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甘蔗ScWRKY4基因的克隆与表达特性分析 被引量：13
1
作者 王玲 刘峰 +7 位作者 戴明剑 孙婷婷 苏炜华 王春风 张旭 毛花英 苏亚春 阙友雄 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第9期1367-1379,共13页
WRKY是植物中特有的转录因子家族之一,在植物对生物和非生物逆境胁迫的应答反应中起重要调控作用。本研究基于课题组前期构建的甘蔗(Saccharum spp.)转录组数据库,从新台糖22(ROC22)中成功克隆到1个WRKY基因,命名为Sc WRKY4(Gen Bank登... WRKY是植物中特有的转录因子家族之一,在植物对生物和非生物逆境胁迫的应答反应中起重要调控作用。本研究基于课题组前期构建的甘蔗(Saccharum spp.)转录组数据库,从新台糖22(ROC22)中成功克隆到1个WRKY基因,命名为Sc WRKY4(Gen Bank登录号为MG852087)。序列分析发现,Sc WRKY4基因c DNA全长1265 bp,包含1个741 bp的完整开放读码框,编码246个氨基酸,该蛋白具有1个WRKYGQK保守结构域和C2H2锌指结构域,属于IIc类WRKY转录因子。生物信息学预测分析发现,Sc WRKY4蛋白为碱性的不稳定亲水性蛋白,不存在信号肽和跨膜结构域,蛋白二级结构元件缺少β螺旋。在本氏烟(Nicotiana benthamiana)叶片瞬时表达中,Sc WRKY4蛋白定位于细胞核。酵母杂交实验结果显示,Sc WRKY4不具有转录激活活性。实时荧光定量PCR分析表明,Sc WRKY4基因在甘蔗的根、叶、芽和皮中的表达量无明显差异,在蔗肉中的表达量最高,为对照蔗根的18.38倍;黑穗病菌侵染0~72 h,Sc WRKY4在抗病品种崖城05-179中下调表达,在感病品种ROC22中表达较稳定;受到外源激素脱落酸、水杨酸和茉莉酸甲酯以及非生物胁迫因子氯化钠和聚乙二醇胁迫后,Sc WRKY4基因均被诱导上调表达。上述研究结果表明,Sc WRKY4基因可能不参与甘蔗对黑穗病的抗性反应或在该防御方面起负调控作用,但积极响应甘蔗对盐和干旱胁迫的应答。 展开更多
关键词 甘蔗 WRKY转录因子 生物信息学 亚细胞定位 转录激活活性 实时荧光定量PCR
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甘蔗脂氧合酶基因ScLOX1的克隆与表达分析 被引量：6
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作者 孙婷婷 王文举 +8 位作者 娄文月 刘峰 张旭 王玲 陈玉凤 阙友雄 许莉萍 李大妹 苏亚春 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1002-1016,共15页
LOX属于脂氧合酶超家族(lipoxygenase superfamily),是脂肪氧化途径的重要因子,广泛参与植物生长发育的调节和对外界刺激的抵御。本研究基于甘蔗(Saccharumspp.)转录组数据库,通过RT-PCR技术,首次从新台糖22号(ROC22)蔗芽中克隆获得ScL... LOX属于脂氧合酶超家族(lipoxygenase superfamily),是脂肪氧化途径的重要因子,广泛参与植物生长发育的调节和对外界刺激的抵御。本研究基于甘蔗(Saccharumspp.)转录组数据库,通过RT-PCR技术,首次从新台糖22号(ROC22)蔗芽中克隆获得ScLOX1基因(GenBank登录号为MK106188)的cDNA全长序列。生物信息学分析显示,ScLOX1基因cDNA序列长度为2813 bp,开放读码框全长2664 bp,编码887个氨基酸,其编码蛋白的理论等电点为6.23,不稳定系数为39.77,亲水性平均值为-0.437,无信号肽和跨膜结构,但含有PLATLH2和Lipoxygenase活性位点,与高粱(Sorghum bicolor) LOX (XP002466613.1)的氨基酸序列相似性高达95.96%。