V型细胞质雄性不育小麦线粒体蛋白质的研究

本实验以V型细胞质雄性不育小麦幼穗为材料,用蔗糖衬垫法和两相法成功地分离纯化了小麦幼穗线粒体,并用SDS-PAGE电泳方法结合高灵敏度的银染技术对其线粒体蛋白质进行了比较分析,发现雄性不育系与相应保持系之间有明显差异,不育系(V1A和V2A)均缺少一个分子量为14kD的蛋白质。线粒体与V型细胞质雄性不育的产生可能存在着某     

细胞质雄性不育棉花线粒体蛋白质和DNA的分析

以哈克尼西棉细胞质雄性不育系和保持系的花药及黄化苗为材料, 分别对线粒体蛋白质和DNA进行了SDS-PAGE、 RAPD和RFLP分析。 蛋白质SDS-PAGE分析表明, 在处于败育时期的不育系花药线粒体内缺少一种约31 kDa的多肽。 RAPD分析表明, 不育系与保持系的线粒体基因组之间存在着明显的差异。 以4个线粒体基因为探针进行的RFLP分     

转cry1C~*基因抗虫超级粳稻田间目的基因表达及抗螟虫性研究

为了研究转基因抗虫超级粳稻田间目的基因表达及抗螟虫性,将10个来自于不同独立抗性愈伤组织的转cry1C*基因抗虫超级粳稻品系种植于田间,利用实时荧光定量PCR方法检测孕穗期叶片、茎鞘和幼穗等器官目的基因mRNA,利用酶联免疫吸附(ELISA)法检测孕穗期叶片、茎鞘和幼穗及收获后糙米的Cry1C蛋白,利用田间目测调查二化螟危害的白穗率。结果显示,转基因超级粳稻不同品系及不同器官cry1C*基因田间表达量明显不同,cry1C*基因mRNA表达量:叶片茎鞘幼穗,蛋白质表达量:叶片茎鞘幼穗糙米。转基因超级粳稻田间目的基因表达,在mRNA水平和蛋白质水平,不同器官间存在正相关关系,各器官Cry1C蛋白质含量和糙米Bt蛋白质含量呈正相关。在本研究范围内,不论转基因粳稻植株Cry1C蛋白质含量高或低的品系,田间均表现为高抗二化螟。培育转基因抗虫粳稻品种时,应注意对目的基因适量表达的抗虫基因型的选择。     

转cry1C基因抗虫超级粳稻田间目的基因表达及抗螟虫性

为了研究转基因抗虫超级粳稻田间目的基因表达及抗螟虫性,将10个来自于不同独立抗性愈伤组织的转cry1C*基因抗虫超级粳稻品系种植于田间,利用实时荧光定量PCR方法检测孕穗期叶片、茎鞘和幼穗等器官目的基因mRNA,利用酶联免疫吸附(ELISA)法检测孕穗期叶片、茎鞘和幼穗及收获后糙米的Cry1C蛋白,利用田间目测调查二化螟危害的白穗率。结果及分析显示,转基因超级粳稻不同品系及不同器官cry1C*基因田间表达量明显不同,cry1C*基因mRNA表达量叶片＞茎鞘＞幼穗,蛋白质表达量叶片＞茎鞘＞幼穗＞糙米。转基因超级粳稻田间目的基因表达,在mRNA水平和蛋白质水平,不同器官间存在正相关关系,各器官Cry1C蛋白质含量和糙米Bt蛋白质含量呈正相关。在本研究范围内,不论转基因粳稻植株Cry1C蛋白质含量高或低的品系,田间均表现为高抗二化螟。培育转基因抗虫粳稻品种时,注意对目的基因适量表达的抗虫基因型的选择。     

