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[桂花树价格]桂花香型泛素结合基因家族的生物信息学及表达分析

时间:2019/9/5 6:36:51 浏览量:
  
  [目的]生物信息学分析桂花泛素结合酶(E2)的物理化学和基因家族的功能特性,并研究在不同的植物组织的E2泛基因的表达桂花低治疗P,用于泛素的进一步研究E2该基因为低磷胁迫的分子机制提供了理论参考。[方法]构建6.0邻接的MEGA系统的方法(NJ)拟南芥,水稻和用于基因序列的75项桂花E2分析和方法的预测物理化学性质的基因家族E2桂花系统发生树的成员生物信息学。P处理厂,其中取根样品和叶0,1,6和24小时,并实时检测E2基因亚家族成员XVIII通过定量PCR(QRT-PCR)即ZmUBC17,ZmUBC18,ZmUBC48,ZmUBC57和ZmUBC58在樨苗不同的组织。[结果]拟南芥,水稻和E2基因桂花可分为18个亚家族,最相似的功能亚家族基因和进化关系,但在基因E2内容数的差,从而显著,亚科VI,亚科X的成员的最小数目的成员,XII和XV,和3分别是各自包含两个亚家族拟南芥,水稻,并且每个基因西门子的E2。花编码402〜2616碱基对的长度的序列E2基因(CDS),编码133-871个氨基酸,在4至6大多最小的外显子数显著差异的存在1,高达12.86.8%的蛋白桂花E2是一种不稳定的蛋白质。科的桂花XVIII E2构件,ZmUBC18,ZmUBC48,ZmUBC57和蛋白结构域序列ZmUBC58 UBC非常相似,但不同显著和ZmUBC17四个基因在根中表达并离开桂花,基因表达谱同样地,在6小时磷的整个过程中表现最高;下在不同的时间点低幅度的根部P项治疗,但表达的在24小时的量ZmUBC17基因从0逐渐增大到片材趋于改变,特别是24小时,最高这表明ZmUBC17基因的反应位点是叶。论桂花泛素E2蛋白可能参与磷的吸收,特别是特异性表达ZmUBC17组织的基因在叶片中大量表达,桂花树价格桂花调节基因和假定的磷吸收和转运的ZmUBC17光合效率的间接影响。
  [研究意义]泛素化修饰是蛋白质翻译后重要的调控方法之一,在真核细胞中广泛存在。素缀合酶(E2)是泛素化的过程中的一个重要部分,为了参与该过程,函数和蛋白质活性的表达的调控蛋白的泛素化,以确保有序寿命的生物活性(皮卡特Eddins和2004),所有的E2蛋白的含有保守的催化结构域由约150个氨基酸,称为域UBC是选择性的蛋白降解的一种重要手段(亚当等人,2011)。花是我国重要的粮食作物,其生产影响着人民的生活和中国的社会经济发展。花产量的因素很多,如低温,干旱,病虫害和土壤的肥力和其他生物或非生物刺激影响,而E2在战斗中起着重要的作用对抗压力文化环境。为磷的ATP植物的重要元素,物质作为核酸和磷脂,代谢过程在植物中的调节和促进植物生长和发育,例如发挥了重要作用(田跃辉和al。2014)。此,在不同的桂花织物非常重要的,E2基因的具体研究的表达探索E2蛋白桂花磷的吸收的作用在低磷条件的机制。以往的研究进展[]近年来,E2基因家族的功能已日益成为拟南芥(刘和邓,2009年),酵母的热门话题(王劲力等,2010)稻(裴和Kim,2014),桂花(厥等人,桂花树价格2015)和香蕉(Dong等人,2016)在真核生物中发现。究重点是植物生长和发育,DNA损伤修复和压力。
  Broomfield的等人(2001)发现,拟南芥AtUBC1参与修复和DNA复制之后切割的N-末端的蛋白质序列,从而降低了不匹配的速度,以确保细胞活性一种有序的方式。Xu等人缺铁的(2009)的拟南芥治疗显示基因表达AtUBC13由铁的根部提高吸收率,提高植物的耐受性铁缺乏,后AtUBC13基因失活,植物表现缺铁的明显症状。安邦等人。(2013)发现,在干旱香蕉基因MaUCE2,低温诱导的基因,其表达增加显著,表明耐寒基因可以在MaUCE2香蕉监管过程有关。因在GmUBC2大豆拟南芥过度表达Mario等。(2013)发现干旱和盐胁迫对转基因植物的能力有显着提高。等人。
