植物中铵转运蛋白的研究进展

铵转运蛋白在众多生物中被克隆与鉴定，它是一种广泛存在于微生物、植物细胞及动物的细胞膜上主动转运铵离子的载体，分子量约为48kD，含有10-11个跨膜域。本文阐述了植物铵转运蛋白分离鉴定的过程，对于铵转运蛋白的结构、功能、基因表达调控等方面作了较详细叙述。不同氮素条件下，铵转运蛋白基因通过转录调控表现了对铵离子吸收转运的不同特点，使植物根系在较宽的浓度范围中吸收铵离子，为细胞内铵离子库的内稳态提供了理论依据。铵转运蛋白有助于作物更有效的吸收氮素，为农业生产粮食增收提供了有利保障。     

植物磷转运子 PHT1 家族研究进展

【目的】磷是植物生长发育所必需的大量营养元素。植物 PHT1 磷转运蛋白家族在植物磷吸收、运转及再利用等过程中发挥了重要作用。迄今已在多种高等植物中相继分离出大量 PHT1 家族基因。本文综述了国内外关于植物 PHT1 家族的主要研究进展,详细阐述了植物 PHT1 家族的表达模式、功能及可能的调控途径。 主要进展植物 PHT1 家族属于 MFS (major facilitator superfamily) 超家族,不同物种 PHT1 家族蛋白的结构非常保守,通常具有 12 个亲脂跨膜结构域,形成“6 螺旋–亲水大环–6 螺旋”式的结构镶嵌于质膜当中。同时,该家族具有 H₂PO₄–/nH+ 共运子、糖转运子和 MFS 通用转运子等特征结构域和一段保守的氨基酸特征序列 GGDYPLSATIMSE。一般情况,植物 PHT1 家族基因吸收转运 1 个无机磷需要 2～4 个质子协同进入质膜,并伴随膜电位的变化。植物 PHT1 家族的磷转运特性差异较大,其动力学参数 Km 值差别较大。高等植物 PHT1 家族成员众多。在拟南芥、水稻、大豆、茄科植物及其他物种中的研究发现,PHT1 家族各成员间的时空表达模式存在差异,多数成员受低磷信号调控且主要在根部表达,少部分成员在除根以外的其他器官中表达,并行使相应的磷转运功能。已有研究表明,植物 PHT1 家族基因的转录水平受到多因素的调控,例如外界环境中的无机磷浓度,转录因子如 MYB 家族、WRKY 家族以及 ZAT6 等基因能与 PHT1 家族基因启动子区的特殊调控元件如 MYCS 元件、P1BS 元件及 W-box 元件等结合,调控基因的转录。此外,部分 PHT1 家族基因的转录水平受丛枝菌根真菌 (arbuscular mycorrhizal fungi,AMF) 的调控。除了转录水平的调控,关于植物 PHT1 家族转录后水平的调控途径同样取得了较大进展。PHF1 基因、含 SPX 结构域的蛋白家族、MicroRNA、蛋白磷酸化与去磷酸化、染色质修饰及其他等一系列调控途径均参与到 PHT1 家族基因的转录后调控及信号转导。植物激素如生长素、乙烯和细胞分裂素等也参与这一调控过程。 建议与展望植物对磷吸收利用的分子调控机理及信号转导途径十分复杂,因此,培育磷高效利用基因型作物任重而道远。关于植物 PHT1 家族基因的研究已从模式植物向作物及其他高等植物中扩展,然而对该家族蛋白的生化及结构生物学等研究还待进一步深入。同时,对于一些基因组较复杂的多倍体物种如甘蓝型油菜、小麦、大麦及棉花等,仍有待开展进一步研究。     

植物氮素利用途径中硝酸盐转运基因的研究进展

氮素是植物生长发育必不可少的大量元素之一,土壤中的硝酸盐是植物获取氮素的主要来源。植物对硝酸盐的吸收与利用是通过一个精密的信号调控网络来实现的,其中硝酸盐转运蛋白在植物体内硝酸盐的运输和分配过程中发挥着重要的作用。通过对氮素利用途径中不同硝酸盐转运基因在硝酸盐的吸收、转运、同化和再利用进行功能鉴定,可以更好地解析硝酸盐在植物体内的吸收机制,从而找到提高植物氮素利用效率的关键环节。因此,综述了植物硝酸盐转运蛋白对土壤中硝酸盐的响应和信号的传递;硝酸盐转运蛋白在植株体内参与硝酸盐的转运、储存和再利用的功能以及硝酸盐在植物育种中的应用,并从对硝酸盐转运基因的单碱基编辑、关键结构域的改造和基因功能鉴定等方面进行展望。综述了有利于揭示硝酸盐转运基因的功能,拓宽植物吸收转运硝酸盐的分子机制认识,为提高植物氮素利用效率、培育氮高效利用农作物品种提供理论支撑。     

