棉花DELLA蛋白GhGAI2b基因的克隆和功能初步分析

DELLA蛋白是赤霉素信号途径的负调节因子,在棉花纤维发育中有着重要作用。本研究采用同源克隆方法,从棉花中克隆DELLA蛋白Gh GAI2b基因,构建p BP35S:Gh GAI2b和p BP35S:Ghgai2b植物过表达载体,通过农杆菌介导的滴花法转化Col野生型拟南芥。结果表明,棉花DELLA蛋白Gh GAI2b包含了DELLA蛋白家族中所有的典型保守区域;转基因拟南芥表现出莲座叶半径变短,植株矮化,花序紧凑,花器官发育迟缓等生长发育受抑制表型。说明棉花DELLA蛋白Gh GAI2b基因可能参与GA信号途径抑制植物生长发育。     

棉花GhGAI1基因克隆及其功能的初步分析

DELLA蛋白是赤霉素信号通路中重要的蛋白质作用因子,负调节植物体中赤霉素的水平,同时受到生长素、脱落酸和乙烯的共同调节。根据已知的生物信息数据,本研究克隆了棉花GhGAl1基因,序列分析表明它编码DELLA蛋白。构建GFP与GhGAl1融合蛋白重组质粒,利用根癌农杆菌介导的花浸泡转基因方法转化拟南芥columbia生态型植株,进行过量表达实验。结果表明,GFP—GhGAl1融合蛋白定位于细胞核并且在施加赤霉素后迅速降解,表明该基因编码蛋白参与赤霉素信号通路。     

海岛棉DELLA蛋白基因GbGAI2的克隆及其在胚珠中表达分析

赤霉素(Gibberellins,GA)在棉花纤维的发育过程中起重要作用,DELLA蛋白是GA信号通路中的起关键作用的负调控因子。本研究采用同源克隆方法,获得了海岛棉的DELLA蛋白同源基因GbGAI2。序列比对分析结果表明,GbGAI2编码的氨基酸序列具有DELLA蛋白的典型结构域,并与陆地棉DELLA蛋白GhGAI2氨基酸有90.13%相同。半定量RT-PCR分析结果表明,GbGAI2在1-5DPA和23DPA棉胚中的表达量较高,说明该基因可能在海岛棉棉纤维发育的起始阶段和棉纤维次生壁加厚阶段起作用。     

植物激素-赤霉素(GA)细胞信号转导机制

植物激素赤霉素(GA)参与植物种子萌发、茎伸长、开花、结果等多个生长发育过程.研究GA细胞信号转导的分子机制对进一步阐明其生物学功能具有重要的意义.GA合成突变体和细胞信号转导突变体的研究表明,GAI及其同功蛋白具有受体功能,GA被受体识别后进一步与DELLA蛋白作用,从而解除DELLA蛋白对植物生长的抑制作用.文章主要综述这些分子具体的作用模式.     

油菜素甾醇信号通路中BKI1互作蛋白ERD7的筛选与鉴定

油菜素甾醇(Brassinosteroid,BR)是一类重要的调控植物生长发育的激素,BKI1在BR信号转导通路中具有正负调控的双重功能.为了深入研究BK11正/负调控BR信号通路的分子机制,本研究使用BKI1作为诱饵蛋白对拟南芥cDNA文库进行酵母双杂交筛选,获得了一段新的与BR信号通路组分BKI1相互作用的肽段,BLAST搜索显示该肽段与拟南芥ERD7的N端序列一致.生物信息学分析表明ERD7是一个植物特异表达基因,在单子叶、双子叶、以及低等植物中保持很高的一致性.酵母双杂交方法证实全长ERD7与BKI1能够相互作用,Pull-down分析证实这两个基因在植物体内直接相互作用,烟草细胞瞬时表达显示ERD7和BKI1能够共定位于细胞质和细胞膜.BKI1和ERD7相互作用的发现为进一步研究BKI1的调控机制奠定了基础.     

