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CBL-CIPK信号系统参与小桐子抗冷性形成的生物信息学分析 被引量：1
1
作者 王海波 李芙蓉 +1 位作者 杨金翠 郭俊云 《广西植物》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期996-1007,共12页
类钙调磷酸酶B亚基蛋白(calcineurin B-like calcium sensor,CBL)属Ca^(2+)结合蛋白,通过与类钙调磷酸酶B亚基互作蛋白激酶(calcineurin B-like calcium sensor interacting protein kinase,CIPK)互作介导Ca^(2+)信号转导过程。CBL-CIP... 类钙调磷酸酶B亚基蛋白(calcineurin B-like calcium sensor,CBL)属Ca^(2+)结合蛋白,通过与类钙调磷酸酶B亚基互作蛋白激酶(calcineurin B-like calcium sensor interacting protein kinase,CIPK)互作介导Ca^(2+)信号转导过程。CBL-CIPK信号系统参与了植物对多种逆境胁迫的响应过程。为深入探讨小桐子的抗冷性机制,该研究基于BLAST序列比对的方法,在全基因组水平对小桐子CBL与CIPK基因家族进行了鉴定,并对其系统进化、基因结构、表达特性及功能互作进行了解析。结果表明:(1)在小桐子基因组中共鉴定到8个CBL基因与18个CIPK基因,CBL与CIPK蛋白长度分别在211~257 aa与422~484 aa之间,等电点分别在4.65~5.08与6.20~9.26之间。(2)另外,CBL基因家族都包含8~10个外显子,而CIPK基因家族分为显著的1~2个外显子(11个基因)和12~15个外显子(7个基因)两类。(3)多序列比对显示,小桐子CBL蛋白都鉴定到1个由14个氨基酸残基组成的非典型EF-hand基序与3个取代程度不同的典型EF-hand基序,而CIPK蛋白都包含N端激酶结构域与C端自抑制FISL/NAF结构域。(4)染色体定位显示,26个小桐子CBL与CIPK基因不均匀地分布于9条染色体上。(5)转录组数据分析表明,大部分CBL与CIPK基因在小桐子叶片、根及种子中都有高水平表达,其中JcCIPK14与JcCIPK18在低温处理时上调表达量达到了极显著水平(P<0.01),参与小桐子的抗冷性过程。综上结果为开展小桐子CBL和CIPK基因的功能鉴定与低温信号转导机制研究提供了借鉴。 展开更多
关键词 小桐子 蛋白激酶 cbl-cipk 基因家族 表达分析 抗冷性
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菜用大豆CIPK基因对逆境胁迫及激素的响应特征 被引量：12
2
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 2017年第6期1168-1178,共11页
CIPK(calcineurin B-like-interacting protein kinase)是一类丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,在植物响应逆境胁迫和激素信号转导中发挥重要作用。本研究利用大豆基因组数据库,在全基因组水平鉴定获得52个CIPK蛋白激酶。蛋白比对分析发现所有Gm ... CIPK(calcineurin B-like-interacting protein kinase)是一类丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,在植物响应逆境胁迫和激素信号转导中发挥重要作用。本研究利用大豆基因组数据库,在全基因组水平鉴定获得52个CIPK蛋白激酶。蛋白比对分析发现所有Gm CIPK含有高度保守特征性的N端激酶区、连接区和C端调控区。