植物生长发育过程中G蛋白偶联受体的研究进展

植物G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptors,GPCRs)可以调控细胞周期,参与多种信号转导途径进而影响植物生长发育。植物GPCRs介导的G蛋白信号转导途径是一种非常保守的信号机制。本研究归纳了植物GPCR介导的细胞信号途径组分,总结了植物GPCRs在生长发育中的功能,并分析了植物GPCR影响种子萌发、影响幼苗的发育、影响根的生长三方面的研究进展,提出了植物GPCR调控生长发育的模型。     

60个引种美洲黑杨无性系的苗期物候特征研究

为了探索美洲黑杨物候性状遗传变异水平与利用潜力,开展基因资源评价,提供杨树定向遗传改良育种材料,对60个引种美洲黑杨无性系苗期的8个物候期进行观测分析。结果表明：（1）各无性系物候特征存在较大差异,展叶盛期差异最大,变异系数为14.97%,最小的是落叶末期,为3.83%;（2）展叶盛期出现的时间最分散,落叶末期相对集中,苗木生长前期物候特征是影响生长期长短的主要因素;（3）通过主成分分析将物候期分为3类典型,即萌芽期、展叶盛期和落叶期;（4）对各无性系物候出现时间变量进行聚类分析,将60个无性系分成4类。     

世界豌豆蛋白生产现状与发展对策

随着消费者对于食品安全和生命健康重视程度的日益加强，植物蛋白产品越来越受到市场的青睐。豌豆蛋白是植物肉和植物蛋白饮料的主要原料之一，由于含有人体所需要的全部必需氨基酸、无过敏原、零胆固醇、低脂肪等优点，呈现出巨大的发展潜能。近年来，全球对豌豆蛋白的需求出现井喷式增长。从世界豌豆蛋白生产概况、发展前景、存在问题及解决方案等方面进行综述，以期为豌豆蛋白产业提供有益参考。     

拟南芥G蛋白α亚基GPA1互作蛋白铜离子结合蛋白AtBCB的鉴定及功能分析

拟南芥G蛋白复合体(异源三聚体包括α、β、γ亚基)参与植物多个信号转导途径,G蛋白复合体通过膜上的G蛋白偶联受体(GPCR)接受胞外信号后通过3个亚基将信号传递给下游效应器。目前,有关植物G蛋白复合体的效应器及其信号传递途径的报道较少,寻找新的G蛋白的效应器有助于阐明G蛋白复合体相关的信号传导途径。本研究以拟南芥G蛋白α亚基GPA1为诱饵蛋白,利用泛素分离系统筛选拟南芥cDNA文库,获得一个与GPA1互作的铜离子结合蛋白AtBCB。荧光双分子杂交(BiFC)试验证明,GPA1与AtBCB的互作发生在细胞膜上。基因表达特性分析结果显示,GPA1和AtBCB受金属铝胁迫的诱导表达。进一步以野生型拟南芥(WT)、GPA1拟南芥突变体gpa1-4和AtBCB拟南芥突变体bcb为材料,研究该基因对植物耐金属铝胁迫的功能,结果显示,在无胁迫情况下,2个突变体和WT根部的丙二醛含量无显著差异;在100 µmol L^–1 Al³⁺处理下,gpa1-4突变体根部丙二醛含量显著(P<0.05)低于WT低;bcb根部丙二醛含量极显著(P<0.01)高于WT。对3个铝胁迫响应基因(苹果酸转运体基因AtALMT1、半类型ABC转运蛋白基因ALS1和ABC转运蛋白基因ALS3)的表达进行Real-time PCR分析,比较它们在突变体和野生型之间的表达差异,发现在有铝和无铝处理情况下,ALS1和ALS3的表达水平在突变体和WT间均无显著差异;在铝处理下,gpa1-4中AtALMT1的表达量极显著高于WT;在bcb中的表达量显著低于WT。以上结果表明,植物通过细胞膜上的G蛋白α亚基GPA1和铜离子结合蛋白AtBCB的相互作用调控下游基因AtALMT1的表达,参与植物对铝胁迫的响应,其中GPA1对铝胁迫耐受起负向作用,AtBCB对铝胁迫耐受起正向作用。     

