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小麦F-box/Kelch类基因TaFKOR23的抗逆相关表达模式及分子互作蛋白鉴定 被引量：6
1
作者 魏春茹 孟钰玉 +5 位作者 范润侨 赵梦伊 于秀梅 赵伟全 康振生 刘大群 《植物遗传资源学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期695-705,共11页
为了解F-box成员在小麦中响应生物和非生物逆境的表达情况及作用机制,本研究自小麦抗叶锈病近等基因系TcLr15中克隆了F-box基因TaFKOR23,该基因编码一个由421个氨基酸残基组成的蛋白,N端具有F-box结构域,中间带有2个明显的Kelch结构域,... 为了解F-box成员在小麦中响应生物和非生物逆境的表达情况及作用机制,本研究自小麦抗叶锈病近等基因系TcLr15中克隆了F-box基因TaFKOR23,该基因编码一个由421个氨基酸残基组成的蛋白,N端具有F-box结构域,中间带有2个明显的Kelch结构域,属于F-box/Kelch类型基因。系统进化分析表明,TaFKOR23与粗山羊草(Aegilops tauschii Coss.)和二穗短柄草(Brachypodium distachyon(L.)P.Beauv.)中的F-box/Kelch-repeat protein OR23同源性均较高。利用qRTPCR对接种亲和及非亲和叶锈菌、激素处理、非生物逆境胁迫后TcLr15植株中该基因的表达模式进行分析。研究结果表明,TaFKOR23基因表达受叶锈菌侵染而略升高,但在亲和与非亲和组合间的表达量无明显差异;受脱落酸(ABA)、水杨酸(SA)和茉莉酸甲酯(MeJA)3种激素处理后,该基因均呈先升高后降低的表达趋势,且表达量于处理后12 h达到最高,MeJA对该基因的诱导表达程度略高于SA和ABA;盐胁迫处理后,除了12 h外,TaFKOR23整体呈现上升的表达趋势,最高表达峰出现在处理后48 h;TaFKOR23受聚乙二醇(PEG)处理的影响较小;该基因在旗叶中的表达量远高于其他部位。利用酵母双杂交文库筛选并验证与该基因编码蛋白互作的上游靶蛋白。经文库筛选得到11类可能与TaFKOR23互作的靶蛋白,进一步回转验证及β-半乳糖苷酶检测结果表明TaFKOR23与小麦S-期激酶相关蛋白(TaSkp1)、SEC1家族运输蛋白SLY1(TaSLY1)和几丁质酶2(TaChitinase 2)均存在相互作用。研究结果为深入解析小麦中Kelch类F-box基因的功能及代谢网络奠定了基础,并拓宽了对植物中Kelch类F-box基因的功能认识。 展开更多
关键词 小麦 F-box/Kelch TaFKOR23 表达模式 蛋白互作
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小麦TaPP2-A13基因的表达响应逆境胁迫并与SCF复合体接头蛋白TaSKP1相互作用 被引量：3
2
作者 孟钰玉 魏春茹 +6 位作者 范润侨 于秀梅 王逍冬 赵伟全 魏新燕 康振生 刘大群 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期224-236,共13页
为探究韧皮部蛋白2(Phloem protein 2,PP2)基因在小麦(Triticum aestivum)响应逆境胁迫中的功能及作用机制,本文以小麦抗叶锈病近等基因系TcLr15为材料获得一个小麦韧皮部蛋白2基因TaPP2-A13。该基因编码一个由298个氨基酸组成的亲水性... 为探究韧皮部蛋白2(Phloem protein 2,PP2)基因在小麦(Triticum aestivum)响应逆境胁迫中的功能及作用机制,本文以小麦抗叶锈病近等基因系TcLr15为材料获得一个小麦韧皮部蛋白2基因TaPP2-A13。该基因编码一个由298个氨基酸组成的亲水性蛋白质,相对分子量为33.18 kD,等电点为6.36。