菰黑粉菌MAPKK同源基因UeMkk1的全长克隆及表达

菰黑粉菌(Ustilago esculenta)是菰(Zizania latifolia)植株体内的内生真菌,其二型态转换与茭白孕茭密切相关,而丝裂原活化蛋白激酶(mitogen activated protein kinase,MAPK)途径在真菌二型态转换中具有重要调控作用.本研究利用酵母型及菌丝型菰黑粉菌的差异蛋白表达及转录组分析数据,克隆了菰黑粉菌中一个丝裂原活化蛋白激酶激酶(mitogen activated protein kinase kinase,MAPKK)基因UeMkk1(GenBank登录号:KR870332).该基因cDNA序列全长2 204 bp,开放阅读框2 043 bp.与模式菌酵母的MAPK途径蛋白进行聚类分析表明,UeMkk1属于MAPKK蛋白,NCBI中Blast比对结果及进一步的系统发育分析表明,UeMkk1与黑粉菌属真菌的Mkk1同源性较高,其中与大麦坚黑穗病菌(Ustilago hordei)的MKK1一致性达到84％,其丝/苏氨酸双特异性蛋白激酶催化结构域在不同真菌中高度保守.同时,本研究通过大肠杆菌(Escherichia coli)原核表达系统成功表达并从蛋白裂解上清液中纯化得到了纯度较高的UeMkk1蛋白.另外,对不同碳源诱导后菰黑粉菌的生长特征观察及UeMkk1的表达分析表明,蔗糖能诱导菰黑粉菌菌丝的形成及生长,UeMkk1的表达量在菌丝生长后期下调表达;PDA、葡萄糖及麦芽糖培养基中菰黑粉菌保持酵母型生长,UeMkk1呈周期性上调表达.以上研究工作为进一步开展UeMkk1基因的功能研究,阐明其在菰黑粉菌二型态转换及茭白孕茭中的作用提供了基础材料.     

茭白冷藏期间蛋白质表达谱的变化

为探讨茭白冷藏期间衰老的分子机理,应用蛋白质组学技术,研究了茭白冷藏期间蛋白质表达谱的变化。结果显示,双向电泳胶上共检测到大约650个蛋白点,其中35个蛋白表达量存在2.0倍以上显著(p0.05)差异,经过串联飞行时间质谱分析,成功鉴定出29个蛋白,根据其功能可分为6类,即代谢(20.7%)、细胞结构(27.6%)、抗胁迫(20.7%)、衰老(6.9%)、蛋白质合成(13.8%)和功能未知蛋白(10.3%);其中:代谢相关蛋白3个上调表达、3个下调表达,细胞结构相关蛋白6个上调表达、2个下调表达,抗胁迫相关蛋白4个上调表达、2个下调表达,衰老相关蛋白2个上调表达,蛋白质合成相关蛋白4个及功能未知蛋白3个均下调表达。这些差异表达蛋白的功能分析表明,茭白采后衰老机理可能涉及物质代谢过程的调整、能量代谢途径的改变、活性氧清除能力的减弱以及细胞结构的解体。     