  (2009年)显示,拟南芥AtUBC1 AtUBC2和由FLC基因的表达的上调参与花发育,开花的抑制的调节,从而抑制开花植物基因,植物Atubc1Atubc2双突变体表明在早花和叶莲座现象显著减少然而,单基因突变体Atubc1 Atubc2的表型和不与野生型不同显著,表明AtUBC1和AtUBC2基因在功能上是互补的。Lau和邓(2009)发现,E2,COP10的类型,组合,以形成由DNA损伤的结合蛋白 - COP10 DET1-DDB1 DET1复杂DDB1,并参与调节拟南芥光敏光循环载玻片。家Wen等人(2016)发现,特定的干布,盐和热胁迫龙葵SorUBC3基因表达,在叶中的表达水平明显高于其他组织显著高,但允许MDA POD和SOD显示没有显著差异表明SorUBC3应力下该基因的过表达能抑制活性氧产生的和消除它。外,Asuka等人。(2015)发现UBE2T人类突变可导致范可尼贫血,导致基因组不稳定和癌症风险增加。[当前]本研究的起点,E2基因主要在植物中的胁迫抗性的功能的研究,而在植物中的E2基因,以吸收大量的如何元件未报告组织特定的角色和表达谱和响应。[临界问题要解决]使用泛素E2 PCR基因的检测同时处理的物理化学性质和生物信息学的生物学功能桂花基因家族E2,磷桂花苗的初步分析定量实时(定量RT-PCR)在不同的时间和在不同组织中的表达特征构成的E2蛋白的生物功能的进一步研究提供了理论依据。试设备是B73线桂花,桂花由研究所繁育中心在中国农业科学院南亚提供热带作物热带。RNA提取试剂盒(RNA提取试剂盒快速)从生物科技有限公司国外北京华购买的逆转录试剂和试剂盒SYBR预混料防爆的Taq IITM是购自Takara。
  时[Roche Diagnostics公司(上海)有限公司]和PRX-250A智能人工气候室(上海科学仪器有限公司斗争巧)主设备96的LightCycler PCR仪?发芽后2.1样品的收集和处理桂花B73纯种子,置于培养箱使用1×培养肉汤霍格兰,培养条件(26±1)℃,12小时光照/ 12小时暗到亮。苗达到4叶期时,弱的和死的幼苗被去除,并且苗强,稳定增长被选择并分为治疗组和对照组。理组:将1/20植物置于磷肉汤培养物中(磷浓度为标准培养液的1/20,营养素含量和其他成分保持不变),和在0(对照)培养,在6小时和24小时和5株,收集1,根和幼苗叶片在随机选择在每一个时刻,立即在液氮中冷冻,并储存在-80°C以备后用。照组:将幼苗置于标准培养基中,取样日期和地点对应于处理组。有实验均进行3次重复。2.2参照的总RNA样品的不同部分和的治疗组和对照组的采样时间的各点的RNA和cDNA合成总RNA提取试剂盒提取,提取,和逆转录试剂盒合成cDNA。

桂花香型泛素结合基因家族的生物信息学及表达分析_no.388

  2.3建设进化树亚科分类根据公布的桂花,水稻和拟南芥E2基因信息与家庭,分别遗传玉米和基本的基因组数据的数据库(https://www.maizegdb.org /),拟南芥资源信息资源网(https://www.arabidopsis.org/)和整个水稻群数据库基因组(http:// rice) .plantbiology.msu.edu /)想要下载37 E2蛋白拟南芥(牛皮纸和人,2005),48米,E2蛋白质(裴和Kim,2014)和75个蛋白序列E2木犀(矍等人。
