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柳枝稷 Pvjaz1 基因的克隆、表达特性与亚细胞定位

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草地学报 2021年第2期29卷 234-243页

作者：王燕赵晓晓王伟伟杨凌职业技术学院陕西杨凌712100 高邑县第一中学河北石家庄051330 西北农林科技大学农学院陕西杨凌712100

jaz蛋白在植物生长发育和胁迫信号通路中具有关键作用。为探究jaz蛋白在柳枝稷(Panicum virgatum L.)中的调控机制,本研究从柳枝稷中克隆了Pvjaz1基因,并对其分子特征、表达特性与亚细胞定位进行了分析。结果研究表明:Pvjaz1的开放阅读... 详细信息

jaz蛋白在植物生长发育和胁迫信号通路中具有关键作用。为探究jaz蛋白在柳枝稷(Panicum virgatum L.)中的调控机制,本研究从柳枝稷中克隆了Pvjaz1基因,并对其分子特征、表达特性与亚细胞定位进行了分析。结果研究表明:Pvjaz1的开放阅读框长度为630 bp,编码209个氨基酸,为不稳定的亲水性蛋白,该蛋白含有jaz亚家族保守的TIFY与Jas结构域;系统进化分析表明Pvjaz1蛋白与糜子(Panicum miliaceum)和哈氏黍(Panicum hallii)的jaz蛋白亲缘关系较近;启动子分析表明Pvjaz1基因启动子区域包含与光响应、激素响应、胁迫响应和生长进程相关的顺式作用元件;Pvjaz1在生长素(auxin,IAA)、盐和干旱胁迫下反应强烈,在小穗中的表达量显著高于其它组织;Pvjaz1蛋白定位于细胞核和内质网上。本研究初步确定柳枝稷Pvjaz1基因在激素、胁迫信号应答和生长发育进程中具有关键作用,为探究Pvjaz1基因功能奠定了基础。

关键词：柳枝稷(Panicum virgatum L.) 基因克隆 jaz1 表达特性亚细胞定位

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丹参Smjaz1蛋白原核表达及条件优化

中国中药杂志 2012年第24期37卷 3712-3716页

作者：张利华吴文燕黄璐琦申业首都医科大学中医药学院北京100069 中国中医科学院中药研究所北京100070 北京中医药大学中药学院北京100029

目的:在前期克隆丹参Smjaz1基因的cDNA全长基础上,为研究丹参Smjaz蛋白的功能,在大肠杆菌BL21(DE3)中诱导表达丹参Smjaz1蛋白,并对其表达条件进行优化。方法:利用分子克隆的方法将丹参jaz1基因构建到原核表达载体pET32a上,转化到大肠杆... 详细信息

目的:在前期克隆丹参Smjaz1基因的cDNA全长基础上,为研究丹参Smjaz蛋白的功能,在大肠杆菌BL21(DE3)中诱导表达丹参Smjaz1蛋白,并对其表达条件进行优化。方法:利用分子克隆的方法将丹参jaz1基因构建到原核表达载体pET32a上,转化到大肠杆菌BL21(DE3)宿主菌中进行诱导表达。结果:对影响重组蛋白表达的4个因素,即诱导温度、诱导时间、IPTG浓度、及IPTG添加时间进行优化,确定丹参Smjaz1重组蛋白最适表达条件。IPTG浓度对目的蛋白的表达量没有显著影响;随诱导时间和诱导温度增加,Smjaz蛋白的表达量增加;而IPTG添加时间对蛋白的表达量有明显影响。结论:丹参jaz1蛋白在30℃温度条件下,重组菌生长2 h(A600=0.9),加入0.1 mmol.L-1浓度的IPTG,诱导20 h后,表达条件最合适。

关键词：丹参 jaz1 原核表达条件优化

甘薯等8种植物jaz1基因的生物信息学分析

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江苏农业学报 2019年第5期35卷 1021-1027页