大麦条纹病侵染对大麦叶片蛋白组的影响

大麦条纹病由麦类核腔菌(Pyrenophora graminea)引起,是一种世界性病害.为进一步探索条纹病与大麦(Hordeum vulgare)的相互作用,以大麦品种甘啤6号和Issto为实验材料,在接种麦类核腔菌(代号DWC)7和21d后提取叶片蛋白,运用2-DE和质谱分析技术研究条纹病菌侵染后叶片蛋白质组学的变化.结果显示,与对照相比,甘啤6号和Isotta差异表达量在1.4倍以上的蛋白点28个,其中在甘啤6号中表达上调的蛋白点4个,下调的6个,诱导表达的2个,抑制表达的2个;在Isotta中,表达上调的蛋白点3个,下调的4个,诱导表达的4个,抑制表达的3个.质谱鉴定分析发现,表达上调的蛋白包括二磷酸核酮糖羧化酶A(2号蛋白点)、肌动蛋白(9号蛋白点)、核糖体再循环因子(ribosome-recycling factor,RRF)(10号蛋白点)、ATP合酶γ链(11和27号蛋白点)、琥珀酸脱氢酶(辅酶q)黄素蛋白亚基(15号蛋白点)和假定蛋白(26号蛋白点):表达下调的包括过氧化物还原蛋白(4号蛋白点)、1,5-二磷酸核酮糖羧化酶大亚基(ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase large subunit,RuBisCo)(3、5、12、14、16和18号蛋白点)、ATP合酶CF1α亚基(13号蛋白点)、Ycf3蛋白(17号蛋白点)和α-1,4葡聚糖蛋白合酶(alpha-1,4-glucanprotein synthase,UTPG)(28号蛋白点);诱导表达蛋白包括假定蛋白(6号蛋白点)、脂氧合酶2(lipoxygenase 2,LOX2)(7号蛋白点)、捕光叶绿素a/b结合蛋白质(light harvesting chlorophyll a/b-binding protein,LHCP)(19号蛋白点)、3-磷酸甘油酸激酶(3-phosphoglycerate kinase,PGK)(20号蛋白点)、凝集素(21号蛋白点)和ATP合酶γ链(22号蛋白点);抑制表达的蛋白包括RuBisCo(1、8、24和25号蛋白点)和二磷酸核酮糖羧化酶小链(ribulose bisphosphate carboxylase small chain,RuBPCase)(23号蛋白点)等.按照其功能分类,这些差异表达蛋白点分别参与了光合作用、蛋白质生物合成、植物防卫反应、能量代谢和细胞信号转导、细胞结构和纤维素生物合成等生理功能.这些差异表达蛋白可能与大麦响应条纹菌侵染过程有关,研究结果有助于从蛋白质水平揭示不同抗性大麦品种抗条纹病的抗性机制.     

南方型紫花苜蓿苗期叶片盐胁迫差异蛋白分析

以南方型紫花苜蓿(Medicago sativa ‘Millennium’)30 d苗龄的实生苗为实验材料,分析正常培养和250 mmol/L NaC1处理72 h后叶片中的蛋白表达变化,以期从蛋白质水平上揭示南方型紫花苜蓿适应盐胁迫的分子机制.采用同位素相对标记与绝对定量技术(isobaric tags for relative and absolute quantitation,iTRAQ)结合双向液相色谱与串联质谱(2-dimensional liquid chromatography-tandem mass spectrometry,2D-LC-MS/MS)定量蛋白质组技术鉴定南方型紫花苜蓿叶片响应盐胁迫的差异表达蛋白,对所获得差异蛋白进行生物信息学分析,筛选出可能的耐盐潜在靶标蛋白.结果表明,共鉴定3 712个定量蛋白,417个表达量有显著差异的蛋白质(变化倍数≥1.2,P≤0.05),其中包含291个表达上调的蛋白,126个表达下调的蛋白.按照基因本体(Gene Ontology,GO)分类体系,对差异蛋白归类分析,揭示其亚细胞定位和分子功能.京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)通路显著性富集于代谢途径、次生代谢产物生物合成、吞噬体、脂肪酸代谢和光合作用等(P＜0.05,错误发现率(false discovery rate,FDR)＜0.05).成功鉴定的差异蛋白分别涉及到光合作用(7％)、信号传递(3％)、防御(2％)、碳水化合物代谢(11％)、氨基酸代谢(7％)、脂类代谢(5％)、其它代谢(7％)、蛋白质合成、加工与降解(18％)、细胞结构、分裂和细胞骨架(3％)、抗氧化物(6％)、能量产生与转运(7％)、膜和胞内运输(7％)及未知功能蛋白类(16％).差异表达蛋白中与抗氧化物、能量产生与转运、防御和信号传递及代谢等相关的蛋白表达量总体上调,而与蛋白质合成、加工与降解和光合途径相关蛋白表达量总体下调.研究发现,细胞色素P450、PSⅡ放氧增强蛋白、磷脂酰肌醇特异性磷脂酶C、果糖-1,6-二磷酸醛缩酶、甘露糖-6-磷酸还原酶、海藻糖-6-磷酸合酶、天冬氨酸转氨酶、E3泛素连接酶和H+-ATP酶C亚基蛋白等可能是紫花苜蓿耐盐潜在靶标蛋白.采用iTRAQ结合2D-LC-MS/MS技术,能有效地筛选出南方型紫花苜蓿叶片响应盐胁迫差异表达蛋白,这些差异表达蛋白可能在紫花苜蓿耐盐调控过程中发挥重要作用,该研究为深入认识紫花苜蓿盐胁迫的应答分子调控机制提供理论依据.     

