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油莎豆水通道蛋白基因CeTIP2;1的克隆与分析 被引量：1
1
作者 邹智 郑玉皎 《热带作物学报》 CSCD 北大核心 2024年第8期1552-1559,共8页
油莎豆起源于非洲和地中海沿岸,是一种在块茎中高水平积累油脂的新型草本油料作物。水分平衡对于块茎的发育与代谢至关重要。液泡膜内在蛋白(TIP)是一类液泡膜定位并具有高效水分转运活性的水通道蛋白,包含TIP1~5等5个亚类。本研究基于... 油莎豆起源于非洲和地中海沿岸,是一种在块茎中高水平积累油脂的新型草本油料作物。水分平衡对于块茎的发育与代谢至关重要。液泡膜内在蛋白(TIP)是一类液泡膜定位并具有高效水分转运活性的水通道蛋白,包含TIP1~5等5个亚类。本研究基于油莎豆的基因组和转录组数据,采用RT-PCR技术对1个块茎高水平表达的TIP基因CeTIP2;1进行克隆。序列分析表明:CeTIP2;1的基因全长3323 bp,含有2个内含子,编码区长747 bp,编码248个氨基酸,理论分子量为24.73 kDa,等电点为5.09,总平均疏水指数为0.948,脂肪族指数为114.60,不稳定系数为21.76,属于稳定的酸性疏水型蛋白,与其液泡膜定位一致;该蛋白含有保守的MIP结构域,其中包括6个跨膜螺旋、2个半螺旋以及2个典型的NPA基序。CeTIP2;1与AtTIP2;1的序列相似性高达87.20%,远高于与SoPIP2;1的46.23%。进化分析进一步证实,CeTIP2;1隶属于TIP2亚类,是AtTIP2;1的直系同源基因。进化分析同时显示TIP2亚类早在单、双子叶植物分化之前就已经进化出2个小组。表达分析显示:CeTIP2;1在叶片、叶鞘、根、芽尖、匍匐茎、块茎等主要组织中均有较高水平的表达,丰度最高的是块茎和匍匐茎,最低的为芽尖;在块茎的发育过程中,呈现先升后降的钟形趋势,峰值出现在膨大中期,最低的为成熟期。此外,CeTIP2;1还在块茎的蛋白组中被检测到,表明其功能的重要性。这些结果为进一步揭示油莎豆的块茎水分平衡机制奠定坚实的基础。 展开更多
关键词 油料作物 块茎 液泡膜内在蛋白 进化分析 表达模式
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油莎豆块茎表达CeTIP4;1基因的克隆、亚细胞定位及表达分析
2
作者 邹智 郑玉皎 《热带作物学报》 CSCD 北大核心 2024年第9期1823-1831,共9页
液泡膜内在蛋白(tonoplast intrinsic protein,TIP)是调控植物细胞内水分平衡的主要水通道蛋白类型,其根据进化关系可分为TIP1~TIP5等5个亚类。本研究基于前期获得的油莎豆全长转录组对1个块茎高水平表达的TIP基因(命名为CeTIP4;1)进行... 液泡膜内在蛋白(tonoplast intrinsic protein,TIP)是调控植物细胞内水分平衡的主要水通道蛋白类型,其根据进化关系可分为TIP1~TIP5等5个亚类。本研究基于前期获得的油莎豆全长转录组对1个块茎高水平表达的TIP基因(命名为CeTIP4;1)进行克隆和鉴定。序列分析显示,该基因含有2个保守的内含子,编码区全长753 bp,预测编码250个氨基酸,理论分子量为25.57 kDa、等电点(pI)为6.02、总平均疏水指数(GRAVY)为0.884,属于典型的酸性疏水型蛋白;该蛋白含有1个保守的MIP(major intrinsic protein)结构域,且具有已结晶AtTIP2;1类似的结构特征。进化分析显示,CeTIP4;1与AtTIP4;1、OsTIP4;1、OsTIP4;2和OsTIP4;3聚在一起,序列相似性为69.62%~82.94%,支持其划归为TIP4亚类。本研究在基因克隆的基础上进一步构建了其亚细胞定位载体pNC-Cam1304-CeTIP4;1。在烟草叶片中的瞬时过表达和共聚焦显微镜观察显示,CeTIP4;1定位在细胞膜。进一步的表达分析显示,CeTIP4;1具有明显的组织特异性,主要在块茎、根、匍匐茎和芽尖中表达;在起始期、膨大中期、膨大晚期和成熟期等4个典型的块茎发育时期中,CeTIP4;1基因的表达呈现先升后降的趋势,峰值出现在膨大中期,最低的是成熟期,与含水量趋势基本一致。本研究结果为深入解析油莎豆块茎的水分平衡机制奠定坚实的基础。 展开更多
