【目的】从高粱基因组中发掘调控植物响应盐胁迫的SNF1 RELATED KINASE 2(SnRK2s)基因,为高粱抗盐机制研究提供理论依据。【方法】运用生物信息学技术对高粱SnRK2基因家族成员(SbSnRK2s)进行鉴定和序列分析,利用定量PCR技术分析SbSnRK2...【目的】从高粱基因组中发掘调控植物响应盐胁迫的SNF1 RELATED KINASE 2(SnRK2s)基因,为高粱抗盐机制研究提供理论依据。【方法】运用生物信息学技术对高粱SnRK2基因家族成员(SbSnRK2s)进行鉴定和序列分析,利用定量PCR技术分析SbSnRK2s在盐胁迫处理12 h内表达量的动态变化,将盐胁迫诱导显著高表达的基因在拟南芥中异源过表达,检测转基因拟南芥对盐胁迫抗性的变化。【结果】在高粱基因组中共鉴定到11个SbSnRK2s基因,不均匀地分布在7条染色体上,蛋白序列进化树结果表明,SbSnRK2s与同为C4植物的玉米SnRK2亲缘关系较近;启动子分析发现,SbSnRK2s基因启动子含有激素响应、应激响应等元件。盐胁迫处理后,11个SbSnRK2s均上调表达,其中,SbSnRK2.1的上调幅度最大,在盐胁迫处理9 h后上调幅度超过150倍,在拟南芥中异源过表达SbSnRK2.1,经盐胁迫处理,转基因植株的存活率、主根长度和鲜重均显著高于野生型。【结论】SbSnRK2.1在盐处理下的表达量显著升高,异源过表达SbSnRK2.1显著提高了拟南芥对盐胁迫的抗性,表明该基因在植物响应盐胁迫中具有重要作用。展开更多
以‘宝石无核’（Ruby Seedless）葡萄试管苗为材料,采用RT-PCR技术,克隆得到8个葡萄Sn RK2家族基因。序列分析发现,该家族基因蛋白结构在N端相对保守,而在C端极其特异;聚类结果表明葡萄Sn RK2基因家族可以分为3个亚家族;对这8个基因所...以‘宝石无核’（Ruby Seedless）葡萄试管苗为材料,采用RT-PCR技术,克隆得到8个葡萄Sn RK2家族基因。序列分析发现,该家族基因蛋白结构在N端相对保守,而在C端极其特异;聚类结果表明葡萄Sn RK2基因家族可以分为3个亚家族;对这8个基因所编码的蛋白质进行分析发现,其富含酸性氨基酸,且均为亲水蛋白;基因组结构分析发现Vv Sn RK2.2和Vv Sn RK2.8含有10个外显子,其他6个均含9个外显子;对蛋白二级结构分析发现8个基因编码的蛋白主要以α–螺旋、β–转角和不规则卷曲为主;亚细胞定位预测,8个基因主要定位于细胞质中。顺式作用元件分析表明,除Vv Sn RK2.1、Vv Sn RK2.2、Vv Sn RK2.6外,其他基因顺式作用元件包含ABRE、DRE/CRT、LRTE中的一个或多个。定量PCR分析表明,Vv Sn RK2的表达存在组织差异性,Vv Sn RK2.7在根中表达水平最高,是叶片的3.8倍,Vv Sn RK2.8在茎中表达水平最高,是叶片的5.0倍。0～–4℃处理后,表达水平下调幅度最小的为Vv Sn RK2.2,Vv Sn RK2.7下调幅度较大,Vv Sn RK2.8的表达水平为0;30℃处理后Vv Sn RK2.2和Vv Sn RK2.5上调表达,分别为对照的3.8倍和3.6倍;Vv Sn RK2.1和Vv Sn RK2.2与盐胁迫调节紧密相关,Vv Sn RK2.5与干旱胁迫调节密切相关。展开更多
蔗糖非酵解型蛋白激酶(sucrose non-fermenting1-related protein kinase,SnRK)是广泛存在于植物中的一类Ser/Thr类蛋白激酶,参与植物体内多种信号途径的转导,在植物的抗逆境生理过程中扮演了重要角色。本文介绍了植物SnRK家族,重点阐述...蔗糖非酵解型蛋白激酶(sucrose non-fermenting1-related protein kinase,SnRK)是广泛存在于植物中的一类Ser/Thr类蛋白激酶,参与植物体内多种信号途径的转导,在植物的抗逆境生理过程中扮演了重要角色。本文介绍了植物SnRK家族,重点阐述了SnRK2的结构、相互作用蛋白及该激酶活性的调节。SnRK2可以被NaCl及ABA等渗透胁迫激活,调节一系列相关基因的表达,从而提高植物对逆境的抵抗能力。展开更多
SnRK2(sucrose non-fermenting 1一related protein kinase2)是脱落酸(ABA)信号转导途径中的正调控因子,广泛参与了植物的生长发育、病虫害防御、ABA和非生物胁迫等多种信号的应答反应。从番茄中分离了3个与SnRK2.2、SnRK2.3和SnRK2.6...SnRK2(sucrose non-fermenting 1一related protein kinase2)是脱落酸(ABA)信号转导途径中的正调控因子,广泛参与了植物的生长发育、病虫害防御、ABA和非生物胁迫等多种信号的应答反应。从番茄中分离了3个与SnRK2.2、SnRK2.3和SnRK2.6同源的基因,分别命名为SlSnRK2.2、SlSnRK2.3和SlSnRK2.6,同时构建了SlSlSnRK2.2/2.3/2.6 RNAi载体,并通过根癌农杆菌介导的叶盘法转化番茄,得到转基因番茄植株。初步表型分析结果发现转基因植株呈叶片早衰的现象。通过对乙烯信号相关基因的检测可知,转基因植株中除了ERF2表达量低于野生型,其余3个基因(ACO4、ERF1B、ERF1)的表达量均高于野生型,表明SlSnRK2.2、SlSnRK2.3和SlSnRK2.6与叶片衰老有关,可能参与ABA和乙烯信号互作,此结果对揭示植物衰老机理具有重要意义。展开更多
