小麦生长素响应因子 TaARF6转基因烟草植株分子鉴定

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植物响应生长素的主要转录因子的鉴定

植物响应生长素的主要转录因子的鉴定

植物响应生长素的主要转录因子的鉴定植物生长素是由植物内源生物合成的激素之一,在植物生长和发育中起着非常重要的作用。

生长素通过其与负责转录翻译的基因之间的关联,调控细胞生长、细胞分裂、叶片展开以及果实成熟等生长和发育过程。

因此,在植物学和生命科学中,研究生长素的响应机制的转录调控因子是一个重要的问题,对生长素和植物生长发育的理解至关重要。

生长素响应因子分为两类,正调控因子和负调控因子。

正调控因子与生长素发生调控时,其活性会增强,在植物生长发育过程中发挥着促进细胞分裂和细胞伸长的功能;而负调控因子则具有减弱生长素作用的能力,限制细胞分化和扩张。

目前,已经鉴定和克隆了生长素响应元件(GRE)的一些转录因子,如Auxin Response Factor(ARF)和Auxin/Indole-3-Acetic Acid(Aux/IAA)家族。

其中,ARF家族也是目前研究最为广泛的生长素响应因子家族。

ARF基因家族共计有23个成员,其中ARF5和ARF19等成员对生长素的响应最为敏感。

ARF家族成员都含有一个氨基端的DNA结合结构域(DBD)和一个羧基端的活性区域(AD),而DBD结合在生长素相应元件(GRE)上,AD则与其他转录因子阳性协同作用或者通过与Aux/IAA家族的蛋白质形成负性反馈回路的方式调节基因的表达。

ARF1是ARF家族中功能相对较为保守的成员。

该基因的表达范围相对宽泛,并且能够挂载不同的响应元件以及不同的信号通道,通过体内外多种生理实验的验证,ARF1被证明能够参与各种ADR(Auxin and cytokinin Dual-response)响应的调控,对于植物发育过程中细胞分裂和伸长等方面扮演着重要作用。

而ARF2和ARF7等ARF家族成员在植物特定发育过程中也扮演着重要的角色。

例如,ARF7参与植物叶片的展开过程,而ARF2则在植物的花器官不同化和发育过程中扮演着关键的角色。

另外,Aux/IAA家族共有29个成员,它们都包含了一个N端的DNA结合结构域(DBD),一个维持细胞稳态的LRR区(Leuzipper/Repeat),以及一个在生长素信号通路中发挥重要作用的载体(DII/jasmonic Acid Domain,JAZ),可被Auxin/ARF复合物酵素水解破坏以实现生物学反应。

小麦转录因子基因TaWRKY18在烟草和小麦中的遗传转化

小麦转录因子基因TaWRKY18在烟草和小麦中的遗传转化

小麦转录因子基因TaWRKY18在烟草和小麦中的遗传转化1 引言小麦作为世界上重要的粮食作物,其进行基因工程改良一直倍受关注。

自1993年Chan TM[1]利用农杆菌转化水稻获得转基因植株以来,农杆菌介导的转化方法在禾本科作物上的研究迅速展开,玉米和水稻已经建立相对完善的转化体系[2,3], 直到1997 年,Cheng M等[4]才报道了利用农杆菌介导法获得gus(β-2葡萄糖苷酸酶)基因的转基因植株。

随后,农杆菌介导小麦遗传转化在许多实验室取得了成功。

Xia GM等[5] 1999年获得农杆菌介导的nptⅡ基因的小麦当代转化植株。

本试验是在小麦成熟胚组织培养研究的基础上,以小麦成熟胚愈伤组织为受体,对农杆菌介导的小麦遗传转化的主要因子,如外植体预培养时间、共培养时间、抗生素( Kan)筛选压、头抱霉素浓度、接种菌液浓度和侵染时间等进行优化,以提高小麦遗传转化效率,为小麦的基因工程遗传改良育种奠定基础。

