目的 鉴定远志Polygala tenuifolia bZIP基因,为远志抗逆性改良及次生代谢调控研究提供参考.方法 基于远志三代全长转录组数据库,采用生物信息学方法对远志bZIP基因家族成员进行鉴定和分析,并利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析其在不同组织及处理中的表达特性.结果 共鉴定得到27个含有特征性保守结构域的PtbZIP基因,编码蛋白质的氨基酸数量为143 aa(PtbZIP24)～846aa(PtbZIP9),相对分子质量范围为16201.52～92 932.30,等电点(pI)介于4.59～9.69,其中25个家族成员为不稳定蛋白,所有家族成员均为亲水性蛋白.蛋白二级结构主要由a螺旋和无规卷曲构成,均无信号肽,存在多种互作现象.进化树分析将27个PtbZIP蛋白分为A、B、C、D、F、G、I、S8个亚组,其中G亚组含有PtbZIP家族成员数量最多(共有8个),占总数的29.63％,没有PtbZIP基因被归类到E和K组.PtbZIP家族基因的密码子偏好性较弱,适应性较弱.表达模式分析显示,PtbZIP4/15在叶中的表达量最高,茎和根次之;PtbZIP8/24在茎中的表达量最高,叶和根次之;PtbZIP1/17的表达量为根＞叶＞茎;其余21个的表达模式均为根＞茎＞叶.qPCR结果表明,PtbZIP26基因受脱落酸、壳聚糖的诱导,且能显著应答干旱和盐胁迫.结论 鉴定了远志bZIP家族基因及其分子特征,为进一步研究PtbZIP基因在调控远志发育及次生代谢物合成方面的生物学功能奠定基础.

目的 克隆灰毡毛忍冬bZIP25 基因序列全长,并进行生信分析及表达模式分析,以初步探索其在灰毡毛忍冬中的生物学功能.方法 通过逆转录PCR技术克隆bZIP25 基因的序列全长,采用生物信息学分析方法对bZIP25及其编码的蛋白进行分析.运用实时荧光定量 PCR(qRT-PCR)技术测定其在茎、叶及七个花期花中的表达水平.结果 克隆得到 LmbZIP25 基因(OR551766),其编码 191 个氨基酸,具有典型的 bZIP 家族结构,在 bZIP 结构域中与其他植物同源性较高.LmbZIP25 基因具有组织特异性,在茎中的表达量显著高于花和叶,在七个花期中黄色花蕾期的表达量最高.结论 克隆得到 LmbZIP25 基因全长,分析其在不同器官和不同花期的表达差异,为进一步探索其在灰毡毛忍冬中花发育中的功能奠定了研究基础.

本研究利用野生二倍体花生基因组信息鉴定出112个bZIP转录因子家族成员,其中AA基因组中55个家族成员,BB基因组中57个家族成员,分别被命名为Aradub ZIP 1～AradubZIP55与AraipbZIP 1～AraipbZIP57.通过生物信息学方法,分析了其基因结构、保守基序、理化性质,研究了其与拟南芥bZIP家族成员和部分四倍体花生bZIP的系统进化关系,预测了其在植物细胞中的位置,并利用转录组测序技术探究了部分家族成员在栽培种花生L422生长后期叶片响应干旱胁迫的基因表达规律.结果 表明:野生二倍体中bZIP成员分布于AA和BB基因组的10条染色体上,均为不稳定蛋白,大多数定位在细胞核内(AA基因组36个、BB基因组39个),少数定位在叶绿体(14个与15个)和线粒体(4个与3个);具有相似基因结构与基序bZIP成员各25个,然而,不同成员间存在外显子数目差异,最多为15个外显子(AraipbZIP5),最少为1个(AraipbZIP1与AradubZIP10等12个成员);通过与拟南芥bZIPs氨基酸序列进化分析发现,花生bZIP家族成员划分为A～M、S等14个亚组,其中四倍体bZIP成员在第Ⅰ亚组中分布最多(7个);32个四倍体bZIP成员在干旱胁迫下的表达模式基本分为4类,第Ⅰ类前、后期高,中期低,第Ⅱ类前期低,中、后期高,第Ⅲ类前、中期高,后期低,第Ⅳ类前、后期低,中期高.上述结果为研究花生bZIP基因家族在生长后期耐旱生长过程的调控作用提供参考依据.

