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燕麦sHSP基因家族的鉴定及其响应高温及老化的表达分析
2024年
小热激蛋白(sHSPs)是植物体中普遍存在的由核基因编码的一类蛋白,具有保守的ACD结构域,能够在高温、干旱以及老化等胁迫刺激中发挥重要作用。本研究利用生物信息学方法在燕麦基因组中鉴定得到24个HSP20(AsHSP20.1~AsHSP20.24)基因,并对AsHSP20家族成员的理化性质、蛋白结构、亚细胞定位、系统进化、保守基序和保守结构域、基因染色体位置以及响应高温及老化基因的表达等进行系统分析。研究发现AsHSP20基因分布在17条染色体上。编码氨基酸数目136~529 aa,分子量大小14.9~58.1 kDa,理论等电点5.30~8.79。HSP20成员多定位在核、胞质和叶绿体上,部分定位在质膜、线粒体、过氧化物酶体以及胞外。蛋白质二级结构和三级结构分析表明AsHSP20成员确定有β-折叠结构。根据保守基序组成与系统发育关系分析,AsHSP20基因家族被分为11个亚组,同一亚组成员之间具有相似或相同的保守基序,表明这些蛋白之间具有功能的相似性。进一步分析自然老化和人工老化处理下AsHSP20基因的表达情况,结果表明AsHSP20.20、AsHSP20.24基因在自然老化处理与人工老化处理下共同下调表达,推测AsHSP20.20和AsHSP20.24在两种老化方法下共同参与调控燕麦种子活力降低的过程,可作为燕麦种子寿命及抗老化种质育种研究的候选基因。研究为AsHSP20基因家族在燕麦种质老化过程中的调控机制提供了有价值的信息,也为进一步探究燕麦HSP20基因的功能及种子抗衰老分子机制提供了理论支撑。
马圆刘欢赵桂琴王敬龙张然姚瑞瑞
关键词:燕麦种子老化系统进化
大豆sHSP基因Glyma.07G141700.1表达载体的构建及表达模式分析
2024年
为了研究大豆小热激蛋白相关基因Glyma.07G141700.1的功能,本研究构建了Glyma.07G141700.1植物表达载体。RT-qPCR方法检测Glyma.07G141700.1基因在大豆不同组织及250 mmol/L NaCl胁迫0、2、6、12、24 h大豆根部的相对表达量,结果表明Glyma.07G141700.1在茎中表达量最高,250 mmol/L NaCl胁迫下Glyma.07G141700.1在2 h表达量最高,12 h表达量最低。利用生物信息学方法对Glyma.07G141700.1进行分析,结果表明Glyma.07G141700.1编码区长471 bp,编码156个氨基酸。功能结构域预测发现其具有一个小热激蛋白s HSP结构域,位于第36~153个氨基酸。多序列比对和系统发育树分析结果显示目的基因与野大豆(KHN05131.1, Glycine soja)、大豆(XP_003552209.1, Glycine max)、大豆(KAG4922021.1, Glycine max)等亲缘关系较近,本试验为进一步研究大豆s HSPs基因Glyma.07G141700.1生物学功能提供了基础。
唐洁万会娜刘灿于月华倪志勇
关键词:大豆生物信息学分析
Cloning of the Soybean sHSP26 Gene and Analysis of Its Drought Resistance被引量:2
2022年
Exploring the molecular mechanism of soybean response to drought stress,providing a basis for genetic improvement and breeding of heat-resistant varieties,relying on the transcriptome sequencing data of unpollinated ovary at the seven-leaf stage of soybean Jinong 18(JN18)and Jinong 18 mutant(JB18)soybeans,using reverse transcription,one gene in the sHSP family was cloned using PCR(RT-PCR)and it was named sHSP26.In this experiment,the soybean sHSP26 gene was successfully cloned by RT-PCR,the protein encoded by the sHSP26 gene was analyzed by bioinformatics,and the sHSP26 gene overexpression vector and CRISPR/Cas9 gene-editing vector were constructed.The positive plants were derived from Agrobacterium-mediated transformation of soybean cotyledon nodes,and T2 plants were identified through conventional PCR,QT-PCR,and Southern blot hybridization.Finally,through the determination of drought-related physiological and biochemical indicators and the analysis of agronomic traits,further research on gene function was conducted.The results indicated that the overexpression vector plant GmsHSP26 gene expression increased.After stress,the SOD and POD activities,and the PRO content of the transgenic overexpression plants increased,while the MDA content decreased.The reverse was true for soybean plants with genetically modified editing vectors.A survey of agronomic traits indicated that the fourpod ratio and yield per plant of the transgenic overexpression plants were higher than those of the control and transgenic editing vector soybean plants.It indicates that the expression of the sHSP26 gene can enhance drought resistance and soybean yield.The soybean sHSP26 gene cloning and its functional verification have not yet been reported.This is the first report where PCR amplification of soybean sHSP26 genes and gene expression vector were applied.It lays the foundation for creating new drought-resistant transgenic soybean lines through genetic engineering technology and is essential for improving soybean yield and quality.
