丹参法呢基焦磷酸合酶基因(SmFPPS1)的表达模式

克隆了丹参中萜类物质合成相关的法呢基焦磷酸合酶基因(farnesyl diphosphate synthase,SmFPPS1,HQ687768),并对其序列特征进行了分析,发现该基因编码产物含有异戊烯基转移酶的特征结构域定位于细胞质中.功能互补分析显示,SmFPPS1不具有牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合酶(geranylgeranyldiphosphate synthase,GGPPS)活性.实时荧光定量PCR分析结果显示,SmFPPS1在丹参生长的各个时期具有一定的组成性表达,在其花期的各器官中主要在花中表达,而且其表达受到茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)和真菌诱导子信号的诱导.     

植物MYB转录因子研究

转录因子是通过转录水平或转录后水平上调控目的基因的表达来调控植物生长发育及生理代谢的.MYB(v-myb avian myeloblastosis viral oncogene homolog)转录因子是最大的植物转录因子家族成员之一,参与了细胞分化、细胞周期的调节,激素和环境因子应答,并对植物次生代谢以及叶片等器官形态建成具有重要的调节作用.文章对MYB的发现及其结构特征和功能研究进展进行综述,为进一步开展MYB基因的克隆、功能研究和利用提供参考.     

青藏高原甘南地区牻牛儿苗科藏药植物资源调查研究

采用实地访查、查阅资料和采集标本等方法,研究青藏高原甘南地区牻牛儿苗科藏药植物资源的区系及药用价值.调查结果表明,青藏高原甘南地区牻牛儿苗科藏药植物共有3属6种,其生活型主要为多年生草本.牻牛儿苗科藏药植物是我国藏药植物的主要类群,其药用价值极其高,甘南地区共有3属6种.藏药植物体能积累大量的生物活性物质,在医药开拓方面具有广阔的前景.     

植物MYB转录因子研究

转录因子是通过转录水平或转录后水平上调控目的基因的表达来调控植物生长发育及生理代谢的.MYB (v-myb avian myeloblastosis viral oncogene homolog)转录因子是最大的植物转录因子家族成员之一,参与了细胞分化、细胞周期的调节,激素和环境因子应答,并对植物次生代谢以及叶片等器官形态建成具有重要的调节作用.文章对MYB的发现及其结构特征和功能研究进展进行综述,为进一步开展MYB基因的克隆、功能研究和利用提供参考.     

植物抗胁迫类转录因子研究进展

转录因子在植物应答生物和非生物胁迫中起着重要作用．在胁迫环境下,植物中特定的转录因子与抗逆基因上游的顺式作用元件结合,从而特异性地调控该基因在植物体内的表达,提高植物对环境胁迫的适应能力．该文概述了植物抗胁迫相关的4类转录因子：MYB类转录因子、bZIP类转录因子、WRKY类转录因子和NAC类转录因子的结构特点、调控机制以及它们在植物耐逆基因工程中的研究进展．     

花药绒毡层发育的转录调控机制研究进展

绒毡层是花药药室最内部的一层体细胞结构,在花粉的形成、发育和成熟方面发挥重要的作用.研究表明绒毡层的发育是一个短暂而复杂的过程,受到很多基因的精密调控.本文总结了调控绒毡层发育的关键转录因子及其主要调控网络,并对关键转录因子在绒毡层发育过程中发挥的调控作用进行了综述.     

银杏GbGGPS基因的克隆及序列分析

利用RACE技术克隆并获得了银杏牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合成酶基因(GbGGPS基因).银杏GbGGPS基因的cDNA全长为1 641 bp,含有1个1 176 bp的可读框,编码391个氨基酸序列.生物信息学预测GbGGPS蛋白的分子质量为42.51 ku,理论等电点为5.98,N端有叶绿体信号肽,其二级结构主要由α-螺旋和无规则卷曲组成.蛋白质同源分析表明,GbGGPS含有多聚异戊二烯基合成酶家族中保守的5个特征性结构域和2个富含天冬氨酸的区域.同源建模分析显示GbGGPS序列与薄荷GGPS蛋白的三维结构及活性位点高度相似.系统进化分析表明,银杏GGPS蛋白归属植物进化支,且与加拿大红豆杉、挪威云杉、北美冷杉的GGPS蛋白归为同一分支.     

