狗枣猕猴桃胚胎发育晚期富集蛋白的生物信息学分析

胚胎发育晚期富集蛋白(LEA)是目前最受关注的逆境胁迫响应蛋白,在植物受到多种胁迫时LEA蛋白大量表达,从而减轻了植物受到的逆境伤害。利用生物信息学方法对狗枣猕猴桃胚胎发育晚期富集蛋白(AkLEA)进行结构及功能预测。结果表明:狗枣猕猴桃AkLEA的cDNA全长为1 292 bp,CDS为657 bp,编码蛋白由221个氨基酸构成、具有AkLEA的保守序列,是LEA蛋白(PLN03160)超家族的一员,是一个亲水性、稳定的蛋白。与其他17种植物的LEA氨基酸序列进行对比,结果表明,狗枣猕猴桃AkLEA基因与中华猕猴桃变种亲缘关系较近,而与杨树、石榴等植物亲缘关系较远。本研究结果可为狗枣猕猴桃AkLEA基因功能的进一步研究提供参考。     

植物质膜蛋白质组学研究进展

植物质膜(plasma membrane,简称PM)是连接细胞内外的活性屏障,而PM蛋白作为PM的重要组成成分之一,对植物细胞膜功能有着重要的作用。植物PM蛋白质组学的研究有利于对PM的功能进行更加深入的探索。本文主要对近几年来在植物PM蛋白质组学的相关研究进行综合性论述,包括其研究方法、功能及其面临的问题等,以期为植物PM蛋白质组学的后续研究以及PM功能的深入探讨提供参考。     

昆虫嗅觉相关蛋白的研究进展

昆虫对自然环境中复杂化学信号的识别多依赖于其灵敏的嗅觉系统,选择寄主、觅食、寻找配偶等行为的发生都以嗅觉识别为基础,而完成嗅觉识别还需要多种嗅觉相关蛋白的参与。嗅觉相关蛋白主要包括6种,即气味结合蛋白、化学感受蛋白、气味受体、感觉神经元膜蛋白、离子型受体和气味降解酶。不同种类和性别的昆虫中,嗅觉蛋白的种类、数量和分布各不相同。由于嗅觉蛋白在昆虫识别外界气味分子中的重要作用,国内外近年来对其展开了广泛、深入的研究。本文从几种嗅觉相关蛋白的生化特性、分子结构、生理功能、分布表达部位和研究概况等角度,较详细地综述了近年来国内外昆虫嗅觉相关蛋白的研究进展。     

大豆RING/U-box蛋白Glyma.13G115900的克隆及其对非生物胁迫的应答

课题组前期对干旱胁迫下大豆转录组的数据分析发现大豆Glyma.13G115900基因编码一个RING/U-box蛋白,其表达水平受干旱胁迫影响显著。本研究以垦丰16大豆为试验材料,克隆Glyma.13G115900基因。氨基酸多重序列比对表明其编码的蛋白与其它物种都具有高度保守的RING/U-box结构域。构建原核表达载体pET-29b-Glyma.13G115900转化到大肠杆菌中,Glyma.13G115900蛋白在大肠杆菌中能够表达。荧光定量PCR分析表明Glyma.13G115900基因的表达量受PEG、NaCl和ABA的影响显著,但基本不受冷胁迫的诱导。经PEG和NaCl处理后,该基因表达量与CK相比呈现出显著下降的趋势,PEG处理的表达量变化比NaCl下调的更明显;在ABA诱导下与CK相比该基因的mRNA丰度呈现出先上升后下降的趋势,在4 h表达量出现峰值,推测该基因可能通过依赖于ABA途径参与非生物胁迫应答。以上结果为进一步深入研究该基因的调控途径奠定基础。     