  2015)。了分析的同源性的E2蛋白的不同文化序列之间,使用香CLUS-talW桂花拟南芥和包含所有E2蛋白UBC结构域进行比对水稻序列,并且,根据比较的结果,相邻的组件的方法,使用MEGA 6.0(相邻连接,NJ)来构建水稻,月桂树和使用遥控模型P,1000次重复,其他选项的数目拟南芥E2蛋白的系统发育树是默认设置。据Kraft等(2005)的分类方法,将来自水稻,桂花和拟南芥的E2蛋白分类。2.4序列分析桂花E2基因遗传玉米和基本的基因组数据的数据库(https://www.maizegdb.org/)基因标记桂花E2,其酸值获得氨基酸,编码序列(CDS)和外显子长度等信息量。用蛋白质的结构SMART(http://smart.emblheidelberg.de/)使用EXPASY蛋白质组学(http://www.expasy.org/proteomics)服务器的预测蛋白质的物理化学性质由植物mPLocServer预测(HTTP:/ /www.csbio.sjtu.edu.cn/bioinf/plant-multi/#)执行蛋白质的亚细胞定位。2. 5的qRT-PCR检测来研究在植物组织中的模式的基因术语桂花E2在桂花E2基因的系统发育XVIII亚科树目的,根据使用Primer总理5.0的设计中的基因序列定量RT-PCR(表1),分别的cDNA桂花根的引物和叶子上控制的不同的时间组和治疗组的qRT-PCR检测为模板,在β肌动蛋白基因作为其代表的内部对照引物在表1中。反应体系10.0微升:混合物SYBR预混实施例的Taq IITM 5.0微升,10微摩尔/ L,各引物的下游,1.0微升,cDNA模板的1.0微升,双蒸水由10.0μl组成。增程序:94℃变性30 s; 94℃30秒,58秒,20℃72℃40秒,40个循环,重复3次各测试样品,使用2- AACT计算相对表达水平。2. 6数据分析使用SPSS 19.0进行差异显着性分析,并使用Excel 2016进行数据处理和绘图。
  统发生树时在图1所示的拟南芥,水稻的E2基因和桂花可分为基因的18 sous-familles.La功能和亚家族之间的不断变化的关系是类似的,但E2基因的数量明显不同。VI中的大多数成员是25,基因E2是9,其是ZmUBC10,ZmUBC14,ZmUBC23,ZmUBC26,ZmUBC32,ZmUBC46,ZmUBC52,UMZ-BC61和ZmUBC62的数量,占总E2基因的12% Osmant Frs。稻和拟南芥E2基因的数量分别为8,它表示21.6%和的基因总数的16.7%E2,亚科X,XII和XV项目的最小数量,并且有三个,并且每个亚家族,分别含拟南芥,水稻和桂花E2基因1(亚科X:AtUBC22,OsUBC33和ZmUBC68;亚科XII:AtUBC37,OsUBC-48和ZmUBC27;亚家族XV:AtUBC27,OsUBC44和ZmUBC64)表示3 E2基因进化亚家族期间相对保守的,并且是在拟南芥,水稻和桂花非常相似。是一种直系同源基因。基因家族桂花E2的成员的序列分析的结果列于表2中的编码区的基因E2樨的(CDS)呈现具有402-2616个碱基对的长度和代码133 871个氨基酸。花E2基因是外显子的多为4〜6的数,显著差的数量的本外,至少一个(ZmUBC41,ZmUBC59,ZmUBC60,ZmUBC61和ZmUBC74),至多12的大小不稳定指数表明蛋白质稳定性的强弱。不稳定指数大于40时,它被认为是不稳定的蛋白质。不稳定指数小于40时,它被认为是稳定的蛋白质。白质≤4010的蛋白质的不稳定性的桂花E2索引号,蛋白质家族的数量的13.2%,这是E2蛋白的86.8%是不稳定的桂花蛋白质。细胞定位预测发现,大多数桂花E2蛋白定位于细胞核,不ZmUBC28,ZmUBC34 ZmUBC40并在细胞质中。择进化系统树(图1)的中心桂花家族蛋白E2 XVIII为研究对象,它们的氨基酸序列排列,在图2中,预测分析中所示的结果和它的表达模式的和生物功能。ZmUBC18,ZmUBC48,ZmUBC57和ZmUBC58是在结构域序列UBC高度重复的,但它们是从ZmUBC17显著不同,这表明基因和ZmUBC18,ZmUBC48,ZmUBC57和ZmUBC58的生物学功能可以是非常相似的,但与ZmUBC17。因存在显着差异。花含有75种E2蛋白,所有这些蛋白都具有E2活性,可以调节生物的生命活动(Jue等,2015)。研究选择的XVIII 5亚家族基因E2,分别ZmUBC17 ZmUBC18,ZmUBC48,ZmUBC57和ZmUBC58。3显示了低磷幼苗处理后不同时间这5个基因在根和叶中的表达。