Siyan LiuJinfeng LiuYuzhe ZhangYushi JiangShaowang HuAndi ShiQiyao CongShuyan GuanJing QuYao Dan
关键词:SOYBEAN
嗜水气单胞菌胁迫下红螯螯虾鳃的转录组构建及三个sHSP基因的克隆与表达分析
红螯螯虾(Cheraxquadricarinatus)在世界范围内被广泛引进和养殖,受到病毒和细菌等病原体的严重影响。小分子热休克蛋白(sHSPs)已被证明对动物的免疫反应有积极的影响,但关于它们在红螯螯虾抵御细菌胁迫中...
刘卓良
关键词:红螯螯虾热休克蛋白致病菌
鸭茅sHSP基因家族分析及功能初探
张欢
叉柱棉sHSP基因家族的鉴定与特征分析被引量:2
2021年
植物小分子热激蛋白(small heat shock protein, sHSP)是植物热激蛋白中一类分子量最小的基因家族,该家族具有保守的α-晶体结构域,在响应外界环境胁迫过程中具有重要的作用。叉柱棉(Gossypioides kirkii)有关sHSP家族的鉴定与特征分析还未见相关报道。本研究在叉柱棉中共鉴定了39个GksHSP成员,并且可以将GksHSP成员进一步分为10个亚家族。在GksHSP家族中发现了7个基因复制事件,并且所有的基因复制事件都是片段复制事件。棉属特有的全基因组复制事件主要导致了GksHSP成员的扩增,其扩增还与蛋白激酶家族、线粒体载体蛋白家族以及植物生长素响应蛋白家族有关。此外, GksHSP家族可能与ABA和茉莉酸甲酯调控的胁迫响应相关,并且GksHSP26成员及其在陆地棉中的同源基因可能在胁迫响应中具有关键的作用。本研究的结果可以进一步为今后叉柱棉和棉花的抗逆育种研究提供一定的理论基础。
范凯潘鑫峰毛志君叶方婷李兆伟林伟伟林文雄
关键词:SHSP扩增
棉铃虫小分子热激蛋白sHSP22.0基因的克隆及表达谱分析被引量:1
2021年
棉铃虫Helicoverpa armigera是一种重要的农业害虫,本文旨在研究小分子热激蛋白在其生长发育过程、抵御高温及Cry1Ac杀虫蛋白中的功能。利用PCR结合RACE技术克隆了棉铃虫sHSP22.0(small heat shock protein 22.0)基因,通过生物信息学软件分析了棉铃虫sHSP22.0基因序列,利用实时荧光定量qRT-PCR分析了该基因在棉铃虫不同生长发育阶段和组织中的表达模式;并分析了该基因受高温及Cry1Ac全长蛋白的诱导效应。获得了棉铃虫sHSP22.0(GenBank登录号:XP_021196802.1)761 bp cDNA片段,其开放阅读框576 bp,编码191个氨基酸,具有小分子热激蛋白典型的α-晶体结构域(α-crystallin domain,ACD)。sHSP22.0在棉铃虫4龄和5龄期特异性表达,尤其在5龄幼虫的表皮、中肠和后肠内特异性表达。该小分子热激蛋白受温度和Cry1Ac全长蛋白的诱导后显著高表达。sHSP22.0不仅在暴食期及肠道内特异性表达,而且响应Cry1Ac全长蛋白的诱导,表明它在棉铃虫消化吸收及抵御外源物的活动中可能起到重要的作用。
杨朔刘少凯赵少轩朱宇辰徐磊李童云刘晓光安世恒魏纪珍
关键词:棉铃虫小分子热激蛋白
橡胶树sHSP基因家族的表达谱分析
2021年