烟粉虱内共生菌groEL基因的PCR扩增与测序

烟粉虱内共生菌groEL基因编码一种 63KD的GroEL蛋白 ,属于分子伴侣cpn60家族成员 ,与烟粉虱传播植物病毒病关系密切。通过PCR对长期生活在甘蓝上的烟粉虱体内groEL基因进行了PCR扩增 ,序列测定表明其长度为 1 668bp ,编码 5 5 5个氨基酸 ,与Genebank中烟粉虱内共生菌groEL(AF1 30 4 2 1 )的核苷酸同源性为 99 82 % ,氨基酸同源性为 99 64%。     

水稻苗期响应光强日变化的分子行为生态初探

本研究以常规优质稻"佳辐占"为材料,应用差异蛋白组学的方法研究福建省光照最强月份(7月份)水稻秧苗功能叶响应光强日变化的分子机制.结果表明:共有7个蛋白质发生表达丰度的日变化,经质谱分析与功能鉴定,预测了6个蛋白质,分另4是叶绿体光合系统Ⅰ反应中心亚基Ⅱ-类蛋白(蛋白点1)、核苷单磷酸激酶b(蛋白点2),含Lon保守区的蛋白酶类蛋白(蛋白点3)、推定的还原酶(蛋白点4)、分子伴侣(蛋白点5)和倍半萜环化酶1(蛋白点6),其中,除蛋白点2、3在午问表达丰度增强之外,其余均下降,揭示了水稻功能叶蛋白质响应光强日变化的分子行为生态学特性.     

灯盏花乙素(Scu)对猪肾小管上皮细胞(LLC-PK1)细胞热休克蛋白72(HSP72)及凋亡相关基因表达的影响

灯盏花乙素(scutellarin,Scu)具有清热解毒、扩张心脑血管、改善微循环等作用。通过观察不同浓度Scu对猪肾小管上皮细胞(pig kidney proximal tubular,LLC-PK1)热休克蛋白72(heat shock protein72,HSP72)、B细胞淋巴瘤/白血病-2(B-cellymphoma/leukemia-2,Bcl-2)及Bcl-2相关X蛋白(Bcl-2associated X protein,Bax)表达的影响,探讨灯盏花乙素提高细胞耐热性的可能机制。将培养的LLC-PK1细胞随机分为37℃空白对照(Ⅰ组),42℃单纯热应激1 h(Ⅱ组),以及分别用不同浓度(1×10-5、1×10-6和1×10-7mol/L)Scu处理并42℃热应激1 h组(分别为Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ组),提取各组细胞总RNA和总蛋白,用实时荧光定量PCR和Western blot分别检测HSP72、Bcl-2和Bax基因及蛋白的表达量。结果显示,与Ⅰ组相比,Ⅱ组LLC-PK1细胞HSP72和Bax的mRNA及蛋白表达量显著升高(P0.05),Bcl-2/Bax mRNA和蛋白比值显著降低(P0.05),Bcl-2 mRNA和蛋白表达量并无显著差异(P0.05)。与Ⅱ组相比,Ⅳ和Ⅴ组LLCPK1细胞HSP72 mRNA和蛋白的表达量均显著升高(P0.05),Ⅲ组无显著差异(P0.05);Ⅳ组细胞Bcl-2 mRNA和蛋白表达量均显著升高(P0.05),Ⅲ和Ⅳ组并无显著差异(P0.05);Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ组Bax mRNA和蛋白表达量均显著降低(P0.05);Ⅳ和Ⅴ组Bcl-2/Bax蛋白比值显著升高(P0.05)。研究结果表明,热应激条件下Scu可诱导LLC-PK1细胞HSP72表达,提高Bcl-2/Bax比值。结果提示,Scu可增强细胞的抗热休克作用。本研究丰富了体外培养细胞热应激反应的理论,为在实践中增加细胞抗热休克能力提供了理论依据。     

