拟南芥WHIRLY2基因超表达引起拟南芥角果发育异常的分子细胞学分析

通过构建拟南芥WHIRLY2基因超表达植株和鉴定这个基因的突变体,对WHIRLY2基因调控拟南芥角果的发育过程进行了分析.表型观察结果显示过量表达WHIRLY2基因的植株角果发育异常,出现变黄、干瘪和早衰现象,角果果皮细胞中叶绿体的数量明显比野生型少,叶绿体中淀粉粒的数目比野生型明显增多.进一步对角果发育、能量代谢、线粒体基因组稳定、叶绿体淀粉粒代谢相关基因的表达丰度进行qRT-PCR分析,发现WHIRLY2超表达植株角果中与线粒体能量代谢相关的nad1、cytc382、rad50和同时作用于线粒体和叶绿体的atp9基因的表达发生变化.通过线粒体基因组的结构分析和蛋白质凝胶迁移试验,发现WHIRLY2蛋白可以结合在线粒体基因组的nad1和cytc382基因启动子的4个端粒重复序列AAAATCCCC上,推测WHIRLY2可能通过调控nad1和cytc382基因的转录从而参与角果发育的调控.     

植物抗菌蛋白及其在农业中的应用研究进展

植物在长期进化过程中为了抵御外源物侵袭而产生了一些具有抗菌活性的蛋白质和肽等.在自然界中植物抗菌蛋白多种多样,多为抗真菌蛋白,依据其结构、作用机制和序列特性,可将其大体分为以下几类:病程相关蛋白、类亲环素蛋白、防御素及类防御素蛋白、凝集素、核糖体失活蛋白、脂转移蛋白、蛋白酶抑制剂和2S清蛋白等.随着植物抗真菌蛋白的分离纯化,植物抗病基因工程的研究的重大突破,植物抗真菌蛋白在植物抗病原菌和抗虫保护中展示出广阔的应用前景.总结植物抗真菌蛋白研究进展,对其在农业抗虫和转基因方面的应用研究作了阐述.     

PIN2蛋白在水稻根尖细胞中定位方法的优化

PIN2蛋白作为生长素外排蛋白,在植物根的向地性生长中起重要作用。免疫定位法是一种可以将蛋白在植物细胞中快速准确定位的方法。本研究利用改良的免疫荧光定位法,对PIN2蛋白在水稻根尖细胞中的定位进行了观察,并与前人的两种方法进行比较。结果表明,与已有的方案比较,改良免疫荧光定位法可使PIN2蛋白在水稻根尖细胞中的位置快速准确地被观察到,且简化了操作步骤,操作方便快速,可广泛应用于植物其他蛋白的定位研究。     

植物ATP结合盒（ABC）转运蛋白研究进展

ABC（ATP-binding cassette）转运蛋白家族庞大,种类繁多,包括全转运子和半转运子等2种类型。全转运子的核心单元包括2个核苷酸结构域（NBD）和2个跨膜结构域（TMD）,而半转运子只含有1个膜结构域（MSD）和1个NBD。植物ABC转运蛋白不仅参与植物体内激素、脂质、金属离子、次生代谢物和外源物质的运输,并且有利于植物与病原体间的相互作用和植物体内离子通道调控等重要的生理过程的进行,是一类重要的跨膜运输蛋白家族。HUGO系统中ABC家族分为A~H 8个亚族,模式植物基因组测序的完成极大促进了ABC转运蛋白的研究与发现,近几年已从多种植物中克隆了不同亚族的基因并研究其表达与功能,但目前的研究主要集中在ABCB,ABCC,ABCG等三大亚族。植物ABC转运蛋白各亚族的结构与功能截然不同,在不同植物中的表达部位也千差万别。综述了植物ABC转运蛋白家族的研究进展,根据ABC家族中已知的重要成员,系统阐述植物中各亚族ABC转运蛋白的结构特征、在植物中的表达及其生物学功能,并为今后可能的研究提出展望。表1参49     