烟草易于进行组织培养和基因转化,易得到再生的转化植株,是典型的基因工程模式植物。

而本生烟草更具有生长速度快、生命周期短的优点[6]。

植物遗传转化(genetic transformation) 是指利用重组DNA 技术、细胞组织培养技术或种质系统转化等技术,将外源基因导入植物细胞或组织,获得转基因植物的技术[7]。

植物基因工程研究起于本世纪八十年代中期。

自其诞生至今,如何将这项技术应用于小麦、水稻、玉米等农作物的遗传改良研究便始终是人们努力的重要目标之一。

要实现这一目标,首先要建立一套高效、可靠、重复性好的基因转化体系。

而在植物基因转化系统研究方面,禾谷类相对于其他单、双子叶植物而言,具有起步晚、困难大的特点,而小麦相对于其他禾谷类如水稻、玉米等又进一步表现出其滞后性和困难性。

通常产生转基因植物的方法有两类,一类是借助于原生质体的直接转化法如PEG发法、电激法、脂质体法等,另一类是农杆菌介导的植物细胞、组织、器官直至完整支柱的基因转化方法。

玉米生长素响应因子家族基因的表达模式分析

玉米生长素响应因子家族基因的表达模式分析

作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2021, 47(6): 1138 1148 / ISSN 0496-3490; CN 11-1809/S; CODEN TSHPA9 E-mail: zwxb301@本研究由山东省自然科学基金项目(ZR2019BC107)资助。

This study was supported by the Natural Science Foundation of Shandong Province (ZR2019BC107).*通信作者(Corresponding author): 孟昭东, E-mail: mengzhd@第一作者联系方式: E-mail: liwenlantutu@Received (收稿日期): 2020-07-07; Accepted (接受日期): 2020-11-13; Published online (网络出版日期): 2020-12-15. URL: https:///kcms/detail/11.1809.s.20201214.1748.004.htmlDOI: 10.3724/SP.J.1006.2021.03043玉米生长素响应因子家族基因的表达模式分析李文兰 李文才 孙 琦 于彦丽 赵 勐 鲁守平 李艳娇 孟昭东*山东省农业科学院玉米研究所 / 小麦玉米国家工程实验室 / 农业部黄淮海北部玉米生物学与遗传育种重点实验室, 山东济南 250100摘 要: 生长素响应因子(auxin response factor, ARF)是一类重要的转录因子, 通过特异性地结合生长素响应元件调节下游靶基因的转录, 参与诸多植物生长发育过程的调控。

玉米中有许多ARF 家族基因, 但其表达模式有待深入研究。

本研究分析了玉米ARF 家族基因在不同组织器官中的表达, 发现除ARF10、ARF16和ARF34组成型表达外, 其余32个ARF 基因的表达水平在生殖器官中要明显高于营养器官。

