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本研究从条斑紫菜中克隆了一个丝裂原活化蛋白激酶(mitogen activated protein kinase)基因,命名为PyMAPK3。该基因全长2155bp,开放阅读框(ORF)1401bp,编码466个氨基酸,含有两个内含子。氨基酸序列分析表明,PyMAPK3磷酸化位点的氨基酸基序为TDY,其等电点为7.17,蛋白分子量为51.6KDa,亚细胞定位于叶绿体。荧光定量PCR技术对该基因在不同非生物胁迫条件下的转录差异分析结果显示,极端胁迫条件下基因表达量显著增加。蛋白免疫印迹技术对蛋白在不同胁迫条件下的表达量分析结果显示,在不同的胁迫条件下其翻译水平的表达模式表现出与转录水平的不一致性。本研究为深入了解条斑紫菜在逆境适应机制中MAPK蛋白的作用奠定基础,同时为条斑紫菜抗逆品系的选育提供理论指导。 相似文献
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为探究超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase, SOD)在条斑紫菜响应温度和失水胁迫时发挥的作用,本文利用生物信息学的方法对条斑紫菜SOD基因家族的进化树、染色体定位、基因结构和蛋白结构等方面进行研究分析。在条斑紫菜中共鉴定出12个SOD基因(PySOD),包括8种Cu/Zn-SOD、3种Mn-SOD和1种Fe-SOD,不均等地分布在3条染色体上,且各含0～2个内含子;SOD基因启动子区域含有不同数目的胁迫响应、生长发育和激素响应元件;Mn-SOD和Fe-SOD二级结构中α螺旋所占比重大,Cu/Zn-SOD中β折叠所占比重大。基于条斑紫菜受到温度和失水胁迫的转录组数据和qPCR结果,PySOD不同胁迫条件下具有不同的表达模式,尤其在失水胁迫时Cu/Zn-SOD表达量呈现不同程度的上调。这种PySOD基因的全基因组分析为了解植物中SOD基因的进化关系提供信息,并且条斑紫菜受温度和失水胁迫时SOD基因的表达分析为改良条斑紫菜育种提供参考。 相似文献
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微管是细胞骨架的主要成分,其结构及动力学机制对提高生物体耐受性具有重要作用。微管网络如何通过结构的动态变化调控适应环境变化已成为胁迫生物学领域的研究热点之一。条斑紫菜(Pyropiayezoensis)能够适应潮间带复杂多变的环境,是研究潮间带大型海藻抗逆机制的良好材料。目前对紫菜微管相关基因家族构成及其生物学功能的研究较少。本研究利用生物信息学方法,在条斑紫菜基因组中共鉴定出4个Tubulin基因(Pyα-tubulin 1、Pyα-tubulin 2、Pyβ-tubulin和Pyγ-tubulin)和11个Kinesin基因(PyKinesin1—PyKinesin11),并对其理化性质、基因结构、蛋白特征、染色体定位、系统进化和失水胁迫下的表达模式进行了系统分析。结果显示:条斑紫菜中有3种微管蛋白(Tubulin)亚型;该家族成员散布于1号和2号染色体上, Pyα-tubulin 1和Pyα-tubulin 2为串联重复基因;PyTubulin家族成员在基因结构和蛋白特征方面均较为保守,且在转录水平对失水胁迫不敏感。条斑紫菜中有5种驱动蛋白(Kinesin)亚型,亚家族种类和基因数量均少于高等植物;该家族基因散布于1号、2号和3号染色体上,无串联重复基因; PyKinesin家族成员在基因结构和蛋白特征方面存在一定差异,PyKinesin1在中高度失水胁迫下表达量显著上调。本研究为进一步理解Tubulin和Kinesin基因家族的进化和功能、解析微管在条斑紫菜响应失水胁迫中的作用奠定了基础。 相似文献