关键词 油料作物 虎坚果 块茎 液泡膜内在蛋白 亚细胞定位 表达模式
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麝香百合液泡膜水孔蛋白基因LlTIP2的克隆及生物信息学分析 被引量：4
3
作者 李红梅 丁岳炼 +3 位作者 林燕飞 陈伟文 黄新敏 何生根 《热带作物学报》 CSCD 2011年第10期1868-1872,共5页
水孔蛋白是位于质膜和液泡膜等生物膜上主要负责水分跨膜运输的通道蛋白,属于膜主要内在蛋白(major intrinsic proteins,MIP)超家族。采用RT-PCR和RACE法从麝香百合(Lilium longiflorum)叶片克隆得到1个液泡膜内在蛋白(tonoplast intrin... 水孔蛋白是位于质膜和液泡膜等生物膜上主要负责水分跨膜运输的通道蛋白,属于膜主要内在蛋白(major intrinsic proteins,MIP)超家族。采用RT-PCR和RACE法从麝香百合(Lilium longiflorum)叶片克隆得到1个液泡膜内在蛋白(tonoplast intrinsic proteins,TIPs)基因的全长cDNA序列,命名为L1TIP2(GenBank登录号:JN085950)。该基因cDNA全长986 bp,包括208 bp的3'-非翻译区,744 bp开放阅读框以及34 bp的5'-非翻译区,共编码247个氨基酸。由L1TIP2推导的氨基酸序列具有2个高度保守的水孔蛋白NPA(Asn-Pro-Ala)基序以及MIP的特征序列SGGHVNPAVTFG。同源性分析表明,LlTIP2氨基酸序列与陆地棉(Gossypium hirsutum)、大麦(Hordeum vulgare)、黑麦草(Lolium perenne)和小麦(Triticum aestivum)等植物TIP2的同源性分别达77%、74%、73%和72%。系统进化树分析表明LlTIP2属于液泡膜水孔蛋白TIP2亚类新成员。 展开更多
关键词 麝香百合 水孔蛋白 液泡膜内在蛋白 基因克隆 序列分析
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菜用大豆液泡膜内在蛋白(TIPs)基因鉴定及表达分析 被引量：5
4
作者 冯志娟 徐盛春 +3 位作者 刘娜 张古文 胡齐赞 龚亚明 《植物遗传资源学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期713-721,共9页
TIPs(tonoplast intrinsic proteins)是一类定位于液泡膜或液泡形成体上的水通道蛋白,在植物响应逆境胁迫中发挥重要作用。本研究利用大豆基因组数据库,在全基因组水平鉴定到23个GmTIPs基因。染色体定位分析发现GmTIPs基因分布在大豆17... TIPs(tonoplast intrinsic proteins)是一类定位于液泡膜或液泡形成体上的水通道蛋白,在植物响应逆境胁迫中发挥重要作用。本研究利用大豆基因组数据库,在全基因组水平鉴定到23个GmTIPs基因。染色体定位分析发现GmTIPs基因分布在大豆17条染色体上。蛋白多序列比对分析发现所有GmTIPs含有典型的6个保守的跨膜螺旋(TM1 to TM6)和2个保守的氨基酸元件NPA盒(Asp-Pro-Ala box)。