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山杏种子mate家族分析及其重要成员mate40克隆表达

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生物技术通报 2021年第11期37卷 197-211页

作者：刘潇菡林子欣修宇党瑗林善枝北京林业大学生物科学与技术学院北京100083

山杏种子中的苦杏仁苷极大限制其油脂及其他相关产品的开发利用,而多药和有毒化合物排出(multidrug and toxic compound extrusion,mate)转运蛋白可能在苦杏仁苷转运过程中起重要作用。运用生物信息学方法对山杏种子Psmate家族成员进行... 详细信息

山杏种子中的苦杏仁苷极大限制其油脂及其他相关产品的开发利用,而多药和有毒化合物排出(multidrug and toxic compound extrusion,mate)转运蛋白可能在苦杏仁苷转运过程中起重要作用。运用生物信息学方法对山杏种子Psmate家族成员进行预测分析,采用qRT-PCR技术对其在发育种子中的表达模式进行分析测定;利用qRT-PCR技术对Psmate40进行组织特异性表达分析,使用GFP融合蛋白表达法对其进行亚细胞定位分析。基于实验室前期获得的山杏种子转录组数据,利用功能注释及生物信息学分析确定17个山杏种子Psmate基因家族成员,可分为3个亚家族:亚家族1、亚家族2与亚家族4;上述基因编码蛋白二级结构以α-螺旋为主,含多个磷酸化位点;除Psmate23、Psmate33、Psmate35A与Psmate35B蛋白为酸性蛋白外,其余均为碱性蛋白;15个Psmate蛋白为强疏水性跨膜转运蛋白,定位于质膜。qRT-PCR分析显示,Psmate家族成员在山杏发育种子中均有表达,但不同发育期表达量差异显著,其中Psmate40表达量在该家族基因中最高;结合系统发育结果,Psmate40与已被鉴定具有苦杏仁苷转运的mate蛋白聚类在一起,据此推测Psmate40基因在山杏种子苦杏仁苷的转运中起重要作用;成功克隆获得Psmate40基因序列;qRT-PCR分析表明,Psmate40基因在山杏种子中表达量最高而在根中最低,表明Psmate40表达具有组织特异性;构建植物表达载体pBI121-GFP-Psmate40并瞬时转化烟草叶片,荧光显微镜检测Psmate40转运蛋白定位于质膜。研究结果为阐明山杏种子苦杏仁苷的跨膜转运原理及分子定向培育低苦杏仁苷含量的油料植物奠定重要基础。

关键词：山杏 mate家族苦杏仁苷转运基因克隆表达分析

镉胁迫下宁夏枸杞mate家族基因的分离及其表达分析

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分子植物育种 2023年

作者：辛亚平余慧梁昕昕闫兴富魏玉清赵会君北方民族大学生物科学与工程学院国家民委生态系统建模及应用重点实验室

为研究镉 (Cd)胁迫对枸杞多药物和有毒化合物外排家族 (multidrug and toxic compound extrusion family， mate)基因表达模式的影响，探讨mate家族的基因在Cd区隔及外排中的作用，本研究以‘宁杞1号’组培苗为实验材料，采用水培处理... 详细信息

为研究镉 (Cd)胁迫对枸杞多药物和有毒化合物外排家族 (multidrug and toxic compound extrusion family， mate)基因表达模式的影响，探讨mate家族的基因在Cd区隔及外排中的作用，本研究以‘宁杞1号’组培苗为实验材料，采用水培处理方式，利用转录组测序技术结合生物信息学分析筛选宁夏枸杞mate家族的差异表达基因(Log2≥2或log2≤-2)；利用实时荧光定量PCR技术验证差异表达基因的表达变化模式; 筛选出mate1和mate2为目的基因，利用Race 技术和常规PCR技术克隆获得全长 cDNA 序列并进行生物信息学分析；构建mate1和mate2的酵母表达载体转化Zn/Cd敏感型酵母菌株进行Zn、Cd敏感性分析。结果显示：mate家族的部分基因受Cd和Zn诱导上调表达倍数明显，说明mate家族的基因可能参与了枸杞对Cd和Zn的耐受。转化Zn/Cd敏感型酵母菌株功能互补实验进一步验证了mate1和mate2能增强酵母对Cd和Zn的耐受性。本研究为mate蛋白家族在枸杞耐受重金属胁迫中的功能研究提供一定的参考，为低Cd累积枸杞品种的培育提供理论基础。

