跳到主要内容
下载

羊草MADS-box家族基因及其在非生物胁迫响应中的参与

BMC植物生物学体积18，文章号:42（2018）引用本文

摘要

背景

MADS-box基因被分为A、B、C、D和E类，参与花器官的鉴定和开花。Sheepgrass (羊草(指标)。是一种重要的多年生牧草，能很好地适应多种恶劣环境。然而，目前对羊草花发育的分子机制研究较少，特别是对mads结构域蛋白的研究较少。

结果

在本研究中，我们从羊草中克隆了11个MADS-box基因(羊草(指标)。Tzvel)，并对这11个基因及其同源物进行系统发育分析，结果显示它们可分为9个亚支。组织特异性表达谱分析表明，这些MADS-box基因大多在花器官中高表达。LcMADS1而且LcMADS3雄蕊中表达量高于其他组织LcMADS7在雄蕊、颖片、外稃和内稃中均有较高的表达LcMADS2, LcMADS9而且LcMADS11在营养器官中高于花器官。此外，酵母双杂交分析表明LcMADS2与LcMADS7和LcMADS9相互作用。LcMADS3与LcMADS4、LcMADS7和LcMADS10相互作用，而LcMADS1只能与LcMADS7相互作用。有趣的是，的表达LcMADS1而且LcMADS2明显是由寒冷引起的，而LcMADS9NaCl显著上调。

结论

因此，我们提出LcMADS1，LcMADS2，LcMADS3，LcMADS7而且LcMADS9该基因家族在禾草有性生殖中起关键作用，并可能参与非生物胁迫反应，我们的发现为进一步探索该基因家族在水稻、小麦和其他禾本科谷物中的功能提供了有用的信息。

背景

在植物中，MADS-box基因在许多方面的发育过程中发挥着重要作用，特别是在花的诱导和花的发育中[1］．MADS-box基因根据其在花发育中的作用可分为A、B、C、D和E类[2，3.］．许多MADS-box基因也在水稻中被发现，MADS-box蛋白通过形成高阶复合物来决定花器官的身份[4，5］．先前的研究表明a类基因OsMADS15在palea发育中起作用[6］．然而，具有三突变体的植物OsMADS14，OsMADS15,OsMADS18花发育无明显表型[7］．水稻中有两个b类PI同源基因，OsMADS2而且OsMADS4，以及何时OsMADS2转基因植株的叶柄有差异，但雄蕊没有变化。的OsMADS4基因突变植株的叶柄和雄蕊表型无明显变化。然而,当OsMADS2而且OsMADS4在一起沉默后，转基因植物显示出古状结构而不是叶柄和心皮状器官而不是雄蕊[8，9］．两个b类pi样基因(TaPI-1而且TaPI-2/TaAGL26)已在小麦中被发现，它们与水稻pi类基因密切相关OsMADS4而且OsMADS2，分别[10］．c类基因OsMADS3在雄蕊和胚珠鉴定中起作用，并参与花早期发育和花晚期发育的较低分生组织活动[11]，而d级OsMADS13是必不可少的o .漂白亚麻纤维卷胚珠发育[12，13］．此外，表达模式分析表明，e类基因决定了花器官的四个轮系和花分生组织的决定性[2，13］．以往的研究表明，一些植物MADS-box基因参与了非生物胁迫反应。例如,OsMADS26，OsMADS22而且OsMADS55被发现与抗应力能力有关[14，15，16］．MADS-box基因也被证明会受到番茄低温胁迫的影响[17］．这些结果表明一些MADS-box基因可能参与了非生物胁迫相关的过程。然而，迄今为止，关于MADS-box基因参与非生物胁迫反应的报道并不多。

羊草是多年生牧草，蛋白质含量高，营养产量高，适口性好[18］．它能很好地适应许多不利的环境条件，包括干旱、高盐度和高碱度以及寒冷[19］．在羊草中，花序的基本单位是小穗，一个小穗包含两个颖片和若干花，类似于大麦或小麦[20.，21］．mads结构域蛋白参与植物的许多发育过程(如花器官的鉴定和开花)。然而，关于羊草mads结构域蛋白的研究很少。

本研究克隆了11个MADS-box基因并进行了进一步研究。构建了一棵由羊草和其他物种的MADS蛋白组成的系统发育树，研究了它们之间的进化关系。绵羊MADS-box基因在营养器官和生殖器官中均有差异表达，并通过酵母双杂交试验验证了MADS-box基因间的互作关系。同时，通过qRT-PCR分析了这些基因在非生物胁迫诱导下的表达模式。我们的工作表明，MADS-box基因在禾草中参与有性生殖和非生物胁迫，并补充了该基因家族在麦类中的功能。

方法

植物材料、生长条件和胁迫处理

试验选用品种为中科1号的2年生羊草。在自然条件下，在中国科学院北京植物园(中国北京，北纬40°07′，东经116°11′)的田间种植羊草，在开花时收集其叶、茎、根和花组织，包括颖片、外稃、古稃、雄蕊和心皮。所有样品立即冷冻在液氮中，并保存在−80°C用于组织特异性表达分析。对于胁迫处理，种子生长在含有2:1泥炭苔藓和蛭石的土壤混合物中(v/v)，光照16小时/暗8小时，温度22-27℃温室。以4周龄羊草幼苗为试材，进行不同胁迫处理。对于冷处理，将幼苗放置在4°C的腔室中。在ABA、干旱和盐处理中，分别用100 μM ABA、300 mM甘露醇和200 mM NaCl灌溉幼苗。在非生物胁迫处理后0、4、8、12小时取样，立即冷冻于液氮中进行进一步分析。