作者：杨冬静孙厚俊谢逸萍张成玲马居奎李宗芸马代夫江苏徐淮地区徐州农业科学研究所/农业部甘薯生物学与遗传育种重点实验室江苏徐州221131 江苏师范大学生命科学学院江苏徐州221116

jaz(Jasmonate ZIM-domain)蛋白是植物中茉莉酸信号调控途径中重要的负调控因子,它在调控植物发育、营养生长、衰老、抗盐、抗旱以及抗病等过程中起着至关重要的作用。为了对甘薯等jaz1基因的生物信息学进行分析并对其功能进行预测,本... 详细信息

jaz(Jasmonate ZIM-domain)蛋白是植物中茉莉酸信号调控途径中重要的负调控因子,它在调控植物发育、营养生长、衰老、抗盐、抗旱以及抗病等过程中起着至关重要的作用。为了对甘薯等jaz1基因的生物信息学进行分析并对其功能进行预测,本研究以NCBI数据库中收集的8种植物jaz1蛋白氨基酸序列为试验数据来源,采用系列生物信息学分析软件对甘薯等8种jaz1蛋白的氨基酸组成及其理化性质、蛋白质亲疏水性、磷酸化位点、二级结构元件和含量、跨膜结构域、信号肽、蛋白质亚细胞定位、功能结构域进行预测和分析,并对8种植物jaz1蛋白氨基酸序列进行多重比较和蛋白质系统进化树进行构建和分析。结果表明,8种植物jaz1蛋白的氨基酸残基数目介于180~294;相对分子量介于19815670~31550050;理论等电点均为碱性等电点;8种植物jaz1蛋白的主要氨基酸为丝氨酸、脯氨酸、赖氨酸和苏氨酸;稳定性预测结果表明8种植物jaz1蛋白均为非稳定性蛋白质;磷酸化位点预测分析结果表明8种植物jaz1蛋白磷酸化位点数量最多为丝氨酸,其次为苏氨酸;根据亲疏水性预测分析结果推测8种植物jaz1蛋白均为亲水性蛋白质;信号肽和跨膜结构域预测结果显示这些蛋白质均为非分泌蛋白质不具有信号肽,没有明显的跨膜结构域;jaz1蛋白二级结构元件主要为不规则卷曲,其次为α-螺旋和延伸链;亚细胞定位预测结果显示该蛋白质主要定位于细胞核;结构域预测结果表明供试8种植物jaz1蛋白均含有jaz蛋白家族典型的TIFY和CCT_2功能结构域;氨基酸序列多重比对和蛋白质系统进化树分析结果表明甘薯jaz1与长春花jaz1亲缘关系最近。本研究可为甘薯jaz1基因功能研究和甘薯性状定向改良奠定理论基础。

关键词：甘薯 jaz1 磷酸化位点功能结构域亚细胞定位.

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高粱Sbjaz1基因克隆与表达分析

核农学报 2020年第10期34卷 2168-2177页

作者：蒋君梅陈美晴宁娜方远鹏郭继元罗丽婷任明见谢鑫贵州大学农学院贵州贵阳550025 国家小麦改良中心贵州分中心贵州贵阳550025 茅台学院资源环境系贵州遵义564507

jaz1基因是编码TIFY家族jazs蛋白的基因之一。为克隆高粱Sbjaz1基因及研究其响应胁迫表达特性,本试验以高粱品种BTx623为研究材料,提取其总RNA,反转录获得cDNA,以cDNA为模板扩增Sbjaz1基因,并对其进行生物信息学、基因表达和原核表达分... 详细信息

jaz1基因是编码TIFY家族jazs蛋白的基因之一。为克隆高粱Sbjaz1基因及研究其响应胁迫表达特性,本试验以高粱品种BTx623为研究材料,提取其总RNA,反转录获得cDNA,以cDNA为模板扩增Sbjaz1基因,并对其进行生物信息学、基因表达和原核表达分析。结果显示,Sbjaz1基因全长606 bp,编码201个氨基酸,蛋白质等电点为7.70,分子量大小为21.15 kDa;Sbjaz1与玉米相应同源基因亲缘关系最近,为亲水性蛋白;二级结构中α螺旋占25.37%、延伸链占9.95%、β转角占4.98%,无规则卷曲占59.70%。qRT-PCR分析表明,Sbjaz1在高粱根、茎、芽和叶组织中均有表达,且具有组织表达特异性,在茎中表达量最高;茉莉酸(JA)处理1 h后,Sbjaz1在高粱茎中表达量最高;吲哚乙酸(IAA)和PEG-6000可诱导Sbjaz1的表达。原核表达结果显示,Sbjaz1在大肠杆菌Rosetta(DE3)菌株诱导表达的最佳条件为:温度30℃,异丙基硫代半乳糖苷(IPTG)浓度0.8 mmol·L^-1。本研究结果为Sbjaz1基因的生物学功能研究提供了基础。

