scholarly journals Cloning and Expression Analysis of the BocMBF1c Gene Involved in Heat Tolerance in Chinese Kale

2019 ◽  
Vol 20 (22) ◽  
pp. 5637 ◽  
Author(s):  
Lifang Zou ◽  
Bingwei Yu ◽  
Xing-Liang Ma ◽  
Bihao Cao ◽  
Guoju Chen ◽  
...  
Keyword(s):  
Arabidopsis Thaliana ◽  
Heat Stress ◽  
Green Fluorescent Protein ◽  
Stress Response ◽  
Nicotiana Benthamiana ◽  
Thermal Tolerance ◽  
Fluorescent Protein ◽  
Leaf Tissue ◽  
Chinese Kale ◽  
Green Fluorescent

Chinese kale (Brassica oleracea var. chinensis Lei) is an important vegetable crop in South China, valued for its nutritional content and taste. Nonetheless, the thermal tolerance of Chinese kale still needs improvement. Molecular characterization of Chinese kale’s heat stress response could provide a timely solution for developing a thermally tolerant Chinese kale variety. Here, we report the cloning of multi-protein bridging factor (MBF) 1c from Chinese kale (BocMBF1c), an ortholog to the key heat stress responsive gene MBF1c. Phylogenetic analysis showed that BocMBF1c is highly similar to the stress-response transcriptional coactivator MBF1c from Arabidopsis thaliana (AtMBF1c), and the BocMBF1c coding region conserves MBF1 and helix-turn-helix (HTH) domains. Moreover, the promoter region of BocMBF1c contains three heat shock elements (HSEs) and, thus, is highly responsive to heat treatment. This was verified in Nicotiana benthamiana leaf tissue using a green fluorescent protein (GFP) reporter. In addition, the expression of BocMBF1c can be induced by various abiotic stresses in Chinese kale which indicates the involvement of stress responses. The BocMBF1c-eGFP (enhanced green fluorescent protein) chimeric protein quickly translocated into the nucleus under high temperature treatment in Nicotiana benthamiana leaf tissue. Overexpression of BocMBF1c in Arabidopsis thaliana results in a larger size and enhanced thermal tolerance compared with the wild type. Our results provide valuable insight for the role of BocMBF1c during heat stress in Chinese kale.

scholarly journals Enhanced RNA interference - 1 - like - 1

2015 ◽  
Author(s):  
Γλυκερία Μέρμηγκα
Keyword(s):  
Arabidopsis Thaliana ◽  
Green Fluorescent Protein ◽  
Rna Interference ◽  
Schizosaccharomyces Pombe ◽  
Nicotiana Benthamiana ◽  
Fluorescent Protein ◽  
Green Fluorescent

