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Protist and Plant Growth-Promoting Bacterium Interaction Alters gh3-2 Expression and Enhances Nutrient Content in Rice

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Rice science 2024年第2期31卷 134-138,I0017-I0019页

作者： Komal A.CHANDARANA Natarajan AMARESAN C.G.Bhakta Institute of Biotechnology UkaTarsadia UniversityMaliba CampusBardoliSurat 394350GujaratIndia

The present study aimed to assess the interactive effects of four plant growth-promoting bacterium(PGPB)species[Providencia sp.(Pr),Stenotrophomonas sp.(St),Morganella sp.(Mo),and Lysinibacillus sp.(Lb)]and six protist species[two amoebae Vermamoeba vermiformis(A9)and Acanthamoeba genotype T4(A34),and four ciliates Crytolophosis mucicola(C1),Tetrahymena sp.(C2),Colpoda elliotti(C12),and an unidentified genus of the family Kreyellidae(C5)]on the uptake of nutrients and the expression of auxin-responsive gene(gh3-2)in *** findings revealed that rice seedlings grew healthily,and a statistically significant difference was observed after 30 d of incubation in pots under greenhouse conditions treated with each PGPB and protist-PGPB consortia,compared with the untreated control ***,the protist-PGPB treatments were more significant than PGPB treatment *** greatest improvement in rice seedling growth was observed in *** with Stenotrophomonas sp.(C12St)treatment,showing increased root and shoot length(88.57%and 79.69%).

关键词： seedling Plant gh3

Genome-wide analysis of gh3 gene family in soybean( Glycine max)

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Oil Crop Science 2016年第2期1卷 1-9页

作者： Wei ZHAO Xinjie SHEN Wei GUO Qingbo YOU Yanjie YAO Jianhua LU Juncheng ZHANG Lei HUANG Bingbing DUAN Huarong LV Aili BAO Yongqing JIAO Key Laboratory of Biology and Genetic Improvement of Oil Crops Ministry of AgricultureOil Crops Research Institute of the Chinese Academy of Agricultural Sciences

Auxin, as an important phytohormone, regulates plant growth and development by regula-ting the expression of diverse genes. gh3 is one of the main auxin - responsive genes, and has crucial roles in many biology processes. Studies have demonstrated gh3 gene family in various plants, but no ge-nome -wide analysis of the gh3 gene family has been conducted for a legume species. Here we performed a comprehensive genome mining and identified a total of 24 gh3 genes, located on 13 different chromo-somes in the soybean genome （ Gmgh3. 1 to Gmgh3. 24） . Most of the predicted Gmgh3s clustered to-gether in pairs, reflecting the ancient genome duplication event. Analysis of gene structure revealed the presence of introns in protein - coding regions, and that their size, abundance and distribution varied within the gene family. Expression analysis of Gmgh3 genes in soybean various tissues of different devel-opmental stages displayed their temporally and spatially expression patterns. We have identified 24 gh3 genes in the soybean genome. The expansion of Gmgh3 genes and their distribution pattern on the chro-mosomes revealed genome - wide segmental duplications of soybean. Diverse expression of Gmgh3s dur-ing soybean growth and development indicated their important function roles.

关键词： gh3 IAA gene family soybean

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过表达gh3-5提高拟南芥抗旱的分子机制

南京农业大学学报 2016年第4期39卷 557-562页

作者：刘晓东李月王若仲代培红刘超石书兵新疆农业大学农学院/农业生物技术重点实验室新疆乌鲁木齐830052 湖南农业大学植物激素与生长发育湖南省重点实验室湖南长沙410128

[目的]拟南芥gh3-5和gh3-6基因属于生长素早期应答基因gh3基因家族。gh3-5基因过表达植株gh3.5-1D和gh3-6基因过表达植株dfl1-D都表现出生长素响应缺失的表型,然而与野生型对照相比两者的抗旱能力却完全相反。研究gh3-5基因的抗旱机制,... 详细信息