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《应用海洋学学报》2015,(3)
细胞质型果糖1,6-二磷酸酶(c FBPase)是糖异生途径的主要限速酶,它除了主要参与蔗糖合成途径的调控外,对其他碳水化合物的合成与分配也产生一定影响.本文以坛紫菜(Pyropia haitanensis)转录组测序获得的unigene序列为基础,采用c DNA末端快速扩增(RACE)技术克隆了坛紫菜c FBPase基因序列,命名为Phc FBPase(Gen Bank收录号:KM434064).序列分析结果表明,Phc FBPase序列全长1 406 bp,包含一个1 101 bp的开放阅读框,所编码的多肽包含366个氨基酸,分子量为39.1 k Da,等电点为5.42.基因表达水平的定量分析结果表明Phc FBPase基因在坛紫菜叶状体世代的表达水平显著高于丝状体世代,意味着坛紫菜生活史两个不同世代的光合固碳机制存在差异性;对坛紫菜叶状体进行高温胁迫不同时间水平,该基因的表达水平在胁迫初期表现为先上调表达,随着胁迫时间延长又开始下调表达,即在短时间的高温胁迫下,Phc FBPase基因的表达有一个应激上调的过程,但长时间的高温胁迫则会抑制Phc FBPase基因的表达;不同失水胁迫条件下,Phc FBPase基因的表达不受低水平的失水胁迫影响,但可被高水平(45%)的失水胁迫所抑制,并可在复水后迅速回升至正常水平.由此说明Phc FBPase基因在应答环境逆境胁迫时,没有发挥明显的主动拮抗作用,而只是被动的适应. 相似文献
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以坛紫菜丝状体为材料,采用RACE方法获得坛紫菜碳酸酐酶(CA)基因的全长cDNA。该cDNA全长1 081 bp,具有一个825 bp的开放阅读框,可编码274个氨基酸。序列同源性分析显示该cDNA序列推导的氨基酸序列与其他物种的碳酸酐酶具有较高的一致性,其中与条斑紫菜的一致性达到96%。氨基酸序列分析表明该蛋白为β-CA,含有两个CA活性位点,无跨膜结构,可能存在一个信号肽将其定位到叶绿体中,与藻类和细菌聚类。原核诱导表达得到一个72 kDa左右的融合蛋白,酶活测定结果显示此蛋白具有碳酸酐酶活性。该实验对进一步深入研究坛紫菜CA的功能及坛紫菜碳代谢、光合作用等生理过程具有重要的参考价值。 相似文献
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根据南极适冷菌Psychrobacter sp.G基因组测序草图发现并克隆到了1个普遍胁迫蛋白(Universal StressProtein,USP)基因Usp1141。该基因ORF长462bp,编码153个氨基酸,蛋白理论分子量为17kDa,pI为5.23。通过多序列比对发现该USP含有交替排列的4个α螺旋和5个β折叠,以及与ATP结合相关的氨基酸残基,表明该蛋白可能通过与ATP结合而发挥作用。利用实时定量PCR技术对该蛋白在不同胁迫条件下的表达情况进行分析发现,温度变化对Usp1141基因的表达没有显著影响;低盐度(0,15)胁迫会显著抑制其表达,而高盐度(90,120)胁迫则会显著促进其表达;在温度与盐度协同胁迫条件下,当培养基盐度低于菌株生长的最适盐度时,无论温度高低,Usp1141基因的表达均受到抑制,而当培养基盐度高于最适盐度时,无论温度高低,Usp1141基因的表达均会提高。实时定量PCR研究表明,Usp1141基因可能在南极适冷菌Psychrobactersp.G对环境渗透压变化的适应性中发挥作用。 相似文献