预测ScLOX1基因的编码蛋白为酸性稳定亲水性非分泌蛋白,属于type I类非传统9-LOX。qPT-PCR分析结果显示,ScLOX1基因在蔗芽组织中特异性表达。接种甘蔗黑穗病菌(Sporisorium scitamineum)后, ScLOX1基因的表达量在抗病品种崖城05-179中短暂上升,但在感病品种ROC22中显著下降。分别对瞬时表达ScLOX1基因的本氏烟(Nicotiana benthamiana)植株叶片接种烟草茄病镰刀菌蓝色变种(Fusarium solani var. coeruleum)和青枯菌(Ralstonia solanacearum),表型观察、3,3’-二氨基联苯胺(3,3’-diaminobenzidine,DAB)染色和烟草免疫相关基因的表达情况分析显示,ScLOX1基因的过表达能够增强本氏烟对烟草茄病镰刀菌蓝色变种的防御,但对烟草青枯菌的作用与对照相比无明显差异。研究还发现,ScLOX1基因的表达受茉莉酸甲酯和水杨酸抑制下调,但受脱落酸、氯化钠和聚乙二醇诱导上调。以上结果为深入研究甘蔗ScLOX1基因的功能提供参考资料。 展开更多
关键词 甘蔗 脂氧合酶 生物信息学 实时荧光定量PCR 生物和非生物胁迫
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甘蔗Rieske Fe/S蛋白前体基因ScPetC的克隆及表达分析 被引量：8
3
作者 郑清雷 余陈静 +4 位作者 姚坤存 黄宁 阙友雄 凌辉 许莉萍 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期844-857,共14页
细胞色素b6f复合体还原型铁硫蛋白前体(Cytochrome b6f complex Rieske Fe/S precursor protein,PetC)是由细胞核PetC基因编码的蛋白,其成熟蛋白参与构成细胞色素b6f复合体,是电子传递的重要元件。基于前期构建的受高粱花叶病毒(Sorghum... 细胞色素b6f复合体还原型铁硫蛋白前体(Cytochrome b6f complex Rieske Fe/S precursor protein,PetC)是由细胞核PetC基因编码的蛋白,其成熟蛋白参与构成细胞色素b6f复合体,是电子传递的重要元件。基于前期构建的受高粱花叶病毒(Sorghum mosaic virus,SrMV)侵染的甘蔗转录组数据库,从主栽甘蔗品种‘新台糖22号’叶片中成功克隆到该基因,并命名为ScPetC(GenBank登录号为MH333037.1)。生物信息学分析发现,ScPetC基因cDNA全长824bp,包含了一个678bp的开放阅读框,编码226个氨基酸。ScPetC属于PRK13473超家族,其C末端具有典型的Rieske保守结构域;蛋白理论等电点为8.19,属于稳定的、亲水性蛋白;二级结构多为无规则卷曲,三级结构预测其比其他植物PetC多出一段α螺旋结构。在本氏烟(Nicotiana benthamiana)叶片瞬时表达中,ScPetC定位于叶绿体、细胞质和细胞膜。尽管前人研究表明,ScPetC的表达量会受SrMV侵染的影响,不同于半夏(Pinellia ternata)PetC与大豆花叶病毒(Soybean mosaic virus,SMV)P1蛋白之间的互作,ScPetC不能与SrMV-P1蛋白互作,但能与甘蔗黄叶病毒(Sugarcane yellow leaf virus,SCYLV)P0蛋白互作。实时荧光定量PCR分析表明,ScPetC基因在甘蔗不同组织中均有表达,但在叶片中的表达量最高。甘蔗受脱落酸胁迫3 h时,ScPetC表达量显著上调,但是随着处理时间的延长,表达受到抑制;在茉莉酸甲酯、水杨酸、氯化铜、氯化镉和氯化钠胁迫下,ScPetC表达量均显著下调。本研究通过对ScPetC生物学功能、环境外源激素与重金属等胁迫下的表达模式及其与甘蔗病原病毒蛋白互作的初步探究,增加了对甘蔗PetC的了解,也为深入研究其在甘蔗受黄叶病毒侵染中的作用奠定基础。 展开更多
关键词 甘蔗 细胞色素b6f复合体还原型铁硫蛋白前体 生物信息学 亚细胞定位 蛋白互作 实时荧光定量PCR
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