水稻铁吸收与转运机理

铁元素作为水稻最重要的营养成分之一,在水稻整个生长和发育过程中都起着重要的作用。水稻根部吸收土壤中铁离子的方式包含机理Ⅰ与机理Ⅱ,这两种吸收方式是由多个基因共同调控完成的。多种基因参与铁离子的吸收与转运,包括上游基因OsIDEF1、OsHRZ1,bHLH转录因子OsIRO2、OsIRO3、OsPRI1以及参与铁离子直接转运的OsIRT1、OsVIT2等。高pH值的碱性土壤会显著影响水稻对铁的吸收和转运,研究碱性条件下铁离子在水稻中的吸收与运输有利于提高水稻耐盐碱性。本文详细阐明了水稻对于铁离子的吸收和转运机理,对当前所研究的起到关键性作用的基因进行了综述,并对未来研究作出展望。     

植物磷转运蛋白基因及其表达调控的研究进展

土壤有效磷的缺乏是限制植物生长发育的主要因素之一,植物对于磷素营养的吸收及转运主要是通过不同家族的磷转运蛋白来进行的。在外部介质严重缺磷的环境中,植物体自身会通过诱导或增强磷素转运蛋白基因的表达量提高其对根际和共生菌根菌丝磷素的吸收和利用,同时外界环境中的其他一些因素也会影响磷转运蛋白基因的表达调控。近年来,随着分子生物学技术和植物基因组学的快速发展,国内外有关磷素转运蛋白的分子研究也在不断深入,并取得了一系列令人振奋的成果。本文简述了近年来高等植物磷素转运蛋白基因的克隆、表达、调控及其可能存在的相互作用,并对进一步的研究作了展望。     

高等植物氨基酸吸收与转运及生物学功能的研究进展

氨基酸不仅是细胞中蛋白质生物合成的必需底物,而且也参与植物体内的氮代谢途径以及碳氮平衡的调节。近年来,氨基酸的转运与吸收机制及其生物学功能已成为植物分子生物学特别关注和研究的热点之一。最近,学术界亦发现某些氨基酸可能作为信号分子对植物生长发育具有特殊的生物学意义。本文就氨基酸吸收与转运的分子生理机理及其在植物生长发育中的重要功能（如调控生长、 适应各种环境胁迫等）的研究进展进行了较详细地综述。     

小肽转运蛋白(PepT1)及其活性调控

小肽是蛋白质消化的主要产物，在氨基酸消化、吸收以及动物营养代谢中起着重要的作用。小肽转运蛋白（PepT1和PepT2）的克隆揭示了动物小肽转运的机制。主要综述了小肽转运蛋白（PepT1）的分子结构特征，PepT1mRNA在不同动物、不同组织中的分布，以及各种因素对PepT1转运活性的影响，并就需要进一步深入研究的问题进行了探讨。     

氨基酸转运蛋白介导植物免疫研究进展

植物生长发育需要大量的氮素养分,氨基酸作为大多数植物体内主要的氮素运输形式,影响植物整个生命活动。氨基酸转运蛋白负责氨基酸在组织和细胞间的跨膜运输,其通过调节植物体内氨基酸稳态,影响着植物的生长发育和抗逆能力。近年来,氨基酸和氨基酸转运蛋白在植物免疫和抗病中的功能及其调控机制取得了一些突破性的研究进展。我们详细阐述了氨基酸运输、代谢在植物防御中的作用,总结了参与植物免疫的氨基酸透性酶家族(AAPs)、赖氨酸组氨酸转运蛋白家族(LHTs)、阳离子氨基酸转运蛋白家族(CATs)以及多种酸进出转运蛋白家族(UMAMITs)基因在病原菌侵染植物过程中的调节机制。转运蛋白LHT1不仅介导植物根系氨基酸的吸收和地上部氨基酸的转运,还参与了植物生长和免疫调节。本文以LHT1为例,对比了拟南芥和水稻lht1突变体植物在感染病原菌后自身的免疫过程,突出其在参与植物感染活体营养型和死体营养型病原菌过程中功能的差异性,构建了氨基酸转运蛋白调控植物免疫过程的基本分子模型。未来研究需要重点解析：1)哪些氨基酸是植物防御机制的关键营养或信号物质;2)病原菌侵染植物后,植物体内氨基酸信号的传导过程;3)植物氨基酸转...     

