Isolation of cDNAs Enconding Two Distinct Transcription Factors Binding to DRE cis-acting Element Involved in Cold- and drought-induced Expression of Arabidopsis rd29A Gene

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＳｅｖｅｒｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｃｈａｎｇｅｓ ,ｓｕｃｈａｓｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ,ｄｒｏｕｇｈｔａｎｄｈｉｇｈ ｓａｌｔ ,ａｆｆｅｃｔｔｈｅｇｒｏｗｔｈａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆ ｐｌａｎｔｓａｎｄｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙｏｆｃｒｏｐｓ .Ｐｌａｎｔｃｅｌｌｃａｎｎｏｔｏｂｔａｉｎｗａｔｅｒｗｈｅｎｓｕｂｊｅｃｔｅｄｔｏｄｒｏｕｇｈｔｏｒｈｉｇｈ ｓａｌｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎ .Ｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｌｓｏｒｅｄｕｃｅｓｗａｔｅｒｓｔａｔｅｏｆ …     

DREB--一类应答植物非生物逆境胁迫的转录因子

文中对DREB类转录因子的结构特征、功能，靶元件的作用模式，基因的调控表达及最新研究进展进行了综述。     

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.     

核桃JrEFM1转录因子响应逆境及激素的表达模式

MYB转录因子在调控植物生长发育和逆境响应方面发挥着重要的作用.通过克隆获得了核桃的1条R1-MYB类转录因子EFM基因(命名为JrEFM1),利用生物信息学和实时荧光定量RT-PCR(RT-qPCR)技术,分析在不同非生物及植物激素处理下JrEFM1的表达规律,探究了JrEFM1的基本生物学功能.结果显示,JrEFM1的编码区长为1 320 bp,编码蛋白含439个氨基酸,分子量为48.322 KDa,理论等电点为9.26.与葡萄、番薯等具有较近的进化关系.其启动子包含干旱胁迫(MBS)、热激响应(HSE)、水杨酸(SA)、玉米素(O2-site)和赤霉素响应(GARE-motif)等相关元件.对JrEFM1在干旱,冷害,热激,ABA,JA,SA处理下的表达情况进行分析,发现JrEFM1可被这些处理不同程度地诱导,同时根和叶表现出不同的转录水平.表明JrEFM1可响应逆境胁迫,并与激素信号通路相关;JrEFM1可作为核桃逆境响应机制研究及抗逆育种的优良候选基因.     

女贞子-黄芪治疗转移性去势抵抗性前列腺癌的网络药理学机制

本研究利用数据挖掘和网络药理学探讨女贞子(Ligustrum lucidum)-黄芪(Astragalus membranaceus)治疗转移性去势抵抗性前列腺癌(Metastatic Castration-Resistant Prostate Cancer,mCRPC)的作用机制。利用中药系统药理学(Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology,TCMSP) 数据库与分析平台检索女贞子-黄芪的有效成分和作用靶点;利用R语言对芯片数据集GSE77930进行分析,筛选差异表达的基因;利用Cytoscape 3.8.0软件构建有效成分-靶点网络及蛋白互作网络;利用R语言对核心靶点进行GO富集分析和KEGG分析;采用Cytoscape 3.8.0软件构建女贞子-黄芪活性成分-靶点通路关系网络。结果表明女贞子-黄芪的关键活性成分共33个,包括槲皮素(Quercetin)、山奈酚(Kaempferol)、木犀草素(Luteolin)、异鼠李素(Isorhamnetin)、芒柄花黄素(Formononetin)等;核心作用靶点18个,其中AR、VCAM1、PCNA、NTRK1、TP53、EGFR和FBXO6等靶点可能是女贞子-黄芪治疗mCRPC的重要靶点。KEGG分析发现,女贞子-黄芪主要通过乙型肝炎(Hepatitis B)、前列腺癌(Prostate Cancer,PCa)、细胞周期(Cell cycle)、Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF)信号通路(VEGF signaling pathway)和细胞衰老(Cellular senescence)等通路发挥抗mCRPC的作用。本研究结果可为mCRPC的临床治疗提供参考。     

菠菜转录因子MYB基因家族的鉴定及表达分析

利用生物信息学手段鉴定了76个具有典型R结构的菠菜转录因子（Spinacia oleracea） MYB,其中包括72条R2R3-MYB基因（2R-MYB）和4条R1R2R3-MYB基因（3R-MYB）。通过生物信息学对菠菜MYB转录因子家族成员的理化性质、染色体定位、结构域序列保守性和系统进化关系进行了分析,结果表明：菠菜MYB家族有32个基因位于染色体正链,另外44个基因位于染色体反链;MYB的DNA结合域中的保守域主要位于两个R重复序列的第二和第三螺旋之间,结合域中每个R重复的第一和第二色氨酸之间的氨基酸序列相对不保守;根据菠菜、拟南芥及甜菜的MYB家族系统进化关系可以推测,菠菜MYB家族中56个成员可以按功能划分为4类,在菠菜的生长发育过程中可能起着重要的调节作用,其余成员中有7个MYB基因可能参与菠菜响应氮素浓度的氮素利用及生长发育进程。     