羊草MADS-box 11个基因的克隆

为了克隆MADS-box基因的全长序列，从100 mg冰冻花序中分离出总RNA(图2)。1)使用TRIzol工具包(TaKaRa，大连，中国)根据制造商的说明。基因特异性引物被设计并用于扩增全长编码序列(CDS)(附加文件)1:表S1)。扩增条件为:95°C 5 min, 95°C 30 s, 56°C 30 s, 72°C 1 min, 72°C 7 min，共38个循环。将所有PCR产物纯化，连接到pMD18-T载体(TaKaRa, Dalian, China)，并进行测序。

图1
图1

羊草MADS-box基因的转录丰度谱。（一个植物花器官的结构表征羊草．（b) 21个推测基因的表达谱

全尺寸图像

系统发育分析

11羊草MADS-box预测了其他植物的氨基酸序列和35个相关MADS-box基因(5拟南芥MADS-box基因，12个o .漂白亚麻纤维卷MADS-box基因，四个h . vulgareMADS-box基因，三个tauschii亚种宙斯盾。tauschiiMADS-box基因，11个t . aestivum一个是MADS-box基因b . distachyon选择MADs-box基因)，在MEGA 6.0中使用最大似然法推断它们的进化关系[22，23］．其他确认的MADS-box蛋白序列是通过国家生物技术信息中心(NCBI)的BLAST搜索获得的。利用DNAMAN软件对11个lcmads和10个水稻MADS-box因子进行了多蛋白序列比对。

RNA提取和cDNA合成

根据制造商说明书，使用RNAiso Plus试剂盒(Takara, Japan)分离来自不同组织(包括颖片、外稃、内稃、雄蕊、心皮根、茎和叶)的总RNA，并用DNase I (Takara, Japan)处理。用1%琼脂糖凝胶电泳检测RNA质量。然后，用DNase I (Takara, Japan)在37°C处理20-30分钟。使用PrimeScript合成cDNA®RT试剂试剂盒(TaKaRa，大连，中国)。

实时RT-PCR分析

为了分析这11个MADS-box基因在不同器官和不同非生物胁迫条件下的表达谱，使用LightCycler 480系统(Roche, Germany)进行实时定量聚合酶链反应(qRT-PCR)。在qRT-PCR中，cDNA用EASY稀释法(Takara, Japan)稀释1:50。每个反应含SYBR Premix Ex Taq II (2×) 20 μl (10 μl)， cDNA 2.0 μl，引物0.8 μM, ddH 6.4 μl2O).执行以下程序:95°C持续30秒，95°C持续5秒，68°C持续20秒，循环40次。3个生物重复和3个技术重复LcACTIN作为内部控制。qRT-PCR结果用2——ΔΔCt本研究中使用的所有引物均列在附加文件中1:表S1。

酵母2-杂交分析

酵母双杂交(Y2H)分析研究了11种MADS-box蛋白之间的相互作用。酵母双杂交分析使用GAL4系统(Clontech, Mountain View, CA, USA)进行。将11个MADS-box基因的orf分别插入到pGADT7和pGBKT7载体中，并共同转化成酿酒酵母菌株AH109表达融合蛋白。在SD/−Trp-Leu培养基上筛选阳性转化子，并用PCR方法进行验证。空载体作为阴性对照。这11个MADS-box蛋白在SD/−Trp-Leu-His-Ade培养基上相互作用，在30°C下添加3 mM 3- at 4 - 6 d。对于自动激活测试，pGBKT7的单个转化蛋白在SD选择培养基(SD- his - trp + 0、1、2、3、4、5或10 mM 3- at)上孵育。

结果

11个羊草MADS-box基因的克隆与序列分析

如图所示。1，绵羊草的可育小花由两个苞片状结构(外稃和内稃)，两个叶柄，三个雄蕊和一个雌蕊(柱头和子房)由外向内组成。在之前的研究中，我们利用转录组测序技术研究了羊草的自交不亲和机制。以成熟柱头、子房和叶片为对照，鉴定出1025个成熟柱头特异性或优先表达的基因[24］．根据转录组数据，我们发现21个假定的MADS-box基因序列的转录谱在三种组织中存在显著差异(图2)。1 b，其他文件2:表S2)，其中7个MADS-box基因序列仅在子房中高表达，4个在柱头和子房均高表达，3个在子房和叶片中均高表达。而7个MADS-box基因序列在叶片中明显高表达。

克隆并命名了11个MADS-box基因的全长编码序列(CDS)LcMADS1, LcMADS2, LcMADS3, LcMADS4, LcMADS5, LcMADS6, LcMADS7, LcMADS8, LcMADS9, LcMADS10而且LcMADS11．这11种氨基酸的CDS序列和预测序列LcMADS基因列在附加文件中3.:表S3，所有序列提交NCBI (GenBank No. 1963149)。

多序列比对结果表明，11个羊草MADS-box基因的编码蛋白具有典型的MADS结构域，且位于蛋白n端的MADS结构域高度保守(图2)。2)．此外，这些羊草MADS-box基因与其同源基因在基因序列中具有较高的一致性栽培稻(无花果。2)．