机理Ⅰ植物铁营养的吸收转运及信号调控机制研究进展

铁是植物正常生长发育必需的微量元素之一。在通气良好的碱性或石灰性土壤中,常常因铁有效性低而难以满足植物生长发育所需,缺铁已成为继缺氮和缺磷之后农业生产所面临的又一重要的营养障碍因子。与机理Ⅱ植物相比,机理Ⅰ植物更易缺铁,因此全面了解机理Ⅰ植物的铁吸收及利用机制是分子育种改良此类植物铁营养的重要基础。基于国内外的相关研究进展,从机理Ⅰ植物的根际铁活化、根系铁吸收、木质部和韧皮部中的铁运输以及胞外和胞内铁的再利用等几方面进行综述;在此基础上,从bHLH和MYB转录因子调控网络、蛋白的泛素化修饰以及小分子化学信号调控途径等几方面,重点阐述机理Ⅰ植物铁营养吸收、转运及稳态平衡过程的调控机制;同时,对研究中存在的部分问题及未来研究方向进行简要的讨论分析。     

磷的吸收转运机制研究进展

磷对动物来说具有重要的生理功能。它主要以无机磷的形式在小肠和肾脏近端小管上皮细胞的刷状缘膜被吸收和重吸收,它的吸收转运过程是一个借助于钠磷协同转运蛋白与钠离子一起的主动转运过程,并且磷的吸收受很多因素的调节。在充分了解磷的吸收转运机制以后既可以保证动物以最佳状态生长,又可以使由于磷造成的环境污染降到最低。本文就磷的吸收转运机制最新研究进展进行了概述。     

关于畜牧生产系统稳定机制的探讨

畜牧生产系统实质上是开放的人工生态系统。建立高效、整体功能良好的畜牧生产系统是现代畜牧业的主要目标。探讨畜牧生产系统的稳定机制对于畜牧业的发展具有重要的理论指导意义。畜牧生产系统的稳定机制包括内源稳定机制和外源调控机制两个方面。其中内源稳定机制由系统的整合性、多样性、替代性以及生态位均质性构成，外源调控机制主要指等衡调控机制。     

Tea polyphenols inhibit the transport of dietary phenolic acids mediated by the monocarboxylic acid transporter (MCT) in intestinal Caco-2 cell monolayers

It was previously reported that a fluorescent marker dye, fluorescein, is transported via the monocarboxylic acid transporter (MCT). Fluorescein transport was competitively inhibited by MCT substrates such as ferulic and salicylic acids. Tea polyphenols, in particular, epigallocatechin gallate (EGCg) and epicatechin gallate (ECg), inhibited the transport of fluorescein. Tea polyphenols also inhibited the transport of salicylic and ferulic acids, suggesting tea polyphenols might be substrates of MCT. However, the transepithelial flux of tea polyphenols was much lower than that of the MCT substrates and was inversely correlated with the paracellular permeability of Caco-2 cell monolayers. These findings suggest that tea polyphenols are not substrates but inhibitors of MCT. Furthermore, the transepithelial transport of these polyphenols is mainly via paracellular diffusion. However, directional transport of ECg and EGCg from the basolateral to the apical side was observed, indicating that the behavior of tea polyphenols in the intestinal epithelium is complex.     

Transepithelial transport of alpha-lipoic acid across human intestinal Caco-2 cell monolayers

Alpha-lipoic acid (LA) is used in dietary supplements or food with antioxidative functions. The mechanism for the intestinal absorption of alpha-lipoic acid was investigated in this study by using human intestinal Caco-2 cell monolayers. LA was rapidly transported across the Caco-2 cell monolayers, this transport being energy-dependent, suggesting transporter-mediated transport to be the mechanism involved. The LA transport was strongly dependent on the pH value, being accelerated in the acidic pH range. Furthermore, such monocarboxylic acids as benzoic acid and medium-chain fatty acids significantly inhibited LA transport, suggesting that a proton-linked monocarboxylic acid transporter (MCT) was involved in the intestinal transport of LA. The conversion of LA to the more antioxidative dihydrolipoic acid was also apparent during the transport process.     

生长猪对不同来源的饲用油脂消化能的测定

试验选用24头体重20 kg的三元杂交(杜洛克×长白×大约克)生长公猪,按单因子设计随机分为6个处理,分别饲喂用一定比例的油脂替换基础日粮的饲料,饲喂一定时间后采集粪便,测定生长猪对各试验日粮的干物质、能量的消化率,并用套算法计算各油脂的消化能。试验结果如下:乳脂粉A、乳脂粉B、冷喷油、饲料专用油、大豆油的表观消化能分别为26.34、29.86、27.49、37.37和32.02 MJ/kg。上述结果在一定程度上弥补了当前国内文献中缺乏这几种常规的饲用油脂消化能值的空白,也进一步显示了粉末油脂在生产中的强大潜力,为丰富和研制高效绿色饲用油脂提供了科学的理论依据。     

Transepithelial transport of chlorogenic acid, caffeic acid, and their colonic metabolites in intestinal caco-2 cell monolayers