小热激蛋白(small heat shock protein,sHSP)是一类胁迫诱导蛋白,不仅参与植物发育还响应生物与非生物胁迫。本研究通过分析转录组数据获得橡胶树12个sHSP基因家族成员。生物信息学分析和表达谱分析结果表明:蛋白保守结构预测显示12个sHSP均具有α-晶体蛋白保守结构域;二级结构预测结果显示,12个sHSP均由α-螺旋、β-转角、延伸链和大量的随机卷曲组成。通过RT-PCR技术分析,结果发现这12个sHSP家族基因在橡胶树不同组织和叶片不同发育时期中表达有明显差异,HbsHSP15.8、HbsHSP16.2、HbsHSP17.3、HbsHSP17.4、HbsHSP17.5b、HbsHSP18.2、HbsHSP18.3、HbsHSP22.5、HbsHSP22.6和HbsHSP23.9在胶乳中高表达,HbsHSP17.4在树皮中高表达,HbsHSP17.5a在树茎中高表达,HbsHSP25.8则在树叶中表达量最高。乙烯利处理后,12个sHSP家族基因的表达总体呈下降趋势。在不同死皮等级橡胶树中12个sHSP家族基因的表达也具有明显差异,与健康树相比,HbsHSP15.8、HbsHSP17.4、HbsHSP17.5a、HbsHSP17.5b、HbsHSP18.2、HbsHSP18.3、HbsHSP22.6、HbsHSP23.9和HbsHSP25.8在死皮树中的表达量呈下降趋势;HbsHSP16.2、HbsHSP17.3和HbsHSP22.5的表达量呈上升趋势。因此推测橡胶树sHSP家族基因可能参与橡胶树生物与非生物逆境胁迫响应,以及可能在乙烯作用途径中发挥作用。
纪向云印汉任小青李德军夏志辉
关键词:橡胶树表达谱分析胁迫响应
橡胶树sHSP基因家族的表达谱、特性及功能研究
巴西橡胶树(Hevea brasiliensis Muell.Arg)是天然橡胶的主要来源,是事关国计民生和国防安全的重要战略物资。橡胶树死皮病(Tapping Panel Dryness,TPD)是一种复杂的生理综合症...
纪向云
关键词:橡胶树死皮病胁迫响应
sHSP20.8对莲草直胸跳甲蛹发育及生殖的调控作用
莲草直胸跳甲(Agasicles hygrophila)是国内外成功控制喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)的天敌昆虫,小分子热激蛋白(sHSPs)基因对昆虫的生长发育和抵御环境胁迫具有重...
纪周瑜
关键词:莲草直胸跳甲小分子热激蛋白生殖调控

相关作者

李伟丽
作品数:6被引量:4H指数:1
供职机构:湖北工业大学生物工程学院
研究主题:燃料乙醇 大肠杆菌 乙醇脱氢酶基因 丙酮酸脱羧酶基因 PDC
李君
作品数:62被引量:37H指数:4
供职机构:渤海大学
研究主题:大豆多糖 扁杏 中性蛋白酶 豆乳 凝胶
刘贺
作品数:255被引量:734H指数:13
供职机构:渤海大学
研究主题:脉冲强光 果胶 扁杏 大豆 鲜食玉米
梁潘霞
作品数:133被引量:416H指数:13
供职机构:广西农业科学院
研究主题:富硒 硒 甘蔗 土壤硒 富硒土壤
孙卫忠
作品数:24被引量:82H指数:5
供职机构:西南大学动物科技学院
研究主题:铜绿假单胞菌 噬菌体 生理学 蛋白 家蚕