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本文探索在海水中施氮、磷肥对条斑紫菜生长、总蛋白氨基酸与游离氨基酸(FAA)含量及组成的影响。试验设4项处理培养条斑紫菜：以自然海水作为对照、单施氮肥、单施磷肥及氮肥与磷肥配合。结果显示：单施氮肥能略促进条斑紫菜的生长,并显著促进总氨基酸含量和FAA含量的增加;单施磷肥显著促进条斑紫菜生长,但使总氨基酸含量降低,FAA含量也显著低于单施氮肥组和氮肥与磷肥配合施用组;氮肥与磷肥配合施用,条斑紫菜生长的相对生长率最高,条斑紫菜的总氨基酸含量和FAA含量也显著增加,并使呈味氨基酸增加,改善条斑紫菜食用品质。所以氮肥和磷肥配合施用,对条斑紫菜生长和品质改善具有互助效应。 相似文献
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水通道蛋白1(Aquaporin1,AQP1)是一类通过渗透梯度将水或一些小的中性分子快速穿过细胞膜的通道蛋白。通过RT-PCR和RACE技术克隆获得了香港牡蛎AQP1基因全长,并命名为Ch AQP1(Gen Bank登录号:KJ704847)。该基因全长1153bp,开放阅读框长度为888bp,编码295个氨基酸残基。Ch AQP1基因包括1个保守的MIP结构域、6个跨膜区、5个连接环、2个NPA(Asn-Pro-Ala)基序和选择性水孔构件ar/R(aromatic/arginine)。系统学分析表明Ch AQP1属于AQP1-like型水通道蛋白。m RNA组织分布结果显示,Ch AQP1在各个组织中均有表达,其中在闭壳肌和外套膜中表达量相对较高。利用实时定量PCR分析高、低盐胁迫下其在鳃中的表达模式,结果表明,Ch AQP1 m RNA表达量在低盐处理下基本没有太大变化;在高盐胁迫下,第1天(P0.01)、第3天和第5天(P0.05)显著下调;这说明Ch AQP1基因参与了香港牡蛎的渗透压平衡调节。 相似文献
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对条斑紫菜(Porphyra yezoensis)进行Solexa 高通量测序, 获得低覆盖度全基因组草图。该基因组草图大小约220 Mbp, GC 质量分数53.08%; 包含26 629 个预测基因, 其中16 409 个基因具有内含子,平均每个基因含2.22 个内含子; 基因结构分析表明具有内含子的基因平均长度为2 214 bp, 内含子平均大小319 bp; 代谢通路分析表明嘌呤代谢是含有蛋白数量最多的代谢途径。本研究所得条斑紫菜低覆盖度全基因组草图快速获取了基因组大小和蛋白编码基因结构等基本信息, 证明了使用Solexa 高通量测序技术对条斑紫菜进行全基因组测序的可行性。 相似文献
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采用筏式吊养的大型经济海藻坛紫菜(Pyropia haitanensis)在栽培生长期间, 常周期性地处于干出状态。本文通过测定不同水膜状态下坛紫菜的叶绿素荧光动力学相关系数, 探讨了干出状态下坛紫菜叶状体表面水膜的理化特性与失水对其光合作用光化学特性的影响。实验数据显示, 干出初始状态下, 叶状体表面水膜pH值的升高对坛紫菜的最大光化学效率Fv/Fm、光化学淬灭系数qP、非光化学淬灭系数NPQ、最大相对电子传递速率ETRm和光能利用效率α均无显著性影响。当坛紫菜叶状体表面水膜盐度为0~75‰时, Fv/Fm、qP、NPQ、ETRm和α均保持稳定; 当叶状体表面水膜盐度增加到75‰~150‰时, Fv/Fm、NPQ、α和ETRm则显著下降, 较盐度为33‰时分别下降了66%、84%、70%和60%, 表明覆盖高盐度水膜的叶状体PSⅡ反应中心活性受到抑制。坛紫菜叶状体在失水初期的光合活性不受影响, 当叶状体表面水膜厚度降到0后, 叶状体细胞内部开始失水, 光合活性也显著下降。严重脱水状态(失水率为75%)下, Fv/Fm、NPQ、α和ETRm较失水初期分别下降了41%、69%、38%和43%。这些研究结果表明, 坛紫菜叶状体在干出失水初期, 水分损失是由于表面水膜损失引起的, 水膜厚度随着失水率的增加呈线性下降, 表面水膜厚度的下降影响了藻体的热耗散能力; 随着失水率进一步增加, 叶状体的光合活性和热耗散能力受到不利影响, 其中热耗散能力对叶状体含水量的变化更为敏感。 相似文献