植物蛋白激酶GCN2结构、功能及调控研究进展

植物对于生物和非生物胁迫的应答效率直接影响植物的生长发育。蛋白的磷酸化和去磷酸化修饰在植物环境胁迫应答中起到了重要作用。在真核生物蛋白翻译起始过程中,蛋白激酶GCN2能通过磷酸化真核翻译起始因子e IF2α来调控蛋白的翻译,进而对逆境胁迫进行应答。在植物中,GCN2通过磷酸化e IF2α抑制蛋白的合成,从而激活植物自身免疫防御以应答各种胁迫。从GCN2的结构、调控及其在植物中的新功能等方面综述了植物GCN2的研究进展,以期为揭示植物GCN2介导的胁迫应答机理提供参考。     

植物WD-repeat蛋白的研究进展

目前,在原核生物和真核生物中发现了很多WD-repeat蛋白,但是对植物中的WD-repeat蛋白研究的比较少。为此,总结了植物WD-repeat蛋白的相关研究,分析了植物WD-repeat蛋白的调控机理、在植物生长发育过程中的作用及其未来的研究方向。     

根癌农杆菌介导VirE2-N-EGFP在2种茄科植物中的表达分析

为了明确根癌农杆菌介导的外源蛋白在茄科植物叶片细胞中能否瞬时表达,克隆了土壤根癌农杆菌的VirE2基因,并融合至绿色荧光蛋白(EGFP)的N端,成功构建pPZP-VirE2-N-EGFP植物表达载体.以茄科的本氏烟为对照,根癌农杆菌介导在辣椒和番茄叶片细胞中进行了表达分析.用共同聚焦显微镜可以在本氏烟和辣椒叶片细胞中观察到绿色荧光,而在番茄叶片细胞中未观察到.表明外源蛋白VirE2-N-EGFP可以在辣椒叶片细胞瞬时表达.该研究结果为进一步研究辣椒中与植物病原互作基因的功能奠定了基础.     

植物蛋白磷酸酶2C结构和功能的研究现状与进展

蛋白磷酸酶是蛋白质可逆磷酸化过程中2个关键酶之一,蛋白磷酸酶2C(protein phosphatase 2C, PP2C)是蛋白磷酸酶的重要成员。PP2C是一类丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶,可以调控真核生物细胞生命活动。PP2C成员主要参与激素信号转导途径,尤其可作为脱落酸信号途径的关键调节因子,能响应各种生物和非生物胁迫,在器官发育和种子萌发等方面也具有重要的促进作用。在不同的植物中也发现了越来越多的PP2C成员,该酶在不同的植物、不同的生长环境以及不同的生理活动中均有不同的调控方式,这也是目前及今后对PP2C成员的研究方向。本文主要介绍了植物PP2C家族的结构特点、亚细胞定位及其在生长发育、激素信号转导、逆境胁迫方面的研究现状,以及在提高植物生物产量、促进果实发育等方面的新进展。     

植物PP2C蛋白磷酸酶负调控ABA信号转导途径研究进展

PP2C(PP2C-type protein phosphatases)蛋白磷酸酶是一类丝氨酸/苏氨酸残基蛋白磷酸酶,植物体内目前已经发现了4种PP2C蛋白磷酸酶:ABI,AtP2C-HABl,AtPP2CA以及MP2C.大量的研究表明植物PP2C蛋白磷酸酶参与了ABA信号转导途径的负调控功能.就高等植物PP2C的分类及其对ABA信号转导途径的负调控功能的研究进展进行了综述.     

AP2/ERF蛋白调控植物的非生物胁迫应答机制

AP2/ERF蛋白是植物所特有的转录因子,参与植物生长发育以及调控生物和非生物胁迫反应。研究表明,AP2/ERF蛋白不仅与其它类型转录因子共同形成复杂的转录调控网络,通过多种信号转导途径调控功能基因的表达,而且可以作为外界信号的感应因子调控植物的非生物胁迫应答。主要从AP2/ERF蛋白在植物激素合成、蜡质合成、低氧胁迫应答、ROS清除以及蛋白质修饰等方面综述了AP2/ERF蛋白在植物非生物胁迫应答中的研究进展,并展望了今后的研究方向。     

Ca^2＋与植物抗逆性研究概况

论述了在逆境下植物体内Ca^2＋的变化及其作为抗逆信号分子的生理功能。对Ca^2＋在逆境下诱导抗逆蛋白、激活保护酶活性、调节抗逆基因的表达和参与活性氧的代谢等方面来调控植物的抗逆性进行了概述。提出了Ca^2＋在植物抗逆性研究中存在的问题及今后的研究方向。     