基于过表达技术的烟草NtGGPPS1基因功能的研究

将NtGGPPS1-T质粒和spCAMBIA1300载体分别双酶切(SalⅠ和KpnⅠ)后连接,转化,挑取单克隆,筛选得到植物超量表达载体spCAMBIA1300-NtGGPPS1,并通过农杆菌介导侵染栽培烟草K326,在获得阳性转基因烟草后,进行定量RT-PCR以定量分析烟草牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合成酶基因NtGGPPS1在转基因植株中的转录积累.同时,通过LC-MS和GC-MS检测转基因植株中质体色素和萜类化合物含量的变化.结果显示,与对照组相比,NtGGPPS1基因在编号为Nt1-OE1、2、3、4、7植株中表达上调,阳性转基因烟草中新黄质、紫黄质、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b和β-胡萝卜素6种质体色素,以及烟叶中代表性二萜类物质α-西柏三烯二醇(α-CBD)和β-西柏三烯二醇(β-CBD)的含量明显增加.以上结果表明,NtGGPPS1基因参与了烟草中质体色素和二萜类化合物的生物合成.     

类胡萝卜素介导的植物花色调控机制研究进展

花色是一种重要的花性状,对于有花植物的观赏园艺、生殖生态以及物种演化均具有非常关键的作用。有花植物花着色的关键决定因素是花色素的合成和沉积。类胡萝卜素作为一类重要的天然色素,不仅具有营养和药理特性,同时还是许多有花植物花着色的呈色色素。笔者对植物中的类胡萝卜素代谢途径及相关基因进行了梳理,并着重总结了类胡萝卜素代谢基因的表达及其转录调控对植物花着色的影响。当前,已知花中类胡萝卜素代谢基因的表达与类胡萝卜素积累及花着色紧密相关,但是关于这些基因在花中的转录调控机制研究还处于起步阶段。植物的花器官似乎采取了与叶、果实等其他器官完全不同的策略来精细调控类胡萝卜素的生物合成与积累,并且不同植物间尚未发现共通之处。笔者基于目前的研究进展,对未来类胡萝卜素介导的花着色调控机制研究进行了展望,认为随着高通量组学技术和现代分子生物学技术的迅猛发展,可尝试结合基因组、转录组、代谢组及最新的单细胞组学和空间组学等多组学技术和遗传转化及以CRISPR/Cas9为代表的基因组编辑技术,构建多种植物花着色过程中类胡萝卜素代谢的特异性分子调控网络,以期为进一步研究类胡萝卜素介导的花色变异与演化及花色育种提供有益参考。     

最新科技

抑制植物基因又有新技术日本产业技术综合研究所研究人员开发出了能够较为简单地抑制植物基因的新技术,这对改良农作物品种大有帮助。据称,植物细胞内的转录因子对基因功能的发挥具有控制作用,分为激活和抑制两种类型。研究人员就是从转录因子入手,开发     

SPL转录因子调控植物花发育及其分子机制研究进展

SPL(squamosa promoter-binding protein-like)转录因子是植物所特有的一类基因家族,广泛存在于绿色植物中,在植物生长发育中具有重要作用。花发育是植物生殖发育中最为重要的一个过程,涉及不同发育方式的转变,即开花决定、花的发端和花器官发生与发育。简要综述了SPL基因的结构与功能并着重阐述了SPL基因在植物花发育过程中的分子机制及生物学功能。最后总结出: SPL转录因子可直接或间接通过参与光周期途径,赤霉素途径及年龄途径来调控植物的开花时间; SPL基因可通过直接激活下游花分生组织特异基因,如LEAFY(LFY),从而调控植物的成花转变; SPL基因可通过与下游花器官特征基因相互作用来调控花器官及其育性的发育,如调控花序、花柄的长度与外形及花器官的大小; SPL基因可调控植物大小孢子发生及雌雄配子体发育。据拟南芥的相关研究结果,初步构绘出拟南芥开花调控中的分子机制。     