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以南极适冷菌Psychrobacter sp.G为研究对象,利用qRT-PCR和Western blot技术从转录水平和翻译水平对冷激蛋白基因Csp2039在不同温度/盐度胁迫条件下的表达特征进行了研究。在转录水平上,qRT-PCR分析表明,冷激蛋白基因Csp2039的表达于6h时显著被低温(0℃,10℃)和高温(30℃)诱导;低盐(0)胁迫下,基因Csp2039的表达先被诱导后被抑制,在盐度为15的胁迫下,基因Csp2039的表达均被诱导,高盐(90,120)时基因Csp2039的表达在6h时显著被诱导;在温度和盐度协同胁迫条件下,温度为0℃时,无论盐度高低,基因Csp2039的表达均显著上升,而高温(30℃)时,除2h被低盐诱导以外,其余条件下均显著被抑制。在翻译水平上,Western blot分析表明,冷激蛋白Csp2039的表达被低温(0℃,10℃)显著诱导,但高温(30℃)对其抑制并不明显;在低盐(0,15)胁迫下,Csp2039蛋白的表达均被诱导,高盐(90)胁迫下,Csp2039蛋白的表达先被抑制,然后逐渐升高;在温度和盐度协同胁迫条件下,低温(0℃)时,当盐度为15时,Csp2039蛋白的表达被诱导,盐度为90时,Csp2039蛋白的表达量被显著抑制;而高温(30℃)时,该蛋白在盐度15时6h的表达量最大,盐度90时于6h其表达被显著抑制。比较分析表明,在转录水平上基因Csp2039表达量的变化更容易受温度影响,而在翻译水平上盐度对Csp2039蛋白的影响作用大于温度;基因Csp2039在翻译水平上对温度/盐度胁迫的应答时间要迟于转录水平的。 相似文献
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条斑紫菜(Pyropia yezoensis)是中国北方沿海大面积栽培的一种重要大型经济海藻。近些年,因高温等环境因子导致的烂菜时有发生,严重制约了产业的可持续发展。测定分析了不同温度(15°C和20°C)、不同盐度(20,25和30)条件对条斑紫菜叶状体光合作用参数、抗氧化酶系统活性及相关分子表达量变化的影响。发现高温(20°C)和低盐(盐度20)胁迫下会导致潜在最大量子产额(Fv/Fm)下降、非光化学淬灭Y(NO)值上升;同时,高温低盐(20°C,盐度20)条件下丙二醛(MDA)含量显著提高,表明条斑紫菜叶状体光合作用系统已受到一定的损伤。另外,过氧化氢酶(CAT)与抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性随盐度降低而下降,在盐度20和高温(20°C)时其酶活显著降低,而超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性显著上升。而荧光定量结果显示,在20°C高温条件下, SOD转录出现轻微上调。随着盐度的降低, POD转录水平显著下调。此外, 20°C高温胁迫下,低盐盐度20条件下,相关抗氧化酶系统关键基因的表达均出现显著下调,表明在高温、低盐胁迫下,藻体内氧自由基清除能力受到抑制,最终导致细胞受到氧化损伤。因此,本实验表明,在高温条件下、盐度降低导致的抗氧化系统酶活及相关基因表达受到抑制,这是紫菜病烂发生的诱因之一。 相似文献