2013-26 科技要闻

揭示植物激素作用新机制华中师范大学杨光富教授研究组在深入分析GID1-GA(GA,赤霉素;GID1,GIBBERELLIN INSENSITIVE DWARF1)复合体晶体结构的基础上,通过对GID1蛋白的构象进行微秒级的分子动力学模拟,首次发现了赤霉素与受体GID1蛋白结合的新通道,并提出了"非变构学说"的赤霉素作用新机制,即赤霉素在通过新通道与GID1蛋白结合时并不介导其氮端结构域发生构象变化,而是通过稳定GID1与DELLA蛋白之间的氢键而介导DELLA蛋     

植物激素对胁迫反应调控的研究进展

植物激素可作为介导植物胁迫反应的关键内源因子,是植物应对环境刺激的整合中心,在植物的防卫反应中发挥重要作用,通过不同激素信号途径之间复杂的信号网络和错综纷呈的交叉对话实现对胁迫反应的精细调控.植物生长反应的调整和胁迫抗性水平的提升对其生存至关重要.脱落酸(ABA)通常负责植物对非生物因素的胁迫反应;水杨酸(SA)参与对活体和半活体营养型病原菌防卫反应的激活,茉莉酸(JA)和乙烯(ET)则负责对死体营养型病原菌和食草昆虫的防卫反应的激活.赤霉素(GA)和ABA之间的相互作用由DELLA蛋白所介导,对种子休眠和萌发之间平衡的调控,是植物规避早期非生物胁迫条件的关键机制.NPR1和WRKY70转录因子是介导SA和JA之间拮抗作用的关键组分.JA和ET信号途径对昆虫和食草动物攻击起拮抗作用.ET可抑制ABA的合成、促进ABA的失活、拮抗ABA信号转导,从而影响非生物胁迫反应.ET对侧根形成的正控和对不定根形成的负控是通过调节生长素运输实现的.SA和细胞分裂素(CK)之间协同作用以一种OsNPR1和WRKY45依赖的方式增强对病菌的抗性.CK也可拮抗ABA而负控干旱等非生物胁迫反应.GA通过刺激DELLA蛋白的降解,与SA、JA/ET交叉对话而调节病原菌的防御反应和盐胁迫耐受性.对生长素、ABA、GA、SA、JA、ET、CK等主要植物激素在调控非生物和生物胁迫反应中的作用及不同激素之间交叉对话的最新进展进行综述,旨在深化对植物激素调控胁迫反应分子机制的认识,为作物胁迫耐受性的遗传改良提供新思路.     

YAP与肿瘤关系的研究进展

在Hippo信号通路中Yes相关蛋白(Yes-Associated Protein,YAP)是起主导作用的效应因子,在正常人体内该通路具有高度的保守性.Hippo-YAP信号通路是由一系列的蛋白质激酶和相关的转录因子组成,通过激酶反应发挥相对应的调控作用,能够控制细胞的凋亡与增殖、调控转录因子和控制器官的生长发育.Hippo-YAP信号通路发生异常或YAP过表达都会导致机体异常,进而导致肿瘤的产生.通过介绍YAP在肿瘤细胞中的表达情况以及所发挥的作用,来表明肿瘤与YAP之间的关系,从而为YAP在肿瘤治疗中提供有力的理论支持.     

油菜素甾醇信号通路中BKI1互作蛋白Hsp70的筛选与鉴定

植物激素油菜素甾醇(Brassinosteroids,BRs)在植物生长发育过程中起着重要作用.BKI1和14-3-3蛋白都具有正负调控BR信号通路的双重功能.为了进一步研究BKI1调控BR信号通路的分子机制,本研究用BKI1的过表达植株35S∶∶BKI1-FLAG进行液相色谱-串联质谱法(LC-MS/MS)分析BKI1复合体组分,发现BKI1复合体中含有分子伴侣Hsp70.BKI1与Hsp70共定位在细胞膜和细胞质上.FoldIndex工具预测发现BKI1存在内在无序区域(Intrinsically Disordered Regions,IDR),表明在细胞中BKI1可能需要Hsp70帮助其正确折叠.半体内pull-down和双分子荧光互补实验(BiFC)表明BKI1可以与Hsp70在植物体内互作.同时,截短实验结果表明BKI1与Hsp70的底物结合结构域相互作用,是Hsp70的底物.     

免疫共沉淀与质谱联用检测拟南芥SIK1/Hippo互作蛋白

Hippo通路是迄今为止发现的最重要的负调控动物器官大小的信号通路之一,其核心由两对级联的激酶-脚手架蛋白复合物构成.本实验室在前期工作中首次发现了拟南芥Hippo(Hpo)的同功能基因SIK1,并建立了与Hpo-Mats对应的SIK1-MOB1模块,发现其通过促进退出细胞分裂与细胞延展,参与植物侧生器官大小的调控.为进一步探究SIK1调控器官大小的分子机制,构建了SIK1-GFP转基因株系,用GFP-Trap免疫共沉淀方法捕获与SIK1内源互作的蛋白,并进行质谱分析,获得了SIK1的候选互作蛋白.研究结果将为后续建立完整的植物Hippo信号通路打下基础.