植物转录因子及其基因研究策略

在植物细胞中,一个转录因子对共同控制某个性状的多个基因的表达进行调控。在转录因子基因的克隆及其功能的确定的研究方面,出现了相对传统的正向基因组策略而言的反向基因组策略和很多的技术手段,如T－DNA或转座子插入突变法,RNA干扰法,基因组成型表达法（加强功能法）,DNA芯片等。对转录因子的研究成果也开始应用在改良植物的抗寒,抗盐等抗性方面,现在拟南芥的基因组的序列测定已经完成,所有的转录因子的基因都会作功能上的分析,这将是植物遗传学上的一个里程碑。对于转录因子的研究中,拟南芥是主要的研究对象,本也主要以拟南芥为主要的说明对象。     

表达相关的转录因子相互作用模式

转录因子通过与基因上游特定序列结合,调控着靶基因在特定的时间和空间以一定的强度表达.不同的转录因子之间通过多种方式相互组合,为这一调控过程提供了更多的可能.为了研究与表达相关的转录因子的调控模式,以GM12878细胞系作为研究对象,基于该细胞系的两种RNA-seq数据,得到了高、低表达基因集合,根据83种转录因子结合的ChIP-seq数据,在两个数据集中分别构建了与基因表达紧密相关的转录因子互作网络,并利用软件Cytoscape对网络进行可视化,从而直观地展现了高低表达基因中转录因子的相互作用模式.同时,利用WGCNA(Weighted Correlation Network Analysis)构建了转录因子的共调控网络,发现高表达基因集合的转录因子调控网络中的一些子网模式与WGCNA构建的共调控模块得到对照.最终在高表达基因转录因子相互作用网络中发现占据重要地位的转录因子BCL11A和特异的组合模式(NFYA-NFYB-SP1),另一种组合模式(BATF-IRF4)则同时存在于高低表达基因的网络中.     

松科植物萜类合成酶及其基因家族研究进展

萜类化合物是松科(Pinaceae)植物中重要的代谢物,它们与松科植物生长发育、信息传递、气候适应和化学防御等关系密切,在植物生理和生态等方面具有重要功能。松科植物萜类化合物还广泛应用在制药、生物燃料以及合成化学等工业领域,具有重要的经济价值。松科植物通过甲羟戊酸途径和甲基赤藓糖磷酸途径合成所有萜类物质合成所必需的5碳前体,并在异戊烯基转移酶家族、萜类合成酶家族作用下合成单萜、倍半萜和二萜等不同长度碳链的萜类分子骨架,并进一步在细胞色素P450酶家族的作用下发生甲基化、羟基化、过氧化、糖基化等酶促反应形成具有结构极为丰富的萜类化合物。和其他次生代谢过程类似,多种酶及其基因在萜烯化合物形成过程中起到了至关重要的作用,同时,萜类化合物结构多样性的形成也主要依赖于萜类合成酶及其基因。植物中已经发现了大量的萜类合成酶,由于大量植物基因组、转录组等组学数据的公布,不断有新的萜类合成酶被报道。笔者介绍了植物萜类化合物前体的合成途径及其关键酶基因、植物萜类合成酶的结构和类型,着重阐述松科植物萜类合成酶结构、功能以及相应基因家族鉴定和系统分类的研究进展,并针对松科植物萜类合成酶及其基因研究领域存在的研究树种偏少、松科植物萜烯类代谢可能存在的特异代谢路径重视程度不够、适用于针叶树种相关基因的功能研究平台搭建欠缺、多基因网络调控松科植物萜烯类合成机制研究未得到系统开展、产脂和抗逆相关的松科植物关键基因未得到挖掘与利用等相关问题提出了建议,以期为松科植物萜类生物合成机制解析及松科植物遗传改良提供参考。     

一种带有表型标记基因的诱导型抗旱植物表达载体的构建

为了克服组成型表达转录因子基因影响转基因植物性状的缺点,并构建一种具有级联放大作用并带有表型标记的诱导型植物双价表达载体。研究采用PCR方法从拟南芥克隆获得冷诱导转录因子CBF3基因,蜡质合成相关WIN1基因,干旱诱导RD29A基因启动子和冷诱导的LEA14基因启动子,并用CBF3转录因子所调控的下游RD29A基因启动子和LEA14基因启动子分别驱动CBF3基因和W1N1基因表达,构建了双价植物表达载体RD29AP-CBF3／LEA14P—WIN1／pcAMBIA2201。我们预测在转基因植物中,该表达系统可在干旱等逆境信号存在条件下,通过级联放大的方式诱导表达,在增加植物抗逆性的同时,增加叶片表层蜡质的积累,从而易于表型识别。本研究为利用花粉管通道法转化棉花,提高抗逆转基因棉花田间筛选的效率奠定了基础。     