Sucrose non-fermenting-1 related protein kinase 2 （SnRK2） is a unique family of protein kinases associated with abiotic stress signal transduction in plants. In this study, a maize SnRK2 gene ZmSnRK2.11 was cloned a...Sucrose non-fermenting-1 related protein kinase 2 （SnRK2） is a unique family of protein kinases associated with abiotic stress signal transduction in plants. In this study, a maize SnRK2 gene ZmSnRK2.11 was cloned and characterized. The results showed that ZmSnRK2.11 is up-regulated by high-salinity and dehydration treatment, and it is expressed mainly in maize mature leaf. Atransient expression assay using onion epidermal cells revealed that ZmSnRK2.11-GFP fusion proteins are localized to both the nucleus and cytoplasm. Overexpressing-ZmSnRK2.11 in Arabidopsis resulted in salt and drought sensitivity phenotypes that exhibited an increased rate of water loss, reduced relative water content, delayed stoma closure, accumulated less free proline content and increased malondialdehyde （MDA） content relative to the phenotypes observed in wild-type （WT） control. Furthermore, overexpression of ZmSnRK2.11 up-regulated the expression of the genes ABI1 and ABI2 and decreased the expression of DREB2A and P5CSI. Taken together, our results suggest that ZmSnRK2.11 is a possible negative regulator involved in the salt and drought stress signal transduction pathways in plants.展开更多
文摘以‘宝石无核’（Ruby Seedless）葡萄试管苗为材料,采用RT-PCR技术,克隆得到8个葡萄Sn RK2家族基因。序列分析发现,该家族基因蛋白结构在N端相对保守,而在C端极其特异;聚类结果表明葡萄Sn RK2基因家族可以分为3个亚家族;对这8个基因所编码的蛋白质进行分析发现,其富含酸性氨基酸,且均为亲水蛋白;基因组结构分析发现Vv Sn RK2.2和Vv Sn RK2.8含有10个外显子,其他6个均含9个外显子;对蛋白二级结构分析发现8个基因编码的蛋白主要以α–螺旋、β–转角和不规则卷曲为主;亚细胞定位预测,8个基因主要定位于细胞质中。顺式作用元件分析表明,除Vv Sn RK2.1、Vv Sn RK2.2、Vv Sn RK2.6外,其他基因顺式作用元件包含ABRE、DRE/CRT、LRTE中的一个或多个。定量PCR分析表明,Vv Sn RK2的表达存在组织差异性,Vv Sn RK2.7在根中表达水平最高,是叶片的3.8倍,Vv Sn RK2.8在茎中表达水平最高,是叶片的5.0倍。0～–4℃处理后,表达水平下调幅度最小的为Vv Sn RK2.2,Vv Sn RK2.7下调幅度较大,Vv Sn RK2.8的表达水平为0;30℃处理后Vv Sn RK2.2和Vv Sn RK2.5上调表达,分别为对照的3.8倍和3.6倍;Vv Sn RK2.1和Vv Sn RK2.2与盐胁迫调节紧密相关,Vv Sn RK2.5与干旱胁迫调节密切相关。