[目的]拟南芥gh3-5和gh3-6基因属于生长素早期应答基因gh3基因家族。gh3-5基因过表达植株gh3.5-1D和gh3-6基因过表达植株dfl1-D都表现出生长素响应缺失的表型,然而与野生型对照相比两者的抗旱能力却完全相反。研究gh3-5基因的抗旱机制,将能解释两者抗旱表型完全相反的原因。[方法]采用液相色谱-质谱联用技术测定了干旱胁迫后gh3.5-1D、dfl1-D及其对应野生型中水杨酸的含量,同时检测了gh3.5-1D/Nah G和gh3.5-1D/npr1两种双突变体的抗旱性。[结果]与野生型相比,干旱胁迫后dfl1-D中水杨酸(SA)的含量没有差异,而gh3.5-1D中SA的含量增加了1倍。进一步研究发现,gh3.5-1D较高的抗旱能力在gh3.5-1D/Nah G双突变体中丧失,而在gh3.5-1D/npr1双突变体中没有明显变化。[结论]水杨酸的过量积累是gh3.5-1D抗旱性发生逆转的原因,然而这种SA赋予的抗旱性可能并不依赖NPR1。

关键词： gh3 抗旱性水杨酸生长素

木薯gh3基因家族鉴定及其应答病原菌侵染的表达分析

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分子植物育种 2022年第6期20卷 1755-1765页

作者：冯亚亭李均一唐丽牛晓磊陈银华骆凯海南大学海南省热带生物资源可持续利用重点实验室海口570228 海南大学热带作物学院海口570228 海南大学生命科学与药学院海口570228

Gretchen hagen 3(gh3)属于植物生长素早期响应基因,通过控制生长素的稳态对植物生长发育和逆境胁迫响应起到了至关重要的作用,但是到目前为止仍未见对木薯gh3基因家族的研究报道。本研究通过生物信息学方法,在木薯全基因组数据中鉴定获... 详细信息

Gretchen hagen 3(gh3)属于植物生长素早期响应基因,通过控制生长素的稳态对植物生长发育和逆境胁迫响应起到了至关重要的作用,但是到目前为止仍未见对木薯gh3基因家族的研究报道。本研究通过生物信息学方法,在木薯全基因组数据中鉴定获得12个木薯gh3家族基因(Megh3.1~Megh3.12),其氨基酸分子量为44.53~69.92 kD,等电点范围为5.18~6.73,木薯所有gh3家族均含有motif 1、motif 2、motif 3、motif 4、motif 8和motif 10保守基序,具有3~4个外显子;根据系统进化关系可将Megh3家族成员分为3组;木薯Megh3基因不均匀分布在7条染色体上;启动子分析结果表明,Megh3基因含有多种激素和胁迫响应顺式作用元件;表达分析发现,Megh3基因在不同组织中表达量明显差异,绝大多数Megh3基因受病原菌侵染诱导表达。综合考虑,Megh3.4和Megh3.5可作为研究木薯抗病机制的候选基因。

关键词：木薯 gh3 基因家族表达分析系统进化生长素响应

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烟草gh3家族全基因组鉴定及表达分析

分子植物育种 2023年

作者：周思如左同鸿刘义梅王佩灵俸云燕关峰曾文艺朱利泉张贺翠西南大学农学与生物科技学院南方山地农业教育部工程研究中心

酰胺合成酶(Gretchen Hagen 3， gh3)是一类对植物的生长发育起着重要作用的化学信号早期响应蛋白，其基因家族在烟草(Nicotiana tabacum L.)中至今报道较少。本研究通过生物信息学的方法对烟草gh3基因家族进行了全基因组鉴定和表达分... 详细信息