关键词：宁夏枸杞重金属胁迫 mate家族转基因酵母实时荧光定量PCR

拟南芥mate家族成员AtDTX18的功能研究

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拟南芥MATE家族成员AtDTX18的功能研究

作者：刘芳湖南师范大学

学位级别：硕士

和其它生物体一样，植物体合成和积累各种次生代谢物。这些物质对于植物生长发育和防御病虫害等有着重要的作用。然而，次生代谢物在植物细胞中过多的积累对于细胞来说是一种毒害。因此，处理和解毒这些有毒化合物就变得十分必要。在模... 详细信息

和其它生物体一样，植物体合成和积累各种次生代谢物。这些物质对于植物生长发育和防御病虫害等有着重要的作用。然而，次生代谢物在植物细胞中过多的积累对于细胞来说是一种毒害。因此，处理和解毒这些有毒化合物就变得十分必要。在模式植物拟南芥中存在一个具多药物和有毒化合物转运功能的mate基因家族，该家族有56个成员，其中有一些成员已被鉴定具有多药物和有毒化合物转运功能。本研究以其中一个成员AtDTX18为对象，进行了功能研究，得到的结果如下：1．采用分子克隆的方法将AtDTX18的cDNA克隆到pMD18-T载体上，测序结果显示其序列与AGI预测的序列一致。该基因位于第3条染色体上，编码一个具有469aa的蛋白。结构分析表明其具有mate家族的共同特征，即具有12个跨膜结构域。2．把AtDTX18亚克隆到pTrc99A载体上构建重组表达质粒．重组质粒电转化至细菌突变株KAM3，经IPTG诱导表达，在含有100μg/mL小檗碱、0.45～0.75mol/L TMAC1、3mmol/L IAA的培养基上观察到KAM3生长减弱。结果表明AtDTX18蛋白具有向胞内转运小檗碱、TMAC1、IAA或者其类似物的活性。3．通过PCR的方法从拟南芥基因组中扩增到AtDTX18的启动子序列，构建到双元表达载体pBI101.2上，通过农杆菌介导的方法转化拟南芥，然后对转基因植株用GUS底物进行组织化学显色分析。结果表明：AtDTX18在叶片中特异表达，并且表达量受伤害诱导，在伤害处理的叶片中AtDTX18的表达量开始增加。4．通过半定量RT-PCR的方法进一步证实，伤害处理后的野生型叶片中AtDTX18的mRNA量有明显的提高。5．结合生物信息学的分析，发现该基因的表达量受到伤害、MJ和真菌的诱导，推测AtDTX18参与MJ有关的植物抗病信号途径。其生理功能可能是转运该抗病途径中的某种次生代谢物。

关键词：拟南芥 mate家族次生代谢物

拟南芥mate家族成员AtDTX18表达分析及功能初探

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拟南芥MATE家族成员AtDTX18表达分析及功能初探

作者：陈奇辉湖南师范大学

学位级别：硕士

多药和有毒化合物排出家族(Multidrug and Toxic CompoundExtrusion,mate)是一个新的次级转运蛋白家族,此类转运蛋白对氨基葡糖、阳离子染料、多种抗生素和药物有转运作用。拟南芥中mate家族至少有56个成员,而其中只有少数蛋白的功能被... 详细信息

多药和有毒化合物排出家族(Multidrug and Toxic CompoundExtrusion,mate)是一个新的次级转运蛋白家族,此类转运蛋白对氨基葡糖、阳离子染料、多种抗生素和药物有转运作用。拟南芥中mate家族至少有56个成员,而其中只有少数蛋白的功能被鉴定出来。芯片信息显示大多数mate家族基因受外界胁迫诱导,暗示着mate与外界胁迫信号有着密切的联系。而其中一个可能介导这种联系的激素为JA。已知,JA及其甲酯作为植物重要的信号组成,广泛参与植物对多种逆境的响应,可被多种逆境因子如创伤、臭氧、干旱、病原菌侵染等诱导。本文以mate家族成员AtDTX18为研究对象,对此基因的表达模式与功能进行了初步的研究。得到的结果如下:1)用半定量及PRO-GUS转基因植物组织化学染色的方法获得了此基因的表达模式。结果显示此基因的表达受MJ的诱导,并在JA和ET信号重要组成COI1及EIN2的突变体中表达大量下降。据此推测此基因的表达与JA与ET两种激素信号通路有关。2)通过AtDTX18与绿色荧光蛋白融合表达,鉴定此蛋白定位于细胞器。鉴于次生代谢物多于细胞器中合成,推测AtDTX18与某一代谢物合成有关。3)通过对AtDTX18的过表达植物的表型观察,发现此转基因植株出现叶色加深,叶片缺刻的现象,同时此植物的育性下降。这一点说明AtDTX18在植物中的过量表达,影响了某一次生代谢物的合成。而此代谢物可能为一种有色物质,此物质的在花中的积累将影响植物的育性。4)通过半定量的方法,发现在突变体atdtx18中PDF1.2的表达大量下降。而PDF1.2作为一响应JA/ET的蛋白,参与了对病原体的抗性。但AtDTX18是否与抗病信号有关仍需实验的证实。

