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油茶果皮发育相关ARF-aux/iaa互作分析

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种子 2024年第6期43卷 12-20页

作者：徐嘉娟刘四黑杨冰魏莹莹朱亚艳许杰王港贵州省林业科学研究院贵阳550005 玉屏侗族自治县林业局贵州玉屏554000

生长素在植物生长发育过程中发挥重要调控作用,ARF和aux/iaa是生长素介导的信号转导通路中的关键调节因子。果皮厚度直接影响油茶的经济产量,不同种质的油茶果皮厚度具有明显的分化,为进一步研究油茶果皮厚度调控机制,通过转录组学和生... 详细信息

生长素在植物生长发育过程中发挥重要调控作用,ARF和aux/iaa是生长素介导的信号转导通路中的关键调节因子。果皮厚度直接影响油茶的经济产量,不同种质的油茶果皮厚度具有明显的分化,为进一步研究油茶果皮厚度调控机制,通过转录组学和生物信息学系统分析油茶果皮转录组数据,筛选油茶果皮发育过程中可能存在相互作用的CoARF和Coiaa基因。结果表明,在油茶果皮转录组数据中共鉴定到19个CoARF和17个Coiaa基因,有10对CoARF-Coiaa(8个CoARF基因和6个Coiaa基因)的时空表达存在显著相关性,将其编码蛋白序列分别与拟南芥中的ARFs和iaas构建系统进化树后发现,CoARF14、CoARF19和CoARF11与起转录抑制作用的AtARFS具有较近的亲缘关系。而CoARF6和CoARF10与起转录激活作用的AtARFS具有较近的亲缘关系。互作蛋白以拟南芥为参考进一步进行同源映射校验后,最终确定CoARF10-Coiaa5、CoARF6-Coiaa2和CoARF14-Coiaa12三对组合可能通过相互作用传递生长素信号参与调控油茶果皮发育。

关键词：果皮发育 ARF aux/iaa 互作筛选

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油茶aux/iaa基因家族的鉴定与分析

分子植物育种 2024年第9期22卷 2847-2855页

作者：张廷忠梁康陈荟朱亚艳许杰贵州省林业科学研究院贵阳550005

为了获取油茶aux/iaa基因家族的分布和结构特征,利用HMM进行油茶全基因组aux/iaa基因的鉴定。结果表明,油茶aux/iaa基因非均匀分布在10条染色体上;序列长度和外显子数量差异较大,氨基酸长度范围在132~1085之间,外显子数量为2~16个,同一... 详细信息

为了获取油茶aux/iaa基因家族的分布和结构特征,利用HMM进行油茶全基因组aux/iaa基因的鉴定。结果表明,油茶aux/iaa基因非均匀分布在10条染色体上;序列长度和外显子数量差异较大,氨基酸长度范围在132~1085之间,外显子数量为2~16个,同一系统发育亚组上的基因具有类似的外显子数量和基序结构;油茶aux/iaa部分基因具备响应生长素的顺式作用元件外,还具备其他激素响应的基序和光响应元件。转录组数据表明,CoiaaChr12_3、CoiaaChr7_5、CoiaaChr9_3、CoiaaChr9_4、CoiaaChr7_6基因在油茶花芽、花瓣、萼片、雄蕊、雌蕊中高表达,可能与花的形成和发育相关。CoiaaChr12_5在油茶种子中高表达,可能与油茶种子发育相关。本研究为aux/iaa基因家族在油茶中的系统研究提供了基础。

关键词：油茶基因家族 aux/iaa 启动子元件分析基因表达

决明aux/iaa和ARF基因家族鉴定、表达及蛋白互作分析

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药学学报 2023年

作者：冯昭刘世鹏吕蕊花吕瑞华胡晓晨张明英毛仁俊张岗陕西中医药大学医学技术学院陕西中医药大学药学院陕西省中医药管理局“秦药”研发重点实验室延安大学生命科学学院

植物生长素早期响应基因家族（auxin/indole-3-acetic acid， aux/iaa）及其与生长素响应转录因子（auxin response factor， ARF）的互作是调控植物生长发育的重要方式。本文基于药用植物决明（Senna tora L.）全基因组数据鉴定到28个S... 详细信息