苦荞CCT基因家族生物信息学及表达分析

CCT转录因子在调控植物花期、生长发育及抗非生物胁迫等方面发挥着重要的功能。本研究以拟南芥AtCCT基因家族为参考序列,利用本地BLAST并结合保守结构域等生物信息学工具,筛选出苦荞FtCCT基因家族成员,并对其理化性质、染色体分布、基因结构、系统进化及表达水平进行分析。结果显示:从苦荞中共鉴定出35个FtCCT基因,含1-8个内含子;编码蛋白有117-753个氨基酸残基,等电点为4.96-9.51,均为亲水性蛋白。染色体定位分析表明,这些基因在8条染色体上均有分布。苦荞FtCCT基因家族含有10个保守基序和5个保守结构域,且都含有CCT保守结构域。系统进化分析表明,苦荞的FtCCT基因家族与拟南芥一样可分为3个亚家族,其中CMF亚家族的成员最多。35个FtCCT基因在苦荞根、茎、叶和花中的表达水平具有差异性,在叶和花中具有高表达量的成员较多,只有少数的成员在根和茎中高表达。本研究为进一步解析CCT基因调控苦荞花期及生长发育奠定基础。     

菠菜SoNAC转录因子家族的全基因组鉴定与分析

采用生物信息学分析方法,从菠菜基因组中筛选鉴定了57个菠菜NAC转录因子,并对其基因结构、编码蛋白和系统进化进行了分析;通过荧光定量聚合酶链式反应qRT-PCR分析,研究了高温和盐处理后菠菜叶片中NAC基因的表达模式.研究结果显示:菠菜NAC转录因子可以被归入2组17个亚组,GroupⅠ包含10个亚组,GroupⅡ包含...     

红树蚬与歪红树蚬形态差异分析

【目的】从形态上区分红树蚬(Polymesoda erosa)和歪红树蚬(Polymesoda expansa)。【方法】运用多变量形态度量学分析方法,采用14项生物学形态性状指标比较广西廉州湾草头村红树林的红树蚬与歪红树蚬的差异。【结果】方差分析结果显示,1个比例性状达到差异显著水平(P0.05),12个比例性状达到差异极显著水平(P0.01)。主成分分析构建了4个主成分,第1主成分贡献率为30.70%,第2主成分贡献率为17.76%,第3主成分贡献率为10.11%,第4主成分贡献率为7.80%,累计贡献率为66.37%。逐步判别分析建立判别函数,其判别准确率p1为81.7%~89.0%,p2为81.7%~87.5%,综合判别率为86.0%。【结论】壳高、壳宽、韧带长、韧带宽等性状决定红树蚬和歪红树蚬两个种间的形态差异,判别方程可以有效将上述种群区分开来。     

耐碳青霉烯酶肺炎克雷伯菌的分离鉴定及生物学特性分析

以临床尿路感染患者尿液为研究对象,通过分离培养及16s rDNA进行肺炎克雷伯菌的分离鉴定;采用Kirby-Bauer纸片法进行药敏实验,并对分离株进行碳青霉烯酶表型筛选;通过PCR检测常见的碳青霉烯酶耐药基因、荚膜血清型和毒力基因分布情况;对分离的肺炎克雷伯菌株进行了生物被膜形成能力及其对小鼠致病力的分析。本研究从采取的86例尿液标本中分离检出11株耐碳青霉烯酶肺炎克雷伯菌,分离率为12.79%。耐碳青霉烯酶基因PCR检测结果显示,blaNDM、blaVIM、blaIMP和blaKPC基因在分离株中均呈现不同程度的分布。耐药性分析发现11株肺炎克雷伯菌对氨苄西林耐药率为90.91%,对头孢噻肟耐药率为63.64%,对链霉素、庆大霉素、氯霉素和诺氟沙星的耐药率较低。耐碳青霉烯类肺炎克雷伯菌荚膜分型结果显示,分离的11株细菌中10株均为强毒力型菌株（90.9%）,其中K57血清型4株（36.4%）,K1血清型1株（9.1%）,K2血清型1株（9.1%）,K5血清型1株（9.1%）,K20血清型3株（27.3%）,提示该批分离株具有较强的致病力。此外,毒力因子分布结果显示,其毒力因子rmpA（54.5%）、Aerobactin F（54.5%）在菌株中分布较为广泛。生物被膜形成能力检测及小鼠致病性试验结果显示,9株分离株均有较强的生物被膜形成能力,菌株致病力可能与荚膜血清型及生物被膜形成能力相关。综上所述,临床分离的致尿路感染病原肺炎克雷伯菌呈现多重耐药特征,强毒力菌株以K57荚膜型为主,K1、K2均有分布,提示对尿路感染病原应加强耐药监测,合理使用抗菌药物,有效防控多重耐药和强毒力菌株的感染与流行。     