过表达SlMPK3基因提高番茄低温耐受能力

促分裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK/MPK)级联是植物响应外界环境变化的重要信号传导途径.为了验证番茄促分裂原活化蛋白激酶3(Solanum lycopersicum mitogenactivated protein kinases 3,S1MPK3)在低温胁迫中的功能,本研究将醋栗番茄(Solanum pimpinellifolium)SlMPK3基因在栽培番茄(S.lycopersicum)M82中过表达,获得了过表达SlMPK3的转基因番茄后代.结果表明,低温胁迫下转基因番茄幼苗SlMPK3基因被迅速诱导表达.低温处理8h处,SlMPK3的表达量达到最大值,转基因植株(OE4,OE6和OE7)中SlMPK3的表达量显著高于野生型(P＜0.05).苗期耐冷性鉴定结果表明,转基因植株耐冷指数(OE4(0.81),OE6 (0.78),OE7(0.77))显著高于对照((0.37),P＜0.05).低温胁迫下表型观察发现,4℃低温胁迫24 h,野生型番茄叶片边缘失水萎蔫,叶面出现明显黄色枯斑;转基因番茄植株叶片表现正常.低温胁迫120 h后,野生型植株的相对电解质渗透率为74.66％,而转基因植株的电解质渗透率平均为59.79％,比对照低14.87％;转基因植株叶片中丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量为6.76 μmol/g FW,比对照(9.77 μmol/g FW)低30.81％;野生型植株叶片中的H2O2含量显著高于转基因植株(P＜0.05),比转基因植株高22.02％.低温胁迫处理引起了转基因植株和野生型植株的抗氧化酶(antioxidant enzymes,AOEs)活性显著增加(P＜0.05),低温处理120 h后,转基因植株中超氧化物歧化酶(super-oxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)和过氧化氢酶(catalase,CAT)活性分别比对照高29.40％、24.24％和22.83％.转基因和野生型植株中可溶性蛋白(soluble protein)和可溶性糖(soluble sugar)含量均随低温处理时间的推移逐步增加,4℃处理120 h后转基因植株可溶性蛋白含量为40.02 mg/g FW (OE-4),42.21 mg/g FW (OE-6)和40.33 mg/g FW (OE-7),显著高于对照(36.86 mg/g FW)(P＜0.05);转基因植株可溶性糖含量平均为51.87 mmol/g FW,比对照高21.82％.本研究证明,SlMPK3过表达提高了番茄植株的低温耐受能力,为进一步研究番茄SlMPK3基因的功能提供依据,同时为耐低温番茄育种提供了新种质.     

超级稻沈农265苗期耐冷性QTL定位

为挖掘和利用超级稻沈农265(SN265)中的优异耐冷基因,找到不同遗传背景下均能稳定表达且贡献率较大的苗期耐冷数量性状基因(QTL),以SN265分别与2个籼稻品种七山占、IR30杂交衍生的2套重组自交系(RIL)群体(S1和S2)为试验材料,以低温处理下幼苗死苗率作为苗期耐冷性评价指标,同时构建2套群体的遗传连锁图谱,采用完备区间作图法进行耐冷性QTL检测及其遗传效应分析。结果表明,在2套RIL群体中共检测到4个苗期耐冷主效QTL,且苗期耐冷加性效应均来自SN265。S1群体定位到2个QTL位点,位于第5号染色体的qCTS-5.1和第6号染色体的qCTS-6,贡献率分别为47.59%、22.47%,LOD值分别为6.54、4.88;S2群体定位到2个QTL位点,分别位于第5号染色体的qCTS-5.2和第7号染色体的qCTS-7,贡献率分别为22.62%、38.48%,LOD值分别为10.00、9.81。2套群体定位的qCTS-5.1和qCTS-5.2区间基本重合,证明其可在不同的遗传背景中稳定表达。本研究结果为进一步精细定位并克隆水稻苗期耐冷主效QTL奠定了一定的理论基础。     