Οι ριβονουκλεάσες αποτελούν μια ομάδα ενζύμων που συμμετέχουν σε μια πληθώρα διαδικασιών σε όλους τους οργανισμούς από τους ιούς έως τους ανώτερους ευκαρυώτες. Η λήξη της μεταγραφής, η ωρίμανση και επιδιόρθωση των μεταγράφων αλλά και ο μηχανισμός της RNA σίγησης αποτελούν μερικά από τα μονοπάτια στα οποία προεξέχοντα ρόλο επιτελεί αυτή η ομάδα ενζύμων. Ανάλογα με τη θέση δράσης τους πάνω στο υπόστρωμα αλλά και κάποια ιδιαίτερα χαρακτηριστικά τους κατηγοριοποιούνται σε διάφορες οικογένειες μεταξύ των οποίων είναι και η υποοικογένεια Enhancer of RNA interference-1 (ERI-1). Οι πρωτεΐνες τη ομάδας αυτής είναι 3’-5’ εξωριβονουκλεάσες και ανήκουν στην ευρύτερη οικογένεια των DEDDh νουκλεασών, στην οποία μεταξύ άλλων ανήκουν και οι βακτηριακές ολιγοριβονουκλεάση και RNase T. Οι Eri-1 πρωτεΐνες είναι συντηρημένες στους ευκαρυώτες στους οποίους δρα ο μηχανισμός της RNA σίγησης, από το νηματώδη σκώληκα έως το ποντίκι, τον άνθρωπο, τη δροσόφιλα, τον Schizosaccharomyces pombe αλλά και τα φυτά. Συμμετέχουν σε διάφορες διαδικασίες όπως είναι η αποικοδόμηση των μικρών παρεμβαλλόμενων RNA (siRNA), δρώντας κατά αυτόν τον τρόπο στο μονοπάτι της RNA σίγησης, η ωρίμανση και αποικοδόμηση των ιστονικών μεταγράφων αλλά και η ωρίμανση του 5.8S ριβοσωμικού RNA. Το Eri-1 ομόλογο (ERI-1-Like-1, ERIL1) του φυτού Arabidopsis thaliana έχει χλωροπλαστιδιακή στόχευση ενώ φυτά Nicotiana benthamiana που υπερεκφράζουν το διαγονίδιο παρουσιάζουν χλωρωτικούς φαινοτύπους, με χλωροπλάστες που μοιάζουν προπλαστίδια . Από μοριακή ανάλυση των διαγονιδιακών αυτών σειρών προέκυψε ότι τα χλωροπλαστιδιακά μετάγραφα παρουσιάζουν μειωμένα επίπεδα σε σχέση με τα φυτά αγρίου τύπου. Στόχος της παρούσας διατριβής ήταν η περαιτέρω μελέτη της δράσης του Eri-1 ομολόγου στα φυτά (ERI-1-Like-1, ERIL) και συγκεκριμένα στα φυτά-μοντέλα Arabidopsis thaliana και Nicotiana benthamiana. Αρχικά, και λόγω της παρουσίας δύο παραλόγων γονιδίων στο είδος N. benthamiana, κλωνοποιήθηκαν τα μετάγραφα όπου και διαπιστώθηκε ότι από το ένα παράλογο γονίδιο προκύπτουν με εναλλακτικό μάτισμα δύο ισομορφές. Προκειμένου να μελετηθεί η επίδραση του εναλλακτικού ματίσματος στον ενδοκυττάριο εντοπισμό της παραγόμενης πρωτεΐνης, πραγματοποιήθηκαν πειράματα υπερέκφρασης της συγκεκριμένης γονιδιακής θέσης συντηγμένης με την πρωτεΐνη αναφοράς Green Fluorescent Protein, όπου με συνεστιακή μικροσκοπία διαπιστώθηκε ο χλωροπλαστιδιακός εντοπισμός. Η χλωροπλαστιδιακή στόχευση της πρωτεΐνης διαπιστώθηκε και με ανάλυση τύπου western σε πρωτεϊνικά εκχυλίσματα χλωροπλαστών. Επιπλέον, πραγματοποιήθηκε ο χαρακτηρισμός των σειρών που παρουσιάζουν μειωμένα επίπεδα της συγκεκριμένης πρωτεΐνης με αναλύσεις τύπου northern και western. Αυτές οι σειρές μαζί με σειρές υπερέκφρασης του διαγονιδίου οι οποίες είχαν χαρακτηριστεί από προηγούμενες μελέτες αποτέλεσαν τα εργαλεία για τη μελέτη της δράσης της υπό μελέτης πρωτεΐνης. Οι σειρές με έντονη καταστολή παρουσίαζαν μειωμένα επίπεδα χλωροφυλλών σε σχέση με φυτά αγρίου τύπου ενώ από μελέτες ηλεκτρονικής μικροσκοπίας σε τομές φύλλων φυτών N.benthamiana με καταστολή των ERIL1 γονιδίων διαπιστώθηκαν ότι οι χλωροπλάστες παρουσίαζαν παρεκκλίνουσα ανατομία. Από μοριακή ανάλυση τύπου northern φυτών με καταστολή και υπερέκφραση του ERIL1 διαπιστώθηκαν παρεκκλίνοντα πρότυπα στην ωρίμανση των ριβοσωμικών μεταγράφων του χλωροπλάστη υποδεικνύοντας τη συμμετοχή της πρωτεΐνης στην ωρίμανση αυτών των μεταγράφων. Επιπλέον, με ανοσοκατακρήμνιση διαπιστώθηκε ότι η πρωτεΐνη συγκατακρημνίζεται εκτός των ριβοσωμικών μεταγράφων και με ορισμένα άλλα χλωροπλαστιδιακά νουκλεϊκά οξέα υποδεικνύοντας κάποιο πιθανό ρόλο στην ωρίμανση αυτών. Τέλος, με παροδική υπερέκφραση της πρωτεΐνης σε αναπτυγμένα φύλλα N. benthamiana παρατηρήθηκε επίδραση της στην αποικοδόμηση του ώριμου 4.5S rRNA. Τέλος, πραγματοποιήθηκαν πειράματα προκειμένου να μελετηθεί ο ρόλος της υπό μελέτης πρωτεΐνης στο μηχανισμό της RNA σίγησης. Από αυτά δεν διαπιστώθηκε κάποια επίδραση στο μονοπάτια που μελετήθηκαν, ενώ μόνο τα φυτά που υπερεκφράζουν την πρωτεΐνη παρουσίασαν αυξημένα επίπεδα συγκεκριμένων miRNA. Συνολικά, από τα πειράματα της παρούσας μελέτης συμπεραίνεται ότι η πρωτεΐνη ERIL1 δρα στην ωρίμανση των ριβοσωμικών χλωροπλαστιδιακών μεταγράφων και στην αποικοδόμηση του 4.5S rRNA ενώ δεν φαίνεται να έχει κάποιο ρόλο στα μονοπάτια της RNA σίγησης που μελετήθηκαν.

