【目的】MADS-box转录因子是植物最大的转录因子家族之一,在植物生长发育和胁迫响应中均发挥重要功能。前期通过转录组数据获得一个辣椒热响应基因,该基因编码MADS-box转录因子家族成员CaAGL61(Agamous-like MADS-box protein AGL61)。...【目的】MADS-box转录因子是植物最大的转录因子家族之一,在植物生长发育和胁迫响应中均发挥重要功能。前期通过转录组数据获得一个辣椒热响应基因,该基因编码MADS-box转录因子家族成员CaAGL61(Agamous-like MADS-box protein AGL61)。在此基础上,进一步研究CaAGL61在辣椒耐热性调控中的功能,为深入了解辣椒耐热分子机制提供理论参考,为辣椒耐热性的遗传改良提供基因位点。【方法】通过SMART在线工具预测CaAGL61保守结构域,使用MEGA7构建辣椒和其他植物物种AGL61蛋白的系统发育树,利用实时荧光定量PCR技术探究CaAGL61在辣椒中的表达模式,运用烟草亚细胞定位技术和酵母双杂交自激活系统检测CaAGL61的转录因子特性,利用病毒诱导的基因沉默技术和基因瞬时过表达技术探究CaAGL61表达对辣椒耐热性的影响。【结果】CaAGL61编码179个氨基酸,包含一个MADS结构域,在系统进化方面高度保守。CaAGL61在辣椒花器官中的表达量最高、其次是茎和果实,根中的表达量最低;进一步分析发现CaAGL61的表达量随着花器官的成熟而增加,尤其在授粉坐果期的花药中表达量最高;45℃高温处理显著上调了CaAGL61的表达水平。亚细胞定位显示,CaAGL61定位于细胞核中;酵母转录激活分析表明,CaAGL61具有转录激活活性。CaAGL61沉默植株的耐热性显著增强,热胁迫处理后,与对照相比,CaAGL61沉默植株生长点萎蔫程度减轻,叶片相对电导率降低,丙二醛含量、死细胞和活性氧积累减少,而叶绿素含量升高。相反,CaAGL61瞬时过表达降低了辣椒的耐热性,与对照相比,表现为植株受热胁迫损伤程度更严重,叶片相对电导率升高,丙二醛含量、死细胞和活性氧积累增多,叶绿素含量下降。【结论】鉴定了一个辣椒热响应MADS-box转录因子基因CaAGL61,该基因通过加剧氧化胁迫而负调控辣椒耐热性。展开更多
植物花器官的发育和开花是植物生殖发育中最重要的过程,植物在长期的进化过程中产生了春化(低温)途径、自主途径、光周期途径以及不依赖于光温环境条件的赤霉素信号途径来适应多变的环境和调控植物开花过程。本文综述了模式植物拟南芥中...植物花器官的发育和开花是植物生殖发育中最重要的过程,植物在长期的进化过程中产生了春化(低温)途径、自主途径、光周期途径以及不依赖于光温环境条件的赤霉素信号途径来适应多变的环境和调控植物开花过程。本文综述了模式植物拟南芥中由LEAFY(LFY)、CONSTANS(CO)、FLOWERING LOCUSC(FLC)、FLOW ERING LOCUS T(FT)和SUPPRESSOR OF OVEREXPRESSION OF CO1(SOC1)等基因构成的双子叶植物响应光温条件变化的开花调控网络;以及大麦、小麦中由VERNALIZATION1(VRN1)、VRN2、ODD-SOC2(OS2)和拟南芥CO、FT同源基因构成的禾本科植物开花调控网络。其中最重要的是转录调控因子MADS-box基因FLC、SOC1、VRN1和OS2,并发现组蛋白的乙酰化/脱乙酰化,赖氨酸的甲基化/脱甲基化在调控FLC、VRN1染色质活性状态及基因表达,从而产生开花控制的机理。这些研究发现将有助于对具有重要经济价值的单双子叶植物,通过生物技术手段改良其品种特性以应对非生物逆境,特别是低温胁迫的指导。展开更多
文摘【目的】MADS-box转录因子是植物最大的转录因子家族之一,在植物生长发育和胁迫响应中均发挥重要功能。前期通过转录组数据获得一个辣椒热响应基因,该基因编码MADS-box转录因子家族成员CaAGL61(Agamous-like MADS-box protein AGL61)。在此基础上,进一步研究CaAGL61在辣椒耐热性调控中的功能,为深入了解辣椒耐热分子机制提供理论参考,为辣椒耐热性的遗传改良提供基因位点。【方法】通过SMART在线工具预测CaAGL61保守结构域,使用MEGA7构建辣椒和其他植物物种AGL61蛋白的系统发育树,利用实时荧光定量PCR技术探究CaAGL61在辣椒中的表达模式,运用烟草亚细胞定位技术和酵母双杂交自激活系统检测CaAGL61的转录因子特性,利用病毒诱导的基因沉默技术和基因瞬时过表达技术探究CaAGL61表达对辣椒耐热性的影响。【结果】CaAGL61编码179个氨基酸,包含一个MADS结构域,在系统进化方面高度保守。CaAGL61在辣椒花器官中的表达量最高、其次是茎和果实,根中的表达量最低;进一步分析发现CaAGL61的表达量随着花器官的成熟而增加,尤其在授粉坐果期的花药中表达量最高;45℃高温处理显著上调了CaAGL61的表达水平。亚细胞定位显示,CaAGL61定位于细胞核中;酵母转录激活分析表明,CaAGL61具有转录激活活性。CaAGL61沉默植株的耐热性显著增强,热胁迫处理后,与对照相比,CaAGL61沉默植株生长点萎蔫程度减轻,叶片相对电导率降低,丙二醛含量、死细胞和活性氧积累减少,而叶绿素含量升高。相反,CaAGL61瞬时过表达降低了辣椒的耐热性,与对照相比,表现为植株受热胁迫损伤程度更严重,叶片相对电导率升高,丙二醛含量、死细胞和活性氧积累增多,叶绿素含量下降。【结论】鉴定了一个辣椒热响应MADS-box转录因子基因CaAGL61,该基因通过加剧氧化胁迫而负调控辣椒耐热性。
文摘植物花器官的发育和开花是植物生殖发育中最重要的过程,植物在长期的进化过程中产生了春化(低温)途径、自主途径、光周期途径以及不依赖于光温环境条件的赤霉素信号途径来适应多变的环境和调控植物开花过程。本文综述了模式植物拟南芥中由LEAFY(LFY)、CONSTANS(CO)、FLOWERING LOCUSC(FLC)、FLOW ERING LOCUS T(FT)和SUPPRESSOR OF OVEREXPRESSION OF CO1(SOC1)等基因构成的双子叶植物响应光温条件变化的开花调控网络;以及大麦、小麦中由VERNALIZATION1(VRN1)、VRN2、ODD-SOC2(OS2)和拟南芥CO、FT同源基因构成的禾本科植物开花调控网络。其中最重要的是转录调控因子MADS-box基因FLC、SOC1、VRN1和OS2,并发现组蛋白的乙酰化/脱乙酰化,赖氨酸的甲基化/脱甲基化在调控FLC、VRN1染色质活性状态及基因表达,从而产生开花控制的机理。这些研究发现将有助于对具有重要经济价值的单双子叶植物,通过生物技术手段改良其品种特性以应对非生物逆境,特别是低温胁迫的指导。