图2
图2

羊草MADS-box蛋白的多序列比对o .漂白亚麻纤维卷．所使用基因的GenBank登录号显示在附加文件中4表S4

全尺寸图像

系统发育分析

为了确定11个绵羊MADS-box基因与其他物种的进化关系，根据最大似然法建立了系统发育树。结果表明，这11种MADS-box蛋白属于9个进化支，且与羊草的MADS-box蛋白具有较高的相似性t . aestivum或h . vulgareMADS-box序列。系统发育分析清楚地证实了这一点LcMADS1而且LcMADS2都与OsMADS14而且OsMADS18,这些基因都属于ap1样亚家族(a类)，参与了植物萼片和花瓣的指定拟南芥［25］．LcMADS3, LcMADS5而且LcMADS4,连同它们的同系词OsMADS2，OsMADS4和OsMADS16,被划分为PI和AP3进化支(b类)，表明这3个MADS-box基因参与了叶柄和雄蕊的发育。LcMADS7，LcMADS8，LcMADS9分为类sep, MIKC＊-type和svp样演化支(图;3.)．

图3
图3

羊草与其他物种mads结构域蛋白的进化关系。该分析涉及46个氨基酸序列

全尺寸图像

11个羊草MADS-box基因的组织特异性表达分析

根据这些MADS-box基因在热图分析中的差异表达结果，我们发现MADS-box基因在三种禾草组织中的表达存在显著差异(图2)。1 b)．为了进一步研究MADS-box基因在不同组织和器官中的表达模式，我们采集了根、茎、叶和花器官，包括颖片、外稃、古稃、雄蕊和心皮进行qRT-PCR。结果表明，这些MADS-box基因大多在羊草花器官中高表达(图2)。4)．PI-like基因LcMADS3而且LcMADS5在雄蕊和心皮中表达量较高，在营养器官中表达量较低。sep样基因LcMADS7在雄蕊、颖片、外稃和花皮等花器官中均有高表达。有趣的是，的表达LcMADS2, LcMADS9而且LcMADS11基因在营养器官(茎、叶和根)中的表达高于花器官(图2)。4 b)，而文字记录丰富LcMADS8而且LcMADS10在心皮中的含量高于其他组织或器官(图;4摄氏度）．

图4
图4

基于qRT-PCR分析的羊MADS-box基因在营养器官和生殖器官中的表达谱（一个6)LcMADS基因在雄蕊中有较高的表达。（b)三个LcMADS基因在营养器官中表达量较高。（c)两个LcMADS基因在心皮中表达量较高。样品来源如下:根(R)、茎(S)、叶(L)、心皮(Ca)、颖片(Gl)、外稃(Le)、内稃(Pa)、雄蕊(St)

全尺寸图像

来自羊草的MADS-box基因参与了非生物胁迫

先前的研究表明，一些MADS-box基因参与了应激耐受[2]，研究了11个MADS-box基因对非生物胁迫的响应。在本研究中，幼苗暴露于100 μM ABA、300 mM甘露醇、200 mM NaCl或低温处理(4°C)。

总的来说，LcMADS1，LcMADS2，LcMADS3,LcMADS9非生物胁迫显著诱导(图;5)．LcMADS1而且LcMADS2在低温下有强烈的诱导作用(图;5 a、b)．LcMADS3在ABA和甘露醇处理下，其表达量均上调，ABA处理12 h时表达量较高，甘露醇处理4 h时表达量较高(图2)。5度)．此外,LcMADS9在12 h时，其表达量达到峰值(图2)。5 d)．我们还分析了另一组的应激诱导表达谱LcMADS我们的研究结果表明LcMADS8而且LcMADS11的表达上调，而LcMADS4ABA和甘露醇处理均能下调(图;6，b)．但对不同胁迫的反应差异不显著LcMADS5，LcMADS7，LcMADS10或LcMADS11(无花果。6)．因此，我们认为一些MADS-box基因可能也参与了非生物胁迫反应，作为一种逃避策略。

图5
图5

4个MADS-box基因对低温、盐、干旱和ABA胁迫的差异表达水平相对表达量(一个）LcMADS1, (b）LcMADS2, (c）LcMADS3，及(d）LcMADS9所示。抄写的水平LcMADS以0 h时的基因为对照

全尺寸图像
图6
图6

ABA胁迫下7个MADS-box基因的差异表达(一个)干旱(b)、冷(c)和盐(d)压力。转录水平LcMADS以0 h时的基因为对照

全尺寸图像

酵母双杂交法检测的11种羊草MADS-box蛋白的相互作用分析

蛋白质相互作用不仅对蛋白质发挥正常作用至关重要，而且对扩大蛋白质的功能多样性也至关重要[26］．酵母双杂交试验是一种发现体外相互作用关系和了解分子网络的有效方法。我们通过酵母双杂交实验研究了11个MADS-box基因(2个a类基因，3个b类基因，1个c类基因，1个SEP基因，1个MADS-box基因)之间的蛋白-蛋白相互作用关系AGL12类似基因，一个OsMADS32类似基因，一个高级副总裁类基因和一个MIKC*型基因)。在SD选择介质(SD- his - trp + 3 mm3 - at)上，pGBKT7的任何单一结构均未观察到自激活。在11种MADS-box蛋白的所有组合中，只有13种组合在SD/−Trp-Leu-His-Ade培养基上显示阳性结果(图2)。7)．结果表明，a类蛋白LcMAD1和LcMAD2均能与e类蛋白LcMAD7相互作用，LcMAD2也能与svp样的LcMAD9蛋白相互作用(图2)。7一个)．三种b类蛋白LcMADS3、LcMADS4和LcMADS5的蛋白相互作用如图所示。7 b．结果表明LcMADS3可以与LcMADS4相互作用，也可以与LcMADS10和LcMADS7相互作用。LcMADS4可以与另一个b类蛋白LcMADS5相互作用。然而，LcMADS5与c类蛋白LcMADS6相互作用(图2)。7 b)．此外，我们的结果表明LcMADS7可以与四种LcMADSs相互作用，但LcMADS2与LcMADS7之间的相互作用非常弱。LcMADS10、LcMADS9和LcMADS7可以形成同型二聚体，MIKC*型基因LcMADS8不能与其他LcMADSs相互作用(图。7 c)．

