录因子的结构、ARF基因的表达调控、ARF在植物生长发育及信号转导中的作用以及ARF对靶基因的调控机制等内容.植物ARF成员都有一定的同源性,大多含有4个结构域,在多种组织和器官中都有表达,其表达受到转录及转录后调控,并且在介导生长素与其它激素之间相互作用方面扮演重要角色.%An important aspect of studies on auxin is auxin response factors (ARFs), which activate or repress the auxin response genes by binding to auxin response elements (AuxREs) on their promoters. In this review, we focused on molecular biological advances of plant ARF families, and discussed ARF structures, regulation of ARF gene expression, the roles of ARFs in regulating the development of plants and in signal transduction and the mechanisms involved in the target gene regulation by ARFs. The phylogenetic relationships of ARFs in plants are close and most of them have 4 domains. ARFs are expressed in various tissues. Their expressions are regulated at both transcriptional and post-transcriptionallevels. They play important roles in the interactions between auxin and other hormones.【总页数】12页(P1335-1346)【作者】刘振华;于延冲;向凤宁【作者单位】山东大学生命科学学院,植物细胞工程与种质创新教育部重点实验室,济南250100;山东大学生命科学学院,植物细胞工程与种质创新教育部重点实验室,济南250100;山东大学生命科学学院,植物细胞工程与种质创新教育部重点实验室,济南250100【正文语种】中文【相关文献】1.植物生长素响应因子基因的研究进展 [J], 方佳;何勇清;余敏芬;郑炳松2.植物生长素响应因子基因的研究进展 [J], 方佳;何勇清;余敏芬;郑炳松3.植物生长素响应因子ARF研究进展 [J], 梅梅;王晓禹;张晓林;陆秀君4.生长素响应因子(ARF)及植物遗传育种分析 [J], 刁锐琦;徐耀5.大豆生长素响应因子基因GmARF17对胚轴生长发育的调控作用 [J], 李小平;曾庆发;张根生;赵娟;陈嬴男;尹佟明因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
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”
小麦育性恢复基因Rf6的分子标记及其获得方法[发明专利]
专利名称:小麦育性恢复基因Rf6的分子标记及其获得方法专利类型:发明专利
发明人:马正强,杨郁文
申请号:CN200410014828.9
申请日:20040508
公开号:CN1570103A
公开日:
20050126
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明小麦育性恢复基因Rf6基因的分子标记及其获得方法,属于作物育种与生产领域。
对小麦小伞山羊草易位系N2114(♀)与苏三(♂)杂交获得的F2代群体的各单株的基因型及其育性进行遗传连锁分析,获得与T型细胞质不育育性恢复基因Rf6紧密连锁的共显性SSR标记MAG218标记和显性标记gwm88标记,它们与基因Rf6的连锁最紧密。
可以用来确定Rf6的存在与否以及存在状态,并预测小麦植株的育性,进而快速筛选检测携有Rf6的植株,避免环境对品种的影响,大大提高T型细胞质不育育性恢复系选育的速度与鉴定效率。
申请人:南京农业大学
地址:210095 江苏省南京市卫岗1号南京农业大学科技处钱宝英
国籍:CN
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水稻OsARF6基因在调控水稻种子粒型中的应用[发明专利]
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201811406321.6(22)申请日 2018.11.23(71)申请人 浙江大学地址 310013 浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号(72)发明人 齐艳华 王梅 乔继月 (74)专利代理机构 杭州天勤知识产权代理有限公司 33224代理人 韩聪(51)Int.Cl.C12N 15/29(2006.01)C12N 15/82(2006.01)C12N 9/22(2006.01)A01H 5/00(2018.01)A01H 6/46(2018.01)(54)发明名称水稻OsARF6基因在调控水稻种子粒型中的应用(57)摘要本发明公开了水稻OsARF6基因在调控水稻种子粒型中的应用,属于生物化学技术领域。