蛋白特性分析发现GmTIPs的氨基酸数目在237~255之间,分子量在24.08~27.11k D之间,等电点在5.08~10.01之间。进化关系分析显示,大豆GmTIPs可划分为5个分支(TIP1,TIP2,TIP3,TIP4和TIP5),与拟南芥分类一致,且每个分支均含有这两个物种中的TIPs成员,暗示同一分支TIPs基因成员可能具有相似的基因功能。进一步利用q RT-PCR技术分析了5个GmTIPs候选基因对逆境胁迫(干旱和高盐)及激素信号(脱落酸ABA、乙烯前体ACC)的响应情况。结果显示,这些环境胁迫及外源激素均可以诱导GmTIPs基因在根和叶这两种组织中的上调或下调表达。其中,干旱和高盐两种胁迫诱导GmTIP2;6在根中上调表达最为明显。然而,干旱胁迫分别诱导GmTIP2;1、GmTIP2;2和GmTIP4;1在叶中显著上调表达。激素ACC处理诱导GmTIP2;2在根中明显上调表达。以上结果为进一步探讨GmTIPs基因的抗逆功能、分子机制及其在菜用大豆分子育种中的应用提供重要依据。 展开更多
关键词 液泡膜内在蛋白 全基因组鉴定 干旱和高盐胁迫 ABA和ACC激素 表达谱 菜用大豆
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甜瓜自毒作用相关基因CmTIP的克隆和分析 被引量：2
5
作者 谢新蕊 高强 +1 位作者 奚玉培 张志忠 《河北农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期44-48,63,共6页
以甜瓜品种‘新银辉’为试验材料,利用cDNA-AFLP技术分离并获取了甜瓜自毒作用相关水通道蛋白基因片段序列,利用RACE技术获得该基因全长cDNA序列,包含750bp的完整阅读框,编码250个氨基酸,具有6个跨膜区,2个高度保守的水孔蛋白基序NPA以... 以甜瓜品种‘新银辉’为试验材料,利用cDNA-AFLP技术分离并获取了甜瓜自毒作用相关水通道蛋白基因片段序列,利用RACE技术获得该基因全长cDNA序列,包含750bp的完整阅读框,编码250个氨基酸,具有6个跨膜区,2个高度保守的水孔蛋白基序NPA以及MIP特征序列,命名为:CmTIP(GenBank登录号:KF134811)。Blastn分析显示该基因与黄瓜CsTIP1;1基因同源性较高;荧光定量PCR分析结果显示该基因在根系分泌物胁迫处理6d时表达量最高,这与cDNA-AFLP分析结果一致。 展开更多
关键词 甜瓜 自毒作用 水通道蛋白 根系分泌物
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毛竹TIPs基因家族成员组织表达模式研究 被引量：6
6
作者 孙化雨 娄永峰 +2 位作者 李利超 赵韩生 高志民 《林业科学研究》 CSCD 北大核心 2016年第4期521-528,共8页
[目的]通过研究毛竹TIPs的分子特征和表达模式,为揭示逆境胁迫条件下TIPs在竹子中的作用提供证据,为培育抗逆的植物新品种提供新的基因资源。[方法]以毛竹为对象,利用生物信息学方法对毛竹基因组中的TIPs基因进行了全面分析,采用实时荧... [目的]通过研究毛竹TIPs的分子特征和表达模式,为揭示逆境胁迫条件下TIPs在竹子中的作用提供证据,为培育抗逆的植物新品种提供新的基因资源。[方法]以毛竹为对象,利用生物信息学方法对毛竹基因组中的TIPs基因进行了全面分析,采用实时荧光定量PCR技术分析基因在不同组织及干旱、水淹和Na Cl胁迫下的表达模式。[结果]毛竹基因组中含有6个TIPs同源基因,分别隶属于3个亚类(TIP1、TIP2和TIP4)。基因结构预测显示,Pe TIP1;1、Pe TIP1;2、Pe TIP2;2和Pe TIP4;2由2个外显子和1个内含子组成,而Pe TIP2;1和Pe TIP4;1由3个外显子和2个内含子组成。