小麦 TaFer A1基因抗旱相关分子标记的开发

小麦 TaFer A1基因抗旱相关分子标记的开发

小麦 TaFer A1基因抗旱相关分子标记的开发的报告,600字
本报告旨在报告TaFer A1基因抗旱相关分子标记的开发过程。

近年来,气候变化已成为最大的农业挑战之一,其中极端旱灾造成了巨大损失,严重影响了作物产量。

因此,尝试利用基因技术改造小麦,以增加它们对极端干旱条件的抗性,已成为重大挑战。

本项研究旨在开发TaFer A1基因抗旱相关分子标记。

TaFer
A1基因可以促进植物对各种抗性挑战的抗逆,包括耐旱等。

因此,开发TaFer A1基因的抗旱相关分子标记是利用基因工
程技术来改善小麦耐旱性的一种方法。

为了实现这一目标,首先使用定向遗传学手段检测TaFer A1
基因的多态性以及其是否与抗旱性相关。

结果表明,TaFer A1
基因有着不同的多态性,部分等位基因可能与旱灾耐受性有关。

接着,将有潜力的多态性基因组合起来,并使用其他遗传数据证明它们与抗旱机制有关。

通过这样的研究,我们确定了TaFer A1基因的抗旱相关分子标记。

本工作的结果表明,TaFer A1基因抗旱相关分子标记的开发
是一种表现出良好抗旱抗性的有效方法。

此外,TaFer A1基
因抗旱相关分子标记开发也为实现小麦抗旱性性状的转基因技术提供了一个广阔的平台。

综上所述,TaFer A1基因抗旱相
关分子标记开发具有重要的理论意义和应用前景。

小麦生长素结合基因TaABP1-D的克隆、功能标记开发及其与株高的关联

小麦生长素结合基因TaABP1-D的克隆、功能标记开发及其与株高的关联

作物学报ACTA AGRONOMICA SINICA 2012, 38(11): 2034−2041 /zwxb/ ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9E-mail: xbzw@DOI: 10.3724/SP.J.1006.2012.02034小麦生长素结合基因TaABP1-D的克隆、功能标记开发及其与株高的关联乔麟轶1,**张磊1,**张文萍1赵光耀2王玺1,*贾继增2,*1沈阳农业大学农学院, 辽宁沈阳 110866; 2中国农业科学院作物科学研究所 / 农作物基因资源与基因改良国家重大科学工程 / 农业部作物基因资源与种质创制重点实验室, 北京 100081摘要: 生长素在植物生长发育过程中通过建立浓度梯度来调控植物的株型。

ABP1 (auxin binding protein)作为生长素受体, 在质膜上相关生长素响应活动中起重要作用。

本研究从普通小麦中国春基因组数据库中分离了TaABP1基因的基因组序列, 根据基因组间序列差异将TaABP1定位于小麦第5同源群。

在中国春中克隆得到TaABP1-D基因的gDNA和cDNA序列。

TaABP1-D基因的开放阅读框为1 887 bp, 编码205个氨基酸, 含有ABP1蛋白典型的内质网滞留信号KDEL及Box区域。

表达分析表明, TaABP1-D在普通小麦中国春拔节期的根、茎基部、茎上部和叶尖均有表达, 相对表达量为叶尖>茎上部>根>茎基部, 与小麦的株型发育关系密切。

系统发育分析表明, ABP1基因在植物中较为保守, TaABP1-D是水稻OsABP1的直向同源基因。

针对TaABP1-D基因上游调控区重复序列差异(GT)6/5开发了一个SSR标记, 该标记在W7984×Opata85重组自交系(RIL)群体中对株高的表型变异解释率为9.7%, 是一个与株高极显著关联的功能标记; 其中对应高秆类型的等位变异属野生种特有, 在栽培种中被淘汰, 推测TaABP1-D基因在小麦驯化过程中可能经历了瓶颈效应。

茶树全基因组生长素反应因子(ARF)基因家族鉴定及表达分析

茶树全基因组生长素反应因子(ARF)基因家族鉴定及表达分析

茶树全基因组生长素反应因子(ARF)基因家族鉴定及表达分析田时雨;张蓓林;雷阳;封闻;吕立堂
【期刊名称】《中国茶叶》
【年(卷),期】2022(44)6
【摘要】生长素反应因子(Auxin response factor)作为调控生长素应答基因表达
的转录因子,对调控植物生长发育起着十分重要的作用。

研究结合茶树基因组数据,
使用生物信息学分析,共鉴定出25个ARF基因,并将其命名为CsARF1~CsARF25。

可将它划分入5个亚族,同一亚族内的基序和保守结构域相对保守。

通过对CsARF 顺势作用元件的分析,发现其可能参与茶树对逆境胁迫的响应和调控茶树的生长发育。

通过转录组基因表达情况分析,CsARF在茶树不同组织的表达情况有很大区别,从一定程度上说明了CsARF参与调控茶树的生长发育,qRT-PCR验证分析结果趋
势与转录组数据基本一致,也从侧面验证了这一结果。