  花叶和根,ZmUBC17,ZmUBC18,ZmUBC48,ZmUBC57 ZmUBC58和基因表达显著治疗前增加至6小时,并用(0H)(P治疗的24个小时<0.05 ,下面)。的低磷处理,在根部不同时间基因ZmUBC17的表达量较小,但在叶中从0至24小时逐渐增加的表达水平,和表达在达到峰值24小时。之,E2基因ZmUBC18桂花,ZmUBC48,低磷胁迫下ZmUBC57和ZmUBC58,基因表达水平在根和桂花的叶子相对显著变化,这表明这些基因可能参与在植物的根和叶磷吸收和转运,但只有ZmUBC17基因在叶片中高表达,如参与光合作用的磷转运植物的过程中调节因子ZmUBC17估计,调节植物对磷的吸收,间接影响植物光合作用的效率。前,越来越多的物种基因组序列已经成功测序。此,系统发育树是基因组构建的,以准确分析物种之间的进化和进化关系。家族基因在基因组中,或高度保守的分子通常用作标准构建系统发育树,并使用更准确的分析结果开发(海曼斯和辛格,2003的几个基因,关系和演变Woodhams和Hendy,2004)。研究塞子(新泽西州)的这种方法来构建水稻,和进化树桂花E2蛋白拟南芥和提交给分类亚科显示桂花E2基因家族可分为18个亚家族,其中亚家族中的基因数E2,直至亚家族VI的亚科X,XII和XV的成员的数目的部件,至少相对于所述功能显著差异类似的基因和亚科的内部元素之间的进化关系。项研究还桂花75种E2的物理化学性质的预测蛋白显示出相同的亚家族,在聚合的物理化学性质相同的分支的成员是相似的,这表明家庭的功能E2基因在进化过程中相对保守不工作的变化,同源基因已知的物理和化学性质,但明显不同的亚家族成员之间的差异,其原因在于新功能的形成生物家族在进化过程中的基因,产生旁系同源基因,以确保生物体内更好地适应环境(桑顿和德,2000年)。与陈学昭等人(2015)和赵秋芳等人(2016)的研究结果一致。
  植物可以维持光合作用,蛋白质合成,细胞分裂,细胞分化及其他正常生命活动的增长和发展的重要组成部分,并且还可以用于信令分子磷酸盐相关基因表达的调节(Vance等,2003)。为泛素蛋白酶体的重要组成部分,起着E2在细胞周期,信号转导和环境压力(徐传军和李灵,2007年)中起重要作用。科十八ZmUBC17,ZmUBC18,ZmUBC48的这项研究,ZmUBC57定量RT-PCR检测和ZM-UBC58基因,并发现有五个基因在根和桂花幼苗叶片中表达,但不同在处理的时间点,在组织和组织中的表达水平显著差异:假设,在植物的不同组织E2基因的表达是具体的比赛之前的研究结果(碧等2013,张力等,2018)。外,该研究还表明,基因表达谱ZmUBC17 ZmUBC18,ZmUBC48,ZmUBC57和ZmUBC58各种基因,在不同的时间点低幅度的根部磷处理ZmUBC17基因的表达,但0在叶〜24表达时的变化逐渐增加,特别是当为24的最高表达的能力,显示出ZmUBC17响应部分是叶片基因,可能是ZmUBC17桂花参与磷的吸收和运输过程,也有可能参与植物的光合作用过程。没有磷的情况下,作物的光合作用效率将大大降低。延平(2003)发现低磷处理下柑橘叶片的Fv / Fm光合参数和电子传递效率显着降低。昌李(2003)发现,在低含磷量下处理,PSII的闭合在樨度叶增加和电子转移和能量转换效率发光减弱了。
  推测,所述基因是ZmUBC17磷转运调节在植物的光合作用,其通过调节作物磷的吸收和间接影响植物光合作用的效率,处理和特定的调节机制还有待验证。花泛素E2蛋白可能参与磷的摄取,尤其是ZmUBC17组织特异性表达的基因,在叶中大量表达,这表明该基因是ZmUBC17磷摄取和运输通过调节间接桂花的光合作用效率。
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