图7
图7

羊草11种MADS-box蛋白的酵母双杂交分析。蛋白质与蛋白质的相互作用(一个)两个a类MADS-box蛋白，(b) 3个b类MADS-box蛋白，以及(c)其他三种类型的MADS-box蛋白。连续稀释(105-10年1)不同质粒组合的AH109细胞在SD/−Trp-Leu-His-Ade/3 mm3 - at选择性培养基上培养

全尺寸图像

讨论

在植物ABC (DE)模型中，MADS-box基因是参与花器官身份规范的关键转录因子[3.，27，28］．草中已确认A-、B-、C-、D-和e -类基因，其中A-类基因4个，B-类基因3个，C-类基因2个，D-类基因2个，e -类基因7个(eudiicots中SEP和AGL6基因同源)o .漂白亚麻纤维卷基因组(11，29，30.，31］．羊草是小麦科的一种，是中国重要的优质抗逆性多年生牧草之一[19，32，33］．在我们之前的研究中，发现了一组1025个在柱头病中特异性表达的基因[24]，在羊草中发现了21个推测的MADS-box基因序列(图2)。1 b，其他文件2:表S2)。根据转录组测序数据，我们鉴定出11个羊草MADS-box基因(图2)。2，其他文件3.:表S3)。这些编码蛋白质的基因根据其进化关系被划分为9个进化支，且均具有密切的同源性h . vulgare，t . aestivum而且o .漂白亚麻纤维卷表明在羊草和其他草类MADS-box基因家族中存在较大的保守性。此外，有2个基因属于A类，3个基因属于B类(图。3.)．这一发现将为进一步研究不同类型MADS-box基因在羊草中的功能提供有价值的信息。

以往的研究表明，A类(AP1和AP2) MADS-box基因对最外层萼片具有特异性，心皮由C (AG)类基因控制，而A-、B- (AP3和P1)和e类基因的组合控制花瓣的特性[34，35，36］．在单子叶中也发现了大量sep样基因[37，38］．在玉米中，至少有8个sep样基因具有可区分的表达模式，很可能反映了不同的功能[39］．在本研究中，通过对11个MADS-box基因的组织表达谱分析，发现这些MADS-box基因在羊草中大部分在花器官中高度表达，与其同源基因在花器官中的表达谱相似t . aestivum而且o .漂白亚麻纤维卷．组织特异性表达分析表明LcMADS1基因在雄蕊、心皮和颖片中表达量较高(图2)。4)，而它们在水稻中的同系物的功能OsMADS14不仅参与了分生组织的鉴定，还参与了胚芽和胚囊的鉴定[5］．一个ap1样基因，LcMADS2,在生殖器官中的表达与其同源物在t . aestivum并且在叶和根中也有表达。4 b)，与其同源词的表达一致OsMADS18［29］．与PI的表达模式一致拟南芥，与羊草同源LcMADS3而且O. sativa OsMADS2在雄蕊和腕骨也有明显的表达(图。4) [9，40］．的LcMADS9基因与水稻的同源性较高OsMADS22而且OsMADS55的过度表达OsMADS22而且OsMADS55导致异常的花形态，包括叶状萼片[41］．然而,OsMADS22在非营养组织中表达，其异位表达诱导小穗分生组织不确定性[42),而LcMADS9不仅在花中表达量较高，而且在茎和叶等营养器官中表达量也相对较高(Fig。4 b)．此外，SEP-like基因的表达模式LcMADS7在颖片、外稃、内稃和雄蕊中均有强烈表达。4摄氏度)．

在以前的报道中，一些植物MADS转录因子在响应非生物胁迫中起着至关重要的调节作用[43］．例如，MADS-box基因已被证明受到低温、光周期和植物激素如细胞分裂素、赤霉素和乙烯的影响[17，44，45，46］．在这项研究中，我们发现a类LcMADS1而且LcMADS2冷胁迫下，基因均显著上调(图;5，b)，而b级LcMADS3基因在甘露醇(4 h)和ABA (12 h)的作用下表现出高表达(图2)。5度)．这些结果表明，这两类基因在不同的应激反应中起着不同的作用。我们发现LcMADS9(图;5 d)，而其同义词OsMADS22表现出不同的表情模式;在寒冷和脱水处理中，它的表达上调了两倍以上[2］．在o .漂白亚麻纤维卷，OsMADS26，一种agl12类基因，也被报道与耐旱性有关[15]和它的正交正交向量LcMADS11的表达被ABA上调(图;6)．综上所述，我们的研究结果揭示了LcMADS基因对非生物胁迫的反应，可能为未来对草的研究提供有用的线索麦斯家族基因对非生物胁迫信号传导过程的响应。