其N端为F-box结构域,C端具有典型的PP2结构域,属于F-box/PP2(FBP)亚家族成员。TaPP2-A13与禾本科植物中PP2-A13蛋白的亲缘关系较近。表达模式分析表明,TaPP2-A13的表达受叶锈菌(Puccinia triticina)侵染的诱导,且感病组合中表达更强。用脱落酸(ABA)、水杨酸(SA)和甲基茉莉酸(MeJA)处理后,TaPP2-A13总体呈现上调表达趋势。利用聚乙二醇(PEG)和H2O2处理后,小麦TaPP2-A13显著下调表达,而NaCl处理后TaPP2-A13呈现先上调后下调的表达趋势。亚细胞定位结果表明TaPP2-A13在细胞核和细胞质均有分布。以构建的重组载体BD-TaPP2-A13为诱饵筛选酵母文库,获得11种可能与TaPP2-A13互作的蛋白,酵母双杂交(Yeast 2 Hybrid,Y2H)确定其中的5种蛋白TaPP2C5、TaSLY1、TaCHI、TaRbcS和TaSKP1分别与TaPP2-A13存在相互作用。进一步利用BiFC和Co-IP确认TaSKP1与TaPP2-A13两种蛋白质之间的相互作用关系,推测TaPP2-A13可能为SCF复合体成员。本研究结果为深入解析TaPP2-A13蛋白的功能,并探究其调控网络奠定了基础。 展开更多
关键词 韧皮部蛋白2 小麦叶锈病 非生物逆境 激素 表达模式 蛋白互作
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小麦F-box/LRR类基因TaFBL14的抗逆相关表达模式及互作蛋白鉴定 被引量：5
3
作者 魏春茹 孟钰玉 +5 位作者 范润侨 李虎滢 赵伟全 于秀梅 康振生 刘大群 《植物生理学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期886-894,共9页
F-box家族是植物中最大的蛋白质家族之一,广泛参与植物生长发育、自交不亲和、衰老、生物/非生物胁迫等多个生物学过程。拟南芥(Arabidopsis thaliana)、水稻(Oryza sativa)等模式植物中F-box家族的研究开展较早,认识比较全面,但对重要... F-box家族是植物中最大的蛋白质家族之一,广泛参与植物生长发育、自交不亲和、衰老、生物/非生物胁迫等多个生物学过程。拟南芥(Arabidopsis thaliana)、水稻(Oryza sativa)等模式植物中F-box家族的研究开展较早,认识比较全面,但对重要的粮食作物小麦(Triticum aestivum)中F-box家族的报道还比较少。为了解F-box家族成员在小麦中响应生物/非生物逆境的情况及具体作用机制,以本实验室前期获得的F-box基因TaFBL14为研究对象,探讨了该基因在3种激素和3种非生物逆境处理下的表达模式。实时定量PCR (qRT-PCR)结果表明,水杨酸(SA)、脱落酸(ABA)、茉莉酸甲酯(MeJA)三种激素以及氯化钠(NaCl)、过氧化氢(H2O2)、聚乙二醇6000 (PEG6000)三种逆境胁迫处理后, Ta FBL14基因均呈现先升高后降低的表达趋势。经三种激素处理后,TaFBL14的表达峰值均为处理后12 h,相对于SA和ABA两种激素处理, MeJA处理可诱导TaFBL14更高的表达水平;在三种逆境胁迫下,相对于H2O2和PEG6000处理, NaCl可诱导TaFBL14更高的表达水平,且峰值出现在处理后6 h。本研究构建了酵母载体pGBKT7-TaFBL14,并以之为诱饵筛选了非亲和叶锈菌(Puccinia triticina) 05-19-43②侵染的小麦TcLr15叶片的酵母cDNA文库;钓取了11类可能与TaFBL14互作的靶蛋白;进一步的回转验证及β-半乳糖苷酶检测结果表明, TaFBL14与TaChitinase 2 (TaChi 2)存在相互作用。研究结果拓宽了对小麦中富含亮氨酸(LRR)类F-box基因功能的认识,拟为深入解析小麦中F-box/LRR基因的功能及代谢网络提供参考。 展开更多
