PPR蛋白在植物线粒体和叶绿体中功能的研究进展

植物中的线粒体和叶绿体是包含遗传信息的半自主性细胞器,它们的功能同时受到自身和细胞核遗传信息共同的调控.三角状五肽(PPR)蛋白是一类含有三角状五肽重复结构的核基因组编码蛋白的大家族.植物中的PPR蛋白通常定位于线粒体或叶绿体中,并对这些细胞器基因组转录的RNA进行编辑和修饰,参与许多重要的组织发生和器官形成过程的调控,同时也参与了植物对内外环境变化过程的响应等.因此,PPR是研究植物中细胞器功能和核质互作机制的热点.依据PPR蛋白基序的种类和排列方式,将植物中的PPR分为两大亚类:P类和PLS类.P类由经典的35个氨基酸基序排列组成,主要参与细胞器基因的转录调控;短的S、长的L和经典的P基序排列组成PLS亚族,主要对细胞器基因转录的RNA进行编辑修饰.本文主要从PPR蛋白的结构、亚细胞定位以及在线粒体和叶绿体中的功能等方面着手阐述植物PPR蛋白在叶绿体和线粒体基因组转录和加工过程中的作用以及与植物发育之间的关系,并对研究中存在的一些问题提出设想.     

植物叶绿体盐逆境应答蛋白质组学研究进展

叶绿体是光合作用的主要细胞器。人们利用蛋白质组学技术分析了小麦、水稻、玉米、芥菜、苋菜、秋茄树和刺槐等植物叶绿体盐逆境应答过程中蛋白质丰度模式特征。本文综述了植物叶绿体盐逆境应答的蛋白质组学研究进展,以期为深入认识叶绿体盐响应机制提供参考。     

镉在大豆幼苗叶中的亚细胞分配、定位及其对幼苗生长的影响

该研究采用水培试验方法,用不同浓度的Cd溶液培养大豆幼苗14天,研究了 Cd在大豆幼苗叶片中的累积、亚细胞分配与定位及幼苗的生长状况。结果表明：低浓度的 Cd对大豆幼苗的生长具有刺激效应,但高浓度的Cd胁迫能抑制其生长;叶中 Cd随着溶液中Cd浓度的增加而显著增加;在高浓度 Cd胁迫下,绝大部分 Cd束缚在细胞壁和可溶性成分中,少部分储存在细胞核、叶绿体、线粒体等细胞器中;在细胞壁、叶绿体、细胞核和液泡中可以观察到黑色 Cd颗粒沉淀;细胞间隙扩大,亚细胞结构受损尤其是叶绿体;细胞壁是叶细胞保护内部细胞器的第一屏障,细胞壁和细胞可溶性成分是储存 Cd的主要部位。     

镉在大豆幼苗叶中的亚细胞分配、定位及其对幼苗生长的影响(英文)

该研究采用水培试验方法,用不同浓度的Cd溶液培养大豆幼苗14天,研究了Cd在大豆幼苗叶片中的累积、亚细胞分配与定位及幼苗的生长状况。结果表明:低浓度的Cd对大豆幼苗的生长具有刺激效应,但高浓度的Cd胁迫能抑制其生长;叶中Cd随着溶液中Cd浓度的增加而显著增加;在高浓度Cd胁迫下,绝大部分Cd束缚在细胞壁和可溶性成分中,少部分储存在细胞核、叶绿体、线粒体等细胞器中;在细胞壁、叶绿体、细胞核和液泡中可以观察到黑色Cd颗粒沉淀;细胞间隙扩大,亚细胞结构受损尤其是叶绿体;细胞壁是叶细胞保护内部细胞器的第一屏障,细胞壁和细胞可溶性成分是储存Cd的主要部位。     

植物DYW群PPR蛋白的研究进展

PPR(pentatricopeptide repeat)蛋白基因家族是植物最大的基因家族之一。DYW群PPR蛋白参与细胞器转录本的RNA加工,主要功能是编辑,在叶绿体和线粒体的结构形成和功能发挥中起重要作用。主要对拟南芥、水稻、玉米和小立碗藓等植物DYW群PPR蛋白的表型功能、分子功能及其调控机制的研究现状进行综述,为植物线粒体和叶绿体功能及核质互作研究提供参考。     

