桂糖11号Rubisco基因克隆、原核表达及纯化

[目的]通过原核表达及纯化获得甘蔗1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(Rubisco)的大、小亚基融合蛋白,为获得符合抗体制备条件的高纯度融合蛋白提供技术支持.[方法]以甘蔗品种桂糖11号(GT11)+1叶为材料,根据NCBI公布的甘蔗Rubisco大、小亚基基因(rbcL和rbcS)的编码域序列(CDS)设计特异性引物,PCR扩增rbcL和rbcS基因的CDS,然后连接至原核表达载体pET-30a(+),构建重组质粒后转入原核细胞(大肠杆菌Rosetta)中诱导表达,用镍亲和层析柱对融合蛋白进行纯化,并比较分析桂糖11号与其他甘蔗品种在rbcL和rbcS基因的CDS及编码蛋白序列方面的差异.[结果]rbcL和rbcS基因的CDS长度分别为1431和510bp,其中桂糖11号rbcL基因的CDS与Saccharumhybrid cultivar SP80-3280(GenBank登录号AE009947)、Saccharum hybrid cultivar Q155(GenBank登录号KU214867)的一致,桂糖11号rbcS基因的CDS与Saccharum hybrid cultivar GT28(GenBank登录号JN591757)的存在7个碱基差异,但仅有2个氨基酸发生错义突变.RbcL和RbcS融合蛋白以包涵体形式存在原核细胞中,用镍离子亲和层析纯化及超滤浓缩后其浓度均在1.0 mg/mL以上.[结论]从桂糖11号成功克隆Rubisco大亚基和小亚基基因的CDS,大亚基基因的CDS比小亚基的保守性更高,且均可在原核细胞中高度表达,经纯化浓缩获得的高纯度融合蛋白可用于制备Rubisco单克隆抗体.     

甘蔗Δ~1-吡咯啉-5-羧酸合成酶(ScP5CS)基因分离及其分析(英文)

以甘蔗品种ROC22为材料,待甘蔗生长至4～5叶期直接以25%PEG6000淋灌根部模拟水分胁迫。采用同源克隆与RT-PCR法从甘蔗叶片中得到甘蔗Δ1-吡咯啉-5-羧酸合成酶(Saccharum officinarum L.Δ1-pyrroline-5-carboxy-late synthetase,ScP5CS)基因的编码区cDNA序列,其长度为2151 bp,为一个完整的ORF,编码716个氨基酸,GenBank注册号为EU005373。核苷酸序列与前人已注册的甘蔗P5CS(EF155655)相比,同源率达到98%,但推断编码的氨基酸同源率仅为92%。该基因具有P5CS共有的结构域与结合位点:Putative ATP-binding site;Putative leucine domains;Glu-5-kinase domain;Putative NADPH-binding domain;Conserved GSA-DH domain保守区,脯氨酸反馈抑制作用位点。与前人已注册的甘蔗P5CS基因氨基酸序列(ABM30223)比较,在γ-GK保守域(Glu-5-kinase domain)内氨基酸变化较大...     

甘蔗△^1-吡咯啉-5-羧酸合成酶（ScP5CS）基因分离及其分析

以甘蔗品种ROC22为材料,待甘蔗生长至4～5叶期直接以25％PEG6000淋灌根部模拟水分胁迫。采用同源克隆与RT-PCR法从甘蔗叶片中得到甘蔗△^1-吡咯啉-5-羧酸合成酶（Saccharum officinarum L．△^1-pyrroline-5-carboxy late synthetase,ScP5CS）基因的编码区cDNA序列,其长度为2151bp,为一个完整的ORF,编码716个氨基酸,GenBank注册号为EU005373。核苷酸序列与前人已注册的甘蔗P5CS（EF155655）相比,同源率达到98％,但推断编码的氨基酸同源率仅为92％。该基因具有P5CS共有的结构域与结合位点：Putative ATP-binding site;Putative leucine domains;Glu-5-kinase domain;Putative NADPH—binding domain;Conserved GSA—DH domain保守区,脯氨酸反馈抑制作用位点。与前人已注册的甘蔗P5CS基因氨基酸序列（ABM30223）比较,在γ-GK保守域（Glu-5-kinase domain）内氨基酸变化较大,而与水稻、小麦的相比,其变化较小。因此,推断为甘蔗P5CS基因家族中的一个新成员。     