关键词：高粱 jaz1 基因克隆表达分析原核表达

植物激素脱落酸对茉莉酸介导的防御反应的调控

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植物激素脱落酸对茉莉酸介导的防御反应的调控

作者：孙凯文南京师范大学

学位级别：硕士

植物生活于瞬息万变的自然环境中,一生中时常会面对不适宜生长甚至威胁到存活的因素。这些潜在胁迫主要分为生物胁迫和非生物胁迫,生物胁迫包括病害、虫害、竞争植物等,非生物胁迫包括干旱、盐碱、极端气温等。植物如何感知胁迫信号,并... 详细信息

植物生活于瞬息万变的自然环境中,一生中时常会面对不适宜生长甚至威胁到存活的因素。这些潜在胁迫主要分为生物胁迫和非生物胁迫,生物胁迫包括病害、虫害、竞争植物等,非生物胁迫包括干旱、盐碱、极端气温等。植物如何感知胁迫信号,并适应不利环境,是一个基础而重要的生物学问题。近年来的研究已经揭示,植物激素茉莉酸通过降解jaz蛋白释放MYC2和EIN3等转录因子,启动对生物胁迫的防御应答;而脱落酸则是通过去抑制化SnRK2激酶,从而磷酸化下游的转录因子和离子通道蛋白,促进对非生物胁迫的应答。尽管对生物和非生物胁迫分别的防御和抗逆反应已经研究得比较透彻,现在的研究对于植物如何分配有限的资源在不同胁迫之间获得平衡依然是解释不清楚的,本研究正是从此角度出发开始研究茉莉酸信号通路和脱落酸信号通路的交叉互作。本论文研究工作从蛋白质相互作用结果入手,发现脱落酸信号核心模块中的重要蛋白PYL4、ABI1、OST1等与jaz1蛋白存在相互作用。进一步检测jaz1基因表达水平和jaz1蛋白质稳定性发现,由茉莉酸介导的jaz1表达上调和jaz1蛋白降解均受到外源脱落酸处理的加强,说明脱落酸信号可能对茉莉酸启动的反应有促进作用。接着,检测茉莉酸响应基因表达的结果表明,依赖于转录因子MYC2的靶基因VSP1和VSP2表达量在茉莉酸和脱落酸双重处理后,比茉莉酸处理上调的倍数更多,初步说明由茉莉酸引发的通过MYC2介导的对虫害和伤口的防御反应受到脱落酸信号的强化。综上所述,本研究通过生理和生化分子实验证明脱落酸信号通过受体PYL和协同受体PP2C与jaz蛋白之间的相互作用调控jaz蛋白的稳定性,对茉莉酸介导的应答生物胁迫的防御反应有一定影响。

关键词：拟南芥茉莉酸脱落酸 jaz1 生物胁迫防御

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拟南芥和水稻多磷酸肌醇激酶基因的功能研究

拟南芥和水稻多磷酸肌醇激酶基因的功能研究

作者：魏照云武汉大学

学位级别：硕士

植物多磷酸肌醇激酶IPK2是一个6/3特异性位点激酶活性的激酶,它能够将1,4,5-三磷酸肌醇[Ins(1,4,5)P3]催化成1,4,5,6-四磷酸肌醇[Ins(1,4,5,6)P4],并进一步磷酸化生成1,3,4,5,6-五磷酸肌醇[Ins(1,3,4,5,6)P5]。拟南芥有两个多磷酸肌醇... 详细信息