植物生长素早期响应基因家族（auxin/indole-3-acetic acid， aux/iaa）及其与生长素响应转录因子（auxin response factor， ARF）的互作是调控植物生长发育的重要方式。本文基于药用植物决明（Senna tora L.）全基因组数据鉴定到28个Stoiaa和24个StoARF成员，分别归为10个和8个亚家族。系统发育树和共线性分析发现，决明与大豆（Glycine max）、蒺藜苜蓿（Medicago truncatula）的iaa、ARF同源基因均存在密切的进化关系，且基因片段重复事件主导了Stoiaa和StoARF的扩张。基因结构分析显示，绝大多数Stoiaas和StoARFs含有特征保守结构域。转录组数据分析显示，Stoiaas和StoARFs在叶、根和种子中均有表达，部分成员具有组织表达特异性。Stoiaa和StoARF启动子区域多含有与胁迫响应、生长发育、激素诱导、次生代谢等相关的作用元件。基因表达分析显示许多Stoiaas和StoARFs能够迅速响应干旱和盐胁迫，且在两种胁迫条件下表现出相似的表达模式。酵母双杂交实验证实StoARF8和StoARF10分别与多个Stoiaa蛋白之间同时存在不同程度的互作。以上研究结果为进一步开展决明aux/iaa和ARF基因家族的生物学功能分析提供基础。

关键词：决明 aux/iaa 生长素响应转录因子激素蛋白互作

Application of real-time RT-PCR quantification to evaluate differential expression of Arabidopsis aux/iaa genes

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Chinese Science Bulletin 2001年第19期46卷 1642-1645,1677页

作者： LIU Jinyuan Chiharu Oura Evalour T.Aspuria Yutaka Oono Hirofumi Uchimiya Advanced Science Research Center Japan Atomic Energy Research InstituteTakasaki 370Japan Department of Biological Sciences and Biotechnology Tsinghua UniversityBeijing 100084China Institute of Molecular and Cellular Biosciences University of TokyoTokyo 113Japan

The molecular techniques including Northern blot, dot blot, in situ hybridization, etc. have been successfully used to estimate semi-quantitatively mRNA levels in plant samples. In this study, we employed a real-time reverse transcription-PCR (RT-PCR) assay using SYBR Green I fluorescence methodology to evaluate accurate quantitation and sequence specific detection of aux/iaa mRNA levels in Arabidopsis. Results obtained indicate a linear dynamic range of 102-106 aux/iaa mRNA copies with standard deviations of generally less than 15%. As a model experiment, the outcome of analysis of expression patterns of five aux/iaa genes in Arabidopsis under various chemical and temperature treatments is presented. The method presented here provides a sensitive and rapid technique to evaluate plant aux/iaa mRNA expression levels in nanogram order.

关键词： Arabidopsis aux/iaa gene differential expression real-time RT-PCR quantification.

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猕猴桃aux/iaa基因家族的鉴定与表达

西北植物学报 2023年第1期43卷 55-65页

作者：苏丽艳西安文理学院生物与环境工程学院陕西省航天育种工程中心西安710065

在猕猴桃全基因组范围内鉴定生长素/吲哚乙酸(aux/iaa)基因家族,利用生物信息学方法分析其理化性质、结构特征及共线性关系等,并采用实时荧光定量PCR分析aux/iaa家族基因在不同组织及部分家族成员在外源激素胁迫下的表达模式,为揭示该... 详细信息

在猕猴桃全基因组范围内鉴定生长素/吲哚乙酸(aux/iaa)基因家族,利用生物信息学方法分析其理化性质、结构特征及共线性关系等,并采用实时荧光定量PCR分析aux/iaa家族基因在不同组织及部分家族成员在外源激素胁迫下的表达模式,为揭示该家族基因在猕猴桃发育过程中的功能奠定基础。结果表明:(1)猕猴桃基因组含有50个aux/iaa家族基因,编码氨基酸序列介于125~391 aa,蛋白分子量介于14.06~42.48 kD,等电点介于4.33~9.51;aux/iaa家族基因不均匀的分布于21条不同染色体上,且分布最多的23号染色体上含有11个基因;聚类分析将其分为9个亚族。(2)大部分aux/iaa家族基因含有4个不同的保守结构域,多数成员均含有Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ结构域,部分基因缺失Ⅰ结构域;基因结构分析表明该家族基因包含1~5个内含子;基因组内序列分析发现该家族基因含有23对重复基因对,包括20对片段重复和3对串联重复;与拟南芥的组间共线性分析发现有36个基因与拟南芥基因存在共线性关系。(3)亚细胞预测显示该家族基因大部分定位于细胞核;启动子顺式作用元件分析发现该家族启动子包含光、激素以及响应生物与非生物胁迫等相关作用元件。(4)实时荧光定量PCR分析表明,aux/iaa家族基因有组织表达特异性,各成员对外源激素响应的时间和强度不同,绝大多数基因在激素处理的早期下调表达,而Aciaa1a和Aciaa18a相对表达量呈现上调表达,响应模式的差异也说明了aux/iaa家族各个基因在调控猕猴桃发育过程中功能上的差异性。研究认为,猕猴桃aux/iaa家族基因具有功能多样性,且存在基因复制现象的基因部分表现出组织表达模式相似性,推测在功能上可能有冗余,在进化过程中该基因可能受到环境胁迫而导致序列的缺失或基因复制。