植物病原真菌及卵菌SNAREs基因功能研究进展

植物病原真菌和卵菌产生的效应蛋白在促进病原菌侵染、操纵寄主免疫方面有关键作用,这些效应蛋白在与寄主作用之前必须被分泌出去,SNARE蛋白家族作为真核细胞内囊泡转运及膜融合的关键组分,在分子转运中有核心调控作用。随着许多植物丝状病原菌基因组被破译,对SNAREs基因参与病原菌致病机制的研究取得了可喜进展。本研究简要概述了真核生物中SNARE蛋白的组成及分类和植物病原真菌及卵菌中SNARE蛋白基因的功能研究进展,并据此提出进一步开展SNARE蛋白基因功能分析的研究建议,以期为全面、深入研究植物病原真菌和卵菌中SNARE基因的功能、理解病原菌致病、效应蛋白分泌提供新的视野,为植物-病原物互作的分子机制研究提供参考。     

植物表达重组蛋白的N-糖基化研究进展

分子农业中,植物作为生物反应器生产药用重组蛋白是近十几年来基因工程研究的一大热点。植物具有完整的真核表达系统、重组蛋白通常可以正确组装、折叠和修饰,同时,由于植物表达体系的方便、廉价等优点,利用转基因植物生产药用蛋白的研究迅猛发展,已有100余种蛋白中得到表达,有些已进入商业化生产。但是植物与动物对蛋白的转译后修饰并不是完全保守的,植物是否能够真正“忠实”地表达出实用、可靠的目的蛋白产品已成为备受瞩目的话题,由于大多数药用蛋白都是分泌型蛋白,因此植物表达重组蛋白的N-糖基化成为新的研究热点。笔者对植物表达体系对药用蛋白的N-糖基化修饰途径和人源化改造植物表达重组蛋白的研究进展两个方面加以综述,并对生物反应器的未来发展方向进行了探讨和展望。     

Ca~(2+)与植物抗逆性研究概况

论述了在逆境下植物体内Ca2+的变化及其作为抗逆信号分子的生理功能。对Ca2+在逆境下诱导抗逆蛋白、激活保护酶活性、调节抗逆基因的表达和参与活性氧的代谢等方面来调控植物的抗逆性进行了概述。提出了Ca2+在植物抗逆性研究中存在的问题及今后的研究方向。     

极细链格孢菌蛋白激发子PeaT1在酵母双杂交系统中转录激活活性的检测

2000年笔者从植物病原真菌中提取获得一类新型蛋白激发子,它能提高植物自身免疫力,促进植物生长,提高作物产量和产品品质。并在研究该类蛋白的过程中,从极细链格孢菌中分离纯化到1种能诱导植物产生系统抗性、促进植物生长的蛋白,并进一步克隆了编码该蛋白的基因peaT1(Genbank登     

PPR蛋白APPR6参与ABA调控拟南芥种子萌发与幼苗生长

植物激素脱落酸(ABA)参与调控植物生长发育各个阶段,并在植物对多种胁迫的抗逆反应中起着重要作用。PPR基因家族是拟南芥最大的基因家族之一,PPR蛋白在调控植物生长发育与响应逆境胁迫过程中发挥重要作用,然而参与ABA信号转导的线粒体PPR蛋白仍有待进一步研究。本研究发现拟南芥线粒体PPR蛋白APPR6的2个T-DNA插入突变体在萌发与萌发后幼苗早期生长过程中对外源ABA超敏,报道APPR6参与ABA信号转导为进一步阐明线粒体PPR蛋白的作用机制以及复杂的ABA信号网络提供了新的信息。     

无机盐种类与用量对AMEP蛋白表达水平的影响

AMEP蛋白是从枯草芽孢杆菌中分离鉴定出来的一种新型蛋白激发子,能够诱导植物防卫反应并提高植物的抗病性,是生物农药的理想候选.在前期的研究中发现,培养基中的无机盐对AMEP蛋白表达水平有很大影响.为了最大限度地提高AMEP蛋白的产量,通过在AMEP蛋白的发酵培养基中添加多种无机盐,研究不同种类的无机盐对AMEP蛋白表达水平的影响.结果表明,磷酸钙和磷酸氢二钠能显著提高AMEP蛋白的表达水平,而氯化钠、氯化钙、硫酸锌则显著降低了AMEP蛋白的表达水平.当磷酸钙用量为2g/L时,AMEP蛋白表达产量最高.     