一个与小麦雄性不育育性转换相关的MADS-box转录因子基因

为了揭示YS型小麦温敏雄性不育育性转换的基础, 构建了该类型不育系A3017的不育和可育幼穗正、反杂交的两个SSH-cDNA文库。经文库比较, 在不育文库中筛选出一个与MADS-box基因同源的EST序列(GenBank登录号: 36925702)。以该EST序列的同源性比对和拼接结果为依据, 设计引物对该基因在可育和不育幼穗中的表达进行了RT-PCR分析, 结果表明, 该基因在不育幼穗中表达量较高, 可育幼穗中表达量很低。对不育幼穗中扩增出的cDNA片段进行克隆测序, 获得了666 bp的cDNA序列。序列分析表明, 该片段编码160个氨基酸, 具有MADS-box转录因子的典型结构域K-box, 被定名为TaMS-MADSbox, 与一个小麦MADS box转录因子基因WAG的氨基酸序列的相似性为94%。进一步以3种不同类型的小麦雄性不育系和保持系的幼穗cDNA为材料, 利用半定量RT-PCR对该基因的表达模式分析发现也存在类似差异, 该基因在不育系幼穗中表达量较高, 而保持系幼穗中表达量较低。以上分析表明, 该MADS-box转录因子基因的表达与小麦雄性不育系的育性转化相关, 表达量高时表现雄性不育, 表达量低时表现雄性可育。     

甘蓝型油菜NCa CMS育性相关候选线粒体基因及其恢复基因的转录调控

用10个线粒体基因为探针，对NCa不育系、保持系和可育F1幼蕾的线粒体RNA进行了Northern检测。结果表明，atp6、atp1、cox1、cox2、cob、rrn5S和rnn26S等7个线粒体基因探针在不育系、保持系、可育F1中的转录没有差异，只有orf222、orf139和atp9等3个探针检测到转录本的差异。orf222和orf139分别在不育系和可育F1中产生相同大小和丰度的转录本，但是在保持系中没有检测到转录本；orf222检测到的3条转录本分别为1．1、0．9和0．6kb，orf139检测到0．8和0．6kb2条带。atp9探针在不育系和保持系中都检测到1条0．6kb转录本，而在可育F1中检测到0．6和1．2kb的转录本。NCaCMS不育的形成可能与orf222、orf39和atp9基因的表达有关。讨论了恢复基因在F1育性恢复过程中对育性相关候选基因的可能调控方式。     

小麦杂交F1和双亲幼苗动态蛋白质组分析

分别以2,3,5 d叶龄的栽培小麦京411、偏硬001和杂交F1幼苗为材料,利用动态蛋白质组技术,对F1及双亲的蛋白质变化做了比较分析,结果表明,在双亲及F1中蛋白质差异表达现象被观察到,其中在5 d的叶子中最为明显。如在发育2 d和3 d的F1叶子中,各有15个蛋白质斑点的含量产生变化,而在5 d叶龄的叶子中,这种有变化的蛋白质斑点达27个,在这些变化的蛋白质中,偏双亲和低于双亲的为多数,如5 d的叶子中分别占41%和44%,同时,在F1叶片中观察到有蛋白质消失和新的蛋白质诱导现象产生。这些结果表明,杂种中存在蛋白质的差异表达现象,展开这方面的研究有助于对杂种优势形成机理的理解。     

玉米C型细胞质雄性不育系C48-2及其保持系线粒体差异蛋白分析

采用固相pH梯度-SDS PAGE双向电泳, 对玉米C型细胞质雄性不育系(C48-2)及其保持系(N48-2)单核期花药线粒体蛋白质进行了分离, 经考马斯亮蓝染色, 得到重复性较好的双向电泳图谱。PDQUEST软件可识别约260个蛋白质点, 对其中10个重复性比较好且差异表达在2倍以上的蛋白质点, 采用基质辅助激光解析分离飞行时间质谱进行肽指纹图谱分析, 然后用Mascot软件对NCBI数据库搜索, 其中2个蛋白质点被鉴定为谷氨酸脱氢酶(GDH)和依赖电压阴离子通道蛋白-1(VDAC1)。GDH的高表达会影响正常的氮代谢, 导致细胞的能量供应发生障碍, 有可能导致雄性不育; VDAC1是线粒体外膜上控制细胞通透性的蛋白, 与植物的程序性死亡密切相关。     