文摘蔗糖非酵解型蛋白激酶(sucrose non-fermenting1-related protein kinase,SnRK)是广泛存在于植物中的一类Ser/Thr类蛋白激酶,参与植物体内多种信号途径的转导,在植物的抗逆境生理过程中扮演了重要角色。本文介绍了植物SnRK家族,重点阐述了SnRK2的结构、相互作用蛋白及该激酶活性的调节。SnRK2可以被NaCl及ABA等渗透胁迫激活,调节一系列相关基因的表达,从而提高植物对逆境的抵抗能力。
文摘干旱、高盐、极端温度等逆境因子是限制作物产量和品质提高的重要因素。挖掘和利用逆境应答基因资源是改良其抗逆性的前提和基础,对于研究植物抗逆机制具有重要意义。蔗糖非发酵相关蛋白激酶家族2(Sucrose non-fermenting-1-related protein kinase 2,SnRK2)是广泛存在于植物中的一类Ser/Thr蛋白激酶,参与植物体内多种信号途径的转导,在植物的抗逆境生理过程中扮演了重要角色。为了促进小麦SnRK2基因家族的研究,该文对SnRK2基因的结构、抗逆功能、互作蛋白,以及小麦SnRK2基因家族的研究现状进行了阐述。
基金supported by the National High Technology R&D Program of China (2012AA10A306)the National Natural Science Foundation of China (31330056)the Xinjiang High-Tech Research Projects, China (201011109)
文摘Sucrose non-fermenting-1 related protein kinase 2 （SnRK2） is a unique family of protein kinases associated with abiotic stress signal transduction in plants. In this study, a maize SnRK2 gene ZmSnRK2.11 was cloned and characterized. The results showed that ZmSnRK2.11 is up-regulated by high-salinity and dehydration treatment, and it is expressed mainly in maize mature leaf. Atransient expression assay using onion epidermal cells revealed that ZmSnRK2.11-GFP fusion proteins are localized to both the nucleus and cytoplasm. Overexpressing-ZmSnRK2.11 in Arabidopsis resulted in salt and drought sensitivity phenotypes that exhibited an increased rate of water loss, reduced relative water content, delayed stoma closure, accumulated less free proline content and increased malondialdehyde （MDA） content relative to the phenotypes observed in wild-type （WT） control. Furthermore, overexpression of ZmSnRK2.11 up-regulated the expression of the genes ABI1 and ABI2 and decreased the expression of DREB2A and P5CSI. Taken together, our results suggest that ZmSnRK2.11 is a possible negative regulator involved in the salt and drought stress signal transduction pathways in plants.