植物多磷酸肌醇激酶IPK2是一个6/3特异性位点激酶活性的激酶,它能够将1,4,5-三磷酸肌醇[Ins(1,4,5)P3]催化成1,4,5,6-四磷酸肌醇[Ins(1,4,5,6)P4],并进一步磷酸化生成1,3,4,5,6-五磷酸肌醇[Ins(1,3,4,5,6)P5]。拟南芥有两个多磷酸肌醇激酶同源异构体AtIPK2α和AtIPK2β。已有研究表明,AtIPK2β是一个胁迫应答基因,在酵母和烟草中异源表达AtIPK2β,可以提高它们对非生物逆境胁迫的抗性。AtIPK2β还能够被生长素所诱导,并参与调控分枝形成过程。最近的研究表明AtIPK2α和AtIPK2β以功能冗余性的方式参与植物生殖发育,其多磷酸肌醇激酶活性对拟南芥花粉发育,花粉管靶向以及胚胎发生等过程是必需的。茉莉酸(JA)是极为重要的植物激素之一。JA信号通路除了参与植物对逆境胁迫的应答反应,而且在植物生长发育过程中具有重要作用。jaz蛋白是JA信号通路中重要的转录抑制蛋白,能够与多种类型的转录因子互作,进而调控植物根长生长,花青素合成等生长发育过程。JA受体蛋白COI1能够与jaz蛋白结合形成COI1-jaz受体复合体,茉莉酸活性分子JA-Ile与COI1-jaz复合体结合并一起转移到26S蛋白酶体上,使jaz蛋白被降解,继而释放下游转录因子TFs,激活下游相关基因的转录以及JA应答过程。新的研究发现,Ins(1,4,5,6)P4、IP5的不同异构体、IP6以及IP8都能够与JA受体蛋白COI1结合复合结合,而且COI1决定了不同IP5异构体和IP6与JA受体复合体的亲和力。这些研究表明磷酸肌醇信号通路与JA信号通路相关,暗示了植物多磷酸肌醇激酶可能参与JA信号通路调控过程。在本研究中,我们发现AtIPK2β能够被MeJA所诱导并在JA信号通路中发挥作用。与野生型相比,拟南芥atipk2β突变体对JA抑制的根长生长不敏感,而且AtIPK2β过表达能够促进花青素的合成。在MeJA处理下,AtIPK2β激酶活性位点突变体与atipk2β突变体具有一致的表型。此外,蛋白降解实验分析显示AtIPK2β-Myc蛋白的积累促进了 jaz1蛋白的降解。这些结果说明,AtIPK2β参与了 JA调控的生理应答,并且能够影响jaz1蛋白的稳定性。水稻中只有一个多磷酸肌醇激酶OsIPK2,但是关于其功能研究的报道很少。我们对OsIPK2的过表达转基因材料pER10-OsIPK2和35S-OsIPK2进行分析发现,这些转基因材料的生长发育都受到了抑制。异源表达水稻OsIPK2的拟南芥植株也表现出了相似的生长抑制表型。我们还制备了 OsIPK2蛋白的多克隆抗体,以便于OsIPK2的功能研究。另外,我们还初步鉴定出一个能够与OsIPK2互作的蛋白OsMPK2,这可能为探究OsIPK2的功能提供一个新的机制。

关键词： AtIPK2β JA jaz1 OsIPK2 OsMPK2

拟南芥IQM1介导茉莉酸信号转导的机制研究

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拟南芥IQM1介导茉莉酸信号转导的机制研究

作者：黄潇广州大学

学位级别：硕士

IQM1(AT4G33050)属于IQM家族,是1个含有IQ基序的钙调素结合蛋白。本实验室前期研究发现IQM1有可能通过对jaz的调控介导JA信号转导,从而参与植物抗病。本文对IQM1在JA信号中的位置做了进一步确定,同时也对IQM1介导JA信号转导的机制进行... 详细信息

