水通道蛋白在调节肠道健康中的作用

水通道蛋白是一类可以高效选择性转运水分子的细胞膜通道蛋白,广泛分布于人和哺乳动物的胃肠道组织中,在机体液体转运和消化生理中发挥重要作用。本文总结了水通道蛋白的结构、分类及其在人、鼠类和仔猪胃肠道系统的表达和分布情况,并阐述了水通道蛋白与腹泻、肠上皮细胞迁移与修复、肠道屏障功能和肠道炎症相关疾病等过程的关系及其作用。     

陆地棉水通道蛋白GhNIP6.1基因的克隆及表达分析

根据EST拼接的序列设计引物,利用RT-PCR技术,从陆地棉品种苏棉18中克隆获得了一个水通道蛋白基因GhNIP6.1。该基因开放阅读框包含903个核苷酸,编码300个氨基酸,分子量为30.97kD,理论等电点为8.99。GhNIP6.1蛋白的生物信息学分析表明:GhNIP6.1含有6个跨膜区,由5个环相连,其中环A、C和E在细胞膜外,环B、D和蛋白的N、C末端都位于细胞膜内,N末端79个氨基酸,C末端18个氨基酸,具有MIP家族典型的保守氨基酸序列;该蛋白的三级结构同拟南芥的AtNIP6.1非常相似,亚细胞定位也同AtNIP6.1一致,可能位于质膜中。进化分析发现,GhNIP6.1蛋白同拟南芥的AtNIP6.1蛋白相似性最高。进一步扩增棉花核基因组获得了2021bp的DNA序列,它包含5个外显子和4个内含子,所有外显子/内含子交接点都遵从gt/ag剪接规则。半定量分析表明,该基因在根、茎和叶中都有表达,其中真叶含量较高,子叶中没有表达。     

橡胶树水通道蛋白基因HbPIP1;2和HbPIP2;2的克隆及序列分析

根据GenBank中已经公布的不同植物水通道蛋白(AQPs)的保守氨基酸序列设计简并引物,结合RT-PCR和RACE技术,从橡胶树(Hevea brasiliensis)中克隆了2个AQP基因的全长cDNA序列,并对其进行生物信息学分析。结果获得橡胶树2个AQPs基因的全长,分别命名为HbPIP1;2和HbPIP2;2。HbPIP1;2编码273个氨基酸,理论分子量为29.15kD,等电点为8.55;HbPIP2;2编码278个氨基酸,理论分子量为29.78kD,等电点为8.20。HbPIP1;2和HbPIP2;2均具有6个跨膜区和MIP家族信号序列SGXHXNPAVT,为疏水性蛋白;HbPIP1;2和HbPIP2;2与同科蓖麻水通道蛋白基因RcPIP1-3和RcPIP2-1的同源性分别为91%和89%,并具有相同功能域。因此,推测Hb-PIP1;2和HbPIP2;2都属于水通道蛋白基因家族的新成员。     

小盐芥 TsPIP1;1 与 TsTIP1;1 基因增强转基因水稻耐盐性

【目的】为更好地了解植物水通道蛋白盐胁迫下的调节作用,对小盐芥质膜内在蛋白TsPIP1;1及液泡膜内在蛋白TsTIP1;1在转基因水稻中的盐胁迫生理响应机制进行探究,旨在为水通道蛋白在耐盐作物分子改良育种中的应用提供理论支撑。【方法】以野生型 (WT) 与 T3 代转 TsPIP1;1 及 TsTIP1;1 基因水稻为材料,进行了水培试验,并设置了 0、100、200 mmol/L NaCl 处理。处理一周后,分别测定水稻的光合参数、株高、生物量、相对含水量、失水率及钾、钠含量。【结果】在盐胁迫处理下,与野生型相比,转基因水稻的生物量和含水量明显增加,渗透势和失水率显著降低。转 TsPIP1;1 及 TsTIP1;1 基因水稻根部及地上部的 Na+ 含量都显著降低,K+ 在转基因株系中的累积显著高于野生型,降低了体内 Na+/K+ 比,并且能够保持更强的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率及水分利用效率。在 200 mmol/L NaCl 处理下,与野生型相比,TsTIP-5、TsTIP-7 及 TsPIP-19 的株高分别高出 8.2%、11.6%、4.9%;单株干重分别高出 17.9%、23.9%、16.9%;地上部 Na+/K+ 比分别降低 24.3%、24.4%、24.8%;根部 Na+/K+ 比分别降低 29.6%、27.5%、32.4%;渗透势分别显著降低了 18.3%、19.4%、30.3%;相对含水量分别增加了 5.8%、5.5%、5.4%;净光合速率分别增加了50.4%、 78.5%、56.2%。【结论】TsPIP1;1 及 TsTIP1;1 增强了转基因水稻的光合呼吸作用,通过降低植物体内 Na+/K+ 比,参与植物细胞的渗透调节,提高了细胞持水能力,促进转基因水稻的生长发育,增强了水稻的耐盐性。     