scholarly journals Interdependence of the Peroxisome-targeting Receptors in Arabidopsis thaliana: PEX7 Facilitates PEX5 Accumulation and Import of PTS1 Cargo into Peroxisomes

2010 ◽  
Vol 21 (7) ◽  
pp. 1263-1271 ◽  
Author(s):  
Naxhiely Martínez Ramón ◽  
Bonnie Bartel
Keyword(s):  
Arabidopsis Thaliana ◽  
Green Fluorescent Protein ◽  
Protein Import ◽  
Fluorescent Protein ◽  
Protein Accumulation ◽  
Animal Development ◽  
Metabolic Reactions ◽  
Targeting Signals ◽  
Green Fluorescent ◽  
Peroxisome Targeting Signals

Peroxisomes compartmentalize certain metabolic reactions critical to plant and animal development. The import of proteins from the cytosol into the organelle matrix depends on more than a dozen peroxin (PEX) proteins, with PEX5 and PEX7 serving as receptors that shuttle proteins bearing one of two peroxisome-targeting signals (PTSs) into the organelle. PEX5 is the PTS1 receptor; PEX7 is the PTS2 receptor. In plants and mammals, PEX7 depends on PEX5 binding to deliver PTS2 cargo into the peroxisome. In this study, we characterized a pex7 missense mutation, pex7-2, that disrupts both PEX7 cargo binding and PEX7-PEX5 interactions in yeast, as well as PEX7 protein accumulation in plants. We examined localization of peroxisomally targeted green fluorescent protein derivatives in light-grown pex7 mutants and observed not only the expected defects in PTS2 protein import but also defects in PTS1 import. These PTS1 import defects were accompanied by reduced PEX5 accumulation in light-grown pex7 seedlings. Our data suggest that PEX5 and PTS1 import depend on the PTS2 receptor PEX7 in Arabidopsis and that the environment may influence this dependence. These data advance our understanding of the biogenesis of these essential organelles and provide a possible rationale for the retention of the PTS2 pathway in some organisms.

scholarly journals Effects of plant growth regulators on transient expression of foreign gene in Nicotiana benthamiana L. leaves

2021 ◽  
Vol 8 (1) ◽  
Author(s):  
Ying Li ◽  
Min Sun ◽  
Xin Wang ◽  
Yue-Jing Zhang ◽  
Xiao-Wei Da ◽  
...  
Keyword(s):  
Acetic Acid ◽  
Green Fluorescent Protein ◽  
Plant Growth ◽  
Plant Growth Regulators ◽  
Transient Expression ◽  
Growth Regulators ◽  
Nicotiana Benthamiana ◽  
Fluorescent Protein ◽  
Naphthalene Acetic Acid ◽  
Green Fluorescent

Abstract Background In the last decades, replicating expression vectors based on plant geminivirus have been widely used for enhancing the efficiency of plant transient expression. By using the replicating expression vector derived from bean yellow dwarf virus and green fluorescent protein as a reporter, we investigated the effects of α-naphthalene acetic acid, gibberellins3, and 6-benzyladenine, as three common plant growth regulators, on the plant biomass and efficiency of transient expression during the process of transient expression in Nicotiana benthamiana L. leaves. Results With the increase of the concentration of α-naphthalene acetic acid, gibberellins3, and 6-benzyladenine (from 0.1 to 1.6 mg/L), the fresh weight, dry weight, and leaf area of the seedlings increased first and then returned to the levels similar to the controls (without chemical treatment). The treatment with α-naphthalene acetic acid at 0.2 and 0.4 mg/L can enhance the level of transient expression of green fluorescent protein, which peaked at 0.4 mg/L α-naphthalene acetic acid and was increased about by 19%, compared to the controls. Gibberellins3 at 0.1–0.4 mg/L can enhance the level of transient expression of green fluorescent protein, which peaked at 0.2 mg/L gibberellins3 and was increased by 25%. However, the application of 6-benzyladenine led to decrease in the level of transient expression of green fluorescent protein. Conclusions The appropriate plant growth regulators at moderate concentration could be beneficial to the expression of foreign genes from the Agrobacterium-mediated transient expression system in plants. Thus, appropriate plant growth regulators could be considered as exogenous components that are applied for the production of recombinant protein by plant-based transient expression systems.