哀牢山亚热带常绿阔叶林表层矿质土壤的空间异质性格局

为了揭示亚热带常绿阔叶林表层矿质土壤碳及常量养分的空间异质性格局,以常用的网格法,调查了哀牢山的亚热带常绿阔叶林。结果发现,土壤全磷、可交换性钙、可交换性镁的半方差函数模型为指数模型,且变程接近300 m,具中等程度的空间结构变异;土壤全碳、全氮、可交换性钾的的半方差函数模型为线性模型,在现有取样尺度上表现为随机变异。可交换性土壤离子的变异系数大于土壤碳、氮、磷。在现有取样尺度上,哀牢山亚热带常绿阔叶林的部分土壤养分空间异质性表现出结构变异。     

植物非生物胁迫中的COP1蛋白

COP1蛋白是光形态建成的核心抑制因子,编码一个E3泛素连接酶,广泛存在于植物和动物中。参与植物生长发育、信号转导以及胁迫应答等多种生物学过程。本研究将从盐胁迫、温度胁迫、干旱胁迫和植物激素胁迫等方面,对植物COP1蛋白参与非生物胁迫调控机理的研究进展进行综述,为植物参与非生物胁迫的相关研究提供参考。     

附植前胚胎耐热应激损伤的MAPKs信号通路调控的研究进展

热应激(环境高温或热性疾病)致附植前胚胎发育阻滞/死亡是导致家畜(尤其是奶牛)夏季妊娠率低的主要因素,就热应激时附植前胚胎丝裂原活化蛋白激酶(Mitogen-activated protein kinases,MAPKs)信号通路的级联激活调节细胞增殖和分化,阻遏细胞凋亡,促进生长因子表达等研究和热应激时MAPKs信号通路对牛附植前胚胎的信号调控进行综述,重点阐述MAPKs通路对附植前胚胎的重要作用。通过对近年来国内外对附植前胚胎受热损伤和MAPKs信号通路的级联激活以及它们之间关联的研究进展的总结,并结合青岛农业大学产科实验室近年来对降低夏季由热应激引起的细胞凋亡的相关研究,来揭示附植前胚胎耐热应激损伤的MAPKs信号通路调控的研究进展。MAPKs信号通路在附植前胚胎的信号转导通路中占有重要位置。在热应激作用下,附植前胚胎经历氧化、凋亡和合成调节蛋白过程,胚胎能否存活,取决于其自身耐热能力及胚胎生存环境,并需要借助于信号通路的精细调控,不论是内因还是外因都可能通过MAPKs信号通路级联调控胚胎存亡。热应激时,MAPKs信号通路各成员在附植前胚胎中的生物学效应各不相同,并且相互联系,共同调控着附植前胚胎的分化、凋亡等过程,转导刺激信号,参与机体内的反应。热应激后胚胎细胞的生死取决于自身抗热能力(内因)和其在子宫/培养的生存环境(外因),并且内、外因素均与MAPKs信号转导通路有关。     

植物Alfin1-like蛋白家族的研究进展

PHD-finger (Plant homeodomain-finger)蛋白家族作为一个超家族,在调控细胞周期、生长发育和环境适应等方面发挥着重要的作用。Alfin1-like蛋白家族是PHD-finger蛋白的一个亚家族,仅存在于植物类群中。拟南芥基因组中主要包含7个Alfin1-like蛋白：AL1～AL7,它们的基因结构和蛋白结构具有高度的保守性。Alfin1-like家族蛋白在调控染色质状态以及基因转录方面发挥着重要作用,它们可以结合不同甲基化状态的组蛋白,进而参与到植物生长发育等生命活动。同时Alfin1-like家族蛋白在植物响应干旱、低温、盐、ABA以及病原菌等生物和非生物胁迫方面也发挥了重要作用。本研究系统地阐明了Alfin1-like蛋白家族参与的信号转导途径,为今后植物领域的相关研究提供参考。     