系统进化树分析发现大豆Gm CIPK与拟南芥、水稻CIPK分类一致,分为4个亚家族,且每个亚家族含有3个不同物种的成员,表明Gm CIPK基因的分化早于物种的分化。启动子分析表明,多数Gm CIPK基因的启动子区含有逆境和激素应答元件。组织表达分析发现,Gm CIPK基因呈现多样化的组织表达特性。进一步选取组织表达量相对较高的14个Gm CIPK进行荧光定量PCR分析,结果表明这些菜用大豆CIPK基因在不同程度上均受高温、干旱、高盐胁迫以及ABA、ACC、SA、Me JA激素的诱导表达。采用蛋白同源比对和蛋白互作在线数据库对拟南芥及大豆同源CIPK蛋白激酶与其他蛋白的互作关系进行了预测分析,发现17对同源CIPK与其他蛋白(激酶、磷酸酶、转录因子等)存在互作。本研究为菜用大豆CIPK基因的功能研究与利用奠定了基础。 展开更多
关键词 菜用大豆 cipk蛋白激酶 逆境应答 激素应答 蛋白互作
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植物CBL基因家族的研究进展 被引量：15
3
作者 董连红 史素娟 +6 位作者 S M Nuruzzaman Manik 苏玉龙 刘朝科 冯祥国 胡晓明 王倩 刘好宝 《核农学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期892-898,共7页
细胞中游离的Ca2+是植物细胞中普遍存在的第二信使,类钙调神经素B亚基蛋白CBL作为一种特殊的钙感受器在植物生长发育和逆境胁迫响应过程中发挥重要作用。本文主要对植物CBL家族的起源与进化、蛋白结构、亚细胞定位以及CBL的功能进行综述... 细胞中游离的Ca2+是植物细胞中普遍存在的第二信使,类钙调神经素B亚基蛋白CBL作为一种特殊的钙感受器在植物生长发育和逆境胁迫响应过程中发挥重要作用。本文主要对植物CBL家族的起源与进化、蛋白结构、亚细胞定位以及CBL的功能进行综述,并对今后钙感受器CBL家族的研究重点和发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 Ca^2+信号 cbl cipk 非生物逆境 信号转导
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谷子CIPK基因(Seita.5G145900)对非生物逆境的响应 被引量：4
4
作者 赵晋锋 杜艳伟 +3 位作者 王高鸿 李颜方 赵根有 余爱丽 《核农学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期698-704,共7页
在谷子基因组中鉴定出一个CIPK(Seita.5G145900,命名为SiCIPK19)基因。为揭示SiCIPK19对逆境胁迫的响应,对其基因结构、蛋白特征、功能、进化等性状进行了系统的分析和预测,并用实时定量PCR(RT-qPCR)检测了其在谷子苗期不同逆境及关键... 在谷子基因组中鉴定出一个CIPK(Seita.5G145900,命名为SiCIPK19)基因。为揭示SiCIPK19对逆境胁迫的响应,对其基因结构、蛋白特征、功能、进化等性状进行了系统的分析和预测,并用实时定量PCR(RT-qPCR)检测了其在谷子苗期不同逆境及关键生育期干旱胁迫下的表达。结果表明,SiCIPK19基因位于谷子5号染色体,基因组序列长1353 bp,编码450个氨基酸,基因无可变剪切,且不含内含子。功能域分析和多序列比对发现,SiCIPK19蛋白具有非常保守的序列结构,与其他植物CIPK蛋白也非常相似。RT-qPCR分析表明,SiCIPK19基因被聚乙二醇6000(PEG 6000)、ABA、高盐和低温胁迫强烈诱导。此外,SiCIPK19基因在谷子拔节期、抽穗期和灌浆期干旱条件下参与了对干旱胁迫的响应,推测该基因参与谷子对非生物逆境的应答,尤其在抽穗期和灌浆期干旱胁迫应答中发挥重要作用。本研究结果为进一步分析CIPK基因逆境应答机制,以及利用基因工程方法改善谷子抗逆性和提高产量提供了理论支持。 展开更多
关键词 谷子 cbl互作蛋白激酶(cipk) 基因 非生物逆境