本发明还提供了一种长粒型种子水稻的育种方法,包括:利用CRISPR/Cas9技术定点编辑所述水稻OsARF6基因的靶位点,所述靶位点的序列分别为:G A C G C T G C A G C C A C T C A G C C ,ACCACTGGCTAAATATGTAA。
本发明利用CRISPR/Cas9系统构建水稻OsARF6基因靶位点特异性敲除的植物重组表达载体,利用转基因获得OsARF6纯合稳定的突变体植株,可用于分析OsARF6基因在水稻中的生物学功能;本发明还提供了水稻OsARF6突变体植株在水稻粒型研究的新方向,在农业开发方面具有潜在的应用价值。
权利要求书1页 说明书6页序列表8页 附图6页CN 109371040 A 2019.02.22C N 109371040A1.核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示的水稻OsARF6基因在调控水稻种子粒型中的应用。
2.如权利要求1所述的应用,其特征在于,利用RNAi或CRISPR/CAS9技术降低水稻OsARF6基因编码蛋白的表达或活性,进而获得长粒型种子的水稻突变体。
梨全基因组生长素反应因子(ARF)基因家族鉴定及表达分析
梨全基因组生长素反应因子(ARF)基因家族鉴定及表达分析欧春青;姜淑苓;王斐;赵亚楠【期刊名称】《中国农业科学》【年(卷),期】2018(051)002【摘要】[目的]明确梨ARF转录因子在梨基因组中的数量、结构和组织表达差异,为揭示ARF转录因子在梨树生长素信号途径及在矮生梨生长发育中的作用奠定理论基础.[方法]根据文献报道的苹果、拟南芥等植物中的ARF转录因子基因,利用BLAST软件鉴定梨基因组中的ARF.采用SMART、PROSITE、WebLogo 3、DNAMAN 5.0、MEME、GSDS 2.0和MEGA 5.1等软件对其蛋白和基因序列进行生物信息学分析.采用qPCR方法检测梨ARF在矮生梨‘中矮1号’不同组织器官及3个不同生长势梨品种木质部和韧皮部中的表达情况.[结果]鉴定得到31个梨ARF,所有PbARF蛋白均含有1个Auxin_resp结构域和1个B3结构域,除PbARF11、12、24、25和26外,其他序列的C末端还存在一个PB1(AUX_IAA)结构域.保守元件分析表明,PbARF基因家族包含1 5个保守元件,并非每个蛋白均含有所有保守元件.分组鉴定和进化树分析结果显示,PbARF蛋白可以被分为4组.基因结构分析表明,PbARF基因家族成员由2-15个外显子组成,基因结构进化高度保守.qPCR结果显示,所有PbARF在‘中矮1号’根、韧皮部、木质部、叶、花和果实中均有表达,表达模式各有不同,PbARF29在3个梨品种韧皮部中的表达表现出植株越矮表达量越高的趋势,PbARF16、17、18、27等4个基因在3个梨品种木质部中的表达表现为植株越矮表达量越低的趋势.[结论]梨基因组中含有31个ARF基因家族成员;所有PbARF蛋白均含有Auxin_resp和B3两个高度保守的结构域;PbARF结构进化高度保守;所有PbARF在‘中矮1号’不同组织器官、基砧杜梨根系及3个梨品种的木质部和韧皮部中均有表达,其中,PbARF29、16、17、18、27等5个基因的表达可能与梨树植株的高矮有关.【总页数】14页(P327-340)【作者】欧春青;姜淑苓;王斐;赵亚楠【作者单位】中国农业科学院果树研究所/农业部园艺作物种质资源利用重点实验室,辽宁兴城125199;中国农业科学院果树研究所/农业部园艺作物种质资源利用重点实验室,辽宁兴城125199;中国农业科学院果树研究所/农业部园艺作物种质资源利用重点实验室,辽宁兴城125199;中国农业科学院果树研究所/农业部园艺作物种质资源利用重点实验室,辽宁兴城125199【正文语种】中文【相关文献】1.梨CBL基因家族全基因组序列的鉴定及非生物胁迫下的表达分析 [J], 许园园;蔺经;李晓刚;常有宏2.亚洲棉ARF基因家族全基因组鉴定与分析 [J], 冯庭;司国阳;李国辉;郭宁;蔡永萍3.莲ARF基因家族全基因组鉴定和表达分析 [J], 苏静;王柯阳;董臣;周江波;李兰芝4.杜仲ARF基因家族全基因组鉴定和表达分析 [J], 刘闵豪;李龙;叶靖;周轩辕;李周岐;范睿深;徐郡儡5.玉米生长素响应因子基因家族全基因组鉴定及表达分析 [J], 曹丽茹;张前进;郭子宁;鲁晓民;张新;魏昕;皇甫柏树;王振华因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
小麦TaCRF2基因的克隆及其在烟草中的初步功能验证