Both chlorogenic and caffeic acids exhibited nonsaturable transport in Caco-2 cells, whereas caffeic acid also showed proton-coupled polarized absorption. Thus, the absorption efficiency of caffeic acid was greater than that of chlorogenic acid. Polarized transport of caffeic acid was inhibited by substrates of MCT such as benzoic and acetic acids. Almost all of the apically loaded chlorogenic and caffeic acid was retained on the apical side, and the transepithelial flux was inversely correlated with the paracellular permeability of Caco-2 cells. These results indicate that transport was mainly via paracellular diffusion, although caffeic acid was absorbed to a lesser extent by the monocarboxylic acid transporter (MCT). Furthermore, m-coumaric acid and 3-(m-hydroxyphenyl)propionic acid, the main metabolites of chlorogenic and caffeic acid by colonic microflora, competitively inhibited the transport of fluorescein, a known substrate of MCT. This suggests that their absorption could also be mediated by MCT. These findings have exemplified the physiological importance of MCT-mediated absorption in both phenolic acids per se and their colonic metabolites.     

碳中和目标下畜牧业低碳发展路径

推动实现碳中和是可持续发展的关键,减少温室气体排放是推动实现碳中和的根本.作为国际低碳行动的引领者和开拓者,中国承诺将力争于2030年前实现二氧化碳排放达峰,努力争取2060年前实现碳中和.农业生产活动是中国温室气体的第三大排放源,其中畜牧业贡献了农业非二氧化碳温室气体排放的80％,是农业主要温室气体排放源.因此,畜牧...     

Microbial metabolites of ingested caffeic acid are absorbed by the monocarboxylic acid transporter (MCT) in intestinal Caco-2 cell monolayers

It was previously reported that m-coumaric acid, m-hydroxyphenylpropionic acid (mHPP), and 3,4-dihydroxyphenylpropionic acid (DHPP) are major metabolites of ingested caffeic acid formed by gut microflora and would be transported by the monocarboxylic acid transporter (MCT). We have directly measured their absorption characteristics in Caco-2 cells using a coulometric detection method involving HPLC-ECD. The proton-coupled directional transport of m-coumaric acid, mHPP, and DHPP was observed, and the transport was inhibited by an MCT substrate. The permeation of m-coumaric acid and mHPP was concentration-dependent and saturable: The Michaelis constant for m-coumaric acid and mHPP was 32.5 and 12.9 mM, respectively, and the maximum velocity for m-coumaric acid and mHPP was 204.3 and 91.2 nmol (min)(-1) (mg protein)(-1), respectively. By contrast, the permeation of DHPP was nonsaturable even at 30 mM and was inversely correlated with the paracellular permeability of Caco-2 cells. Our results demonstrate that these compounds are absorbed by the MCT, although DHPP is mainly permeated across Caco-2 cells via the paracellular pathway. MCT-mediated absorption of phenolic compounds per se and their colonic metabolites would exert significant impact on human health.     

复方胆素的临床药理分析——Ⅰ.对胃肠机能的影响与临床价值

以猪胆汁的总有效成分提取物胆素(Bill Element)伍用安钠咖与氨基比林,按水针剂工艺制备的复方胆素注射液,作为一种注射用的改善食欲与消化的健胃剂,在兽医临床上应用对畜禽单纯性消化不良与感冒、流感引起的消化障碍1008例的治愈率为80％,有效率96％,药理试验有提高胃肠运动和输送机能,增加胃液和胃酸分泌的作用,小剂量兴奋肠运动,大剂量则呈现抑制,药理分析为临床治疗提供了依据。     

Uptake and Fate of Lead in the Common Asteroid Asterias Rubens (Echinodermata)

Lead uptake kinetics in the body compartments of Asterias rubens individuals exposed through sea water to different concentrations (5, 20, 50 µg Pb l-¹) were studied during 30 days. Uptake kinetics were always best described by linear regressions. In every compartment, uptake rate increased significantly with the contaminating concentration. At a given concentration, the uptake rate of the central digestive tract was always significantly higher than that of the other compartments. After short-term exposures (50 µg Pb l-¹, 8 days), fate of accumulated Pb was followed in asteroids kept in non-contaminated water during 20 days. The central digestive tract and the pyloric caeca lost Pb according to an inverse exponential trend and concentrations returned to initial values after 4 to 8 days. Pb concentrations in the body wall decreased linearly. Pb concentrations in the skeleton did not vary significantly. In the gonads, Pb concentrations kept on rising while exogenous Pb was no more supplied. Pb loss from the body wall and the digestive compartments could account for such endogenous source to the gonads. It is suggested that Pb accumulated in the gonads is expulsed later through spawning. According to the parameters of uptake and loss kinetics, the central digestive tract and the skeleton are proposed as complementary temporal bioindicators of Pb contamination.