研究结果可为茶树ARF基因家族的进一步研究提供理论依据和参考。

【总页数】10页(P37-46)
【作者】田时雨;张蓓林;雷阳;封闻;吕立堂
【作者单位】贵州农业职业学院;贵州大学茶学院;贵州建设职业技术学院;衢州市绿峰工贸有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】S57
【相关文献】
1.梨全基因组生长素反应因子(ARF)基因家族鉴定及表达分析
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3.莲ARF基因家族全基因组鉴定和表达分析
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5.玉米生长素响应因子基因家族全基因组鉴定及表达分析
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生长素响应因子与植物的生长发育

生长素响应因子与植物的生长发育

生长素响应因子与植物的生长发育刘振华;于延冲;向凤宁【期刊名称】《遗传》【年(卷),期】2011(33)12【摘要】生长素响应因子(Auxin response factor,ARF)作为一类调控生长素响应基因表达的转录因子,是生长素研究的重要内容.它可与生长素响应基因启动子区域内的生长素响应元件结合,促进或抑制基因的表达.文章介绍了植物体内ARF家族的分子生物学近年来的研究进展,同时也讨论了ARF转录因子的结构、ARF基因的表达调控、ARF在植物生长发育及信号转导中的作用以及ARF对靶基因的调控机制等内容.植物ARF成员都有一定的同源性,大多含有4个结构域,在多种组织和器官中都有表达,其表达受到转录及转录后调控,并且在介导生长素与其它激素之间相互作用方面扮演重要角色.%An important aspect of studies on auxin is auxin response factors (ARFs), which activate or repress the auxin response genes by binding to auxin response elements (AuxREs) on their promoters. In this review, we focused on molecular biological advances of plant ARF families, and discussed ARF structures, regulation of ARF gene expression, the roles of ARFs in regulating the development of plants and in signal transduction and the mechanisms involved in the target gene regulation by ARFs. The phylogenetic relationships of ARFs in plants are close and most of them have 4 domains. ARFs are expressed in various tissues. Their expressions are regulated at both transcriptional and post-transcriptionallevels. They play important roles in the interactions between auxin and other hormones.【总页数】12页(P1335-1346)【作者】刘振华;于延冲;向凤宁【作者单位】山东大学生命科学学院,植物细胞工程与种质创新教育部重点实验室,济南250100;山东大学生命科学学院,植物细胞工程与种质创新教育部重点实验室,济南250100;山东大学生命科学学院,植物细胞工程与种质创新教育部重点实验室,济南250100【正文语种】中文【相关文献】1.植物生长素响应因子基因的研究进展 [J], 方佳;何勇清;余敏芬;郑炳松2.植物生长素响应因子基因的研究进展 [J], 方佳;何勇清;余敏芬;郑炳松3.植物生长素响应因子ARF研究进展 [J], 梅梅;王晓禹;张晓林;陆秀君4.生长素响应因子(ARF)及植物遗传育种分析 [J], 刁锐琦;徐耀5.大豆生长素响应因子基因GmARF17对胚轴生长发育的调控作用 [J], 李小平;曾庆发;张根生;赵娟;陈嬴男;尹佟明因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