菠菜叶酸合成代谢途径基因鉴定及表达谱分析

从菠菜（Spinacia oleracea L.）基因组数据库中筛选鉴定了与菠菜叶酸合成转运,及与C1代谢相关的25个基因,并对其编码的蛋白做进化树和保守域分析,发现叶酸蛋白在进化上表现出保守型和复杂性。用实时荧光定量聚合酶链式反应（qRT-PCR）分析了叶酸含量不同的菠菜的叶酸相关基因表达量,发现在转录水平上只有少数叶酸基因表达量与菠菜叶酸含量有关。     

基于网络药理学的蒲黄对血瘀证的作用靶点与代谢通路研究

本研究利用网络药理学探讨蒲黄（Pollen typhae）治疗血瘀证的作用靶点与代谢通路。研究首先通过PharmGKB、TTD和CTD数据库筛选出与血瘀证相关的靶点;接着利用String平台构建蛋白质相互作用（PPI）网络,并挖掘PPI网络中潜在的蛋白质功能模块,通过Metascape平台分析蒲黄活性成分作用靶点所参与的生物过程及通路;然后采用Cytoscape3.7.2软件构建成分-靶点网络、疾病-靶点网络、成分-靶点-通路网络;最后通过AutoDock Vina软件将蒲黄活性成分、阳性药阿司匹林（Aspirin）与核心靶点进行分子对接验证,并比较各自之间的对接强度。结果表明,槲皮素、山奈酚、异鼠李素、异鼠李素-3-O-新橙皮苷等在参与的成分-靶点网络、疾病-靶点网络、成分-靶点-通路网络中联系密切,其与人体相互作用强,可能是治疗血瘀证的活性成分;核心作用靶点有血管内皮生长因子（VEGFA）、蛋白激酶（AKT1）、雌激素受体（ESR1）、肿瘤坏死因子（TNF）、转录因子（JUN）、有丝分裂原激活蛋白激酶14（MAPK14）等。蒲黄治疗血瘀证的生物学通路主要涉及VEGF信号通路（VEGF signaling pathway）,IL-17信号通路（IL-17 signaling pathway）,NF-κB信号通路（NF-kappa B signaling pathway）等,其治疗方面主要涉及血管内皮生长因子、血管功能和血液循环等。分子对接验证显示,活性成分和作用靶点的结合能小于-5的占85.88％,即大部分靶点与槲皮素、山奈酚、异鼠李素、异鼠李素-3-O-新橙皮苷的结合活性较好;而Aspirin与靶点的结合强度较蒲黄活性成分异鼠李素-3-O-新橙皮苷、（2R）-5,7-二羟基-2-（4-羟基苯基）苯并吡喃-4-酮、儿茶素和表儿茶素的差。通过网络药理学初步揭示蒲黄多成分、多靶点、多通路的作用特点,预测了蒲黄治疗血瘀证的可能作用靶点和代谢通路;且从分子对接结果来看,蒲黄活性成分异鼠李素-3-O-新橙皮苷、（2R）-5,7-二羟基-2-（4-羟基苯基）苯并吡喃-4-酮、儿茶素和表儿茶素等与核心靶点的对接效果均优于阳性药Aspirin。     

Bifunctional enzyme FBPase/SBPase is essential for photoautotrophic growth in cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803

From a random insertion mutant library of Synechocystis sp. PCC 6803, a mutant defective in photoautotrophic growth was obtained. The interrupted gene was identified to be slr2094 (fbp1), which encodes the fructose-1,6-biphosphatase (FBPase) / sedoheptulose-1,7-biphosphatase (SBPase) bifunctional enzyme (F-I). Two other independently constructed slr2094 mutants showed an identical phenotype. The FBPase activity was found to be virtually lacked in slr2094 mutant, which was sensitive to light under mixotrophic growth conditions. These results indicate that slr2094 is the only active FBPase-encoding gene in this cyanobacterium. Inactivation of photosystem II by interrupting psbB in slr2094 mutant alleviated the sensitiveness to light. This report provides the direct genetic evidence for the essential role of F-I in the photosynthesis of Synechocystis sp. PCC 6803.     

Bifunctional enzyme FBPase/SBPase is essential for photoautotrophic growth in cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803

From a random insertion mutant library of Synechocystis sp. PCC 6803, a mutant defective in photoautotrophic growth was obtained. The interrupted gene was identified to be slr2094 (fbp1), which encodes the fructose-1,6-biphosphatase (FBPase) / sedoheptulose-1,7-biphosphatase (SBPase) bifunctional enzyme (F-I). Two other independently constructed slr2094 mutants showed an identical phenotype. The FBPase activity was found to be virtually lacked in slr2094 mutant, which was sensitive to light under mixotrophic growth conditions. These results indicate that slr2094 is the only active FBPase-encoding gene in this cyanobacterium. Inactivation of photosystem II by interrupting psbB in slr2094 mutant alleviated the sensitiveness to light. This report provides the direct genetic evidence for the essential role of F-I in the photosynthesis of Synechocystis sp. PCC 6803.