大肠杆菌分子伴侣表达的辅助载体构建及应

异源蛋白在大肠杆菌不能正确折叠表达成包涵体,分子伴侣能在细胞内帮助异源蛋白折叠,改善蛋白的聚集。本研究以大肠杆菌(Escherichia coli)DH5α菌株DNA为模板,利用PCR技术扩增出6个分子伴侣编码基因groEL、groES、dnaK、dnaJ、grpE和clpB,分别将groEL、groES和grpE(Ⅰ组)插入pCDFDuet-1载体,将dnaK、dnaJ和clpB(Ⅱ组)基因插入pRSFDuet-1,构建辅助载体pR-GESP和pC-DJKL,每个重组载体中含有一个人工操纵子,每个基因上游含有T7启动子。SDS-PAGE结果显示,诱导后的重组大肠杆菌上清除了DnaJ外其它5个蛋白明显表达。SDS-PAGE分析了共表达分子伴侣对玉米(Zea mays)四吡咯分子合成的谷氨酸-1-半醛氨基转移酶、尿卟啉原Ⅲ脱羧酶和西罗叶绿三酸:铁螯合酶在大肠杆菌的折叠和聚集影响,结果显示,GroEL、GroES和GrpE能防止玉米西罗叶绿三酸:铁螯合酶在大肠杆菌的聚集,但DnaK、DnaJ和ClpB分子伴侣对该酶则没有作用;GroEL、GroES和GrpE能部分抑制玉米谷氨酸-1-半醛氨基转移酶在大肠杆菌的聚集...     

黄芩苷对热应激条件下猪近端肾小管(LLC-PK1)细胞凋亡率及B细胞淋巴瘤-2基因(Bcl-2)和Bcl-2相关X蛋白基因(Bax)表达的影响

为探讨不同浓度黄芩苷对热应激条件下猪近端肾小管细胞(pig kidney proximal tubular cells,LLC-PK1)细胞凋亡率及B细胞淋巴瘤/白血病-2基因(B-cellymphoma-2,Bcl-2)和Bcl-2相关X蛋白基因(Bcl-2 associated X protein,Bax)表达的影响,将培养的LLC-PK1细胞随机分为7个组,Ⅰ组为37℃空白对照组,Ⅱ组为42℃单纯热应激1 h组,Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ和Ⅶ组分别为用不同浓度黄芩苷(0.01、0.1、1、10和100μg/m L)处理组后42℃热应激1 h组,运用实时荧光定量PCR和Western blot分别检测Bcl-2和Bax基因及蛋白的表达,流式细胞仪(Annexin V-FITC/PI双染法)检测细胞凋亡率。结果表明,与Ⅰ组相比,Ⅱ组能显著诱导LLC-PK1细胞Bcl-2 m RNA的表达(P0.05),极显著诱导细胞Bax m RNA和蛋白的表达(P0.01),能极显著降低细胞Bcl-2和Bax m RNA和蛋白的比值(P0.01),极显著增加细胞凋亡率(P0.01),但对细胞Bcl-2蛋白的表达无显著影响(P0.05)。黄芩苷处理组与Ⅱ组相比,Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ组LLC-PK1细胞Bcl-2 m RNA的表达量均升高,其中Ⅴ组差异极显著(P0.01),Ⅳ及Ⅵ组差异显著(P0.05),Ⅲ及Ⅶ组差异不显著(P0.05),而细胞Bcl-2蛋白的表达量与Ⅱ组相比均差异不显著(P0.05);同样与Ⅱ组相比,黄芩苷处理的各组细胞Bax m RNA及蛋白的表达量均降低,其中Ⅴ及Ⅵ组差异极显著(P0.01),其余各组差异显著(P0.05);除Ⅲ组外,其他各组细胞Bcl-2和Bax m RNA及蛋白的比值与Ⅱ组相比均显著升高(P0.05),其中Ⅴ组细胞Bcl-2和Bax蛋白的比值差异极显著(P0.01);细胞凋亡率仅有Ⅲ组与Ⅱ组相比差异不显著(P0.05),而Ⅴ及Ⅵ组细胞凋亡率极显著低于Ⅱ组(P0.01),其余的Ⅳ和Ⅶ组显著低于Ⅱ组(P0.05)。一定浓度范围内的黄芩苷(0.1~100μg/m L)可能通过下调热应激条件下LLC-PK1细胞Bax的表达,从而提高Bcl-2和Bax的比值,降低细胞的凋亡率,对细胞起到保护作用。本研究从分子水平研究黄芩苷缓解热应激对猪LLC-PK1细胞的损害作用,可为明确其解热机制提供理论基础,并为其在临床上的应用提供有价值的参考资料。     