小麦TaCRF2基因的克隆及其在烟草中的初步功能验证郭丽香;高世庆;唐益苗;王永波;刘美英;张朝;徐蓓;赵昌平【摘要】通过RT-PCR方法从小麦cDNA中扩增获得1个锌指蛋白基因TaCRF2,该基因的cDNA长度为843 bp,序列分析表明它编码1个含有280个氨基酸的蛋白质.在线软件预测该蛋白质的相对分子质量为30.97 kD,等电点为7.03,且在C-末端含有1个典型的RING-H2型锌指蛋白结构域,在N-末端含有2个跨膜结构域.氨基酸序列比对发现,TaCRF2与水稻中1个RING型锌指蛋白(ABF95226)的相似度为82%.亚细胞定位分析显示,该蛋白分布在细胞核和细胞膜上.real-time RT-PCR 表达特性分析显示,TaCRF2基因的表达受干旱、高盐和外源ABA的强烈诱导,低温对该基因的表达量影响不明显.初步功能验证发现过表达TaCRF2基因增强了转基因烟草对干旱和高盐胁迫的耐性.%Wheat, like other crops, suffers from drought, salt, low-temperature and other abiotic stresses, seriously resulting in yield decline. It is an effective way for crop breeding to improve resistance via molecular biology techniques. Zinc finger protein, an important transcription factor commonly found in plant, can regulate the expression of multiple stress-inducible genes and enhance comprehensive resistances effectively. In this study, a RING-H2 zinc finger protein gene, designated as TaCRF2, was isolated from Triticum aestivum by RT-PCR. Its cDN A was 843 bp and encoded a putative protein of 280 amino acids with a predicted molecular mass of 30.97 kD and an isoelectric point (PI) of 7.03. A typical RING-H2 finger domain was found at the C-terminal region of TaCRF2 protein, and two transmembrane domains were found at the N-terminal region. Alignment of amino acid sequenceshowed that TaCRF2 was 82% identical to Oryza saliva putative RING zinc finger protein ABF95226. Subcellular localization analysis showed that the TaCRF2 was expressed in both nuclear and cytoplasm membrane, real-time PCR showed that the transcript of TaCRF2 was strongly induced by drought, salinity and cold to some extent. The TaCRF2 gene was transformed into tobacco cultivar Wisconsin 38 (W38) by Agrobacterium mediated under the control of the CaMV 35S promoter. Under drought, salt and low-temperature stresses, transgenic tobacco lines carrying TaCRF2 gene developed the strong primary root, more lateral root and smaller yellow leaves, and performed higher tolerance to these stresses than the wide-type tobaccos, The primary function verification showed that overexpression of TaCRF2 gene in tobaccos enhanced their tolerance to drought and salinity stresses. This study will help further research of wheat RING-H2 type zinc finger protein reactions in the role of stress resistance, and bring wheat resistance breeding excellent candidate genes.【期刊名称】《作物学报》【年(卷),期】2011(037)008【总页数】9页(P1389-1397)【关键词】烟草;小麦;RING-H2型锌指蛋白;TaCRF2基因;干旱胁迫;盐胁迫【作者】郭丽香;高世庆;唐益苗;王永波;刘美英;张朝;徐蓓;赵昌平【作者单位】首都师范大学生命科学学院,北京100048;北京市农林科学院杂交小麦工程技术研究中心,北京100097;北京市农林科学院杂交小麦工程技术研究中心,北京100097;北京市农林科学院杂交小麦工程技术研究中心,北京100097;北京市农林科学院杂交小麦工程技术研究中心,北京100097;中国科学技术大学研究生院化学系,安徽合肥230026;中国科学技术大学研究生院化学系,安徽合肥230026;首都师范大学生命科学学院,北京100048;北京市农林科学院杂交小麦工程技术研究中心,北京100097;北京市农林科学院杂交小麦工程技术研究中心,北京100097【正文语种】中文高盐、干旱和低温等非生物逆境胁迫是影响植物生长发育和产量的重要限制因子。