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采用RT-PCR及RACE技术,从拟穴青蟹眼柄组织中克隆了两种Ⅰ型高血糖激素CHH基因(分别命名为C1与C2)cDNA全序列。序列分析结果表明:C1基因全长1859bp,开放阅读框长420bp,编码139个氨基酸,分子量为15.326kDa,等电点为5.540;C2基因全长1739bp,开放阅读框长426bp,编码141个氨基酸,分子量为15.621kDa,等电点为7.618。与其它物种CHH氨基酸序列进行同源性比较分析显示,拟穴青蟹CHH基因与榄绿青蟹CHH基因同源性最高(92%),依次为日本鲟(80%)、三疣梭子蟹(78%)。聚类分析表明,拟穴青蟹CHH氨基酸序列与榄绿青蟹和日本鲟紧密聚为一支。经荧光定量检测,拟穴青蟹CHH基因在眼柄、肝胰腺、心脏、肠中表达量较高,鳃、胃中表达量很少,肌肉中表达极少。盐度骤变试验结果表明:盐度胁迫24h后,C2的表达量是C1的30倍以上;C2基因盐度5时与对照组的表达量差异不显著(P>0.05),盐度15时差异显著(P<0.05),盐度22、25、30时差异极显著(P<0.01);盐度变化越大,C2的表达量越大。上述结果为进一步深入研究CHH基因的功能及调控机理奠定基础。 相似文献
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内源β-微管蛋白启动子经常被用在绿藻外源基因表达载体中，但在条斑紫菜瞬间表达载体中应用内源β-微管蛋白启动子尚未见报道。为检测内源的β-微管蛋白启动子在紫菜瞬间表达中的效率构建了瞬间表达载体和对照载体。质粒pA由pCATR3-enhancer载体的骨架构建而成，瞬间表达载体则是将条斑紫菜β-微管蛋白基因的5’侧翼序列（Tub5’），β-葡萄糖醛酸苷酶（GUS）基因（gusA）和β-微管蛋白的3’侧翼序列（Tub3’）插入载体pA。而对照载体pA—GUSTub3只包含gusA和Tub3’。利用电击法进行条斑紫菜原生质体的瞬间表达。电击后24h开始进行GUS活性定量检测。结果表明在微管蛋白基因侧翼序列的控制下实现了GUS基因的瞬间表达，但是24h后GUS活性降低。同pBI221相比，利用pATubGUS电击后，原生质体表现出更强的GUS活性。结果显示内源微管蛋白启动子是条斑紫菜遗传转化的1种有潜力的调控元件。 相似文献
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水通道蛋白4(aquaporin4, AQP4)是一类被动运输水的通道蛋白。本研究根据转录组测序获得的马氏珠母贝AQP4片段, 采用RACE技术获得了AQP4的全长cDNA, 命名为PfAQP4, 其5′非翻译区(untranslated region, UTR)为114bp, 3′UTR为839bp, 开放阅读框(open reading frame, ORF)为858bp, 编码285个氨基酸。PfAQP4含有6个α螺旋跨膜区、5个环、1个主要内嵌蛋白(major intrinsic protein, MIP)结构域、2个NPA(Asn-Pro-Ala)基序, 属于AQP1-like型。利用qPCR技术分析PfAQP4在不同组织、不同发育时期以及盐度胁迫条件下的mRNA表达模式。结果显示: (1) PfAQP4在所有被检测组织中均表达, 其中在闭壳肌、足和鳃中表达量较高; (2) PfAQP4在不同的发育时期均有表达, 其表达量整体呈现先升高后降低的趋势, 其中在2—4细胞期表达量最高, 在眼点幼虫期表达量最低; (3) 在高盐度组(36‰)盐度胁迫24、72、120h后, PfAQP4表达量显著上升, 在168h降至对照组水平; 在低盐(16‰)组, PfAQP4表达量在24h显著上调, 在72h恢复至对照组水平, 说明盐度影响鳃组织中PfAQP4的表达量, 也表明PfAQP4在马氏珠母贝渗透压调节中起着非常重要的作用。 相似文献