20世纪90年代以来我国甘蔗产业和科技的新发展

20世纪90年代以来,以广西为主要代表的旱地蔗区在中央和主产省(区)政府的支持下,依靠科技进步,研究推广适应旱坡地的高产高糖甘蔗良种及先进适用的旱地甘蔗栽培技术如机械深耕深松、节水灌溉(喷灌和滴灌)、酒精发酵液定量还田作液肥、智能化施肥、地膜覆盖、健康种苗、病虫草鼠害综合防治、蔗叶还田、化学调控等技术,大幅度提高了甘蔗的单产和蔗糖分,糖厂农务技术服务体系开始实现信息化,实现了我国甘蔗糖业的跨越式发展,甘蔗基础研究和应用基础研究也得到进一步加强.同时积极开展国际合作与交流,提升了我国的甘蔗科研水平;主持举办多次甘蔗国际学术会议,组织成立国际糖业科技协会(IAPSIT),秘书处永久设在中国,使我国逐步成为国际甘蔗学术交流的中心.     

不同种苗处理方式甘蔗对干旱条件的反应

干旱条件下,２个甘蔗品种剥叶不砍种处理的出苗率和成茎率、有效茎数高于剥叶砍种浸种的,而且具有较高的净光合强度、蒸腾强度、胞间ＣＯ２浓度、气孔导度和甘蔗蔗糖分。在春季雨水较多的１９９８年,新台糖１６号剥叶砍种浸种消毒处理的甘蔗产量最高;在春季连续干旱的１９９９年,桂糖１１号剥叶不砍种的甘蔗产量是２个品种４种砍种处理中最高的,增产幅度为 １１．９４％～６９．８６％。     

基于iTRAQ技术的甘蔗受黑穗病菌侵染蛋白组分析

黑穗病已成为影响甘蔗产量和含糖量的重要病害。为从蛋白质水平探讨甘蔗应答黑穗病菌的分子机制,本实验选用抗黑穗病品种桂糖29号和感黑穗病品种崖城71-374,处理组用浸渍法接种黑穗病菌,对照组用无菌水模拟接菌,在接种180 d后采取甘蔗叶片,使用iTRAQ技术对蛋白质组进行研究。结果显示,桂糖29号中有定量信息蛋白1429个,差异表达蛋白290个,其中上调表达蛋白153个,下调表达蛋白137个;崖城71-374中有定量信息蛋白1576个,差异表达蛋白125个,其中上调表达蛋白55个,下调表达蛋白70个。抗病品种桂糖29号中差异表达蛋白数多于感病品种崖城71-374,且桂糖29号在KEGG富集到的代谢通路也更多,可能被侵染后抗病品种的免疫调节机制更为复杂,涉及的调控通路网更广。经对光合作用、抗氧化系统、钙信号、苯丙烷类代谢、激素相关差异表达蛋白及共有差异表达蛋白分析,发现光合作用通路、ROS、ABA、钙信号通路相关蛋白在2个品种中多为上调表达,且桂糖29号的上调表达蛋白数多于崖城71-374,可能参与甘蔗后期对黑穗病的应答。植物抗病是一个复杂的过程,需要多种功能与途径参与调控。在本实验中没有发现苯丙烷类代谢途径及一些酶(谷胱甘肽过氧化物酶、抗坏血酸过氧化物酶、超氧化物歧化酶、谷胱甘肽硫转移酶、过氧化氢酶)、激素(生长素、乙烯、赤霉素)参与甘蔗的抗病过程,可能与采样时间有关。     