关键词： mate家族 AtDTX18 茉莉酸

拟南芥mate家族基因DTX12的表达模式分析

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激光生物学报 2008年第1期17卷 28-31页

作者：刘芳陈奇辉李东屏湖南师范大学生命科学学院湖南长沙410081

拟南芥多药物和有毒化合物排出家族属次级转运蛋白家族,此类转运蛋白与解毒内源的次生代谢物和外源的有毒化合物有关。通过PCR的方法从拟南芥基因组中扩增到该家族成员DTX12的启动子序列,构建双元载体pBI101.2-ProDTX12-GUS,通过农杆菌... 详细信息

拟南芥多药物和有毒化合物排出家族属次级转运蛋白家族,此类转运蛋白与解毒内源的次生代谢物和外源的有毒化合物有关。通过PCR的方法从拟南芥基因组中扩增到该家族成员DTX12的启动子序列,构建双元载体pBI101.2-ProDTX12-GUS,通过农杆菌介导的方法转化拟南芥,然后对转基因植株用GUS底物进行组织化学显色分析。同时,通过半定量RT-PCR的方法,进一步验证了DTX12在不同组织中的表达情况。结果表明该基因在成熟的花器官的花药中和幼苗的根尖特异表达,另外,在子叶的尖端也有少量的表达。由于DTX12编码的是一个具有转运有毒化合物功能的蛋白,推测其功能可能是转运与细胞分裂或生长有关的次生代谢物。

关键词：拟南芥表达模式 mate家族

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拟南芥mate家族成员DTX18表达调控

激光生物学报 2009年第6期18卷 777-781页

作者：陈幼玲陈奇辉刘芳周继业朱俊林田连福广东省顺德职业技术学院广东顺德528300 湖南师范大学生命科学学院湖南长沙410081 湖南师范大学公共管理学院湖南长沙410081

拟南芥多药物和有毒化合物排出家族(mate)属次级转运蛋白家族,此类转运蛋白与解毒内源的次生代谢物和外源的有毒化合物有关。通过PCR的方法从拟南芥基因组中扩增到该家族成员DTX18的启动子序列,构建重组质粒后,通过农杆菌介导的方法获... 详细信息

拟南芥多药物和有毒化合物排出家族(mate)属次级转运蛋白家族,此类转运蛋白与解毒内源的次生代谢物和外源的有毒化合物有关。通过PCR的方法从拟南芥基因组中扩增到该家族成员DTX18的启动子序列,构建重组质粒后,通过农杆菌介导的方法获得转基因植物。GUS组织化学染色发现此基因的表达受到伤害和茉莉酸甲酯(MJ)诱导。同时结合半定量PCR的方法检测该基因在伤害及MJ处理下转录本丰度的变化,进一步证实了此结果。另外,此基因在突变体coi1,ein2中的表达量明显降低,这一点揭示了此基因表达的调控机制,即与植物激素JA/ET的信号传导密切相关。

关键词：拟南芥表达模式 mate家族

化脓隐秘杆菌mate家族外排基因缺失菌株的构建

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化脓隐秘杆菌MATE家族外排基因缺失菌株的构建

中国畜牧兽医学会兽医药理毒理学分会第十一届会员代表大会暨第十三次学术讨论会与中国毒理学会兽医毒理专业委员会第五次学术研讨会

作者：周维付喜爱张德显宏伟牛生吏郭洋刘明春沈阳农业大学畜牧兽医学院

【目的】本研究旨在探讨mate家族外排基因介导化脓隐秘杆菌的耐药机制。【方法】根据化脓隐秘杆菌分离株全基因组序列基因功能注释结果,选取mate家族外排基因,并确定该基因上下游基因片段。设计特异性引物,PCR扩增化脓隐秘杆菌分离株MAT... 详细信息