scholarly journals An epifluorescent attachment improves whole-plant digital photography of Arabidopsis thaliana expressing red-shifted green fluorescent protein

AoB Plants ◽  
2012 ◽  
Vol 2012 ◽  
Author(s):  
Stokes S. Baker ◽  
Cleo B. Vidican ◽  
David S. Cameron ◽  
Haittam G. Greib ◽  
Christine C. Jarocki ◽  
...  
Keyword(s):  
Arabidopsis Thaliana ◽  
Green Fluorescent Protein ◽  
Fluorescent Protein ◽  
Digital Photography ◽  
Whole Plant ◽  
Green Fluorescent

scholarly journals The Rep proteins encoded by alphasatellites restore expression of a transcriptionally silenced green fluorescent protein transgene in Nicotiana benthamiana

VirusDisease ◽  
2017 ◽  
Vol 30 (1) ◽  
pp. 101-105 ◽  
Author(s):  
Qamar Abbas ◽  
Imran Amin ◽  
Shahid Mansoor ◽  
Muhammad Shafiq ◽  
Michael Wassenegger ◽  
...  
Keyword(s):  
Green Fluorescent Protein ◽  
Nicotiana Benthamiana ◽  
Fluorescent Protein ◽  
Rep Proteins ◽  
Green Fluorescent

scholarly journals RNA virus interference via CRISPR/Cas13a system in plants

2017 ◽  
Author(s):  
Rashid Aman ◽  
Zahir Ali ◽  
Haroon Butt ◽  
Ahmed Mahas ◽  
Fatima Aljedaani ◽  
...  
Keyword(s):  
Green Fluorescent Protein ◽  
Coat Protein ◽  
Mosaic Virus ◽  
Nicotiana Benthamiana ◽  
Fluorescent Protein ◽  
Phage Genome ◽  
Rna Viruses ◽  
Rna Virus ◽  
Turnip Mosaic Virus ◽  
Green Fluorescent

AbstractCRISPR/Cas systems confer immunity against invading nucleic acids and phages in bacteria and archaea. CRISPR/Cas13a (known previously as C2c2) is a class 2 type VI-A ribonuclease capable of targeting and cleaving single stranded RNA (ssRNA) molecules of the phage genome. Here, we employ CRISPR/Cas13a to engineer interference with an RNA virus, Turnip Mosaic Virus (TuMV), in plants. CRISPR/Cas13a produced interference against green fluorescent protein (GFP) expressing TuMV in transient assays and stable overexpression lines of Nicotiana benthamiana. crRNAs targeting the HC-Pro and GFP sequences exhibited better interference than those targeting other regions such as coat protein (CP) sequence. Cas13a can also process pre-crRNAs into functional crRNAs. Our data indicate that CRISPR/Cas13a can be used for engineering interference against RNA viruses, providing a potential novel mechanism for RNA-guided immunity against RNA viruses, and for other RNA manipulations in plants.

scholarly journals A Rapid Method to Determine the Stress Status of Saccharomyces cerevisiae by Monitoring the Expression of a Hsp12:Green Fluorescent Protein (GFP) Construct under the Control of the Hsp12 Promoter

2005 ◽  
Vol 10 (3) ◽  
pp. 253-259 ◽  
Author(s):  
Robert J. Karreman ◽  
George G. Lindsey
Keyword(s):  
Saccharomyces Cerevisiae ◽  
Heat Stress ◽  
Green Fluorescent Protein ◽  
Fluorescence Microscopy ◽  
Fusion Protein ◽  
Expression Vector ◽  
Fluorescent Protein ◽  
Time Dependent ◽  
Gfp Fluorescence ◽  
Green Fluorescent

The gene for the green fluorescent protein (GFP) was fused in-frame to the 3′ end of HSP12. This construct was regulated by the HSP12 promoter in a pYES2 yeast expression vector. No fluorescence was observed in yeast growing exponentially in glucose-containing medium, but fluorescence was observed when the yeast entered the stationary phase. Fluorescence microscopy indicated that the fusion protein was localized to the peripheral regions of the cell as well as to the cytoplasm and the tonoplast. Subjecting the yeast to a variety of stresses known to induce HSP12 transcription, including salt, osmotic, ethanol, and heat stress, resulted in a time-dependent increase in GFP fluorescence. The use of this system as a method to assess the general stress status of yeast growing in an industrial application is proposed.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document