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过表达ZmCIPKHT基因增强植物耐热性 被引量：3
5
作者 许静 高景阳 +8 位作者 李程成 宋云霞 董朝沛 王昭 李云梦 栾一凡 陈甲法 周子键 吴建宇 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期851-859,共9页
高温胁迫对植物正常生长发育及产量的影响越来越显著。为了适应外界环境的变化,植物进化出了一系列应对高温胁迫的分子遗传机制。类钙调磷酸酶B蛋白(CBL)互作蛋白激酶(CIPK),在ABA信号转导途径上积极参与植物对高温胁迫的响应。在前期... 高温胁迫对植物正常生长发育及产量的影响越来越显著。为了适应外界环境的变化,植物进化出了一系列应对高温胁迫的分子遗传机制。类钙调磷酸酶B蛋白(CBL)互作蛋白激酶(CIPK),在ABA信号转导途径上积极参与植物对高温胁迫的响应。在前期全基因组关联分析的基础上,本实验克隆了一个与玉米耐高温性状相关的候选基因ZmCIPKHT,qRT-PCR结果表明ZmCIPKHT基因受高温胁迫的显著诱导。室内表型鉴定的实验发现过表达ZmCIPKHT的转基因拟南芥植株在高温胁迫下,比野生型的存活率显著提高,生长状态更好。玉米原生质体瞬时转化实验证明ZmCIPKHT蛋白定位于细胞核中。酵母双杂交实验验证了ZmCIPKHT蛋白与玉米CBLs家族中的ZmCBL4蛋白存在互作关系。同时,ZmCIPKHT转基因拟南芥在高温胁迫条件下,脱落酸(ABA)通路相关基因的表达水平有其相应的变化,揭示了ZmCIPKHT可能依赖于ABA信号转导通路来增强植物的耐热性。这些结果为解析玉米CBL-CIPK信号通路依赖于ABA途径对植物非生物胁迫响应的分子机制提供了新的实验根据。 展开更多
关键词 玉米 耐热性 蛋白激酶 cbl-cipk ABA信号通路
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持续激活型CIPK9在花粉管生长过程中的生物学功能及亚细胞定位分析 被引量：1
6
作者 周利明 房玮 《广西植物》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期788-793,共6页
植物的花粉管生长是一个多因素参与的生理学过程,需要多种信号传导系统来引导植物细胞完成。钙离子作为第二信使,可以通过钙传感器CBLs激活下游的蛋白激酶CIPKs参与调控细胞的极性发育过程。该研究中 CIPK9 被确定为候选基因,其C端与绿... 植物的花粉管生长是一个多因素参与的生理学过程,需要多种信号传导系统来引导植物细胞完成。钙离子作为第二信使,可以通过钙传感器CBLs激活下游的蛋白激酶CIPKs参与调控细胞的极性发育过程。该研究中 CIPK9 被确定为候选基因,其C端与绿色荧光蛋白(GFP)相融合,通过基因枪技术在烟草花粉中进行瞬时表达,观察对应的亚细胞定位及花粉管中诱导的表型。结果表明:(1)GFP标记的CIPK9定位于花粉管中高速运动的颗粒状细胞器,并可随胞质环流进行规律的运动,为进一步探究CIPK9的生物学功能,还构建了持续激活型CIPK9(CACIPK9)。(2)与全长CIPK9相比较,CACIPK9缺少C末端的调控区域,并在激酶区域的激活环中进行了点突变,从而表现出不受调控的持续高活性。(3)缺少C端调控区的CACIPK9表现出非特异性的亚细胞定位,即与GFP对照相同的胞内弥散定位,说明CIPK9的C末端调控区对于其在花粉管中的正确定位发挥重要的调控作用。另外,CACIPK9过表达可以引起花粉管的去极化生长表型。这表明CIPK9作为钙信号下游家族的一员参与了花粉管极性生长的相关过程,并对花粉管的生长具有一定的调控作用。 展开更多
关键词 花粉管 钙离子 cbl 互作蛋白激酶 极性生长 信号传导
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苦荞FtCIPK的鉴定及响应干旱高钙胁迫的表达分析
7