植物细胞器内蛋白质量控制相关机理综述

植物体生长发育过程中,极易受到外界环境的非生物胁迫,当植株处于不利环境时,线粒体、叶绿体、过氧化物酶体等细胞器内由于代谢失衡将积累活性氧(reactive oxygen species,ROS),导致蛋白质等生物大分子的结构被氧化破坏,影响正常生命活动。对于农作物而言,ROS积累将直接影响其果实的产量和质量。细胞器内受氧化损伤的蛋白质可通过谷氧还蛋白系统和硫氧还蛋白系统进行修复,无法修复的蛋白质则被相关蛋白酶清除,从而维持细胞器蛋白水平的平衡。主要介绍了植物细胞器内蛋白氧化损伤的方式和检测指标,并对蛋白质量控制的相关机理进行整理归纳。     

高温胁迫下杜鹃叶片AsA-GSH循环的亚细胞定位分析

为明确杜鹃AsA-GSH循环在亚细胞水平上对高温胁迫的响应机制,以耐热性不同的杜鹃品种胭脂蜜、红珊瑚、红月为试验材料,分析高温胁迫下AsA-GSH循环中还原型抗坏血酸(AsA)、还原型谷胱甘肽(GSH)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性在细胞溶质、叶绿体和线粒体中的变化.结果表明:胭脂蜜耐热性高于红珊瑚和红月,高温胁迫后MDA含量仅在红月中显著升高.高温胁迫下胭脂蜜和红珊瑚的AsA、APX和GSH主要存在于细胞溶质中,其次是线粒体和叶绿体,GR的亚细胞分布为线粒体>叶绿体>细胞溶质.红月中4个AsA-GSH循环指标的亚细胞分布与其他2个杜鹃品种不同,APX和GR在叶绿体中活性最高,AsA主要存在于线粒体,GSH则主要存在于细胞溶质中.高温胁迫下,3个杜鹃品种AsA含量在3个亚细胞组分中都有所升高,仅在胭脂蜜叶绿体中显著下降;APX活性都有所升高,但仅在胭脂蜜和红月细胞溶质和红月叶绿体中升高显著;GR仅在胭脂蜜叶绿体中显著升高,在红月的细胞溶质和线粒体中显著下降;GS H在胭脂蜜叶绿体、红珊瑚和红月的细胞溶质中显著降低,在其他亚细胞中变化不显著.本研究未发现杜鹃耐热性强度与抗氧化指标亚细胞分布之间存在相关性.     

玉米叶绿体蛋白质组学研究进展

亚细胞蛋白质组学研究为深入解析植物蛋白质定位和功能提供了重要信息。玉米是重要的粮食作物,也是研究C4植物光合作用的良好模式植物。综述了近年来玉米叶绿体发育与逆境应答过程中蛋白质组的变化特征。     

不同浓度钙·锌抑制剂对烟草镉积累及亚细胞分布的影响

[目的]探讨钙锌互作对镉元素在烟草体内亚细胞分布的影响。[方法]以烟草南江三号为研究材料,通过添加不同浓度钙、锌2种抑制剂,采用土培盆栽试验,研究烟草镉的亚细胞分布。[结果]烟草叶部和根部的整个亚细胞中,镉含量分布大小顺序为胞液、细胞壁、叶绿体、线粒体。土壤中镉浓度为1 mg/kg时,加入钙抑制剂100 mg/kg,烟草根部叶绿体、细胞器和胞液的镉含量均下降,而细胞壁中的镉含量增加;加入锌抑制剂50 mg/kg,烟草所有亚细胞中的镉含量均有所下降,说明加入锌抑制剂50 mg/kg比加入钙抑制剂100mg/kg的效果好。土壤镉浓度为5 mg/kg时,烟草根部和叶部细胞器的镉含量都有所上升,其余3个亚细胞中的镉含量减少。[结论]烟草中镉在胞液中的分布多于细胞壁,叶绿体和线粒体镉含量少,在不同浓度钙、锌处理下烟草对镉的耐性加强,镉在烟草体内结合在细胞壁上,通过主动运输进入胞液,胞液区室化作用明显,可能是烟草耐镉的主要机制,减少烟叶镉含量的重要途径。     

小白菜黄化苗培养方法初探

细胞质雄性不育（CMS）广泛存在于高等植物中，它不仅在植物杂种优势利用方面具有重要价值，而且在研究核质互作方面具有重要的理论意义。植物细胞质雄性不育的母性遗传现象，与线粒体和叶绿体两种细胞器有关。现有的研究结果表明，大多数植物的CMS主要与线粒体有关，因此，提取高质量的线粒体DNA是进行线粒体基因组研究的前提。从健壮的黄化苗中提取线粒体DNA可以减少细胞质中叶绿体基因组的污染，从而更加严谨地分析线粒体基因。本文介绍高质量小白菜黄化苗的培养方法。