转cry1C*及cry2A*基因早粳稻Bt蛋白的时空表达和抗螟虫性

早粳稻空育131为受体, 以根瘤农杆菌介导遗传转化法创制了转ubi启动子调控下的cry1C*及cry2A*基因早粳稻空育131 (cry1C*)和空育131(cry2A*)。为了研究转基因水稻Bt蛋白的时空表达特性及抗螟虫性, 将不同转化事件形成的转基因早粳稻品系种植于田间, 利用酶联免疫吸附测定(ELISA)法检测转基因水稻不同生长发育阶段不同器官的、以及成熟期糙米的Bt蛋白量, 采用室内离体茎秆法接虫鉴定转基因水稻的抗螟虫性。结果显示, 转基因早粳稻不同抗虫基因Bt蛋白量不同, cry1C*基因总是低于cry2A*基因的蛋白质表达量; 不同生长发育时期Bt蛋白量不同, 叶片和茎鞘等器官的Bt蛋白量为分蘖期<抽穗期<灌浆期, 幼穗或糙米等器官的Bt蛋白量为抽穗期幼穗>灌浆期幼穗>成熟期糙米; 不同器官Bt蛋白量不同, 高低次序在分蘖期为叶片、茎鞘, 抽穗期为叶片、幼穗和茎鞘, 灌浆及成熟期为叶片、茎鞘、幼穗和糙米; 同一抗虫基因不同转基因品系间抽穗期叶片、茎鞘和幼穗等器官Bt蛋白量及抗螟虫性、糙米Bt蛋白量等性状存在差异, 抽穗期各器官Bt蛋白量与抗螟虫性及成熟期糙米Bt蛋白量之间相关不显著, 不论Bt蛋白量高或低的品系均表现为高抗螟虫。转基因早粳稻营养器官生长发育前期Bt蛋白量较低、后期较高, 繁殖器官生长发育早期Bt蛋白量较高、晚期较低, 营养器官通常比繁殖器官的Bt蛋白量高。在本研究范围内, 不同基因及不同转化事件培育的转基因水稻Bt蛋白表达量高低不同, 但所有的转基因早粳稻品系均表现高抗螟虫。     

小麦多子房和单子房性状的差异蛋白质组学研究

小麦多子房性状的蛋白质组学特性和形成机制及其在小麦杂种优势中的应用可能提供理论依据。为揭示以小麦单子房品系77(2)及其多子房近等基因系Mu77(2)为材料, 采用TCA-丙酮法提取穗分化至四分体时期的幼穗总蛋白, 并通过IEF/SDS-PAGE双向凝胶电泳分离, 获得了分辨率和重复性较好的蛋白质组差异图谱。在等电点4~7、分子量14.4~97.4 kD之间发现约450个肉眼可辨的蛋白点, 其中上调2倍以上且达到99%统计学显著水平的差异表达蛋白点30个。对6个特异性差异蛋白点作二级质谱(LC-MS/MS)分析, 结果表明它们是富含甘氨酸RNA结合蛋白(S1)、SGT1-1(S2)、HMG-I/Y(S3)、谷胱甘肽转移酶(S4)、果糖1,6-二磷酸醛缩酶(S5)和未知蛋白(S6)。这些蛋白质对DNA转录、蛋白质翻译、能量转换及代谢、抗逆防卫等生理生化过程起调控作用, 可能与小麦多子房性状的形成有关。     

棉花幼苗根系响应NaCl胁迫的差异蛋白组学分析

为了探讨盐胁迫对棉花幼苗根系蛋白表达谱的影响,丰富棉花在分子水平上应对盐胁迫的机理,本研究对盐胁迫下棉花幼苗根系进行差异蛋白组学分析。试验利用1%NaCl模拟盐胁迫,对陆地棉品种‘中棉69’进行72 h处理,利用磷酸盐缓冲液研磨后再用月桂酸辅助三氯醋酸沉淀的方法获得棉花幼苗根系蛋白样品,并进行双向电泳分离,获得了分辨率较高、背景清晰的差异蛋白表达图谱。图谱分析显示,共有36个棉花幼苗根系蛋白点响应盐胁迫,其中16个表达量显著上调,20个表达量显著下调。对其中的10个表达差异的蛋白进行了质谱分析和同源蛋白鉴定,结果显示它们分别为抗坏血酸过氧化物酶、烯醇化酶、谷胱甘肽-S-转移酶、醌氧化还原酶、膜联蛋白AnxGb3、叶绿体Rubiso大亚基蛋白结合α亚基、P23蛋白、果糖激酶、乙醇脱氢酶、腺嘌呤磷酸转移酶1亚型1。本研究结果显示盐胁迫下有部分棉花幼苗根系蛋白显示显著差异表达,表明这些蛋白可能参与棉花抗（耐）盐的信号、代谢途径中。     