小麦倒春寒响应基因TaJAZ6的克隆、表达模式及亚细胞定位分析
小麦倒春寒响应基因TaJAZ6的克隆、表达模式及亚细胞定位分析张自阳;周谦;王依;王志伟;朱启迪;茹振钢;刘明久【期刊名称】《华北农学报》【年(卷),期】2024(39)1【摘要】JAZ蛋白在植物生长发育和胁迫信号通路中具有关键作用。
为探究JAZ蛋白在小麦倒春寒中的调控机制,从小麦幼穗中克隆了TaJAZ6基因,并对其分子特征、表达特性与亚细胞定位进行分析。
结果表明,该基因CDS序列全长为549 bp,编码178个氨基酸,预测编码蛋白质的分子质量为18.376 ku,理论等电点为9.37,不稳定系数为62.44,属于不稳定蛋白。
该基因编码蛋白质具有1个TIFY结构域和1个CCT_2结构域。
系统进化树分析发现,该蛋白质与野生二粒小麦和乌拉尔图小麦TIFY 11b蛋白亲缘关系最近。
TaJAZ6基因启动子区除含有CAAT-box、TATA-box等基础作用元件外,还含有激素类响应元件、光响应元件、低温响应元件、防御和应激反应元件等。
实时荧光定量PCR分析发现,TaJAZ6基因在根、茎、叶和幼穗中均有表达,根系中表达量最高。
TaJAZ6基因还受低温和茉莉酸甲酯(MeJA)的诱导表达,低温胁迫下,TaJAZ6在矮抗58(耐倒春寒)和郑麦366(倒春寒敏感)根、茎和叶中表达趋势相同,均显著升高;喷施300,350μmol/L的MeJA之后再低温处理TaJAZ6在2个小麦品种中表达量均显著下降。
TaJAZ6在低温胁迫后的幼穗中表达量出现相反的趋势,在矮抗58幼穗中表达量显著下降,在郑麦366幼穗中则显著上升,推测该基因可能负调控了小麦倒春寒胁迫防御反应。
通过喷施MeJA显著降低了低温胁迫下2个小麦品种幼穗中TaJAZ6基因的相对表达量,同时提高了小麦的结实粒数。
亚细胞定位试验显示,TaJAZ6蛋白定位于细胞核中。
以上研究结果表明,TaJAZ6可能在小麦响应倒春寒胁迫过程中发挥重要作用。
【总页数】10页(P27-36)【作者】张自阳;周谦;王依;王志伟;朱启迪;茹振钢;刘明久【作者单位】河南科技学院农学院【正文语种】中文【中图分类】S512.03;Q78【相关文献】1.青稞HvnPHO1;2基因克隆、亚细胞定位和表达模式分析2.小麦TaZFP33基因克隆、生物信息学分析、亚细胞定位与表达分析3.小麦TaHTAS-5A基因的克隆、表达分析及亚细胞定位4.白粉菌诱导下小麦TaNHO1基因的克隆、表达分析及亚细胞定位5.烟草硝酸盐转运蛋白NtNRT1.7基因的克隆、亚细胞定位及表达模式分析因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
早期生长素响应蛋白在生长素信号转导中的作用
早期生长素响应蛋白在生长素信号转导中的作用蒋素梅;陶均;李玲【期刊名称】《植物生理学通讯》【年(卷),期】2005(41)1【摘要】3种早期生长素响应蛋白——生长素/吲哚乙酸蛋白(Aux/IAAs)、生长素响应因子(ARFs)和泛素介导的蛋白降解途径组分在生长素的信号转导中起着关键性的作用。
目前的研究结果支持负调控模型的说法,即Aux/IAAs蛋白以生长素依赖的方式通过泛素相关的蛋白降解机制为26S蛋白酶降解。
当Aux/IAAs-Aux/IAAs以及Aux/IAAs-ARFs二聚体含量降低时,ARFs-ARFs水平升高,ARFs-ARFs结合在生长素调控基因启动子的生长素响应元件(AuxREs)上调节一系列基因的表达,进而引导植物的正常生长和发育。
【总页数】6页(P125-130)【关键词】生长素;早期生长;IAA;吲哚乙酸;响应;蛋白;植物;泛素;信号转导;调控模型【作者】蒋素梅;陶均;李玲【作者单位】华南师范大学生命科学学院【正文语种】中文【中图分类】Q945;S652【相关文献】1.生长素信号转导及其在棉花纤维发育中的作用 [J], 陈青;王荣;白瑞雪;翟瑞童;崔百明;彭明;张根发2.过氧化氢对拟南芥生长素信号转导相关蛋白的影响 [J], 刘梦灵;陈颖华;张盛春3.生长素的运输及其在信号转导及植物发育中的作用 [J], 任怡怡;戴绍军;刘炜4.水稻富亮氨酸重复类受体蛋白激酶OsRPK1响应外源生长素的作用研究 [J], 邹禹;刘园园;张培江;钱宝云;张炜5.ABP1参与BY2细胞生长素响应的Ca^(2+)信号转导过程 [J], 徐茂盛;赵燕;翟翔;廖李玲;黄妤;黄丽华;陈金军;张学文因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
生长素反应因子作用机制研究进展
生长素反应因子作用机制研究进展
史梦雅;李阳;张巍;刘悦萍
【期刊名称】《生物技术通报》
【年(卷),期】2012(000)008
【摘要】概述ARF的结构和功能特点,其与Aux/IAA阻遏子之间的作用方式,以及它在生长素信号转导过程中的调控机制;对ARF基因在不同植物中的分布构成,表达特点,突变体的表型,以及转录后调控的研究现状进行了归纳分析.