蛋白结构分析显示,毛竹6个TIPs均具有2个典型的NPA结构域和4个ar/R模体。通过转录组数据分析基因的组织表达特异性,结果表明Pe TIP1;1在各组织中的表达丰度均较高;Pe TIP1;2主要在花中表达;Pe TIP2;1在根和鞭中表达量较高;Pe TIP2;2在根中特异表达;Pe TIP4;1在叶片中表达丰度最高;Pe TIP4;2在笋和鞭中表达水平较高,在根中最低。实时定量PCR结果分析证明,干旱处理后毛竹根中Pe TIP4;1的表达量显著升高(p<0.01),Pe TIP2;1、Pe TIP2;2和Pe TIP4;2表达受到抑制(p<0.01);水淹处理后根中Pe TIP1;1和Pe TIP4;1表达量显著增加(p<0.01),Pe TIP1;2、Pe TIP2;2、和Pe TIP4;2则显著降低(p<0.01);Na Cl处理后根中6个Pe TIPs的表达量均显著增加(p<0.01)。干旱处理后毛竹叶片中Pe TIP1;1、Pe TIP1;2和Pe TIP4;1表达量均显著增加(p<0.01);水淹处理后叶片中Pe TIPs表达量均显著提高(p<0.01);Na Cl处理后叶片中Pe TIP2;1表达受到明显抑制(p<0.01)。[结论]Pe TIPs可能在毛竹抵抗干旱、水淹和Na Cl等非生物胁迫中发挥着不同程度的作用。 展开更多
关键词 毛竹 液泡膜内在水通道蛋白 表达分析
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丝颖针茅ScTIP1;1基因的克隆及对非生物胁迫的应答 被引量：1
7
作者 董超 杨云强 +4 位作者 孙旭东 李雄 杨时海 黄蓉 杨永平 《植物科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期99-108,共10页
利用丝颖针茅(Stipa capillacea Keng)一条EST序列并结合cDNA末端快速扩增(RACE)技术,克隆了丝颖针茅的一个液泡膜内在蛋白(tonoplast intrinsic proteins,TIPs)基因ScTIP1;1的全长编码区序列。该基因开放阅读框长度为753 bp,编码250个... 利用丝颖针茅(Stipa capillacea Keng)一条EST序列并结合cDNA末端快速扩增(RACE)技术,克隆了丝颖针茅的一个液泡膜内在蛋白(tonoplast intrinsic proteins,TIPs)基因ScTIP1;1的全长编码区序列。该基因开放阅读框长度为753 bp,编码250个氨基酸,其蛋白质分子量为25.8 kD,理论等电点为6.16;序列比对及系统进化分析表明,ScTIP1;1和拟南芥(Arabidopsis thaliana)AtTIP1;1蛋白的亲缘关系较近;亚细胞定位结果显示,该蛋白位于液泡膜上;实时荧光qRT-PCR检测表明,盐、干旱及低温胁迫可诱导ScTIP1;1基因的表达,且低温处理后基因的表达量变化最为明显。本研究结果为理解丝颖针茅的生态适应性提供了理论依据。 展开更多
关键词 丝颖针茅 液泡膜内在蛋白 分子克隆 基因表达 非生物胁迫
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毛竹TIP基因成员鉴定及其响应胁迫的表达分析 被引量：1
8
作者 朱成磊 杨克彬 高志民 《世界竹藤通讯》 2021年第1期1-11,共11页