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微粒体谷光甘肽硫转移酶(microsomal glutathione S-transferases,MGST)作为膜结合蛋白之一,具有谷光甘肽转移酶和过氧化物酶活性,在细胞及细胞器的抗氧化胁迫中扮演着重要角色,但MGST基因在紫菜(Pyropia yezoensis)中的鉴定与分析还未见报道。本文采用RACE-PCR方法首次克隆了条斑紫菜的微粒体GST基因的全长,命名为PyMGST3,同时利用生物信息学及实时定量PCR方法对该基因的序列及诱导表达特征进行了分析,并通过原核表达进一步验证了该基因的酶活性及在抗氧化胁迫中的作用。结果表明,PyMGST3基因的c DNA序列全长为681bp,其中开放阅读框长度417bp,5'-UTR长度80bp,3'-UTR长度184bp,在受到Cd~(2+)和Cu~(2+)胁迫时,上调表达;PyMGST3蛋白具有三个跨膜结构域及跨膜疏水区,与皱波角叉菜的MGST蛋白相似性最高为60%,与其它藻类的MGST蛋白的相似性较低;在大肠杆菌中表达及纯化后的PyMGST3蛋白具有谷光甘肽转移酶活性;此外,超表达PyMGST3蛋白的重组菌株提高了对抗Cd~(2+)和Cu~(2+)毒害的能力。这些结果暗示PyMGST3基因很可能在条斑紫菜遭遇重金属等引起的氧化胁迫时起到重要的保护作用。 相似文献
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植物在逆境下产生活性氧,诱导抗氧化酶活性、抗逆基因表达上调。采用梯度盐度胁迫的方法处理条斑紫菜,发现高盐胁迫下细胞内脱落酸(ABA)含量随盐度的增加而增加,提示条斑紫菜中可能存在ABA介导的抗氧化代谢通路。利用ABA间接合成途径相关的几种抑制剂处理条斑紫菜叶状体,高盐胁迫诱导氧自由基产生,在藻体复苏过程中通过测定光合作用参数的恢复情况,探测藻体受到的氧化伤害,从而证明条斑紫菜中ABA生物合成的可能路径。结果显示多效唑显著降低了光系统II的电子传递能力,说明条斑紫菜中C5前体的合成是通过类似真菌的MVA途径;萘普生减缓了光合参数的恢复,说明条斑紫菜中ABA合成途径类似于类胡萝卜素参与的间接途径;然而,间接途径合成最后一步的抑制剂钨酸钠却没有影响条斑紫菜胁迫后光合作用参数的恢复,说明条斑紫菜中可能存在经由脱落醇生成ABA的支路途径,而脱落醇可作为活性分子,调控抗氧化酶的表达。烯唑醇则可能引起ABA的分解代谢受到抑制,导致过氧化氢的过度产生,并最终对机体产生不利影响。本文的结果为后续条斑紫菜ABA介导的抗氧化机制解析提供了数据支持。 相似文献
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为进一步研究条斑紫菜促分裂原活化激酶家族PyMAPK5的下游互作蛋白,理解其生物学功能,本研究通过酵母双杂交的方法进行其相互作用蛋白的筛选。提取不同温度和失水逆境胁迫下的RNA,利用Invitrogen体系构建条斑紫菜酵母双杂交cDNA文库,其库容为1.44×107CFU,重组率为91.8%。以pGBKT7-PyMAPK5为诱饵蛋白载体,利用共转化方法,从文库中筛选得到26个与PyMAPK5互作的候选蛋白。候选蛋白集中在光系统II相关蛋白、捕光蛋白、微管蛋白、ATP酶、GTP结合蛋白及假设蛋白等。微管蛋白、捕光蛋白、光系统II蛋白一对一验证结果为阳性,表明在酵母体内存在互作。本研究为阐明条斑紫菜PyMAPK5与其互作蛋白的关系及解析PyMAPK5下游作用机制奠定了基础。 相似文献