MADS-box蛋白之间的相互作用是花形成和发育的ABCDE模型的核心[26，47］．在拟南芥， SEP蛋白可直接与ABC mads结构域蛋白相互作用，并作为高阶复合物的桥梁[4，48］．在这里，我们使用酵母双杂交系统研究了11种羊草MADS盒蛋白之间的蛋白质-蛋白质相互作用(图2)。7)，并使用复合图来了解它们的分子网络，并为这些MADS-box蛋白在禾草和水稻中的相互作用能力提供了框架(图2)。8)．b类蛋白与SEP亚家族蛋白的直接相互作用已在菊花和番茄中得到证实[47，49，50]，我们的研究再次证实了b类蛋白可以与SEP蛋白相互作用。有趣的是，LcMADS3的同源物能够在绵羊草和水稻中与LcMADS4和LcMADS10相互作用。8)．系统发育分析表明LcMADS3而且OsMADS2属于pi类基因(图;3.)．OsMADS2能够与AP3蛋白OsMADS16(与LcMADS4关系密切)和OsMADS32(与LcMADS10同源)相互作用[51，52]， LcMADS3蛋白在羊草中表现出相同的相互作用模式(图2)。8，虚线)。此外，sep样蛋白LcMADS7具有广泛的相互作用网络，包括pi样蛋白(LcMADS3)、ap1样蛋白(LcMADS1和LcMADS2)和agl12样蛋白(LcMADS11)，还形成了同源二聚体(LcMADS7)。然而，SEP样OsMADS5蛋白不能与其他SEP蛋白同二聚或异二聚[53］．LcMADS1和LcMADS2两个蛋白属于AP1分支，这两个蛋白都能与LcMADS7相互作用，而LcMADS2也能与LcMADS9相互作用(图2)。7)．LcMADS1和LcMADS2最近被鉴定出来，并分别表现出与OsMADS14和OsMADS18的同源性。8)．他们的助手是否在o .漂白亚麻纤维卷是否具有相同的蛋白质相互作用模式有待进一步验证。因此，这些sep样蛋白质的羊草和o .漂白亚麻纤维卷有不同的相互作用伙伴，这表明sep样蛋白可能在羊草中具有潜在的新功能。

图8
图8

推测的来自羊草和水稻的同源mads结构域蛋白的相互作用图。假定的同源体是由系统发育分析得出的最接近的同源体。每个节点代表假定的来自两个物种的同源蛋白。这些节点用羊草mads结构域蛋白命名。粗实线、虚线和虚线分别表示推定的同源蛋白分别在禾草、水稻和两种物种中相互作用

全尺寸图像

结论

我们首先在羊草中克隆了11个在花发育中起重要作用的MADS-box基因，我们的结果显示了MADS-box基因的表达模式LcMADs不同组织和不同非生物胁迫条件下的基因。我们的结果表明MADS-box基因LcMADS1而且LcMADS3在羊草雄蕊中高度表达。表达水平LcMADS2而且LcMADS9在营养组织中含量较高。与此同时,LcMADS1，LcMADS2，LcMADS3而且LcMADS9均被非生物胁迫显著诱导。此外，我们首次证实了11种羊草MADS-box蛋白之间的相互作用关系，结果表明LcMADS2与LcMADS7和LcMADS9相互作用。LcMADS3与LcMADS4、LcMADS7和LcMADS10相互作用，而LcMADS1只能与LcMADS7相互作用。LcMADS7可与4个LcMADSs相互作用。因此，我们提出LcMADS1，LcMADS2，LcMADS3，LcMADS7而且LcMADS9在羊草有性繁殖中起关键作用，并可能参与非生物应激反应。我们的研究结果为进一步探索该基因家族在水稻、小麦和其他禾本科谷物中的功能提供了有用的信息。

缩写

阿坝:

脱落酸

爆炸:

基本的本地对齐搜索工具

互补脱氧核糖核酸:

互补脱氧核糖核酸

cd:

编码序列

LcMADSs:

羊草MADS-box基因

生理盐水:

氯化钠

NCBI:

国家生物技术信息中心

存在:

实时定量聚合酶链反应

9月:

SEPALLATA

参考文献

  1. 高志刚，李文杰，李志刚。植物生物学。MADS-box基因成熟。科学。2002;296(5566):275 - 6。

    中科院文章PubMed谷歌学者

  2. Arora R, Agarwal P, Ray S, Singh AK, Singh VP, Tyagi AK，等。水稻MADS-box基因家族:生殖发育和胁迫期间的全基因组鉴定、组织和表达谱分析。BMC基因组学，2007;8:242。

    文章PubMed公共医学中心谷歌学者

  3. 植物器官特性的发展:来自MADS住宅的故事。植物学报，2001;4(1):75-85。

    中科院文章PubMed谷歌学者

  4. 本间，后藤。MADS-box蛋白复合物足以将叶片转化为花器官。大自然。2001;409(6819):525 - 9。

    中科院文章PubMed谷歌学者

  5. 吴峰，石霞，林霞，刘勇，崇科，Theissen G，等。花发育的基本知识:水稻中AP1/ full -like基因的突变分析为草中同源异型(a)功能提供了证据。中国植物学报，2017;29(2):344 - 344。

    中科院文章PubMed谷歌学者

  6. 王凯，唐东，洪磊，徐伟，黄娟，李敏，等。DEP和AFO调节水稻繁殖习性。公共科学图书馆，2010;6(1):e1000818。

    文章PubMed公共医学中心谷歌学者

  7. 小林K，安野N，佐藤Y，尤达M，山崎R, Kimizu M，等。水稻花序分生组织的同源性是由三个AP1/ full -like MADS box基因和一个SEPALLATA MADS box基因PAP2的功能重叠决定的。植物学报。2012;24(5):1848-59。