辅助和正常出壳鸭胚肝脏差异蛋白质组学分析

本研究应用同位素标记相对和绝对定量(isobaric tags for relative and absolute quantitation,iTRAQ)技术结合质谱鉴定与生物信息学方法,研究鸭(Anas platyrhynchos domestica)胚胎(鸭胚)孵化过程中出现弱胚现象的分子调控机理,筛选辅助出壳鸭胚肝脏组织差异表达的蛋白.结果表明,共鉴定获得136个差异蛋白,与正常出壳组相比,辅助出壳组有76个蛋白表达上调,60个蛋白表达下调.基因本体(Gene Ontology,GO)注释和通路富集分析表明,这些差异蛋白主要与糖代谢、氧气运输、细胞骨架、应激反应以及氧化还原代谢等生物过程相关,其中辅助出壳组糖酵解通路中的4种酶和细胞呼吸通路中的3种酶表达均显著上调(P＜0.05),参与肌动蛋白丝生物过程的7种蛋白也均表达上调,而参与氧气运输的3种血红蛋白和应激保护的3种热休克蛋白表达显著下调(P＜0.05).利用qRT-PCR检测顺乌头酸酶1(cytoplasmic aconitate hydratase 1,ACO1)、醛缩酶B(fructose-bisphosphate aldolase B,ALDOB)、甘油醛-3-磷酸脱氢酶1 (glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase 1,G3P1)和热休克71 kD同源蛋白(heat shock cognate 71 kD protein,HSPA8)4个基因mRNA水平的表达,结果仅ACO1 mRNA和蛋白质水平表达模式一致.结果表明,弱胚可能与糖代谢和呼吸代谢等生物过程变化有关,辅助出壳组能量和代谢率较低.研究结果为更好理解鸭胚孵化过程中出现弱胚现象的分子调控机理提供了蛋白质组学信息.     

基于iTRAQ质谱分析技术筛选南方型紫花苜蓿根部响应盐胁迫差异表达蛋白

为了从蛋白质水平上揭示南方型紫花苜蓿(Medicago sativa ‘Millennium’)适应盐胁迫的分子机制,本研究以30 d苗龄的南方型紫花苜蓿实生苗为材料,分析正常培养和250 mmol/L NaCl处理72 h后根中的蛋白表达变化,采用同位素相对标记与绝对定量技术(isobaric tags for relative and absolute quantitation,iTRAQ)结合双向液相色谱与串联质谱(2-dimensional liquid chromatography-tandem mass spectrometry,2D-LC-MS/MS)定量蛋白质组技术鉴定南方型紫花苜蓿根部响应盐胁迫差异表达蛋白,对所获得差异蛋白进行生物信息学分析,筛选出可能耐盐潜在靶标蛋白.同时,选择5个差异表达蛋白进行实时荧光定量PCR(qRT-PCR)验证.结果表明,共鉴定3 857种定量蛋白,534种差异蛋白(变化倍数≥1.2,P＜0.05),其中表达上调的281种,表达下调的253种.基因本体(Gene Ontology,GO)分子功能提示这些差异性蛋白主要参与转运活性、催化活性和酶调控活性.京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)通路显著性富集于代谢途径、次生代谢产物生物合成、苯丙氨酸代谢和核糖体等(P＜ 0.05,错误发现率(false discovery rate,FDR)＜ 0.05).成功鉴定的差异蛋白分别涉及到信号传递(8.99％)、抗氧化物(7.68％)、防御(5.61％)、蛋白质合成、加工和降解(14.79％)、能量产生与转运(5.81％)、代谢(26.97％)、膜与胞内运输(5.62％)和细胞结构、分裂和细胞骨架(2.06％)等.差异表达蛋白中与信号传递、抗氧化物和防御等相关的蛋白表达量总体上调,而与代谢和能量产生与转运相关蛋白表达量总体下调.qRT-PCR实验发现,mRNA与蛋白质表达水平并不一致.研究发现组氨酸磷酸转移蛋白、丝裂原活化蛋白激酶、h类硫氧还蛋白、蛋氨酸亚砜还原酶基因、鸟苷二磷酸(guanosine diphosphate, GDP)解离抑制因子、脂质转移蛋白、β-1,2-木糖基转移酶和H2A/H2B/H3/H4核心组蛋白等可能是紫花苜蓿耐盐潜在靶标蛋白.本研究采用iTRAQ结合2D-LC-MS/MS技术,有效地筛选出南方型紫花苜蓿根部响应盐胁迫差异表达蛋白,为深入认识紫花苜蓿盐胁迫的应答分子调控机制奠定了坚实的基础.     