植物热激蛋白研究进展

论述了植物热激蛋白的研究进展,对植物热激蛋白的产生和分布,热激蛋白在温度逆境下的响应机制及其生理功能和基因表达调控等方面进行了概述,并提出了热激蛋白研究中存在的问题及今后的研究方向。     

大肠杆菌BL21(DE3)中表达重组蛋白的研究

为了研究在大肠杆菌BL2 1(DE3)中重组蛋白的表达特点 ,探讨重组蛋白在大肠杆菌中表达时可溶性蛋白与包涵体出现的特点 ,从表达载体中表达了植物ACC合成酶 .经SDS PAGE电泳与双波长扫描分析 ,确定目的蛋白随表达时间、菌液密度的增加而增加 .但是其最佳表达时间为 2 5h ,菌液密度OD6 0 0 为 0 6 ,IPTG的最佳浓度为 0 6mmol L ,此时目的蛋白含量占全菌蛋白含量之比最高 .植物ACC合成酶在大肠杆菌中表达时以包涵体的形式存在 ,未能检测到可溶性蛋白的表达     

植物RNA结合蛋白研究进展

在真核生物中,RNA结合蛋白(RBPs)是一类重要的转录后调控因子,通过与RNA结合形成核糖核蛋白复合物来调节真核生物细胞的RNA代谢过程,包括RNA的转移、修饰、翻译及降解。RNA结合蛋白广泛存在于动物、植物以及微生物中,约占真核生物基因编码蛋白的2%—8%。近年来,对RNA结合蛋白的研究已成为备受关注的热点。RNA结合蛋白与人类健康密切相关,许多RNA结合蛋白的突变都会导致人类疾病。RNA结合蛋白(尤其是三角状五肽重复区蛋白)不仅在植物中大量存在,而且作为重要的调控因子在RNA代谢、生长发育以及应激反应过程中发挥重要作用,这已引起人们的广泛关注。相对于动物RNA结合蛋白的大量研究,植物RNA结合蛋白的功能研究还相对较少。文中详细总结了近几年植物RNA结合蛋白的功能研究、作用机制以及同其他RNA结合蛋白之间的相互关系,并在此基础上重点阐述了5类RNA结合蛋白家族在植物中的功能研究进展,包括富含丝氨酸-精氨酸的RNA结合蛋白(SR蛋白)、富含甘氨酸的RNA结合蛋白(GR-RBPs)、三角状五肽重复区蛋白(PPR蛋白)、DEAD-box RNA解旋酶(DEAD-box RHs)以及RNA分子伴侣。主要在拟南芥、水稻和小麦等模式植物或经济作物中对上述5类植物RNA结合蛋白的功能基因进行介绍,总结每类RBPs在植物的RNA代谢、生长发育以及逆境胁迫响应过程中的重要作用,从而为基础研究和农业生产实践提供了重要的理论依据。在这5类RBPs中,SR蛋白主要作为重要的选择性剪接因子参与RNA代谢,从而在植物的生长发育和胁迫响应中发挥关键的调节作用;许多GR-RBPs家族成员具有功能多样性,一方面可能通过介导植物激素信号通路来调节植物的胁迫耐受性和各种生长发育过程;另一方面作为RNA分子伴侣参与RNA折叠反应并因此在低温和干旱等非生物胁迫响应过程中发挥关键作用。PPR蛋白主要参与线粒体和叶绿体的RNA代谢,调节植物的胁迫响应和生长发育过程;DEAD-box RHs作为细胞核和细胞器重要的RNA剪接因子,在植物生长发育以及非生物胁迫响应中发挥多种功能;作为非特异性RNA结合蛋白的RNA分子伴侣,通过参与RNA折叠反应而维持RNA分子的正常功能。此外,前4类RNA结合蛋白中有许多RBPs具有RNA分子伴侣活性,这使得同一蛋白可能具有功能多样性,从而赋予植物在逆境下具有较强的胁迫耐受性。