液泡膜内在水通道蛋白(TIPs)在调节植物细胞膨压适应逆境胁迫环境过程中发挥着重要作用。研究毛竹TIP基因成员的分子特征及其在不同逆境胁迫条件下的表达模式,对揭示其在毛竹应答胁迫中的功能具有重要意义。利用生物信息学方法在毛竹基... 液泡膜内在水通道蛋白(TIPs)在调节植物细胞膨压适应逆境胁迫环境过程中发挥着重要作用。研究毛竹TIP基因成员的分子特征及其在不同逆境胁迫条件下的表达模式,对揭示其在毛竹应答胁迫中的功能具有重要意义。利用生物信息学方法在毛竹基因组中共鉴定19个编码完整TIP蛋白的基因(PeTIP1-1~PeTIP1-3、PeTIP2-1~PeTIP2-4、PeTIP3-1~PeTIP3-2、PeTIP4-1~PeTIP4-7和PeTIP5-1~PeTIP5-3);PeTIPs编码氨基酸的长度为238~434 aa,相对分子量为25.06~44.03 kDa;亚细胞位置预测显示,所有PeTIPs均定位于液泡膜上。PeTIPs包含7个保守基序,其中有4个为共有基序,不同成员的Ar/R选择性过滤器具有一定的差异,而Froger's残基均较为保守。系统进化分析显示,来自毛竹、水稻等6个物种的71条TIP氨基酸序列可分为5个分支,各分支中PeTIPs成员依次为3、4、2、7和3个。共线性分析结果表明,PeTIPs成员间共存在10对片段重复,在12个PeTIPs与水稻8个TIP基因间发现18对片段重复,这些重复基因多半发生在PeTIP4s和PeTIP5s中,且基因对的非同义对同义取代比(Ka/Ks)均小于1.0,表明PeTIPs经复制后的功能差异不大。在PeTIPs启动子区域中,发现多种与胁迫、激素响应相关的调控元件。基于叶片RNA-seq数据分析表明,不同PeTIPs响应低温、干旱和强光胁迫的表达模式均存在一定差异,既有显著性变化的成员(如PeTIP1-1和PeTIP1-2),也有几乎无变化的成员(如PeTIP5的成员)。qPCR结果显示,在不同胁迫条件下毛竹叶片和根中的PeTIPs的表达模式不同,多数呈现不同程度的显著上调,亦有在某一处理下基因表达变化不明显(如强光下叶片中的PeTIP1-1、PeTIP1-3和PeTIP4-2;干旱下根中的PeTIP1-1和PeTIP1-2),个别基因呈现下调(如低温下叶片中的PeTIP1-1)。毛竹叶片和根中PeTIPs的表达变化模式差异,说明它们在响应不同环境胁迫中可能发挥着不同的作用。 展开更多
关键词 毛竹 液泡膜内在水通道蛋白 分子特征 逆境胁迫 基因表达
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基于Perl脚本的大豆核苷酸序列高通量提取 被引量：3
9
作者 张大勇 王长彪 +2 位作者 易金鑫 何晓兰 马鸿翔 《南京农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期7-13,共7页
自从大豆全基因组测序完成和序列公布之后,阐明每个基因的生物学功能和调控网络成为当前的主要任务。基于Perl脚本开发了一套可以高通量、快速提取序列的程序,该程序可以批量提取大豆染色体某个区间的核苷酸序列并利用其他工具进行批量... 自从大豆全基因组测序完成和序列公布之后,阐明每个基因的生物学功能和调控网络成为当前的主要任务。基于Perl脚本开发了一套可以高通量、快速提取序列的程序,该程序可以批量提取大豆染色体某个区间的核苷酸序列并利用其他工具进行批量分析,还可用于某个基因在全基因组中的所有序列分析。本研究分别对大豆第4染色体Glyma04g00930.1～Glyma04g01740.1区间的基因序列和水通道蛋白基因家族成员TIP(液泡膜水通道蛋白)序列进行提取。结果发现:Glyma04g00930.1～Glyma04g01740.1区间共含有112个基因序列;大豆全基因组共有91个TIP基因,在20条染色体上均有分布,且在第12染色体上分布最多,多达10个,暗示该染色体可能对大豆的水分利用效率起着重要作用,基因所含内含子数为1～8个。序列提取所用的2个脚本程序可以从http://www.zlhyd.com/sxbi/soybean_strict.rar下载。 展开更多
关键词 大豆全基因组 序列提取 序列分析 液泡膜水通道蛋白 Perl程序
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