利用差异显示法研究水稻耐淹涝相关基因

应用mRNA差异显示法对耐淹材料籼稻(Oryzasativassp.indica)FR13A和敏感籼稻(O.sativassp.indica)IR39595-503-2-1-2在淹涝胁迫下的基因差异表达进行了分析。结果显示,从40对引物中共扩增出1428条片段,筛选到102条在耐淹涝材料和敏感材料间差异明显的基因片段,差异率为7.1%。其中有42条差异带来自耐淹涝材料,有7个差异片段已通过Northern杂交验证在耐淹涝材料FR13A中表达。进一步克隆测序并进行数据库比对分析表明,有4个与水分胁迫产生的应答反应和生理生化变化有关,其中一个与ATP结合蛋白高度同源,另3个与异柠檬酸酶脱氢酶、NADH脱氢酶和乙醛酸转移酶部分序列高度同源,其余3个为新的cDNA片段。     

大白菜-结球甘蓝易位系AT4系列抽薹相关基因表达差异的cDNA-AFLP分析

抽薹开花时间是大白菜(Brassica rapa ssp.pekinensis)的重要性状,未熟抽薹直接影响大白菜的产量和品质.本研究以添加结球甘蓝(Brassica oleracea var.capitata)4号染色体片段的大白菜-结球甘蓝易位系AT4系列为材料,结合抽薹性鉴定,获得了45株耐抽薹和15株易抽薹植株;利用cDNA-扩增片段长度多态性(cDNA-amplified fragment length polymorphism,cDNA-AFLP)技术,对不同春化处理的耐抽薹和易抽薹植株叶片差异表达片段进行分离,获得了126条与抽薹性相关的差异表达条带,这些差异包括条带的有无和表达量的差异;通过差异条带回收、克隆和测序,获得了74条差异表达序列.同源性比对结果表明,61条差异表达序列具有同源序列,其中41条差异表达序列功能预测涉及代谢、能量、细胞物质运输、信号转导、表达调控、DNA修饰、细胞周期等,20条差异表达序列功能未知;13条在NCBI中找不到同源序列,可能是一些新基因.本研究获得了耐抽薹大白菜-结球甘蓝易位系,为耐抽薹大白菜新品种的培育提供新材料;同时获得了耐抽薹和易抽薹材料间的差异表达序列,为获得影响大白菜抽薹性的关键基因,揭示大白菜抽薹开花机制提供支撑.     