关键词：猕猴桃 aux/iaa 生物信息学表达分析

薄壳山核桃aux/iaa基因家族鉴定及其在嫁接愈合中的表达分析

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分子植物育种 2022年第8期20卷 2554-2564页

作者：范平桦朱凯凯谭鹏鹏彭方仁李永荣南京林业大学南方现代林业协同创新中心南京210037 南京林业大学林学院南京210037 南京绿宙薄壳山核桃科技有限公司南京211500

aux/iaa(auxin/Indole-3-Acetic Acid)家族是生长素信号的早期响应基因家族之一,广泛参与调控植物的生长发育过程。薄壳山核桃(Carya illinoinensis)作为一种重要经济树种,对其aux/iaa家族基因的鉴定具有重要意义。本研究利用生物信息... 详细信息

aux/iaa(auxin/Indole-3-Acetic Acid)家族是生长素信号的早期响应基因家族之一,广泛参与调控植物的生长发育过程。薄壳山核桃(Carya illinoinensis)作为一种重要经济树种,对其aux/iaa家族基因的鉴定具有重要意义。本研究利用生物信息学方法,在薄壳山核桃全基因组中鉴定出37个aux/iaa家族基因,亚细胞定位发现其全部成员位于细胞核。根据其与拟南芥aux/iaa基因的系统发育关系,将37个薄壳山核桃aux/iaa基因分为A、B两组。多重序列比对分析发现薄壳山核桃aux/iaa蛋白具有4个保守结构域,分别为I-IV。顺式作用元件分析发现所有薄壳山核桃aux/iaa基因启动子区域都具有响应激素的作用元件。根据薄壳山核桃aux/iaas在嫁接愈合中的表达模式,挖掘出4个高表达基因,它们可能在嫁接愈合过程中起重要作用。本研究将有助于阐明薄壳山核桃aux/iaas在嫁接愈合过程中的功能并筛选候选基因。

关键词：薄壳山核桃 aux/iaa 嫁接表达模式

Nitric oxide-mediated S-nitrosylation of iaa17 protein in intrinsically disordered region represses auxin signaling

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Journal of Genetics and Genomics 2023年第7期50卷 473-485页

作者： Hongwei Jing Xiaolu Yang Ryan J.Emenecker Jian Feng Jian Zhang Marcelo Rodrigues Alves de Figueiredo Patarasuda Chaisupa R.Clay Wright Alex S.Holehouse Lucia C.Strader Jianru Zuo State Key Laboratory of Plant Genomics Institute of Genetics and Developmental BiologyChinese Academy of SciencesBeijing 100101China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China Department of Biology Duke UniversityDurhamNC 27008USA Department of Neurobiology Duke University Medical CenterDurhamNC 27710USA Department of Biochemistry and Molecular Biophysics Washington University School of MedicineSt.LouisMO 63110USA Center for Biomolecular Condensates(CBC) Washington University in St.LouisSt.LouisMO 63130USA Department of Biological Systems Engineering Virginia TechBlacksburgVA 24061USA The Translational Plant Sciences Center(TPSC) Virginia TechBlacksburgVA 24061USA CAS Center for Excellence in Molecular Plant Sciences Chinese Academy of SciencesBeijing 100101China

The phytohormone auxin plays crucial roles in nearly every aspect of plant growth and development.auxin signaling is activated through the phytohormone-induced proteasomal degradation of the auxin/INDOLE-3-ACETIC ACID(aux/iaa)family of transcriptional repressors.Notably,many auxin-modulated physiological processes are also regulated by nitric oxide(NO)that executes its biological effects predominantly through protein S-nitrosylation at specific cysteine residues.However,little is known about the molecular mechanisms in regulating the interactive NO and auxin networks.Here,we show that NO represses auxin signaling by inhibiting iaa17 protein degradation.NO induces the S-nitrosylation of Cys-70 located in the intrinsically disordered region of iaa17,which inhibits the TIR1-iaa17 interaction and consequently the proteasomal degradation of iaa17.The accumulation of a higher level of iaa17 attenuates auxin response.Moreover,an iaa17^(C70W)nitrosomimetic mutation renders the accumulation of a higher level of the mutated protein,thereby causing partial resistance to auxin and defective lateral root development.Taken together,these results suggest that S-nitrosylation of iaa17 at Cys-70 inhibits its interaction with TIR1,thereby negatively regulating auxin signaling.This study provides unique molecular insights into the redox-based auxin signaling in regulating plant growth and development.

