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茶树RCI2基因家族成员的鉴定及其低温胁迫下表达分析
1
作者 张毕阳 许芳芳 +1 位作者 刘伯选 李文杨 《江苏农业科学》 北大核心 2024年第19期57-64,共8页
茶树具有较高的经济价值,而低温胁迫不仅会影响茶叶的产量和质量,还会导致经济效益下降,因此茶树抗低温育种研究迫在眉睫。稀有冷诱导(RCI2)基因是一类与低温胁迫密切相关的基因,目前有关茶树低温胁迫的研究并不太多,本研究团队首次通... 茶树具有较高的经济价值,而低温胁迫不仅会影响茶叶的产量和质量,还会导致经济效益下降,因此茶树抗低温育种研究迫在眉睫。稀有冷诱导(RCI2)基因是一类与低温胁迫密切相关的基因,目前有关茶树低温胁迫的研究并不太多,本研究团队首次通过生物信息学手段从茶树基因组中鉴定出11个RCI2基因,并对基因的氨基酸序列、保守结构域及启动子顺式作用元件和低温胁迫表达模式等进行分析。通过氨基酸序列比对和基序分析,发现茶树RCI2基因结构高度保守;启动子顺式作用元件分析结果显示,大部分茶树RCI2基因含有如ARE、ABRE等与抗逆相关的启动子顺式作用元件,相关基因可能具有较强的抗应激能力并参与复杂的调控网络。低温胁迫下基因的转录丰度分析结果显示,CsRCI2B、CsRCI2D、CsRCI2I和CsRCI2J都受到低温诱导表达,而qRT-PCR分析结果显示,CsRCI2B、CsRCI2J在低温胁迫下6 h、7 d时的表达量显著升高,CsRCI2I在低温胁迫下7 d时的表达显著受到抑制,表明上述3个基因可能参与低温胁迫响应途径。通过突变位点数量统计发现,CsRCI2B、CsRCI2I和CsRCI2J的变异位点分别有90、96、79个,突变位点远少于大部分基因,表明这些基因结构稳定,可能在进化过程中规避了有害突变并在茶树体内发挥重要作用。研究结果初步证实,茶树CsRCI2B、CsRCI2I和CsRCI2J响应低温胁迫并具有潜在的重要作用,也为后续茶树抗逆育种研究提供参考信息和信息支撑。 展开更多
关键词 茶树 rci2基因 低温胁迫 突变 表达分析
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水稻磷胁迫响应基因OsRCI2-9的克隆及功能鉴定 被引量：2
2
作者 任鸿雁 魏强 《中国农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期831-840,共10页
【目的】分析水稻Os RCI2-9的功能,进而解析其耐低磷胁迫的作用机制,以利于磷高效作物的改良与选育。【方法】通过对比分析水稻磷信号中心调控因子Os PHR2超表达(Os PHR2(O))与干涉(Os PHR2(Ri))转基因植株和野生型植株基因芯片数据,发... 【目的】分析水稻Os RCI2-9的功能,进而解析其耐低磷胁迫的作用机制,以利于磷高效作物的改良与选育。【方法】通过对比分析水稻磷信号中心调控因子Os PHR2超表达(Os PHR2(O))与干涉(Os PHR2(Ri))转基因植株和野生型植株基因芯片数据,发现一个在Os PHR2(O)背景下诱导表达的RCI2家族基因——Os RCI2-9,首先利用实时荧光定量PCR对芯片数据进行验证。然后根据TIGR上的基因序列设计引物,扩增其全长c DNA;进而利用DNAStar来寻找其开放阅读框,并利用TMHMM2.0对蛋白序列的跨膜结构进行预测;在Phytozome中利用BLAST搜索拟南芥和玉米中的同源基因,并将Os RCI2-9与拟南芥RCI2、玉米RCI2家族的蛋白序列利用Clustal X 1.8进行多重序列比对和同源性分析;利用MEGA 5.2.1软件的最大似然法对同源蛋白构建进化树;利用植物顺式作用元件数据库PLACE分析启动子序列中的顺式作用元件;利用RT-PCR和实时荧光定量PCR检测Os RCI2-9在不同胁迫处理条件下的表达模式;将Os RCI2-9的c DNA序列连入带有Ca MV 35S启动子的p CAMBIA1300表达载体中构建其超表达载体并发展转基因材料,对其表型进行分析,并对转基因植株的有效磷进行测定。【结果】Os RCI2-9位于水稻第6染色体上,基因全长237 bp,由2个外显子和1个内含子组成,编码78个氨基酸。Os RCI2-9含有2个跨膜结构域,其在序列上与玉米Zm RCI2-2、Zm RCI2-7和Zm RCI2-8同源性较高;通过启动子序列分析发现Os RCI2-9启动子含有干旱、低温,ABA、细胞分裂素、赤霉素及磷饥饿响应等元件;RT-PCR和实时荧光定量PCR发现Os RCI2-9受到缺磷处理的强烈诱导,在根中Os RCI2-9还受到缺钾和缺铁的少量诱导及缺氮的微量抑制。进一步研究发现在正常磷浓度下,Os RCI2-9超表达转基因植株与野生型相比,表现为生长缓慢,分蘖数减少,而在低磷条件下,表型与野生型差别不大。通过测定有效磷含量发现Os RCI2-9超表达转基因植株在正常磷浓度与缺磷条件下较野生型植株有效磷含量均有明显的提高。【结论】Os RCI2-9参于了植物体内磷平衡调控。 展开更多
关键词 水稻 rci2家族 胁迫响应 磷
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棉花RCI2基因家族的鉴定及表达分析 被引量：3
3
作者 刘楚楚 吴玉香 《山西农业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第4期41-49,共9页
[目的]稀有冷诱导2(RCI2)基因,又称为质膜蛋白3(PMP3)基因,编码一类小分子量的跨膜蛋白质,在植物生长发育和非生物胁迫应答中发挥重要调控作用。本文旨在研究棉花中RCI2基因的特征与表达模式,为进一步了解该基因在棉花中的功能提供理论... [目的]稀有冷诱导2(RCI2)基因,又称为质膜蛋白3(PMP3)基因,编码一类小分子量的跨膜蛋白质,在植物生长发育和非生物胁迫应答中发挥重要调控作用。本文旨在研究棉花中RCI2基因的特征与表达模式,为进一步了解该基因在棉花中的功能提供理论支持。[方法]本文通过生物信息学方法,对陆地棉、海岛棉、亚洲棉和雷蒙德氏棉4个棉种中RCI2家族基因特征、亚细胞定位、系统进化、启动子顺式元件和非生物胁迫应答模式进行系统分析。[结果]分别从陆地棉、海岛棉、亚洲棉和雷蒙德氏棉基因组中分别筛选到12、12、8、8个RCI2基因,该基因编码的蛋白质仅含有PMP3(PF01679)一个高度保守的结构域。通过进化分析,将棉花中RCI2基因分为3类。顺式作用元件分析结果表明,陆地棉RCI2家族基因的启动子中含有较多的激素响应、胁迫响应和生长发育相关的元件,其中激素响应和胁迫响应的元件数目较多。陆地棉中12个RCI2基因在不同组织器官中表达方式不同,在低温、高温、盐和PEG胁迫下的表达模式也不同。[结论]本研究明确了RCI2基因在棉花基因组中的数量和理化性质,并对该家族的进化和表达特征进行了分析,为进一步研究RCI2基因的作用机理提供了参考,为研究棉花应对非生物胁迫的分子机制提供新的方向。 展开更多
关键词 棉花 rci2 非生物胁迫 表达模式
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