【目的】本研究旨在探讨mate家族外排基因介导化脓隐秘杆菌的耐药机制。【方法】根据化脓隐秘杆菌分离株全基因组序列基因功能注释结果,选取mate家族外排基因,并确定该基因上下游基因片段。设计特异性引物,PCR扩增化脓隐秘杆菌分离株mate家族外排基因上下游片段;以pEASY-T1载体为模板,扩增卡那霉素抗性基因。采用双酶切、连接的方法构建上游基因片段+卡那霉素抗性基因+下游基因片段的重组质粒。利用电转化方法将重组质粒转入化脓隐秘杆菌感受态细胞中,经PCR和测序分析进行验证。采用肉汤微量稀释法测定青霉素、氨苄西林、头孢氨苄、头孢唑林、头孢噻呋、庆大霉素、阿米卡星、链霉素、四环素、土霉素、红霉素、罗红霉素等12种抗菌药物对化脓隐秘杆菌标准株ATCC1 9411、化脓隐秘杆菌野生菌株BM-H06-3和化脓隐秘杆菌基因缺失菌株△BM-H06-3的MIC值。【结果】经PCR扩增和测序分析验证,成功构建出化脓隐秘杆菌基因缺失菌株。庆大霉素、阿米卡星、链霉素对mate家族外排基因缺失菌株MIC值降低到原菌株的1/8、1/4、1/16,头孢噻呋的MIC值降到原菌株的1/4,四环素、土霉素、红霉素和罗红霉素的MIC值没有变化。【结论】利用基因敲除技术成功构建外排基因缺失菌株,根据外排基因敲除前后化脓隐秘杆菌对抗菌药物敏感性的变化情况,推测mate家族外排基因编码的外排泵与细菌对氨基糖苷类抗菌药物和部分β-内酰胺类抗菌药物耐药相关。

关键词：化脓隐秘杆菌外排泵基因敲除 mate家族耐药机制

来源： cnki会议评论

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拟南芥中mate基因家族的研究进展

遗传 2006年第7期28卷 906-910页

作者：吴平治栾升李东屏湖南师范大学生命科学学院长沙410081

多药和有毒化合物排出家族(Multidrug and Toxic Compound Extrusion,mate)是一个新的次级转运蛋白家族,此类转运蛋白对氨基葡糖、阳离子染料、多种抗生素和药物有转运作用。拟南芥中的mate基因家族是一个多基因家族,大概由56个成员构成... 详细信息

多药和有毒化合物排出家族(Multidrug and Toxic Compound Extrusion,mate)是一个新的次级转运蛋白家族,此类转运蛋白对氨基葡糖、阳离子染料、多种抗生素和药物有转运作用。拟南芥中的mate基因家族是一个多基因家族,大概由56个成员构成,文章综述了拟南芥中mate家族基因的研究进展,包括3个方面:第一是拟南芥中mate家族成员的构成及主要特征;第二描述了转运蛋白的主要功能;第三分析了其功能多样的大致原因。此外,还展望了此家族研究的一些前景。

关键词：拟南芥突变体 mate家族

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普通烟草mate基因家族分析及功能预测

植物遗传资源学报 2015年第6期16卷 1307-1314页

作者：张艳艳王倩李晓旭孙亭亭龚达平杨明磊刘贯山中国农业科学院烟草研究所/中国农业科学院烟草遗传改良与生物技术重点开放实验室青岛266101 中国农业科学院研究生院北京100081

植物多药和有毒化合物排出家族(mate,multidrug and toxic compound extrusion)是一类可转运毒素、金属离子、次级代谢产物的次级转运蛋白家族。该家族主要在植物的解毒机制中发挥作用,部分成员也参与植物的形态建成过程。mate家族在烟... 详细信息

植物多药和有毒化合物排出家族(mate,multidrug and toxic compound extrusion)是一类可转运毒素、金属离子、次级代谢产物的次级转运蛋白家族。该家族主要在植物的解毒机制中发挥作用,部分成员也参与植物的形态建成过程。mate家族在烟草基因组中的数量、特征及功能目前尚未开展系统分析。本研究利用生物信息学方法对普通烟草(Nicotiana tabacum)基因组中的mate基因进行了预测分析,共预测到131个基因,分为4个亚家族。亚家族3在进化树中形成较为独立的分枝,其跨膜区数量、亚细胞定位、保守结构域方面与其他亚家族不同。转录组数据显示,相当一部分mate家族基因在所有组织中低量表达。GO功能注释结果表明该家族成员主要作为一种转运体,在应激响应、生物调控等过程中发挥作用。本研究为烟草及其他植物中mate家族的鉴定和功能研究提供了数据基础。

关键词：普通烟草 mate家族生物信息学分析