酰胺合成酶(Gretchen Hagen 3， gh3)是一类对植物的生长发育起着重要作用的化学信号早期响应蛋白，其基因家族在烟草(Nicotiana tabacum L.)中至今报道较少。本研究通过生物信息学的方法对烟草gh3基因家族进行了全基因组鉴定和表达分析。结果表明：以拟南芥的19个gh3蛋白序列为探针blastp比对后验证其是否含有gh3特殊结构域，最终鉴定获得32个烟草gh3基因家族成员，将它们命名为Ntgh3-1～Ntgh3-32。各个成员间理化性质有所差异，所有Ntgh3蛋白均为亲水蛋白；在细胞质中均有分布。16个家族成员不均地分布在8条染色体上，其余的16个基因位于scafford上无法精确定位；系统发育进化树将gh3家族分为Group I、Group II 和 Group III 3个类群。基因结构图显示Ntgh3家族基因内含子数为1～6个，外显子数范围在2～7之间；保守基序图显示motif 1广泛存在于32个gh3蛋白中。在烟草染色体上一共发现了包括8个基因的串联重复区域形成的7对串联重复基因，烟草gh3基因家族成员与拟南芥6个基因有共线性关系。在烟草gh3家族基因启动子上游2 000 bp区域发现Ntgh3s含有大量响应激素和胁迫的顺式作用元件。基因表达模式分析发现，32个成员集中在叶片、花器官及根中大量表达，并且Ntgh3-13、Ntgh3-27、Ntgh3-32等基因能够被打顶处理显著诱导。由此推测烟草gh3家族成员在烟草生长发育、打顶胁迫响应过程中发挥着重要的作用。

关键词：烟草 gh3 生物信息学打顶伤害

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欧李gh3基因家族的鉴定及表达分析

分子植物育种 2023年第6期21卷 1842-1852页

作者：郭夕雯付鸿博张建英穆霄鹏王鹏飞张建成杜俊杰山西农业大学园艺学院太谷030801 山西农业大学果树研究所太谷030801

本研究基于欧李全基因组和转录组数据对gh3基因进行生物信息学和表达分析,研究结果表明:欧李gh3基因家族共鉴定出10个家族成员,理化性质分析结果显示,Chgh3基因编码的氨基酸分子量为64.51~69.86 k D,蛋白质不稳定系数在39.13~48.17,等... 详细信息

本研究基于欧李全基因组和转录组数据对gh3基因进行生物信息学和表达分析,研究结果表明:欧李gh3基因家族共鉴定出10个家族成员,理化性质分析结果显示,Chgh3基因编码的氨基酸分子量为64.51~69.86 k D,蛋白质不稳定系数在39.13~48.17,等电点范围为5.56~6.59,多为亲水蛋白。基因结构与保守基序分析结果表明,Chgh3基因都含有2~4段CDS编码区,且除了Chgh3-9外,都含有10个motif。启动子分析结果表明,Chgh3基因主要参与光响应和激素响应,其中,脱落酸和茉莉酸相关顺式作用元件数量最多。在对Chgh3进行表达分析后,发现除Chgh3-4和Chgh3-5在叶片中的表达量较高外,其余基因在叶片中的表达量都较低;Chgh3-9和Chgh3-10在欧李果实不同发育时期的表达量都较高。聚类分析结果可将gh3基因分为Clade1~Clade3组,根据前人对拟南芥gh3基因功能的研究,结合进化树结果,Chgh3-4和At4G03400.1(Atgh3-10)、Chgh3-5和At2G46370.4(Atgh3-11)、Chgh3-10和At2G14960.1(Atgh3-1)的进化关系最近。综合分析,10个Chgh3基因在不同组织及果实不同发育时期中的表达量差异较大,表明这些基因可能在欧李不同的发育阶段及不同部位起到不同的作用。另外,推测Chgh3-5能够特异性的响应JA途径的调控,抵抗非生物胁迫;Chgh3-6通过调节生长素的活性影响根系的发育。本研究为进一步研究Chgh3基因的生物学功能提供参考。

关键词：欧李 gh3 表达分析生物信息学

二甲双胍抑制gh3和AtT-20增殖及协同增强帕瑞肽对AtT-20的抑制作用

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二甲双胍抑制GH3和AtT-20增殖及协同增强帕瑞肽对AtT-20的抑制作用

作者：裴翔东第三军医大学

学位级别：硕士

背景:垂体生长激素(gh)腺瘤约占功能性垂体肿瘤的15%到20%,虽然大多为良性,其过度分泌生长激素在成人中能够引起肢端肥大症,在幼年期和青春期人群导致巨人症[1]。垂体促肾上腺皮质激素(ACTH)腺瘤导致激素异常分泌引起库欣病,并能够引起... 详细信息