    中科院文章PubMed公共医学中心谷歌学者

  8. 高衍生水稻小花二轮器官的大小、形状和分化与OsMADS2的分化调控功能的研究遗传学。2007;176(1):283 - 94。

    中科院文章PubMed公共医学中心谷歌学者

  9. 姚光生，Ohmori S, Kimizu M, Yoshida H.水稻雌蕊直系亲本OsMADS2和OsMADS4在叶柄和雄蕊发育中的不平等遗传冗余。植物生理学报。2008;49(5):853-7。

    中科院文章PubMed谷歌学者

  10. Hama E, Takumi S, Ogihara Y, Murai K.雌蕊病是由异质小麦b类MADS-box基因表达模式的改变引起的。足底。2004;218(5):712 - 20。

    中科院文章PubMed谷歌学者

  11. Yasui Y, Tanaka W, Sakamoto T, Kurata T, Hirano HY.水稻花器官NUMBER2和OsMADS3基因增强子分析揭示了水稻花分生组织的维持和决定。中国生物医学工程学报，2017;32(5):893-903。

    文章PubMed谷歌学者

  12. Dreni L, Pilatone A, Yun DP, Erreni S, Pajoro A, Caporali E，等。通过对水稻AGAMOUS亚家族成员的功能分析，揭示了它们在生殖器官鉴定和分生组织决定中的作用。植物学报。2011;23(8):2850-63。

    中科院文章PubMed公共医学中心谷歌学者

  13. Yamada K, Saraike T, Shitsukawa N, Hirabayashi C, Takumi S, Murai K. D类和B类(姐妹)MADS-box基因与异质小麦(Triticum aestivum L.)雌蕊异位胚珠形成有关。植物分子生物学杂志，2009;21(1):1-14。

    中科院文章PubMed谷歌学者

  14. 段凯，李林，胡萍，徐世平，徐志华，薛宏伟。油菜素内酯抑制水稻MADS-box转录因子OsMDP1在BR信号通路中起负调控作用。植物学报，2006;26(4):519 - 531。

    中科院文章PubMed谷歌学者

  15. Khong GN, Pati PK, Richaud F, Parizot B, Bidzinski P, Mai CD，等。OsMADS26负调控水稻抗病性和耐旱性。中国生物医学工程学报，2015;29(4):339 - 339。

    中科院PubMed公共医学中心谷歌学者

  16. Lee S, Choi SC, An G. Rice SVP-group MADS-box蛋白OsMADS22和OsMADS55是油菜素内酯反应的负调控因子。植物学报，2008;26(2):344 - 344。

    中科院文章PubMed谷歌学者

  17. 李志强，李志强，李志强，等。低温诱导的番茄花异常与MADS-box基因表达变化有关。植物科学进展。1998;17(1):91-100。

    中科院文章PubMed公共医学中心谷歌学者

  18. 刘广胜，刘建军，齐德明，褚成昌，李海军。影响中国羊草组织培养植株再生的因素。植物细胞组织学报，2004;26(2):366 - 366。

    中科院文章谷歌学者

  19. 陈松，黄霞，闫霞，梁勇，王勇，李霞，等。羊草(Leymus chinensis)的转录组分析:欧亚草原的一种优势多年生草。公共科学学报，2013;8(7):e67974。

    中科院文章PubMed公共医学中心谷歌学者

  20. 王晓明，王晓明，王晓明，等。草属植物花和花序发育的遗传与进化。植物物理学报，2005;46(1):69-78。

    中科院文章PubMed谷歌学者

  21. 施密特RJ，安布罗斯BA。草开花，花发育。植物学报，1998;1(1):60-7。

    中科院文章PubMed谷歌学者

  22. 琼斯DT，泰勒WR，桑顿JM。从蛋白质序列快速生成突变数据矩阵。应用生态学报。1992;8(3):275-82。

    中科院PubMed谷歌学者

  23. Tamura K, Stecher G, Peterson D, Filipski A, Kumar S. MEGA6:分子进化遗传学分析版本6.0。中国生物医学杂志，2013;30(12):2725-9。

    中科院文章PubMed公共医学中心谷歌学者

  24. 周强，贾静，黄霞，闫鑫，程林，陈松，等。对羊草柱头基因表达的大规模研究为了解禾本科自交不亲和机制提供了宝贵的资源。BMC Genomics. 2014;15:399。

    文章PubMed公共医学中心谷歌学者

  25. Kempin SA, Savidge B, Yanofsky MF。拟南芥花椰菜表型的分子基础。科学。1995;267(5197):522 - 5。

    中科院文章PubMed谷歌学者

  26. 德福特，伊明克，M Kieffer, L Parenicova, Henz SR, Weigel D，等。拟南芥MADS盒转录因子综合相互作用图谱。植物学报。2005;17(5):1424-33。

    中科院文章PubMed公共医学中心谷歌学者

  27. 王志刚，王志刚，王志刚。植物mads结构域发育和进化多样性的研究进展。发展。2012;139(17):3081 - 98。

    中科院文章PubMed谷歌学者

  28. 周勇，徐震，勇X, Ahmad S，杨伟，程涛，等。梅李sep类基因及其在花器官发育中的作用中国生物医学工程学报，2017;17(1):10。

    文章PubMed公共医学中心谷歌学者

  29. Fornara F, Parenicova L, Falasca G, Pelucchi N, Masiero S, Ciannamea S，等。MADS盒基因AP1/SQUA亚家族成员OsMADS18的功能特征。植物科学进展。2004;35(4):344 - 344。