【总页数】5页(P24-28)
【作者】史梦雅;李阳;张巍;刘悦萍
【作者单位】北京农学院植物科学技术学院,北京102206;北京农学院植物科学技术学院,北京102206;北京农学院植物科学技术学院,北京102206;北京农学院植物科学技术学院,北京102206
【正文语种】中文
【相关文献】
1.梨全基因组生长素反应因子(ARF)基因家族鉴定及表达分析 [J], 欧春青;姜淑苓;王斐;赵亚楠
2.生长素基因家族及其启动子、反应因子的研究进展 [J], 冯霞;李亚男;陈大清
3.早期生长反应因子-1对肝损伤的作用机制研究进展 [J], 庄卓男
4.核因子E2相关因子2/血红素加氧酶1信号通路介导的氧化应激反应对早期小鼠视网膜爆震伤的影响及其作用机制 [J], 杨露露;柳云恩;陈颖欣
5.炎症细胞因子白介素-6、肿瘤坏死因子-α、转化生长因子-β1在多囊卵巢综合征中作用机制及临床意义的研究进展 [J], 张杏;连方
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小麦生长素响应因子 TaARF6转基因烟草植株分子鉴定智一鸣;陈芳;刘晓曼;肖凯【摘要】【目的】生长素响应因子(ARF)在介导生长素信号传递和调控下游生长素响应基因的表达中发挥着重要功能。
本文旨在以在富集丰磷特异表达基因的小麦根系 cDNA 差减文库中鉴定的1个 ARF 类别的家族成员 TaARF6为基础,对该基因cDNA 序列、分子特征、不同供磷水平下该基因在根、叶中表达模式及遗传转化TaARF6对丰磷和缺磷条件下植株形态的影响进行较全面研究,阐明该小麦生长素响应因子基因介导不同供磷水平下对植株生长特性的影响。
【方法】采用生物信息学工具预测 TaARF6编码蛋白特征;采用溶液培养法培养丰、缺磷处理小麦幼苗,采用半定量 RT-PCR 技术鉴定 TaARF6在丰、缺磷处理下的表达特征。
采用 DNA 重组技术构建将 TaARF6编码阅读框融合至表达载体中的表达质粒,利用农杆菌介导的遗传转化法建立超表达 TaARF6转基因烟草植株。
采用琼脂培养和溶液培养法,培养丰、缺磷不同供磷水平下野生型植株和转基因烟草植株,进而利用常规分析方法鉴定不同磷水平下植株长势、根系和茎叶生物量和植株根叶形态及性状。
【结果】1)TaARF6编码生长素响应因子(ARF)型转录因子,编码蛋白中含有 ARF 家族成员具有的保守结构域。
该基因在氨基酸水平上与源于短柄草 BdARF6和源于水稻的 OsARF6具有高度同源特征。
表达分析表明,TaARF6在根、叶中均呈典型低磷下表达下调、复磷后表达再度回升模式,表明该基因表达受到外界供磷水平的调节。
2)遗传转化结果表明,在正常生长和低磷逆境下,与野生型植株相比,转基因烟草株系幼苗和植株形态明显增大。
3)丰、缺磷不同供磷水平下,与未转化的野生型(WT)对照植株相比,转基因系(Line 3和 Line 5)植株幼苗和植株根系、茎叶和单株鲜、干重均较野生型显著增加。
此外,与 WT 相比,转基因系植株根系数量增多、主侧根长度、根体积、叶面积和根冠比增加。
【结论】TaARF6编码典型的生长素响应因子,其编码蛋白具有生长素响应因子特有结构域。
TaARF6对环境中的低磷胁迫逆境能产生明显应答。
上调表达 TaARF6基因,具有增加植株根、叶鲜、干重和改善根叶及植株形态的生物学功能。
本研究表明,通过对植株体内生长素响应基因的转录调控,TaARF6在介导植株不同供磷水平下的根叶形态建成和干物质累积过程中发挥着重要作用。
%[Objectives] Auxin response factors (ARFs) play a critical role in mediating transduction of auxin signaling and regulating expression of downstream auxin-responsive genes. In this study, an ARF type transcription factor gene referred to TaARF6 identified in a root suppression subtractive cDNA library that enriches the differentially expressed genes under Pi sufficiency as the basis was used to investigate molecular characterization of TaARF6 and its expression patterns under various Pi-supply conditions, as well as its functions in regulating plant phenotypes. The objective of this study was aimed to elucidate biological roles of TaARF6 in mediating plant growth features under the conditions of Pi sufficiency and Pi deficiency. [ Methods] The protein characterization of TaARF6 was predicted by the bioinformatics’ tools. The seedlings of wheat (cv. Shixin 828) were cultured under the sufficient-and deficient-Pi conditions by a hydroponic approach and used to investigate the expression patterns of TaARF6 based on semi-quantitative RT-PCR. A DNA recombinant technique was adopted to construct the expression cassette integrating the TaARF6 open reading frame. The transgenic tobacco