背景:垂体生长激素(gh)腺瘤约占功能性垂体肿瘤的15%到20%,虽然大多为良性,其过度分泌生长激素在成人中能够引起肢端肥大症,在幼年期和青春期人群导致巨人症[1]。垂体促肾上腺皮质激素(ACTH)腺瘤导致激素异常分泌引起库欣病,并能够引起一系列并发症[2]。手术切除肿瘤是垂体gh腺瘤和ACTH腺瘤患者的首选治疗方法,药物治疗主要用于术后疾病未缓解或复发患者的辅助治疗[2-5]。生长抑素类似物是治疗gh腺瘤和ACTH腺瘤的一线用药。其中奥曲肽治疗gh腺瘤已被临床广泛应用。同时,奥曲肽在一些研究中也被证实对治疗ACTH腺瘤治疗有效[6-8],但是治疗效果的可重复性仍然具有争议[9]。帕瑞肽(Pasireotide)是一种新型的生长抑素类似物,针对库欣病人生化控制和临床改善上已经得到证实,但部分患者在治疗过程中伴发高糖血症[10-12]。二甲双胍(Metformin)作为常用的处方双胍类药物,能够有效安全地降低血糖而没有严重副作用,是治疗二型糖尿病的一线用药[13,14]。除了其降血糖的效果,最近也有报道称用二甲双胍治疗能够降低二型糖尿病病人的肿瘤发生率[15,16]。同时,在多个肿瘤细胞株中二甲双胍被证实具有抑制增殖的作用[17,18],还能够增敏食道癌化疗药物的抗肿瘤效果和达沙替尼对头颈肿瘤的抑制效果[19-21],但是二甲双胍对于垂体gh腺瘤和ACTH腺瘤的效果尚未见报道。本项目组前期在细胞实验中观察了二甲双胍对生长激素腺瘤细胞系gh3增殖和激素分泌的抑制作用。本实验研究通过裸鼠皮下移植瘤模型观察二甲双胍在体内对垂体腺瘤细胞系gh3的增殖和激素分泌的影响,并对可能存在的影响机制进行验证,同时利用体外细胞培养,研究二甲双胍对垂体ACTH腺瘤细胞系AtT-20的作用,以及是否具有协同增强帕瑞肽或奥曲肽抑制肿瘤细胞增殖的作用。方法:(1)用裸鼠gh3皮下移植瘤模型观察不同浓度二甲双胍处理组裸鼠的体重、肿瘤的大小变化,四周后收集裸鼠的血浆,利用ELISA技术检测gh浓度;收集荷瘤裸鼠的肿瘤,称重并提取蛋白质,利用Western Blot技术检测ATF-3、p-STAT3的变化,研究相关机制。(2)应用CCK-8法检测二甲双胍、帕瑞肽和奥曲肽对细胞增殖的作用,以及联合应用二甲双胍和奥曲肽、联合应用二甲双胍和帕瑞肽后相比单用药细胞增殖的变化,应用联合指数(CI)法检测药物是否具有协同作用。利用基因芯片检测mRNA转录水平变化,探索协同增强的机制。结果:1.二甲双胍通过调节ATF3表达增加抑制垂体腺瘤gh3细胞系的增殖裸鼠gh3皮下移植瘤治疗实验结果显示,接受100mg/kg每天口服强饲二甲双胍的100mg/kg组的肿瘤减少相对于纯水对照组无明显差异,接受300mg/kg每天口服强饲二甲双胍的300mg/kg组和接受500mg/kg每天口服强饲二甲双胍的500mg/kg组相比纯水对照组显著抑制肿瘤生长,表明二甲双胍抑制细胞系gh3的增殖。我们利用Western Blot技术检测ATF3在荷瘤裸鼠肿瘤组织中的表达,纯水对照组的ATF3表达均低于其他三组二甲双胍处理组ATF3表达(P3表达抑制gh3细胞增殖,与本项目组之前的体外实验结果一致。2.二甲双胍通过抑制STAT3活性抑制垂体腺瘤gh3细胞系过度分泌生长激素在裸鼠gh3皮下移植瘤治疗实验中,荷瘤裸鼠的体重相比正常裸鼠显著增加,与临床肢端肥大症病人特点相一致,而300mg/kg组和500mg/kg组的裸鼠体重的增加被减弱。同时,ELISA实验结果显示纯水对照组的荷瘤裸鼠相比正常裸鼠分泌更多的gh,而经过二甲双胍处理的荷瘤裸鼠能够反转gh的高分泌,证实二甲双胍抑制生长激素的过度分泌。在利用Western Blot技术检测后,纯水对照组磷酸化的STAT3表达均高于其他三组二甲双胍处理组表达(P3活性抑制gh3细胞生长激素分泌,3.二甲双胍能够抑制细胞系AtT-20增殖,能够协同增强帕瑞肽抑制AtT-20增殖CCK-8实验结果显示在加入不同浓度二甲双胍处理72h后,与对照组相比,1mmol/L、2mmol/L和5mmol/L的二甲双胍均能明显抑制垂体瘤AtT-20细胞生长,并呈剂量依赖性(p0.05),提示二甲双胍与奥曲肽联合应用相比单用二甲双胍没有更好的抑制效果,临床上联合用药的意义不大。在联用0.5mmol/L的二甲双胍之后,5μ