小麦非生物胁迫相关基因TaAIM的表达分析

小麦非生物胁迫相关基因TaAIM的表达分析
摘 要 M Y B 转录因子是-个在植物的应激反应中起着核心作用的蛋白质家族。为了进一步研究小麦非生 物 胁 迫 诱 导 转 录 因 子 的 表 达 特 性 ,利用同源克隆的方法从小麦中获得了 1 个 R 2R 3-M Y B 转录因子基因 7Vt4/M ,采 用 生 物 信 息 学 方 法 对 7Vi4 M / 的序列进行分析,采 用 半 定 量 R T -P C R 方 法 研 宄 W /M 在不同组织 以及不同非生物逆境胁迫条件下的表达。序列分析表明,7>i4/M 的 全 长 c D N A 序 列 为 I 509 b p ,开放阅读框 为 960 b p ,编 码 3 1 9 个氨基酸,蛋白质预测分子量约为35.207 k D ,等 电 点 为 4.8,预测其蛋白质二级结构包含 1 2 个 ex- 螺旋 。 系统进化树分析表明,T a A l M 与 二 穗 短 柄 草 中 的 1 个 R 2R 3-M Y B 转录因子有较高的相似 性 。序列多重比对表明,T a A I M 与其同源蛋白序列的M Y B 结构域均高度保守。半 定 量 R T -P C R 分析表明, 7V d /M 在小麦各个组织中均表达,在根和叶中的表达量较为明显;在 盐 、P E G 、A B A 和低温处理后均能够诱 导 表 达 。这些结果表明,7>14/财基因参与了小麦对非生物胁迫的响应,可 为 进 一步研宄r 〇4/,W 的生物 学功能提供理论基础。 关 键 词 小 麦 ;M Y B 转录因子;非生物胁迫
基 因 组 学 与 应 用 生 物 学 , 2 0 2 1 年 ,第 4 0 卷 ,第 1 期 ,第 3 0 1 - 3 0 7 页
研究报告 Research Report
小麦非生物胁迫相关基因的表达分析
毕晨曝1 倪志勇1 张朋伟2 于月华”
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小麦生长素响应因子 TaARF6转基因烟草植株分子鉴定智一鸣;陈芳;刘晓曼;肖凯【摘要】【目的】生长素响应因子(ARF)在介导生长素信号传递和调控下游生长素响应基因的表达中发挥着重要功能。

本文旨在以在富集丰磷特异表达基因的小麦根系 cDNA 差减文库中鉴定的1个 ARF 类别的家族成员 TaARF6为基础,对该基因cDNA 序列、分子特征、不同供磷水平下该基因在根、叶中表达模式及遗传转化TaARF6对丰磷和缺磷条件下植株形态的影响进行较全面研究,阐明该小麦生长素响应因子基因介导不同供磷水平下对植株生长特性的影响。

【方法】采用生物信息学工具预测 TaARF6编码蛋白特征;采用溶液培养法培养丰、缺磷处理小麦幼苗,采用半定量 RT-PCR 技术鉴定 TaARF6在丰、缺磷处理下的表达特征。

采用 DNA 重组技术构建将 TaARF6编码阅读框融合至表达载体中的表达质粒,利用农杆菌介导的遗传转化法建立超表达 TaARF6转基因烟草植株。

采用琼脂培养和溶液培养法,培养丰、缺磷不同供磷水平下野生型植株和转基因烟草植株,进而利用常规分析方法鉴定不同磷水平下植株长势、根系和茎叶生物量和植株根叶形态及性状。

【结果】1)TaARF6编码生长素响应因子(ARF)型转录因子,编码蛋白中含有 ARF 家族成员具有的保守结构域。

该基因在氨基酸水平上与源于短柄草 BdARF6和源于水稻的 OsARF6具有高度同源特征。

表达分析表明,TaARF6在根、叶中均呈典型低磷下表达下调、复磷后表达再度回升模式,表明该基因表达受到外界供磷水平的调节。

2)遗传转化结果表明,在正常生长和低磷逆境下,与野生型植株相比,转基因烟草株系幼苗和植株形态明显增大。

3)丰、缺磷不同供磷水平下,与未转化的野生型(WT)对照植株相比,转基因系(Line 3和 Line 5)植株幼苗和植株根系、茎叶和单株鲜、干重均较野生型显著增加。