关键词： Arabidopsis thaliana auxin aux/iaa Nitric oxide S-nitrosylation Intrinsically disordered region

auxin regulates anthocyanin biosynthesis through the aux/iaa–ARF signaling pathway in apple

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Horticulture Research 2018年第1期5卷 43-53页

作者： Yi-cheng Wang Nan Wang Hai-feng Xu Sheng-hui Jiang Hong-cheng Fang Meng-yu Su Zong-ying Zhang Tian-liang Zhang Xue-sen Chen State Key Laboratory of Crop Biology College of Horticulture Science and EngineeringShandong Agricultural UniversityTai-AnShandongChina Collaborative Innovation Center of Fruit&Vegetable Quality and Efficient Production in Shandong Tai-AnShandongChina

auxin signaling,which is crucial for normal plant growth and development,mainly depends on ARF–aux/iaa interactions.However,little is known regarding the regulatory effects of auxin signaling on anthocyanin metabolism in apple(Malus domestica).We investigated the functions of MdARF13,which contains a repression domain and is localized to the nucleus.This protein was observed to interact with the aux/iaa repressor,Mdiaa121,through its C-terminal dimerization domain.Protein degradation experiments proved that Mdiaa121 is an unstable protein that is degraded by the 26S proteasome.Additionally,Mdiaa121 stability is affected by the application of exogenous auxin.Furthermore,the overexpression of Mdiaa121 and MdARF13 in transgenic red-fleshed apple calli weakened the inhibitory effect of MdARF13 on anthocyanin biosynthesis.These results indicate that the degradation of Mdiaa121 induced by auxin treatment can release MdARF13,which acts as a negative regulator of the anthocyanin metabolic pathway.Additionally,yeast two-hybrid,bimolecular fluorescence complementation,and pull-down assays confirmed that MdMYB10 interacts with MdARF13.A subsequent electrophoretic mobility shift assay and yeast one-hybrid assay demonstrated that MdARF13 directly binds to the promoter of MdDFR,which is an anthocyanin pathway structural gene.Interestingly,chromatin immunoprecipitation–quantitative real-time PCR results indicated that the overexpression of Mdiaa121 clearly inhibits the recruitment of MdARF13 to the MdDFR promoter.Our findings further characterized the mechanism underlying the regulation of anthocyanin biosynthesis via aux/iaa–ARF signaling.

关键词： aux/iaa metabolism anthocyanin

普通烟草aux/iaa转录因子家族全基因组鉴定分析aux/iaa

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中国烟草学报 2019年第6期25卷 80-89页

作者：王国平周东洁牛永志郑昀晔玉溪中烟种子有限责任公司玉溪市南祥路14号653100 云南省烟草农业科学研究院玉溪市南祥路14号653100

aux/iaa是一种生长素早期响应因子,影响生长素对植物生长发育的调控。烟草作为一种模式植物,在烟草中鉴定aux/iaa家族基因对于研究生长素调控机制具有重要意义。本研究利用生物信息学方法,从普通烟草基因组中鉴定出77个aux/iaa家族基因... 详细信息

aux/iaa是一种生长素早期响应因子,影响生长素对植物生长发育的调控。烟草作为一种模式植物,在烟草中鉴定aux/iaa家族基因对于研究生长素调控机制具有重要意义。本研究利用生物信息学方法,从普通烟草基因组中鉴定出77个aux/iaa家族基因,平均氨基酸数为379,全部为亲水性蛋白,大部分为酸性蛋白。其中46个基因定位到19条连锁群上,分布最多的22号连锁群上有6个基因,其余31个基因位于Scafford上,所有基因均定位于细胞核内。aux/iaa家族划分为2个类群,10个亚群,包括6对直系同源和40对旁系同源姐妹对,每个亚群中都分布有烟草的aux/iaa基因。所有的烟草aux/iaa基因均缺失了结构域Ⅰ,68个基因同时包含aux/iaa结构域Ⅲ和Ⅳ,21个B6亚组基因包含B3、ARF和aux/iaa结构域。内含子-外显子结构除了B6亚组基因外,都较为简单。表达模式分析结果显示,不同亚群的基因组织表达特异性不同,同一亚群的基因组织表达特异性一致。aux/iaa家族基因主要参与细胞组成、蛋白结合、生物进程调节、信号转导、刺激反应、代谢过程等功能。

关键词：烟草 aux/iaa 生物信息基因家族