关键词：垂体腺瘤裸鼠 gh3 AtT-20 二甲双胍帕瑞肽奥曲肽生长激素

甜樱桃ARF、AUX/IAA及gh3组织特异性表达与PavARF4功能分析

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甜樱桃ARF、AUX/IAA及GH3组织特异性表达与PavARF4功能分析

作者：侯黔东贵州大学

学位级别：硕士

生长素在植物器官发育、调控脱落等过程中发挥重要功能,生长素响应相关基因家族包括ARF、AUX/IAA及gh3等。甜樱桃（Prunus avium L.）在果实发育期间,易出现异常脱落。本研究对甜樱桃全基因组搜索,得到全部的ARF、AUX/IAA及gh3成员,通... 详细信息

生长素在植物器官发育、调控脱落等过程中发挥重要功能,生长素响应相关基因家族包括ARF、AUX/IAA及gh3等。甜樱桃（Prunus avium L.）在果实发育期间,易出现异常脱落。本研究对甜樱桃全基因组搜索,得到全部的ARF、AUX/IAA及gh3成员,通过生物信息学分析、组织特异性表达、基因克隆、亚细胞定位及遗传转化分析功能。主要结果如下。1)甜樱桃生长素响应相关基因的挖掘在甜樱桃基因组中鉴定到16个ARF,17个AUX/IAA,以及8个gh3成员。ARF与AUX/IAA均预测在细胞核中,绝大多数gh3预测在叶绿体中。同一基因家族基因结构保守且相似。在进化上与其他物种中类似,且可能存在广泛的相互作用。2)甜樱桃生长素响应相关基因组织特异性表达组织特异性表达结果表明,PavARF4/10/6/16、PavAUX/IAA8/10/14/21/22及Pavgh3.2/6/7可能参与叶片发育;PavARF3/6/8/10/14/15、PavAUX/IAA8/21及Pavgh3.2/6/7可能与花发育相关;PavARF6/7/10/12、PavAUX/IAA8/16/19及Pavgh3.5可能与果实发育相关。3)甜樱桃生长素响应相关基因与脱落两次生理落果中,PavARF7/8/12/13、PavAUX/IAA10/12/13/15及Pavgh3.5/6的表达存在显著差异,这些基因可能与果实落果关系密切。4)外源激素、低温及干旱处理后基因的响应模式PavARF2/5/8/12/13/16在低温处理后1 h表达量上调,表明能够响应低温诱导。PavARF1/5/7/10/11/16能被干旱诱导;干旱胁迫下,PavARF1的表达上调。PavARF5/7/11在处理后4～6 h下调,PavARF16在处理后8 h上调。Pavgh3基因家族中,Pavgh3.2/3/6/7能够不同程度外源激素处理。5)基因克隆、亚细胞定位及遗传转化克隆得到2094bp PavARF4、1198bp PavAUX/IAA8、1080bp PavAUX/IAA 10的编码序列全长,并构建超表达载体。PavARF4定位在细胞核中,遗传转化烟草,获得6株转基因烟草株系;且可能与根、籽重、细胞生长、细胞壁等生命活动发生相关。