此外,与 WT 相比,转基因系植株根系数量增多、主侧根长度、根体积、叶面积和根冠比增加。

【结论】TaARF6编码典型的生长素响应因子,其编码蛋白具有生长素响应因子特有结构域。

TaARF6对环境中的低磷胁迫逆境能产生明显应答。

上调表达 TaARF6基因,具有增加植株根、叶鲜、干重和改善根叶及植株形态的生物学功能。

本研究表明,通过对植株体内生长素响应基因的转录调控,TaARF6在介导植株不同供磷水平下的根叶形态建成和干物质累积过程中发挥着重要作用。

%[Objectives] Auxin response factors (ARFs) play a critical role in mediating transduction of auxin signaling and regulating expression of downstream auxin-responsive genes. In this study, an ARF type transcription factor gene referred to TaARF6 identified in a root suppression subtractive cDNA library that enriches the differentially expressed genes under Pi sufficiency as the basis was used to investigate molecular characterization of TaARF6 and its expression patterns under various Pi-supply conditions, as well as its functions in regulating plant phenotypes. The objective of this study was aimed to elucidate biological roles of TaARF6 in mediating plant growth features under the conditions of Pi sufficiency and Pi deficiency. [ Methods] The protein characterization of TaARF6 was predicted by the bioinformatics’ tools. The seedlings of wheat (cv. Shixin 828) were cultured under the sufficient-and deficient-Pi conditions by a hydroponic approach and used to investigate the expression patterns of TaARF6 based on semi-quantitative RT-PCR. A DNA recombinant technique was adopted to construct the expression cassette integrating the TaARF6 open reading frame. The transgenic tobacco plants overexpressing TaARF6 were generated based on a genetic transformation approach mediated by Agobacterium-tumefaciens using the leaf discs as explants. Based on the culture methods of agar medium and hydroponicsolution, the seedlings and plants of the transgenic Line 3 and Line 5 as well as wild type (WT) were cultured to determine the growth features and to assay the fresh and dry weights of roots and aboveground tissues under the conditions of Pi sufficiency and Pi deficiency. [Results] 1) TaARF6 encodes a transcription factor categoried into auxin response factor family and shares the conserved domains of ARF proteins in plants, such as the DNA binding domain and the auxin response domain. It shares a high identity to BdARF6 and OsARF6, two ARF family members in B. distachyon and rice, respectively, at the amino acid level. The expression analysis reveals that TaARF6 is significantly down-regulated by Pi deprivation in roots and leaves, and its expression in the above tissues is restored by a recovery treatment initiated by retransferring the Pi-deprived plants to normal-Pi condition. 2) Compared with the wild type, the tobacco seedlings and plants overexpressing TaARF6 are improved under both Pi sufficiency and Pi deficiency conditions. 3) Compared with the wild type, the fresh and dry weights in roots, stems and leaves, and in the whole plant of the tobacco seedlings and plants with overexpression of TaARF6 are increased under the conditions of both normal growth and Pi deprivation, and the lateral root numbers, lengths of the primary and lateral roots, root volume, leaf areas and the ratios of root weight to aboveground tissue weight are also increased. [Conclusions]Our results in this study confirm that TaARF6 encodes a typical auxin response factor, and its encoded protein contains distinct domains generally situated in ARFs. TaARF6 is significantly responsive to external Pi levels.Overexpression of TaARF6 can improve plant growth features, fresh and dry weights under the conditions of normal growth and Pi deprivation. Together, our investigation in this study suggests that TaARF6 plays critical roles in mediating plant growth and dry mass production under various Pi-supply conditions, which is possibly finished through its transcriptional regulating expression of the downstream auxin-responsive genes.【期刊名称】《植物营养与肥料学报》【年(卷),期】2016(022)001【总页数】9页(P85-93)【关键词】小麦(Triticum aestivum L.);生长素响应因子;分子特征;遗传转化;根叶生长【作者】智一鸣;陈芳;刘晓曼;肖凯【作者单位】河北农业大学农学院,河北保定 071001;河北农业大学农学院,河北保定 071001;河北农业大学农学院,河北保定 071001;河北农业大学农学院,河北保定 071001【正文语种】中文【中图分类】S512.1.01;Q954.78genetic transformation; root and leaf growth生长素是植物生长发育的重要激素类物质,生长素信号与植株顶端优势、根系侧根发生、维管组织分化等密切相关[1-2]。

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