为明确油桐(Vernicia fordii) bZIP转录因子家族的结构特征,筛选出与油桐油脂代谢相关的bZIP转录因子,基于油桐基因组和转录组数据,利用NCBI-CDD数据库、在线工具ExPASy、TBtools软件、MEGA X软件、SPSS软件等生物信息学工具鉴定并分析与油脂代谢相关的bZIP转录因子家族成员.共鉴定出油桐bZIP转录因子家族成员50个,分子质量11.58～82.60 kDa,等电点5.06～10.60;亚细胞定位预测显示,除了VfbZIP38定位在叶绿体上,其他49个蛋白都定位在细胞核中.根据bZIP结构域中碱性区和铰链区序列的保守性可将bZIP家族蛋白分成12个亚类,每个亚类的成员所具有的保守基序及基因结构模式基本相同.其中,Motif l广泛分布于50个成员中,9个没有内含子的bZIP基因都属于X亚类.VfbZIP基因在基因组11条染色体上均有分布,在9号染色体上分布最多,共有11个bZIP基因.在演化历程中该基因家族发生过染色体片段复制事件或多倍化事件.bZIP转录因子还可以通过蛋白间相互作用与该家族其他成员形成二聚体,甚至互作网络.大部分油桐bZI基因在根、茎、叶、花和种子等不同器官中均有表达,且VfbZIP7、VfbZIP25和VfbZIP44在种子器官中高水平表达.此外,鉴定出46个启动子区域含有bZIP转录因子结合顺式作用元件G-box的油脂基因,包括脂肪酸脱氢酶类基因FAD3-2和FADx-1.FAD2在5个种仁发育时期的表达量与VfbZIP7具有显著正相关性,与VfbZIP24、VfbZIP36负相关性显著;FADx-1与VfbZIP7正-相关性显著,与VfbZIP25、VfbZIP44正相关性极显著;FAD3-1和AD3-2都与VfbZIP12、VfbZIP24、VfbZIP36、VfbZIP41呈现显著或极显著的正相关性.在油桐bZIP家族中的50个成员中,VfbZIP7、VfbZIP25和VfbZIP44可能特异性地参与种子发育;VfbZIP7、VfbZIP12、VfbZIP24、VfbZIP25、VfbZIP36、VfbZIP41和VfbZIP44可能通过正向或负向调控油脂代谢途径的酶类基因表达来参与油脂代谢过程.其中VfbZIP7可能与VfbZIP24形成异源二聚体,VfbZIP12、VfbZIP41可能作为bZIP转录因子互作网络中心进行协同调控.

甘草为我国最常用的大宗药材之一,主要分布在干旱、半干旱区域,有着重要的经济和生态价值.bZIP转录因子在植物生物或非生物胁迫响应、生长发育、次生代谢产物合成等方面具有重要的调控作用.本研究利用Illumina高通量测序技术对不同浓度脱落酸(ABA)处理的甘草转录组进行测序,并基于己发表的甘草全基因组数据,以拟南芥基因组中发现的bZIP序列为参照,鉴定了甘草中的bZIP转录因子.之后筛选ABA依赖bZIP转录因子基因作为候选基因,对其编码蛋白理化性质、结构以及外源ABA胁迫下基因的表达模式进行分析.共鉴定到69个甘草bZIP转录因子家族基因,命名为GubZIPl-69,并根据它们与拟南芥bZIP的同源相似性分为A～I以及S这10个亚家族.通过计算69个GubZIPs基因在不同外源ABA胁迫下的相对表达量,筛选出可能参与ABA信号通路的调控基因,即 GubZIP 1、GubZIP5、GubZIP8、GubZIP30、GubZIP33和 GubZIP56.外源 ABA胁迫下候选 GubZIPs基因的表达模式分析结果显示,与0mg·L-1浓度ABA处理下相比,25 mg·L-1的ABA没有引起基因的表达模式发生变化,而在50 mg·L-1浓度ABA处理下的表达模式发生了明显的变化,说明这些基因的表达响应50 mg·L-1浓度的ABA,即基因相对表达量均在处理后3 h下降,6 h之后逐渐上升,除了 GubZIP8,12 h后基因相对表达量较0 h均显著上升.本研究为进一步开展甘草bZIP转录因子功能研究,阐明其调控机制奠定了基础,为今后利用分子育种方法培育优质甘草品种提供了科学依据.

目的 在酵母细胞中建立基于酵母增强型红色荧光蛋白(yEmRFP)的双分子荧光互补技术,用于直观地检测蛋白质相互作用.方法 利用分子克隆技术将yEmRFP的N端片段(1～159 aa,RN159)和C端片段(160～236 aa,RC160)分别与转录因子Jun和Fos的碱性亮氨酸拉链结构域(bZIP)—bJun和bFos或其缺失突变体bFosΔZip相融合,构建重组质粒,其中bFosΔZip与bJun不存在相互作用,可作为阴性对照组,将重组质粒转化酵母细胞后,通过营养缺陷培养基筛选转化成功的酵母菌落,利用荧光显微镜和流式细胞仪检测酵母中重组yEmRFP蛋白质的荧光信号,判定该技术是否可用于检测蛋白质相互作用.结果 成功构建了RN159和RC160与bJun和bFos或bFosΔZip相融合的重组质粒.酵母表达体系中bJun和bFos的相互作用使yEmRFP重新组装为完整荧光蛋白质,通过荧光显微镜检测到强的红色荧光信号,利用流式细胞仪藻红蛋白(PE)通道计数20000个酵母细胞,其中约有25％酵母细胞具有红色荧光;而阴性对照组未检测到荧光信号,同样在流式细胞仪PE通道中未检测到明显的红色荧光信号,表明此体系无自发激活现象.结论 成功开发了基于yEmRFP的酵母双分子荧光互补技术,可用于直观、快速检测和筛选蛋白质相互作用.