水稻齿叶矮缩病毒Pns10蛋白在水稻原生质体内的表达

【目的】水稻齿叶矮缩病毒(Rice ragged stunt virus,RRSV)Pns10蛋白在介体昆虫细胞内可形成类似病毒原质(viroplasm)的内含体,是RRSV侵染介体所必需。然而Pns10蛋白在水稻寄主中是否具有类似功能及其表达情况如何未见报道。【方法】利用大肠杆菌系统表达Pns10蛋白,免疫家兔制备多克隆抗体;通过水稻原生质体病毒侵染体系,利用免疫荧光技术分析Pns10蛋白在水稻原生质体内的分布情况,利用实时定量PCR技术和Western blot技术分别检测Pns10 RNA和Pns10蛋白在水稻原生质体内的积累情况。【结果】将Pns10基因克隆到Gateway系统原核表达载体p DEST17中,IPTG诱导表达成功后,制备融合蛋白抗血清。Western blot检测显示,该抗血清可检测感病水稻叶片中的Pns10蛋白。病毒侵染水稻原生质体后,Pns10蛋白可形成类似病毒原质的内含体;Pns10 RNA在病毒接种8 h后开始积累,24 h后达到最大值,随后开始下降;Pns10蛋白在24 h后开始表达,之后维持较高水平,60 h后略有下降。【结论】成功获得了Pns10抗血清;Pns10在水稻原生质体内成功表达,可形成类似病毒原质的内含体,并且Pns10 RNA的表达先于其蛋白的表达。     

植物碱基错配修复系统中Muts蛋白家族研究进展

DNA错配修复(mismatch repair,MMR)是DNA损伤修复的一个重要途径,主要用于细胞中DNA合成和遗传重组时发生损伤过程中出现的单个或少数碱基的缺失、插入以及错配的修复,它对维持基因组稳定性和DNA复制保真度至关重要。原核生物和真核生物中都有非常保守的MMR系统。在人体DNA修复系统的研究中,发现癌症的发生与Muts蛋白家族功能缺陷密切相关。类似的在拟南芥和水稻中功能缺陷的Muts蛋白家族(同源蛋白Muts homolog,MSH)会产生增变基因表型,这将为植物的基因功能分析和育种利用奠定基础。基于此,本文综述了近年来有关植物DNA错配修复及相关基因功能的研究进展,特别是植物MMR功能缺陷导致基因突变和微卫星不稳定造成的性状畸形进行了描述,对Muts蛋白家族各个亚基功能做了分类说明,并对植物中如何利用MSH产生的增变基因突变和如何利用突变育种研究进行了展望。     

Kisspeptin对热应激大鼠脑抗氧化性能和热休克蛋白70 mRNAs表达的影响

本试验旨在探讨神经肽kisspeptin对热应激大鼠脑抗氧化性能、热休克蛋白70mRNA表达及肾上腺、胸腺及脾指数的影响。本试验使用试剂盒检测大鼠脑内GSH-Px、T-SOD活力和T-AOC及MDA含量,并用荧光定量方法检测热应激休克蛋白mRNA的表达。热应激导致脑组织中MDA含量极显著升高,T-SOD、GSH-Px活力及T-AOC极显著下降,热休克蛋白mRNAs表达极显著升高,肾上腺、胸腺和脾指数降低;与热应激组相比,注射kisspeptin热应激组中脑MDA的含量显著减少,GSH-Px、T-SOD活性和T-AOC显著升高,热休克蛋白mRNAs表达显著下降,肾上腺、胸腺和脾指数上升;与对照组相比,单纯注射kisspeptin组中GSH-Px、T-SOD活力和T-AOC显著升高,MDA含量显著降低而热休克蛋白mRNAs并未发生明显变化。以上结果说明kisspeptin可缓解热应激引起的大鼠脑中应激损伤。     

杂草环境下转EPSPS基因大豆NZL06-698的生态适应性研究

为研究转EPSPS基因大豆NZL06-698在杂草环境中的生态适应性,试验设置杂草处理模拟野外环境,研究转基因大豆NZL06-698(GT698)的生存竞争能力以及外源EPSPS蛋白表达情况。结果表明:在相同处理下转基因大豆GT698的株高(R8期)、百粒重显著高于亲本大豆蒙豆12(MD12),但单株产量、单株籽粒数、结实率显著低于亲本大豆,说明外源基因的存在并未增强转基因大豆的生存竞争力,且转基因大豆在野外的生存竞争能力与亲本大豆相比较弱。试验注意到,杂草环境对转EPSPS基因大豆的生长有明显的限制作用,杂草处理下转基因大豆的单株产量、单株籽粒数、百粒重、结实率等指标均显著低于对照处理。ELISA检测结果表明,转基因大豆叶片及籽粒中外源EPSPS蛋白在杂草处理及对照中均正常表达,且两种处理下的EPSPS蛋白表达量无显著差异。以上结果表明杂草环境中转基因大豆的EPSPS蛋白正常表达,正常提供抗草甘膦性状,但是外源基因的存在并没有增加转基因大豆的生存竞争能力,且转基因大豆的生长受到杂草环境的显著抑制,由此得出结论:与亲本大豆相比,转EPSPS基因大豆NZL06-698在野外环境中生态适应能力较弱。     