    中科院文章PubMed公共医学中心谷歌学者

  30. 张磊，毛东，邢峰，白旭，赵红，姚伟，等。通过插入一种新的反转录转座子导致OsMADS3功能的丧失导致水稻隐性雄性不育。植物科学进展(英文版);

    中科院文章PubMed谷歌学者

  31. Yamaguchi T, Lee DY, Miyao A, Hirochika H, An G, Hirano HY.水稻两个c类MADS盒基因OSMADS3和OSMADS58的功能多样化。植物细胞学报。2006;18(1):15-28。

    中科院文章PubMed公共医学中心谷歌学者

  32. 李霞，侯松，高强，赵鹏，陈松，祁东，等。lcain1是一个新的盐诱导基因，在转基因拟南芥和水稻中具有耐盐性。中国生物医学工程学报。2013;34(7):344 - 344。

    中科院文章PubMed谷歌学者

  33. 高强，李霞，贾娟，赵鹏，刘鹏，刘震，等。在转基因植物中，过表达一种新型低温应答转录因子LcFIN1增强了植物对低温胁迫的耐受性。植物学报，2016;14(3):861-74。

    中科院文章PubMed谷歌学者

  34. 赵涛，霍默R, de Bruijn S, Angenent GC, van den Burg HA, Schranz ME。MADS-box转录因子基因的系统基因组同步性网络分析揭示了谱系特异性的转位、古老的串联重复和深层的位置保护。植物学报。2017;29(6):1278-92。

    中科院PubMed公共医学中心谷歌学者

  35. 迪塔G，平约皮奇A，罗伯斯P，佩拉兹S，亚诺夫斯基MF。拟南芥SEP4基因在花器官和分生组织鉴定中的作用。中国生物医学杂志，2004;14(21):1935-40。

    中科院文章PubMed谷歌学者

  36. 孙伟，黄伟，李志，宋晨，刘东，刘勇，等。淫羊藿MADS-box基因AP1/SEP/AGL6超进化支的功能和进化分析神经科学学报，2014;43(4):344 - 344。

    中科院文章PubMed公共医学中心谷歌学者

  37. Becker A, Theissen G. MADS-box基因的主要分支及其在开花植物发育和进化中的作用。分子系统进化学报，2003;29(3):464-89。

    中科院文章PubMed谷歌学者

  38. 张东，袁哲。草地花序发育的分子控制。植物学报。2014;65:553-78。

    中科院文章PubMed谷歌学者

  39. Cacharr n J, Saedler H, Theissen G.玉米花序发育过程中MADS盒基因ZMM8和ZMM14的表达可以区分每个小穗的上小花和下小花。中国生物医学工程学报，1999;29(4):344 - 344。

    中科院文章谷歌学者

  40. 水稻PI/GLO序列OsMADS2的双链RNA干扰揭示了其在花器官模式中的第二轮特异性功能。遗传学。2003;165(4):2301 - 5。

    中科院PubMed公共医学中心谷歌学者

  41. 李志华，朴胜，安志华。水稻OsMADS22/OsMADS55与拟南芥SVP蛋白的功能保护与多样性植物科学进展(英文版);

    中科院文章PubMed谷歌学者

  42. Sentoku N, Kato H, Kitano H, Imai R. OsMADS22是水稻stmads11样MADS-box基因，在非营养组织中表达，其异位表达导致小穗分生组织不确定性。中国生物医学工程学报，2005;27(1):1 - 9。

    中科院文章谷歌学者

  43. Gupta SK, Rai AK, Kanwar SS, Chand D, Singh NK, Sharma TR.单功能抗稻瘟病基因Pi54激活水稻复杂的防御机制。中国科学(d辑:自然科学)，2012;

    中科院文章PubMed谷歌学者

  44. Ando S, Sato Y, Kamachi S, Sakai S.黄瓜MADS-box基因ERAF17的分离及其与乙烯诱导雌花形成的相关性。足底。2001;213(6):943 - 52。

    中科院文章PubMed谷歌学者

  45. Bonhomme F, Kurz B, Melzer S, Bernier G, Jacqmard a.细胞分裂素和赤霉素激活SaMADS a基因，该基因显然参与了白花皮花转化的调控。植物学报，2000;24(1):103-11。

    中科院文章PubMed谷歌学者

  46. 李琪，霍强，王娟，赵娟，孙凯，何晨。b类MADS-box基因对光周期变化的响应与紫百合雌雄交配和闭锁花发育的关系。BMC植物学报，2016;16(1):151。

    文章PubMed公共医学中心谷歌学者

  47. 中国机械工程学报，2008;29(8):353 - 353。

    中科院文章PubMed谷歌学者

  48. 考夫曼K, Melzer R, Theissen G. mikc型mads结构域蛋白:结构模块化，蛋白相互作用和网络进化。基因。2005;347(2):183 - 98。

    中科院文章PubMed谷歌学者

  49. Shchennikova AV, Shulga OA, Immink R, Skryabin KG, Angenent GC。菊花aptala1 /FRUITFULL和SEPALLATA3亚家族MADS-box基因的鉴定与鉴定植物科学进展。2004;34(4):344 - 344。