IQM1(AT4G33050)属于IQM家族,是1个含有IQ基序的钙调素结合蛋白。本实验室前期研究发现IQM1有可能通过对jaz的调控介导JA信号转导,从而参与植物抗病。本文对IQM1在JA信号中的位置做了进一步确定,同时也对IQM1介导JA信号转导的机制进行了探究,得到如下结果:1.突变体iqm1-1对Pst DC3000的抗性强于野生型Col;双突变体iqm1-1myc2-2的抗病性与myc2-2基本一致,且都强于Col和iqm1-1;iqm1-1 coi1-2的抗病性与coi1-2也基本一致,且明显强于其他基因型植株。2.利用RT-qPCR分析了茉莉酸反应抑制子jaz(jasmonate ZIM-domain)家族12个成员的基因表达。结果显示,相对于野生型Col,iqm1-1中jaz1基因表达下调;相对于jaz1超表达植株jaz1-GUSOE,双突变体iqm1-1jaz1-GUSOE中jaz1基因同样明显下调。3.水处理下,双突变体iqm1-1 jaz1-GUSOE幼苗中的GUS活性几乎不存在,也就是jaz1-GUS融合蛋白的含量几乎为0;用26S蛋白酶体抑制剂MG132处理后,jaz1-GUSOE幼苗中的GUS活性有所增强,但是iqm1-1 jaz1-GUSOE幼苗中的GUS活性仍然没有变化。4.jaz1超表达植株jaz1-GUSOE和双突变体iqm1-1 jaz1-GUSOE的染病情况基本一致,从各方面指标来看,染病程度明显低于iqm1-1和Col。5.植株喷施Pst DC3000后的0 h、1 h和3 h时,Col、iqm1-1、jaz1-GUSOE和iqm1-1 jaz1-GUSOE 4种基因型植株的气孔开度并无明显差异以及可见的规律性变化。6.将RIP所得样品反转录为cDNA,外送公司测序。根据测序结果,得到4个候选靶标基因。经过PCR验证,使用AT3G41768(编码rRNA)和ATCG00020(编码光系统II反应中心蛋白A)的引物进行PCR时扩增出了特异性条带。上述结果表明,IQM1介导茉莉酸信号参与植物抗病依赖于MYC2或COI1的存在,且可能并不是通过直接调控jaz1。IQM1蛋白可能具有结合rRNA或者结合编码光系统II反应中心蛋白A的RNA的能力。

关键词： IQM1 茉莉酸信号 jaz1 RNA免疫共沉淀拟南芥

拟南芥P_(jaz1):jaz1-GUS表达载体的构建与鉴定

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科技视界 2018年第10期 23-24页

作者：黄潇吕天晓范甜谢楚萍周玉萍田长恩广州大学生命科学学院植物抗逆基因功能研究广州市重点实验室广东广州510006

拟南芥IQM1是由AT4G33050编码的含有1个IQ基序的钙调素结合蛋白;前人已构建P35S:jaz1-GUS,并构建双突变体iqm1-1×P35S:jaz1-GUS,通过GUS染色实验得出IQM1突变使jaz1蛋白水平降低。为了排除35S启动子对表达模式的影响,拟构建Pjaz1:jaz1-... 详细信息

拟南芥IQM1是由AT4G33050编码的含有1个IQ基序的钙调素结合蛋白;前人已构建P35S:jaz1-GUS,并构建双突变体iqm1-1×P35S:jaz1-GUS,通过GUS染色实验得出IQM1突变使jaz1蛋白水平降低。为了排除35S启动子对表达模式的影响,拟构建Pjaz1:jaz1-GUS植物表达载体。PCR扩增获得jaz1启动子和jaz1 cds,经T-A克隆得到p MD19-Pjaz1和p MD19-jaz1。利用Kpn I和Nco I将p MD19-Pjaz1定向克隆至表达载体p CAMBIA1305.1上,再利用Bam HI将p MD19-jaz1克隆至p CAMBIA1305.1-Kpn I-Pjaz1-Bam HI-Nco I上,通过PCR和酶切鉴定其插入方向,证明Pjaz1:jaz1-GUS表达载体已构建成功。

关键词： IQM1 拟南芥 jaz1 GUS