甘蔗与抗旱性相关差异蛋白质组分析

采用桶栽方式,对抗旱性强的F172和抗旱性弱的YL6甘蔗品种在苗期进行重度干旱胁迫处理后,应用蛋白质双向电泳技术进行差异蛋白质分析,分别找出差异显著的28和20个差异蛋白点,其中部分呈现上调表达,部分呈现下调表达,还有部分新增的蛋白点,因品种抗性不同而表现各异,F172叶片中的差异蛋白主要表现为上调表达,而YL6中大多表现为下调表达。在重度干旱胁迫下,抗旱性不同的甘蔗品种蛋白质丰度变化有显著差异。采用MALDI-TOF-TOF/MS鉴定所获得的差异蛋白,从YL6、F172中分别鉴定出18、14个蛋白的氨基酸序列,对所鉴定的蛋白质根据功能分为8类。YL6中参与自由基清除的2个,参与光合作用的6个,参与细胞生长和分裂的1个,参与基础代谢的6个,参与防卫反应的2个,未知功能蛋白1个。F172中参与自由基清除的1个,参与光合作用的2个,参与细胞生长和分裂的2个,参与基础代谢的4个,参与信号转导的2个,参与蛋白加工的1个,未知功能蛋白2个,其中22 k D干旱诱导蛋白的丰度明显提高,而在YL6中则检测不到此蛋白。这说明在干旱胁迫下抗旱性不同的甘蔗品种在蛋白质组成上有很大差异,推测这是不同甘蔗品种间抗旱性差异的重要分子基础。     

玉米抽穗期亲本及其杂交种间基因差异表达与杂种优势的关系

为探讨玉米杂种优势形成的分子机理,选用了8个玉米自交系和它们的5个杂交种,采用mRNA差异显示技术分析了杂种和亲本之间抽穗期叶片的基因表达差异模式。结果表明:所选用的杂交种与自交系之间的基因表达模式可以分为5种类型:杂种特异表达型(W1)、单亲显性表达型(W2)、双亲表达沉默型(W3)、单亲沉默表达型(W4)、亲本和杂交种表达一致型(W5),所占比例分别为2.81%,16.92%,11.79%,4.25%和64.23%。还对每种差异表达模式与12个杂种性状表现和中亲优势进行了相关分析。     

不同优势抗虫棉杂交组合不同生育期基因表达差异初探

采用DDRT-PCR技术对3个产量优势差异较大的杂交棉组合及其亲本在4个生育期叶片cDNA进行扩增和差显,结果表明,产量高、中、低优势组合与其亲本基因差异表达比例从蕾期到花铃期总体上呈递减趋势;杂种特异表达在前3个生育期高优势组合高于中或低优势组合,特异表达可能对杂种优势的产生起一定作用;单亲表达一致是基因差异表达中最主要表达模式,但在各生育期高、中、低优势组合之间变化幅度较小,表明此模式可能与杂种优势发挥无明显关系。     

木薯块根有色体分离及其蛋白质组学的研究

木薯(Manihot esculenta Crantz)块根有色体是类胡萝卜素贮藏和调控多种生理生化过程的场所。本研究发现Percoll密度梯度离心法最适合于木薯块根有色体的提取,利用光学显微镜观察发现40%~50%Percoll梯度层富含完整有色体,Western blot分析显示该层的线粒体标志酶Vdac1杂交信号较低,而质体标志酶Rbc L杂交信号最高,并以此确定木薯块根有色体的分离方法。利用蛋白质组学方法显示SC9块根有色体存在34个差异蛋白质,其中上调表达17个,下调表达17个;涉及碳代谢及能量代谢相关蛋白所占比例最高。STRING蛋白质互作网络显示,Enolase 2与Elongation Factor互作关系最多,是整个互作网络的核心蛋白质。q RT-PCR定量分析显示Enolase 2在高类胡萝卜素的蛋黄木薯SC9的表达水平显著高于低类胡萝卜素品种SC6068。推测其可能是影响SC9与SC6068类胡萝卜素差异的主要蛋白质之一。     

