红素氧还蛋白研究进展

自然界中大多数的红素氧还蛋白(rubredoxin)集中来自严格厌氧菌,包括细菌、古菌和少数微需氧细菌,而植物中该类蛋白相对较少,它的功能主要表现在作为辅因子或电子供体参与多个生化途径。也有研究显示,无论是植物中还是微生物中的红素氧还蛋白基因在协助生物抵御氧化胁迫方面均发挥着重要的作用。本文全面介绍自然界中的红素氧还蛋白基因的分布、结构以及在微生物、植物中所发挥的作用等,希望能为今后的进一步研究提供参考。     

碱茅6-磷酸海藻糖合成酶基因的克隆及其耐逆性分析

从碱茅酵母cDNA文库中经过NaCl、NaHCO₃筛选,均得到长为1153 bp碱茅6-磷酸海藻糖合成酶基因(PutTPS)片段。通过3'End cDNA amplification方法获得基因缺失的3'序列,该基因全长3358 bp,编码882个氨基酸。氨基酸序列比较结果表明,PutTPS氨基酸序列与水稻、拟南芥、玉米等多种高等植物的TPS蛋白的同源性高达60%90%。利用Northern blot技术,研究该基因的组织表达模式及NaCl、NaHCO₃胁迫处理下基因的表达模式变化;同时对转pYES₂- PutTPS基因酵母菌株进行盐、碱、氧化胁迫、渗透胁迫处理,观察其在逆境下的生存表现。结果表明,PutTPS具有组织表达特异性,其中在根和花中表达量最大;NaCl、NaHCO₃会诱导PutTPS 基因在根和叶中的上调表达;同时重组酵母菌株对盐碱、氧化、渗透胁迫及干旱等逆境的适应能力显著增强。以上研究结果表明,碱茅PutTPS基因与逆境之间具有一定的应答关系,并在植物适应环境逆境过程中起着重要的作用。     

水稻Os NAD-ME1的克隆、预测及逆境下的表达分析

植物中的苹果酸酶能够参与光合作用、呼吸作用和脂类生成等多种重要的代谢途径,而且与植物的逆境防御有着密切的关系.为研究水稻中一个苹果酸酶基因(Os NA D-ME1,Gene ID:4343294)的基本特征及其与逆境间的响应关系,克隆得到该基因的cDNA片段,应用生物信息学对其序列进行分析及预测,并运用Northern...     

SnRK蛋白激酶家族及其成员SnRK2的功能

蔗糖非酵解型蛋白激酶(sucrose non-fermenting1-related protein kinase,SnRK)是广泛存在于植物中的一类Ser/Thr类蛋白激酶,参与植物体内多种信号途径的转导,在植物的抗逆境生理过程中扮演了重要角色。本文介绍了植物SnRK家族,重点阐述了SnRK2的结构、相互作用蛋白及该激酶活性的调节。SnRK2可以被NaCl及ABA等渗透胁迫激活,调节一系列相关基因的表达,从而提高植物对逆境的抵抗能力。     

植物显微及超微结构变化与其抗逆性关系的研究进展

植物的形态结构总是与环境相适应.环境逆境影响植物生长,并可引起植物形态结构的相应变化,如干旱胁迫下根的皮层层数减少,以缩短水分横向运输的距离;盐胁迫使根表皮和皮层细胞中的线粒体数量增加,可为渗透适应补充能量.高盐下,茎皮层细胞叶绿体内淀粉粒数目显著增多,体积增大,既缓解了能量的短缺,保证细胞正常的生命活动,又可提高渗透压,利于水分的吸收与保持.有些旱生植物的叶子上常有浓密的表皮毛或白色的蜡质,这可能与减低蒸腾作用和反射强光有关.本文概括了不同逆境下植物根、茎、叶的显微及超微结构变化,并对这些结构变化与植物抗逆性之间的关系进行了分析,旨在为植物抗逆性机理研究和抗逆性品种培育提供有益的参考.     

拟南芥未知基因At018融合蛋白原核表达条件的优化及纯化

本课题组在前期的研究中利用Al Cl3胁迫筛选碱茅全长c DNAs酵母表达文库获得到一个与铝毒害相关的未知基因(基因编号为018,用put018表示),该基因与拟南芥中未知基因(基因号为At5g57345,本研究中用At018表示)有较高的同源性。为了获得At018的纯化蛋白,本研究将拟南芥At018基因克隆后构建原核表达载体p GEX-6p-3-At018,再将其转入大肠杆菌BL21(DE3)菌株,利用异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)进行诱导表达。同时运用传统方法优化诱导条件,以提高重组融合蛋白的表达效率。SDS-PAGE分析结果表明,30℃下0.1 mmol/L IPTG的条件下诱导3 h后,GST-At018融合蛋白的表达量最大,蛋白分子质量与预测值相符,该蛋白主要以可溶性形式存在;接着利用Glutathione Sepharose4 Fast Flow亲核层析树脂纯化最终获得GST-At018融合蛋白。本研究可为进一步进行At018的功能解析提供基础。     