几种复合蛋白源对黄鳝生长、肌肉氨基酸组成及血清部分生化指标的影响

以初始体重(19.70±0.18)g的黄鳝(Monopterusalbus)为研究对象,基础饲料为对照组(含55%鱼粉),以复合蛋白Ⅰ、复合蛋白Ⅱ和复合蛋白Ⅲ替代基础饲料中48%的鱼粉(CPⅠ_(48)、CPⅡ_(48)和CPⅢ_(48)),并与膨化豆粕替代基础饲料中24%、48%的鱼粉(SM24和SM_(48))的替代组做对比,配制6组等氮、等脂的试验饲料,比较三种复合蛋白源及膨化豆粕对黄鳝生长、肌肉氨基酸组成及血清部分生化指标的影响。每组设3个重复,每个网箱放养黄鳝100尾,养殖试验持续70 d。试验结果表明:复合蛋白组CPⅠ_(48)、CPⅡ_(48)和CPⅢ_(48)的黄鳝增重率显著高于膨化豆粕替代组SM_(48)(P0.05),与膨化豆粕替代组SM24差异不显著(P0.05),但均显著低于对照组(P0.05);复合蛋白源增重成本均低于膨化豆粕替代组SM_(48)和SM_(24),CPⅡ_(48)组增重成本最低。CPⅠ_(48)组和CPⅡ_(48)组饲料系数显著低于SM_(48)组,但显著高于对照组(P0.05),与SM_(24)组无显著性差异(P0.05)。CPⅠ_(48)组与CPⅡ_(48)组肌肉总氨基酸和总必需氨基酸含量均显著高于SM_(48)组(P0.05),与SM_(24)组和对照组无显著性差异(P0.05)。复合蛋白组和SM_(48)组血清甘油三酯含量显著低于对照组(P0.05),复合蛋白组血清T-AOC显著高于SM_(48)组(P0.05)。综上所述:本试验中的复合蛋白源具有比单一的蛋白源膨化豆粕可更好地鱼粉替代效果,且复合蛋白CPⅠ_(48)、CPⅡ_(48)组与膨化豆粕替代组SM24的鱼粉替代效果相当,CPⅡ_(48)组增重成本最低。     

水稻着丝粒特异组蛋白CENH3抗体的制备与应用

【目的】着丝粒是真核生物染色体的基本功能元件之一,其功能是在细胞有丝分裂和减数分裂时期精确地调控染色体配对和分离并维持染色体的稳定。着丝粒结构是由DNA和蛋白质形成的一种复合体。着丝粒特异组蛋白(centromere-specific histone H3,CENH3)是功能着丝粒是否具有活性的最基本特征。所以制备CENH3的相关抗体是进行着丝粒结构与功能研究的前提条件之一。【方法】通过设计短肽进行兔免疫实验,制备了水稻着丝粒特异组蛋白CENH3兔源抗体,利用ELISA和蛋白免疫荧光(immunofluorescence,IF)等检测方法对抗体有效性进行了鉴定。【结果】ELISA检测显示制备的CENH3抗体有效稀释度为1:40万,并且蛋白免疫荧光信号在水稻体细胞每条染色体的着丝粒区域均能检测到。同时,该抗体也可以应用于玉米等其他物种。通过染色质免疫沉淀(ChIP)技术获得与CENH3相结合的DNA分子,并进行PCR扩增和FISH定位分析,结果显示相应的Ch IP-DNA位于水稻功能着丝粒区域。【结论】本研究制备的水稻CENH3兔源抗体能满足着丝粒研究中相关实验的要求,可进一步应用于着丝粒的结构与功能研究。