    中科院文章PubMed公共医学中心谷歌学者

  50. 杨勇，杨晓明，杨晓明，等。植物MADS蛋白K结构域在蛋白-蛋白相互作用中的重要性。植物分子生物学，2004;55(1):45-59。

    中科院文章PubMed谷歌学者

  51. 王辉，张磊，蔡强，胡勇，金志，赵旭，等。OsMADS32与pi样蛋白相互作用，调控水稻花发育。中国生物医学工程学报，2015;26(5):528 - 528。

    中科院文章PubMed谷歌学者

  52. 石海，朴海，朴智，李延民，李世永，安庚，等。含有B类MADS异二聚体的水稻三元MADS蛋白复合物。生物化学学报。2010;39(4):598-604。

    中科院文章PubMed谷歌学者

  53. 崔荣，韩娟，赵松，苏凯，吴峰，杜旭，等。水稻E类花同源异型基因的功能保存与多样性研究。植物学报，2010;36(5):366 - 366。

    中科院文章PubMed谷歌学者

下载参考

确认

我们感谢冯培强、刘金岳和江田(中国科学院)在酵母二/三杂交实验中提供的质粒和出色的技术支持。同时也感谢董晓兵博士在资料收集和管理方面所做的贡献。

资金

国家基础研究计划项目(‘973’，2014CB138704)、中国科学院科技服务网络计划项目(STS, KFJ-EW-STS-119)资助。资助者在研究的设计、数据的收集、分析和解释以及手稿的撰写中没有任何作用，而只是提供财政支持。

数据和材料的可用性

所有相关的补充数据作为补充文件提供在本手稿中1，2，3.而且4．我们已经将序列数据和系统发育数据上传到Treebase存储库，并使用以下研究登录URL:http://purl.org/phylo/treebase/phylows/study/TB2:S22364．

作者信息

作者指出

    从属关系

    1. 中国科学院植物研究所植物资源重点实验室，北京

      贾俊婷，赵碧康，程丽琴，袁光晓，杨伟光，刘姝，陈双燕，齐冬梅，刘公社，李晓霞

    2. 中国科学院大学，中国北京

      贾俊婷，杨伟光，刘舒

    3. 怀化学院生物与食品工程学院，湖南怀化418000

      Pincang赵

    4. 黑龙江省畜牧科学研究所，黑龙江省齐齐哈尔市

      Weiguang杨

    作者
    1. Junting贾
      查看作者出版物

      您也可以在PubMed谷歌学者

    2. Pincang赵
      查看作者出版物

      您也可以在PubMed谷歌学者

    3. Liqin程
      查看作者出版物

      您也可以在PubMed谷歌学者

    4. Guangxiao元
      查看作者出版物

      您也可以在PubMed谷歌学者

    5. Weiguang杨
      查看作者出版物

      您也可以在PubMed谷歌学者

    6. 刘蜀
      查看作者出版物

      您也可以在PubMed谷歌学者

    7. 双燕陈
      查看作者出版物

      您也可以在PubMed谷歌学者

    8. Dongmei气
      查看作者出版物

      您也可以在PubMed谷歌学者

    9. Gongshe刘
      查看作者出版物

      您也可以在PubMed谷歌学者

    10. 庐山逍夏李
      查看作者出版物

      您也可以在PubMed谷歌学者

    贡献

    GL, XL和LC构思并设计了实验。JJ做了大部分实验。JJ, XL和PZ在数据分析和稿件撰写方面做出了很大的贡献。SC对稿件进行了修改和编辑。GL最终批准了手稿。GY、WY、SL、DQ参与实验;所有作者都阅读并批准了最终的手稿。

    相应的作者

    对应到Gongshe刘或庐山逍夏李．

    道德声明

    伦理批准并同意参与

    不适用。

    发表同意书

    不适用。

    相互竞争的利益

    作者宣称他们之间没有利益冲突。

    出版商的注意

    施普林格自然对出版的地图和机构从属关系中的管辖权主张保持中立。

    附加文件

    附加文件1:

    表S1。本研究中使用的所有引物。(xlsx11kb)

    附加文件2:

    表S2。根据转录组数据，分析21个MADS-box基因在禾草柱头、叶片、子房中的表达信息。(xlsx11kb)

    附加文件3:

    表S3。11个羊草MADS-box基因的序列分析。(xlsx15kb)

    附加文件4:

    表S4。用于多序列比对的基因的GeneBank登录号。(xlsx10kb)

    权利和权限

    开放获取本文根据创作共用属性4.0国际许可协议(http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)，允许在任何媒介上不受限制地使用、分发和复制，前提是您对原作者和来源给予适当的赞扬，提供到创作共用许可证的链接，并注明是否进行了更改。创作共用公共领域奉献弃权书(http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/)除另有说明外，适用于本条所提供的资料。

    转载及权限

    关于本文

    通过CrossMark验证货币和真实性

    引用本文

    贾俊，赵鹏，程磊，李志强。et al。羊草MADS-box家族基因及其在非生物胁迫响应中的参与。BMC植物生物学18日,42(2018)。https://doi.org/10.1186/s12870-018-1259-8

    下载引用

    • 收到了：

    • 接受：

    • 发表：

    • DOI：https://doi.org/10.1186/s12870-018-1259-8

    关键字

    • MADS-box基因
    • Sheepgrass
    • 非生物胁迫
    • 基因表达
    • 有性生殖
    • 酵母双杂交试验

    BMC植物生物学

    ISSN: 1471 - 2229

    联系我们