plants overexpressing TaARF6 were generated based on a genetic transformation approach mediated by Agobacterium-tumefaciens using the leaf discs as explants. Based on the culture methods of agar medium and hydroponicsolution, the seedlings and plants of the transgenic Line 3 and Line 5 as well as wild type (WT) were cultured to determine the growth features and to assay the fresh and dry weights of roots and aboveground tissues under the conditions of Pi sufficiency and Pi deficiency. [Results] 1) TaARF6 encodes a transcription factor categoried into auxin response factor family and shares the conserved domains of ARF proteins in plants, such as the DNA binding domain and the auxin response domain. It shares a high identity to BdARF6 and OsARF6, two ARF family members in B. distachyon and rice, respectively, at the amino acid level. The expression analysis reveals that TaARF6 is significantly down-regulated by Pi deprivation in roots and leaves, and its expression in the above tissues is restored by a recovery treatment initiated by retransferring the Pi-deprived plants to normal-Pi condition. 2) Compared with the wild type, the tobacco seedlings and plants overexpressing TaARF6 are improved under both Pi sufficiency and Pi deficiency conditions. 3) Compared with the wild type, the fresh and dry weights in roots, stems and leaves, and in the whole plant of the tobacco seedlings and plants with overexpression of TaARF6 are increased under the conditions of both normal growth and Pi deprivation, and the lateral root numbers, lengths of the primary and lateral roots, root volume, leaf areas and the ratios of root weight to aboveground tissue weight are also increased. [Conclusions]Our results in this study confirm that TaARF6 encodes a typical auxin response factor, and its encoded protein contains distinct domains generally situated in ARFs. TaARF6 is significantly responsive to external Pi levels.Overexpression of TaARF6 can improve plant growth features, fresh and dry weights under the conditions of normal growth and Pi deprivation. Together, our investigation in this study suggests that TaARF6 plays critical roles in mediating plant growth and dry mass production under various Pi-supply conditions, which is possibly finished through its transcriptional regulating expression of the downstream auxin-responsive genes.【期刊名称】《植物营养与肥料学报》【年(卷),期】2016(022)001【总页数】9页(P85-93)【关键词】小麦(Triticum aestivum L.);生长素响应因子;分子特征;遗传转化;根叶生长【作者】智一鸣;陈芳;刘晓曼;肖凯【作者单位】河北农业大学农学院,河北保定 071001;河北农业大学农学院,河北保定 071001;河北农业大学农学院,河北保定 071001;河北农业大学农学院,河北保定 071001【正文语种】中文【中图分类】S512.1.01;Q954.78genetic transformation; root and leaf growth生长素是植物生长发育的重要激素类物质,生长素信号与植株顶端优势、根系侧根发生、维管组织分化等密切相关[1-2]。