热应激诱导猪肾小管上皮(LLC-PK1)细胞线粒体凋亡相关因子的时效表达

拟探讨热应激诱导LLC-PK1细胞线粒体凋亡相关因子的表达和活性情况,以及激活线粒体凋亡通路的时间。采用qRT-PCR方法和Caspase活性检测试剂盒分别检测42℃热应激处理后0,2,4,8,16 h以及37℃培养的LLC-PK1细胞中HSP72、Bcl-2、Bax、AIF和Cyt.c的基因表达以及Caspase-9和Caspase-3的活性。结果显示,42℃热应激1 h,LLC-PK1细胞Bcl-2/Bax(P0.05)和AIF(P0.01)基因表达以及Caspase-3(P0.01)活性从0 h开始升高(P0.01),到2 h达到最高(P0.01);HSP72基因表达和Caspase-9活性0 h即达到最高(P0.01);Cyt.c基因表达在2 h开始极显著升高(P0.01),并且此时最高,8 h以后全部因子恢复到正常水平。结果表明,42℃热应激1 h即激活LLC-PK1细胞线粒体凋亡通路,且热应激后的0~8 h线粒体凋亡通路处于活化状态,其中2 h时最为活跃。     

水稻灌浆期叶鞘蛋白质差异表达分析

为研究叶鞘在籽粒灌浆期间代谢的分子机理, 应用差异蛋白质组学方法分析了大穗型水稻“金恢809”在籽粒灌浆不同时期, 叶鞘的蛋白质组变化趋势, 共检测到23个差异蛋白质点, 其中11个得到鉴定, 并按其表达丰度的变化分为6类。第1类, 随着灌浆进程表达量逐渐降低, 如α-亚基草酰乙酸脱羧酶; 第2类, 表达量先升后降, 如二磷酸核酮糖羧化酶小链和ADP-核糖基化因子１; 第3类, 表达量先降后升再降低, 如生长素响应因子、锌指-C3HC4型家族蛋白、液泡H+-ATP酶和二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶活化酶; 第4类, 表达量先升后降再升又降, 如核酮糖α亚基结合蛋白; 第5类, 表达量先降后升, 如金属硫蛋白II相似蛋白-1A和牻牛儿基牻牛儿基二磷酸合酶; 第6类, 表达量逐渐升高, 如蛋白激酶家族蛋白。这6类蛋白分别参与叶鞘光合作用、激素调节、物质转运、植株衰老的抗性反应以及细胞信号转导, 共同调控叶鞘的源、库、流转化。     

紫芽茶树类黄酮生物合成关键酶基因表达与总儿茶素、花青素含量相关性分析

儿茶素类化合物与花青素均由类黄酮代谢途径合成,紫芽茶中富含花青素。为探明紫芽茶树中类黄酮生物合成代谢流的情况,本试验以来源于湄潭苔茶后代的1株紫色芽叶茶树和1株绿色芽叶茶树为材料,测定芽下第一叶、第二叶和第三叶的叶色、儿茶素类组分和花青素总量,分析了类黄酮生物合成相关的基因表达情况及基因表达量同总儿茶素、花青素累积量之间的相关性。结果表明,紫芽茶树中各叶位中花青素含量均显著高于对照绿芽茶树,而儿茶素类总量却低于对照;类黄酮生物合成关键酶(PAL、CHS、CHI、F3H、DFR、ANS、ANR1、ANR2、F3¢H和F3’5’H)基因均呈现上调趋势。紫色芽叶中的总儿茶素与花青素,同各相关基因(LAR除外)表达水平的相关性都较高,且二者相关系数差异不大。绿色芽叶中的总儿茶素与各基因(LAR、F3’H除外)表达的相关系数,明显高于花青素同各基因表达的相关系数。