赤狐ESR1基因启动子的克隆及生物信息学分析

对赤狐ESR1基因启动子区转录因子结合位点进行了预测,为今后研究其转录调控机制提供参考依据。以赤狐基因组DNA为模板,通过PCR技术扩增克隆ESR1基因启动子序列,并构建至双荧光素酶报告基因载体;利用生物信息学方法对ESR1基因核心启动子区的关键转录因子结合位点进行预测。成功克隆出赤狐ESR1基因5’上游1 880 bp的片段。通过在线软件分析预测发现,2个候选核心启动子位于转录起始位点上游634～842 bp;多种在线软件预测到赤狐ESR1基因启动子区存在Sp1,cEBP及NF-1等多个转录因子结合位点。推测这些转录因子可能对赤狐ESR1基因转录活性具有重要的调控作用。     

MicroRNA与转录因子调控网络综述

MicroRNA是一类长度约为18-24nt的非编码小RNA,它在转录后水平通过调控靶基因来行使多种生物学功能,例如：细胞周期、分化、细胞增殖和凋亡等。在转录水平,转录因子作为一种重要的调控因子参与调控多种基因的表达。近些年研究表明转录因子可以直接调控miRNA的表达,并且参与了包括肿瘤疾病发生等多种生物学进程。转录因子与miRNA形成的调控网络已被广泛地研究,文中就目前已有的研究成果进行综述,以期为今后转录因子与miRNA调控通路的研究提供一定的理论基础。     

植物体内的黄酮类化合物代谢及其调控研究进展

针对黄酮类化合物的生物合成、贮存、转运途径、代谢调控因子、合成关键酶及其基因调控等方面的研究现状与进展进行了总结和分析.植物体内黄酮类化合物具有增强植物抗逆性和化学防御功能,在植物的生态适应过程中发挥着积极作用.其种类及含量受植物本身的遗传因素以及环境中生物和非生物因子的影响,可以通过选择或培育合适的种类、改变其遗传特性及环境条件等,调控植物体内黄酮类化合物含量.但关于调控黄酮类化合物的信号分子及其调控途径、各转录因子及蛋白质的调控机理尚未明确,调控黄酮类化合物生物合成的功能基因组或蛋白质组学等领域的研究还有待进一步深入.     

植物中的DREB类转录因子

DREB转录因子属于AP2/EREBP转录因子家族.AP2/EREBP转录因子是特异存在于植物中,与植物发育密切相关的一类转录因子的总称.该家族有五个亚家族,其家族成员的蛋白质序列均含有保守的AP2 domain.其中,DREB转录因子特异地与DRE顺式作用元件相结合,在调节低温,干旱和高盐等胁迫反应时具有重要作用.一个DREB转录因子可以调控下游的多个抗逆基因,从而使植物产生抗逆性.植物抗逆反应是一个非常复杂的过程,目前人们对其信号转导正在进行进一步的探究.     

植物体内的黄酮类化合物代谢及其调控研究进展

针对黄酮类化合物的生物合成、贮存、转运途径、代谢调控因子、合成关键酶及其基因调控等方面的研究现状与进展进行了总结和分析.植物体内黄酮类化合物具有增强植物抗逆性和化学防御功能,在植物的生态适应过程中发挥着积极作用.其种类及含量受植物本身的遗传因素以及环境中生物和非生物因子的影响,可以通过选择或培育合适的种类、改变其遗传特性及环境条件等,调控植物体内黄酮类化合物含量.但关于调控黄酮类化合物的信号分子及其调控途径、各转录因子及蛋白质的调控机理尚未明确,调控黄酮类化合物生物合成的功能基因组或蛋白质组学等领域的研究还有待进一步深入.