陆地棉干旱胁迫基因GhRBCO的克隆与表达分析

Rubisco蛋白(ritmlose-1,5-bisphosphosphate carboxylase/oxygenase,Rubisco)的上调表达是植物应对非生物胁迫的特征之一。本研究在前期蛋白质组学分析的结果上,利用同源克隆获得陆地棉‘KK1543’在干旱胁迫下差异表达的基因GhRBCO。GhRBCO基因编码区长747 bp,编码249个氨基酸;比对氨基酸序列及同源性分析发现,GhRBCO与其它植物中的RBCO蛋白的一致性较高,表明该基因在进化过程中是相当保守的。系统进化树结果显示,GhRBCO与雷蒙德氏棉、亚洲棉和黄花嵩的同源性最高。利用荧光定量PCR技术在15%PEG胁迫下研究该基因表达变化,表达量在棉花的根、茎和叶中都表现为先缓慢升高后降低的变化趋势,在根中表达量在24 h达到第一次最高;在茎中于12 h表达量最低。该基因的表达量在棉花的根、茎、叶中都呈上调表达水平。结果表明,GhRBCO基因可能参与棉花调节非生物胁迫机制。本研究结果为进一步研究GhRBCO基因的功能奠定了一定的基础。     

Root restriction-induced limitation to photosynthesis in tomato (Lycopersicon esculentum Mill.) leaves

Root restriction often depresses photosynthetic capacity and the mechanism for this reduction, however, remains unclear. To identify the mechanism by which root restriction affects the photosynthetic characteristics, tomato (Lycopersicon esculentum Mill.) seedlings were subjected to root restriction stress with or without supplemental aeration to the nutrient solution. With the development of the root restriction stress, CO₂ assimilation rate was decreased only in confined plants without supplemental aeration. There were also significant decreases in leaf water potential, stomatal conductance (g_s), intercellular CO₂ concentration (C_i), and increases in the stomatal limitation (l) and the xylem sap ABA concentration. Meanwhile, the maximum carboxylation rate of Rubisco (V_cmax) and the capacity for ribulose-1,5-bisphosphate regeneration (J_max) also decreased, followed by substantial reductions in the quantum yield of PSII electron transport (Φ_PSII). Additionally, root restriction resulted in accumulation of carbohydrates in various plant tissues irrespective of aeration conditions. It is likely that root restriction-induced depression of photosynthesis was mimicked by water stress.     

盐胁迫对黄瓜幼苗光合作用及其关键酶基因表达特性的影响

以对盐胁迫敏感性不同的两个黄瓜品种中农大22号和戴多星为材料,研究了盐胁迫下黄瓜幼苗叶片光合特性、叶绿体超微结构以及光合作用关键酶1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(Rubisco)和磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)活性及其编码基因表达的变化。结果表明:盐胁迫(150 mmol·L~(-1)NaCl处理)下,黄瓜幼苗光合色素(叶绿素和类胡萝卜素)含量、净光合速率、暗呼吸速率和蒸腾速率显著降低;叶绿体类囊体片层结构垛叠程度下降,淀粉粒变小且数量减少;Rubisco大亚基编码基因rbc L、PEPC编码基因Csppc2的表达水平先响应性上调,随后下降;Rubisco和PEPC活性呈降低趋势。相对中农大22号,戴多星具有较强的盐胁迫耐受性。     

生态因子对水稻Rubisco和光合日变化的调节

水稻光合日变化的研究表明,受一天中光强、湿度、温度和CO2浓度等因素变化的影响,Rubisco活力和光合速率有明显的日变化.采用多项式回归分析理论建立了较有预测能力的复合回归模式,以回归方程为数学模型形象描绘了各因子与光合速率之间的关系.结果表明,气孔导度(Sc)和Rubisco活力是影响水稻光合日变化的重要生理和生化因子,光强和湿度是影响水稻光合速率的重要生态因子.     

小麦Rubisco活化酶的纯化及其活性特性

 试验以小麦为材料 ,纯化了Rubisco活化酶 ,经SDS 聚丙烯凝胶电泳鉴定呈 2条蛋白质谱带 ,分子量为410 0 0和 45 0 0 0 ,利用14 C标记法测定并探讨了Rubisco活化酶的活性 ,并发现Rubisco活化酶在纯化和储藏过程中都需要ATP以稳定其活性。     

芥菜Rubisco小亚基的基因克隆及其在芜菁花叶病毒侵染后的表达分析

以耐病性叶用芥菜为材料,克隆和分析了芥菜Rubicso小亚基的基因序列,研究了芜菁花叶病毒（Turnip mosaic virus,TuMV）侵染对Rubicso小亚基基因表达的影响。结果显示：Rubicso小亚基基因全长为842bp,其开放阅读框（ORF）可编码181个氨基酸,其中包括2个α螺旋及4个β折叠二级结构,...     

外部因素对小麦旗叶光合速率和Rubisco活性的影响

研究了小麦叶片光合速率和Rubisco 活性在不同温度、光照、源-库水平、氮素水平条件下以及在日变化中的变化情况,并分析了它们之间的关系。结果表明: ① 温度上升到22℃后,光合速率和Rubisco 初始活性下降,但Rubisco 总活性在45℃以下变化不大; ①叶片内可溶性糖含量高时,光合速率和Rubisco 活性低; ③中午Rubisco 初始活性和气孔导度下降可能是造成中午光合速率下降的原因。     

Rubisco的研究进展

从Rubisco的分布、基因的表达调控、结构和功能、分子结构与等电点（pI）的矛盾等方面对Rubisco的研究进展进行了综述。     

玉米Rubisco活化酶基因ZmRCA1的序列变异分析

Rubisco活化酶(RCA)是一种可激活光合作用关键酶Rubisco的伴侣蛋白,可通过对Rubisco的活性调节决定植物的碳同化效率。为了研究玉米ZmRCA1的多态性,本研究参考GenBank中编码玉米Rubisco活化酶的ZmRCA1基因组序列设计引物对玉米微核心种质的95份自交系的ZmRCA1进行测序,获得长约1 680 bp的基因组序列。多态分析表明,在1 680 bp的区间内共发现22个SNP和8个InDel,其中5个SNP和1个InDel变异产生氨基酸序列改变;频率在0.1以上的13个多态性位点共形成27种单倍型,利用6个多态性位点就可以分辨约90%的单倍型。ZmRCA1基因具有高度序列保守性,基因DNA序列相似性为97.9%,而氨基酸序列的相似性则达99.8%;中性检验表明ZmRCA1基因符合中性进化模型假设,没有发生纯化选择。