白菜型冬油菜质外体抗冻蛋白研究

为探明冬油菜抗寒机理,采用大田试验和盆栽试验,对低温胁迫的白菜型冬油菜品种‘陇油6号’叶片和根的质外体蛋白进行抗冻活性检测,通过SDS-PAGE分离质外体蛋白并结合MALDI-TOF/TOF质谱技术对部分高表达蛋白进行了鉴定。结果表明,‘陇油6号’经人工气候室冷驯化后,叶片质外体蛋白质含量显著增加(P0.05),在第5 d达92.31μg?g?1(FW),比对照增加246.12%。质外体蛋白含量在冷驯化第10 d和第15 d与第5 d相比虽有所降低,但仍显著高于对照(P0.05)。在冷驯化第20 d和第25 d质外体蛋白含量继续显著增加,第25 d达到最高值(P0.05)。室温恢复生长10 d后,质外体蛋白含量比之前显著下降(P0.05),但仍高于对照和冷驯化第10 d。在冷驯化过程中,‘陇油6号’叶片的质外体中出现明显的蛋白质积累,室温恢复生长10 d后,质外体中的蛋白质含量显著降低,可见冷驯化的‘陇油6号’质外体蛋白属低温诱导蛋白。抗冻活性检测发现其具有重结晶抑制活性。质谱鉴定发现多种功能尚不明确的蛋白质,其中β~(-1)-3-葡聚糖酶与冬黑麦中报道的抗冻蛋白一致。对质谱检测到的类葡聚糖酶回收及抗冻活性测试发现其有较弱的冰晶形态修饰作用,表明这个类葡聚糖酶是一种低活性抗冻蛋白。低温胁迫下冬油菜叶片和根质外体中合成分泌了抗冻蛋白,在抵御外界低温中起到积极作用,同时推测超强抗寒性冬油菜质外体中可能存在多种未被发现的抗冻蛋白。     

茶树脱水素基因(CsDHN)的克隆及表达分析

脱水素(dehydrins,DHNs)是植物胚胎发育后期丰富蛋白(late embriogenesis abundant protein,LEA)中的一类,与低温、干旱以及盐胁迫等多种逆境反应相关.本研究采用cDNA末端快速扩增(rapidamplification of cDNA ends,RACE)技术从茶树(Camellia sinensis)中获得一种茶树脱水素基因CsDHN (GenBank登录号:FJ436978),序列分析显示,该基因cDNA全长960 bp,编码201个氨基酸,推测编码蛋白质分子量约为21kD,等电点为8.3,属于Y3SK2型脱水素.CsDHN基因有2个外显子和1个内含子.生物信息学预测显示,该脱水素蛋白亲水性强、无信号肽和跨膜区,亚细胞定位于细胞质中.表达特性分析表明,CsDHN在逆境及脱落酸(abscisic acid,ABA)诱导下可上调其转录水平,4℃低温处理下表达量可提高4.2倍,而脱水处理能提高93.4倍,高盐处理能提高17.8倍,CsDHN对脱水、高盐胁迫的响应程度优于低温胁迫.CsDHN在茶树各组织器官中都有表达,其中种子中表达量最高,为叶片的11.2倍.研究表明脱水素基因CsDHN可能在茶树防御非生物逆境胁迫和参与茶树种子成熟脱水的活力保护过程起一定作用,为了解茶树抗逆分子机制提供了一定的理论基础.     

小麦TaFKBP62c-2B基因克隆、组织表达及亚细胞定位

FK506结合蛋白(FK506 binding protein,FKBP)具有肽基-脯氨酰顺反异构酶(peptidyl-proly cistrans isomerase,PPIase)活性,可以作为一种分子伴侣在蛋白折叠中发挥作用.本研究采用同源基因克隆获得小麦(Triticum aestivum)高温胁迫应答基因TaFKBP62c-2B,利用qRT-PCR和绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)示踪技术明确了TaFKBP62c-2B的表达模式和亚细胞定位信息.序列分析结果表明,小麦TaFKBP62c-2B基因含有37 bp的5'UTR区、1 926 bp的完整CDS以及176 bp的3'UTR区,共编码642个氨基酸(GenBank登录号:KU350629).结构域分析发现,TaFKBP62c-2B是由3个FK506结合保守域(FKBP_C)和3个三十四肽重复序列(tetratricopeptide repeat,TPR)构成的多域FKBP.qRT-PCR结果显不,TaFKBP62c-2B强烈响应高温胁迫;组织表达分析表明,TaFKBP62c-2B主要在小麦的茎和小穗等植株地上组织中表达,在根部的表达量较低.亚细胞定位表明,TaFKBP62c-2B位于内质网上.本研究获得了小麦TaFKBP62c-2B基因全长、明确了其表达规律以及亚细胞定位信息,为进一步了解TaFKBP62c-2B的生物学功能提供了基础资料.