关键词 小麦 F-box/LRR TaFBL14 表达模式 蛋白互作
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小麦VQ家族全基因组鉴定与表达分析 被引量：1
4
作者 李虎滢 魏春茹 +3 位作者 孟钰玉 范润侨 于秀梅 刘大群 《分子植物育种》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期358-366,共9页
近年来,VQ蛋白因发现与WRKY转录因子相互作用而引起广泛关注。目前,关于VQ基因家族在小麦中的研究鲜有报道。为了解小麦VQ基因的存在数量和结构等特征,本研究采用生物信息学技术在小麦基因组中鉴定了25个小麦VQ基因,并对其编码蛋白的结... 近年来,VQ蛋白因发现与WRKY转录因子相互作用而引起广泛关注。目前,关于VQ基因家族在小麦中的研究鲜有报道。为了解小麦VQ基因的存在数量和结构等特征,本研究采用生物信息学技术在小麦基因组中鉴定了25个小麦VQ基因,并对其编码蛋白的结构、性质、亚细胞定位和进化关系进行了分析。结果表明,大多数小麦VQ蛋白序列较短,为中性或偏碱性蛋白,由单外显子基因编码;小麦VQ蛋白主要分布于细胞核中。25个VQ基因不均匀地分布在21条小麦染色体上,片段复制是小麦VQ基因家族的主要扩张方式。通过基因表达模式分析,发现部分小麦VQ基因响应干旱和高温的胁迫,并呈组织表达特异性。研究结果为进一步分析该家族成员,并深入探讨其在小麦中的生物学功能和进化模式奠定了基础。 展开更多
关键词 小麦 VQ基因家族 生物信息学分析 表达模式
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Cullin家族通过UPS途径响应小麦生长发育及非生物胁迫进程 被引量：1
5
作者 赵梦伊 魏春茹 +5 位作者 范润侨 杨一鸣 杨近炳 孟妍君 赵伟全 于秀梅 《分子植物育种》 CAS 北大核心 2022年第21期7071-7081,共11页
Cullin作为泛素-蛋白酶体系统(ubiquitin-proteasome system,UPS)中多亚基E3泛素连接酶的骨架蛋白,与泛素结合酶E2相互作用,将泛素分子连接到待降解底物上,使底物携带泛素链标记,进而被26S蛋白酶体识别并降解。Cullin家族成员在植物体... Cullin作为泛素-蛋白酶体系统(ubiquitin-proteasome system,UPS)中多亚基E3泛素连接酶的骨架蛋白,与泛素结合酶E2相互作用,将泛素分子连接到待降解底物上,使底物携带泛素链标记,进而被26S蛋白酶体识别并降解。Cullin家族成员在植物体内发挥着重要作用,但其在小麦中的研究尚少。因此,本研究对小麦中Cullin家族基因展开了系统的分析。自小麦中鉴定了39个Cullin蛋白,由25个基因编码。大多数小麦Cullin蛋白分子量大于80 kD,偏酸性,于细胞核中发挥作用;基于结构域组成差异将小麦Cullin蛋白分为Cullin、Cullin+Cullin-Nedd8、Cullin+Cullin+Cullin-Nedd8及Cullin+ANAPC2四大类;进化关系分析表明,该家族蛋白包括四个亚家族Cullin 1~Cullin 4,结构域在该家族蛋白进化过程中起主要作用;68%的Cullin基因分布在小麦B基因组上;互作蛋白预测结果显示,小麦中Cullin蛋白大部分与UPS途径其他成员相互作用;表达模式分析表明,Cullin家族中大部分基因呈现组织专化性表达,并响应热和干旱的胁迫过程。由此可见,Cullin作为UPS途径主要成员而在小麦生长、发育及应对非生物胁迫中发挥着重要的作用,本研究结果从基因组水平分析和鉴定了小麦Cullin家族成员,为深入解析小麦中Cullin家族蛋白的生物学功能及作用网络提供了重要参考。 展开更多
关键词 小麦Cullin家族 基因组鉴定 进化分析 染色体分布 蛋白互作
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