作者 关志秀 韦春玉 +4 位作者 李梅 任兵 任欢欢 汪燕 梁成刚 《四川农业大学学报》 CSCD 北大核心 2023年第3期399-408,共10页
【目的】鉴定苦荞(Fagopyrum tartaricum L.)类钙调磷酸酶B互作蛋白激酶(FtCIPK),并研究干旱与高钙下FtCIPK的表达量变化,为探究苦荞耐干旱高钙的机理与FtCIPK基因功能提供科学参考。【方法】利用生物信息学方法对苦荞FtCIPK基因进行分... 【目的】鉴定苦荞(Fagopyrum tartaricum L.)类钙调磷酸酶B互作蛋白激酶(FtCIPK),并研究干旱与高钙下FtCIPK的表达量变化,为探究苦荞耐干旱高钙的机理与FtCIPK基因功能提供科学参考。【方法】利用生物信息学方法对苦荞FtCIPK基因进行分析,并模拟干旱、高钙和干旱高钙胁迫研究FtCIPK基因的表达模式。【结果】在苦荞8条染色体上共鉴定到5个FtCIPK基因,分别定位于染色体Ft3(2个)、Ft5(1个)和Ft6(2个),cDNA长度为1323~1467 bp,编码氨基酸440~488个,序列高度保守,均含蛋白激酶和NAF结构域。干旱下FtCIPK11在8 h、24 h显著下调,FtCIPK14在24 h极显著下调,FtCIPK10在24 h极显著上调;高钙下FtCIPK11在8 h、24 h极显著下调;FtCIPK10在8 h极显著上调,24 h显著下调;FtCIPK14在8 h极显著下调,24 h极显著上调;FtCIPK5在24 h极显著下调;干旱高钙下FtCIPK10和FtCIPK11在8 h、24 h显著下调,FtCIPK12在8 h、24 h极显著上调,FtCIPK14在24 h显著上调。【结论】说明FtCIPK5能响应高钙,FtCIPK10、FtCIPK11、FtCIPK14能响应干旱、高钙和干旱高钙,FtCIPK12能响应干旱高钙胁迫。相关性分析推测FtCIPK5、FtCIPK10、FtCIPK12、FtCIPK14可与FtCBL3-1,FtCIPK11可与FtCBL1和Ft CBL9,FtCIPK10和FtCIPK14可与FtCBL2互作响应干旱与高钙胁迫。 展开更多
关键词 苦荞 类钙调磷酸酶B互作蛋白激酶 干旱 高钙 基因表达
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月季类钙调神经素B亚基蛋白RcCBL3在Na^(+)胁迫下的生物学功能分析
8
作者 杜俊 王换换 +4 位作者 刘蓉 王淞 迟娇娇 奉树成 明凤 《上海农业学报》 2025年第4期1-10,共10页
为探究月季类钙调神经素B亚基蛋白RcCBL3在维持Na^(+)稳态中的作用及其调控机制,成功克隆了月季RcCBL3基因,并分析其结构特征和表达模式。结果表明:RcCBL3蛋白含有4个EF-Hand结构域,定位于液泡膜系统,且在叶片中高表达。在高浓度Na^(+)... 为探究月季类钙调神经素B亚基蛋白RcCBL3在维持Na^(+)稳态中的作用及其调控机制,成功克隆了月季RcCBL3基因,并分析其结构特征和表达模式。结果表明:RcCBL3蛋白含有4个EF-Hand结构域,定位于液泡膜系统,且在叶片中高表达。在高浓度Na^(+)处理下,RcCBL3基因表达显著上调,而在高浓度K^(+)处理下,其表达无显著变化。病毒诱导的基因沉默(VIGS)实验表明,RcCBL3基因沉默株系对Na^(+)胁迫的耐受性显著降低,表现为叶片枯萎和相对电导率升高。酵母双杂交和双分子荧光互补实验进一步证实,RcCBL3蛋白能够与RcCIPK1/2/3蛋白相互作用。沉默RcCBL3基因后,RcCIPK1基因表达量上升,而RcCIPK3基因表达量下降,暗示RcCBL3蛋白可能与RcCIPK1/3蛋白共同参与维持细胞Na^(+)稳态。该研究可为揭示月季细胞Na^(+)稳态调控网络提供理论基础,也可为月季耐盐育种工作提供指导意见。 展开更多
关键词 月季 Na^(+)胁迫 类钙调神经素B亚基(cbl)蛋白 cbl互作蛋白激酶(cipk) 稳态
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