过量表达星星草(Puccinellia tenuiflora)液泡型H~+-ATP酶c亚基基因提高转基因酵母的耐盐性

植物液泡型H+-ATP酶(V-ATPase)在次级转运与应对多种逆境胁迫中具有重要作用。本研究克隆并解析了能够生长在盐碱地上的野生星星草V-ATPase c亚基基因(Put VHA-c)的功能。本研究利用荧光蛋白(GFP)标记结合内涵体染色的方法研究了Put VHA-c蛋白在酵母细胞中的定位,并利用转基因酵母分析了Put VHA-c基因在盐胁迫中的作用。共定位实验显示Put VHA-c-GFP融合蛋白主要定位在酵母细胞的内涵体上。Northern杂交和实时定量PCR显示在星星草悬浮细胞中Put VHA-c基因的表达能够被盐胁迫所诱导。研究结果结合过表达Put VHA-c的转基因酵母具有更高的耐盐性的发现,说明Put VHA-c基因参与着盐胁迫的应答。     

朝鲜碱茅抗坏血酸过氧化物酶的基因克隆和表达

本研究从朝鲜碱茅叶cDNA文库分离得到序列长1125bp,开放读码框ORF区876bp,编码291个氨基酸的抗坏血酸过氧化物酶基因（PutAPx）全长cDNA。推测的编码蛋白质的相对分子质量和等电点分别为32kD和7．71。同源性比较发现,PutAPx基因与禾本科5个物种（水稻、大麦、小麦、黑麦草和玉米）在氨基酸水平上具有高度（89．7％,94．3％,94．2％,50．7％和79．6％）的同源性。系统发育树显示朝鲜碱茅与大麦、小麦遗传距离最近,跨膜结构与亚细胞定位表明为过氧化物体APX。将该基因构建到酵母表达载体pYES2-PutAPx,并导入酵母IVSCI菌株后在半乳糖的诱导下分析具有抗氧化性。本研究成功克隆了抗坏血酸过氧化物酶基因（PutAPx）编码区,并做了初步分析,为进一步研究逆境诱导的氧化胁迫的作用机理研究奠定了基础。     

黑龙江凉水自然保护区苏云金芽孢杆菌的收集与鉴定

黑龙江凉水自然保护区是我国现有保存下来的较大片原始红松林基地之一,总面积6394hm^2,森林覆盖率95％以上。本研究从小兴安岭凉水自然保护区采集土样782份,采用醋酸钠培养基结合高温方法筛选土壤中的芽孢杆菌,通过光学显微镜观察鉴定产生伴胞晶体的苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis．Bt）。总计分离得到芽孢杆菌和苏云金芽孢杆菌分别为1735株和33株,Bt菌株的分离率和出菌率分别为1．90％和4．22％。利用SDS-PAGE和PCR—RFLP方法对筛选获得的成分离株进行了杀虫晶体蛋白和基因型分析,结果表明14株产菱形伴胞的＆菌株,SDS-PAGE电泳分析芽孢后期产生分子量大小130kD蛋白带,PCR-RFLP分析初步鉴定为crylAc基因,其它产圆形或其它不定形晶体蛋白的＆分离菌中,芽孢后期主要蛋白大小为20～150kD不等,PCR—RFLP方法鉴定结合PCR片段测序分析这些菌株含有新型cry4、cry39和cry40基因等。本研究是“中国助资源收鉴与利用”项目组成部分之一,凉水自然保护区苏云金芽孢杆菌的收集与鉴定目的是要对整个东北地区成资源分布和多样性作一个初步评估,实验结果表明东北森林地区具有丰富多样的威菌株和杀虫基因资源。     

水稻（Oryza sativa L．）苹果酸酶（OsNADP-ME3）基因在逆境下的表达特性研究

水稻苹果酸酶（NADP-ME）是多基因家族,由3个胞质型NADP-ME和1个质体型NADP—ME构成。本研究针对水稻胞质型成员（命名为NADP-ME3）（NM001061367）进行初步的功能解析。克隆获得的NADP-ME3基因的cDNA序列全长为2240bp,其中5’非翻译区为151bp,3’非翻译区为376bp,开放读码框（ORF）长1713bp,编码570个氨基酸。为研究NADP-ME3在逆境胁迫下的表达量变化,No．hemblot检测结果显示,在NaCl、NaHCO,和PEG胁迫条件下,NADP-ME3随胁迫处理时间的不同表达量呈现不同程度的变化,推断NADP-ME3可能与非生物胁迫有应答关系,将NADP-ME3转入拟南芥中并通过观察转基因拟南芥在非生物胁迫下表型变化,发现NADP-ME3能够在一定程度上提高植物对非生物胁迫的耐受性。