关键词：甜樱桃 ARF AUX/IAA gh3 基因家族表达分析亚细胞定位

雷洛昔芬对gh3细胞Seladin-1基因表达与细胞增殖和凋亡的影响

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雷洛昔芬对GH3细胞Seladin-1基因表达与细胞增殖和凋亡的影响

作者：李彦斌山东大学

学位级别：硕士

目的：探讨选择性雌激素受体拮抗剂雷洛昔芬对大鼠垂体瘤gh3细胞株seladin-1基因表达及其对肿瘤细胞增殖和凋亡的影响,分析seladin-1基因的功能及其在垂体瘤发生和发展中的调控机制,进一步为垂体腺瘤的药物干预,以seladin-1为靶点的基... 详细信息

目的：探讨选择性雌激素受体拮抗剂雷洛昔芬对大鼠垂体瘤gh3细胞株seladin-1基因表达及其对肿瘤细胞增殖和凋亡的影响,分析seladin-1基因的功能及其在垂体瘤发生和发展中的调控机制,进一步为垂体腺瘤的药物干预,以seladin-1为靶点的基因治疗和药物治疗提供试验依据。方法：大鼠垂体瘤gh3细胞常规在37℃、5%CO2、100%湿度的孵箱中培养,以不同浓度(0.1nmol/L、1nmol/L、10nmol/L、100nmol/L、1000nmoi/L)的雷洛昔芬作用于大鼠垂体瘤gh3细胞,培养48小时后检测雷洛昔芬的作用效果;以western blot检测seladin-1基因在不同浓度药物下蛋白表达、荧光定量RT-PCR检测seladin-1基因在不同浓度药物下seladin-1mRNA表达、Cell Counting kits-8(CCK-8)试剂盒检测不同浓度药物对肿瘤细胞增殖的影响和TUNEL试剂盒检测不同浓度药物对大鼠垂体瘤gh3细胞凋亡的不同影响。结果：1.雷洛昔芬在10nmol/L-1000nmol/L的浓度范围抑制seladin-1mRNA表达(Pgh3细胞seladin-1mRNA表达下降最显著,0.1nmol/L、1nmol/L组与对照组比较差异无统计学意义(P>0.05)。2.雷洛昔芬在所有实验组均抑制seladin-1基因蛋白表达(Pgh3细胞seladin-1蛋白表达呈现下降趋势(Pgh3细胞seladin-1蛋白表达呈上升趋势(Pgh3细胞seladin-1蛋白表达下降最为明显。3.雷洛昔芬在10～1000nmol/L实验组能够抑制gh3细胞生长(P0.05)4TUNEL试剂盒检测雷洛昔芬在10～1000nmol/L浓度对大鼠垂体瘤gh3有效诱导细胞凋亡(Pgh3细胞株seladin-1mRNA和蛋白的表达,并且在10～1000nmol/L浓度范围均受到抑制,抑制程度二者表现有一致性;2.雷洛昔芬能够抑制大鼠垂体瘤gh3细胞株的生长,抑制肿瘤细胞增殖;3.雷洛昔芬能够诱导肿瘤细胞凋亡增加,且凋亡率高于瘤细胞的增殖抑制率;4.雷洛昔芬通过作用于大鼠垂体瘤gh3细胞selandin-1能够抑制垂体瘤的生长,增加瘤细胞的凋亡,从而抑制垂体腺瘤的发生和发展,seladin-1有望成为垂体瘤药物治疗和基因治疗的新靶点。

关键词：垂体腺瘤 seladin-1 雷洛昔芬 gh3