Aquaporin 1 expression in tissues of canines possessing inherited high K+ erythrocytes

We investigated the expression of aquaporin 1 (AQP1) in tissues from canines with an inherited anomaly that causes their erythrocytes to have high K⁺. Northern blot analysis revealed abundant AQP1 expression in lung and kidney, though little expression was found in spleen. Using anti-C-terminus for dog AQP1, abundant expression was shown in kidney, trachea, and eye, but little expression was shown in pancreas and cerebrum, indicating that AQP1 expression in canine tissues is similar to that noted in other mammals.     

牛AQP7基因第3外显子的单核苷酸多态性与精液品质的相关分析

采用PCR-SSCP技术分析了AQP7基因的第3外显子在西门塔尔和夏洛来群体中的遗传多态性.结果表明在所扩增的AQP7基因的第3外显子中发现PCR-SSCP多态,有2种等位基因A和B,有2种基因型AA型、AB型.对多态片段测序分析表明:在AQP7基因第3外显子中存在有一碱基G→C突变,导致编码氨基酸(精氨酸→苏氨酸)的改变.适合性卡方检验表明该位点的不同基因型频率处于Hardy-Weinberg平衡.用最小二乘法分析AQP7基因第3外显子不同基因型与西门塔尔和夏洛来精液品质的相关性,发现AQP7不同基因型对冻精活精子比率有极显著影响,AA型极显著高于AB型(P<0.01).AA型的冻精项体完整率和冻精活力显著高于AB型(P<0.05),对其他性状的影响差异不显著.研究结果表明,西门塔尔和夏洛来牛AQP7基因应是影响精液品质的一个主效基因或与影响精液品质的主效基因紧密连锁.     

Relationship between water and nitrogen uptake in nitrate‐ and ammonium‐supplied Phaseolus vulgaris L. plants

Sole ammonium supply provokes negative effects on dry‐mass formation, leaf growth, and water uptake of ammonium‐sensitive plants. To study the effects of N form on nutrient and water uptake and aquaporin expression, French bean plants were grown in a split‐root system. Five treatments were compared: homogeneous nitrate (NN) and ammonium (AA) supply; spatially separated supply of nitrate and ammonium (NA); and half of the root system supplied with N‐free nutrient solution, the other half with either nitrate (N0) or ammonium (A0). Ten days after onset of treatments, root dry mass (DM) and water‐uptake rate (WUR) were significantly reduced under ammonium compared to nitrate supply. WUR from nitrate‐supplied vessels was 80% higher than that from N‐free nutrient solution, while WUR from N‐free nutrient solution was 130% higher than that from ammonium‐supplied vessels. Potassium uptake was lower under ammonium supply and the ratio of N : K uptake of treatment AA was significantly higher compared to others. High K uptake from N‐free nutrient solution of A0 plants resulted in a ratio of N : K uptake comparable to nitrate‐supplied plants, but shoot growth resembled that to plants under sole ammonium supply. Within 24 h after onset of treatments, expression of aquaporin was lower under ammonium compared to nitrate supply. From these data, it can be concluded that reduced root water transport under ammonium supply is directly related to aquaporin activity.