荸荠球茎主要性状观察及营养品质分析

对不同地区24个荸荠品种（品系）球茎的主要性状进行观察,并对淀粉、蛋白质、总氨基酸、可溶性总糖含量等营养成分进行分析测定。结果表明,以广东粉蹄（FT2）、广东粉蹄（FT3）等两个品种球茎大、单球茎质量最大;而球茎最小的为广西钟山粉蹄小果。淀粉含量以广东小马蹄（番禺）最高,达到220.61 g•kg^-1（FW）;而以广西贵港马蹄最低,仅为16.07 g•kg^-1（FW）。可溶性总糖含量以广西灵川马蹄最高,达到82.47 g•kg^-1（FW）;而以广西平乐粉蹄大果最低,仅为10.52 g•kg^-1（FW）。蛋白质含量以广东小马蹄（番禺）最高,而以广西桂平马蹄最低。总氨基酸含量以广西北海马蹄、广西桂平马蹄最高,而以广西合浦马蹄最低。综合其球茎形态特征及其营养品质成分含量等因素,参试品种（品系）中以广东粉蹄（FT2）、广东粉蹄（FT3）、广西平乐粉蹄大果等作为淀粉加工用的潜力比较大。     

不同pH值对甘蔗幼苗生长和生理特性的影响

【目的】探讨不同pH值对甘蔗幼苗生长和生理特性的影响,为甘蔗育苗及生产提供参考。【方法】以桂糖21号（GT21）和新台糖22号（ROC22）甘蔗品种为材料,利用营养液培养法,研究不同pH值下甘蔗幼苗生长和生理特性的变化。【结果】在pH 4.5~7.5范围内的培养液对甘蔗幼苗的生长和发育不会产生显著的不良影响,而在pH 6.0时两个甘蔗品种幼苗株高最高,叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白含量最高,而相对电导率、丙二醛和脯氨酸含量最低,表明在此pH值下甘蔗蔗株各种生理代谢高度协调。【结论】甘蔗生长的pH值适应范围较广,pH 6.0为甘蔗幼苗生长的最适pH值。     

硅肥对蔗地土壤性状、甘蔗叶片营养及产量的影响

【目的】在大棚条件下进行甘蔗硅肥施用量研究,阐明硅肥对甘蔗生长、营养以及土壤特性等的影响。【方法】以新台糖22号为试验材料,以每桶26 g N+1.76 g P+20 g K为对照,设置T1~T6 （20、40、60、80、120 and 150 g/桶）6个不同硅肥用量,研究不同施硅水平对甘蔗的影响。【结果】硅肥处理的甘蔗+1叶N、P、Ca、Mg、Si含量较对照有一定提高,其中120 g/桶处理的甘蔗+1叶含硅量比对照增加92%。不同施硅水平对甘蔗土壤理化性状具有显著影响,SOM和有效P较对照显著降低,120 g/桶处理的有效Si含量较对照增加137%,150 g/桶处理的交换性Ca和Mg分别较对照增加117.9%和86.0%,pH均有一定提高。硅肥处理对甘蔗株高和产量增加有显著影响,对甘蔗干物质和产糖量的提高也有促进作用,但不显著。【结论】硅肥对甘蔗生产以及土壤理化性状具有一定正效应,可结合常规施肥进一步推广从而提高甘蔗生产。     

重组甘蔗1-氨基环丙烷-1-羧基(ACC)氧化酶的纯化及其特性

在IPTG诱导下,重组甘蔗(Sacharum sinensis)1-氨基环丙烷-1-羧基(ACC)氧化酶在体外以包涵体蛋白形式表达。包涵体蛋白经Ni2+-NTA金属螯合层析柱纯化和复性后,获得酶活力高达132.58 nmolC2H4/ mg/h 蛋白。该蛋白在pH 5.5 ~ 8.0 和20 ~ 45 ℃温度范围内比较稳定,最适pH 6.7,最适温度33 ℃;米氏常数(Km )61.77 μmol/L,酶动力学参数（Vm）值0.9647 μmol/min,被一定浓度的CO2和底物ACC所激活,受Mg2+、Cu2+、Zn2+和EDTA抑制。