植物谷胱甘肽应答非生物胁迫的分子机制

谷胱甘肽(GSH)是一种普遍存在于植物中的抗氧化剂,在维持组织抗氧化防御和调节氧化还原敏感信号转导中起着关键作用。深入研究GSH在非生物胁迫中的作用,对从分子水平揭示植物GSH积累的调控机制具有重要意义。本研究从植物GSH代谢途径及其相关酶、GSH在植物应激反应中的调节、GSH参与植物激素代谢等方面进行综述,并对谷胱甘肽在植物生长发育、与其它信号通路间交互作用的研究前景进行展望,以期为植物谷胱甘肽代谢以及其在非生物胁迫方面的研究提供一定的理论参考。     

小麦与叶锈菌互作体系中G蛋白α、β亚基的表达及其与抗病蛋白和活性氧代谢的关系

为了从基因表达水平和抗病生理水平上了解小麦与叶锈菌互作过程中G蛋白的α、β亚基的作用,进一步揭示小麦的抗叶锈病分子机制和信号转导途径,以小麦抗叶锈病近等基因系TcLr1和叶锈菌05-22-64/05-8-63①为材料,构建了小麦与叶锈菌互作的亲和与非亲和组合,利用实时定量PCR技术对小麦G蛋白α、β亚基的基因表达量进行了检测。另外,以清水为对照,检测亲和与非亲和互作组合中,以及G蛋白抑制剂百日咳毒素PTX处理后再接种无毒性菌株的处理中,几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶以及活性氧产生速率的变化。结果发现,G蛋白的α亚基和β亚基都参与了小麦抗叶锈病的反应,并且可能在信号传递过程中起重要作用。无毒性叶锈菌可诱导G蛋白基因表达量的升高,而毒性叶锈菌会抑制G蛋白基因的表达。G蛋白α、β亚基在抗病反应信号传递过程中先后次序不同,β亚基基因的表达先于α亚基基因且表达量高于α亚基基因。另外,G蛋白可能通过诱导防卫酶和活性氧产生的增加来提高小麦对叶锈病的抗性。     

Each species of Glycine collected in Taiwan has a unique seed protein pattern

Several annual and perennial species in the genus Glycine Willd., including G. soja, long-pod G. tomentella, short-pod G. tomentella and G. tabacina, collected in Taiwan and nearby islands were studied for variations of their seed proteins. SDS-PAGE and Western blotting were used to analyze the total proteins, the heat soluble proteins, six seed maturation proteins (GmPMs) and one seed storage protein. The various species had different patterns of seed heat soluble proteins. In addition,each species of Glycine collected in Taiwan exhibited unique seed maturation protein patterns. They had several cross-reactive polypeptides recognized by specific antibodies against GmPM1, GmPM2 and GmPM8, but only one polypeptide recognized by antibodies against GmPM4, GmPM5 and MP130. The long pod G. tomentella, which has been suggested as a new species and renamed as G. dolichocarpa, could be distinct from the short pod G. tomentella on the basis of the analysis of these biochemical markers. It is also indicated that these GmPM antibodies may be used to distinguish between and within other Glycine species. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

拟南芥抗灰霉病基因T1N6_22互作蛋白的筛选与分析

前期研究中从拟南芥突变体库中筛选获得一株对灰霉病菌侵染表现为感病的突变体。利用TAIL-PCR等技术克隆获得拟南芥抗灰霉病基因T1N6_22。为了进一步明确T1N6_22在拟南芥抗灰霉病过程中的调控机制,利用酵母双杂交技术(Y2H),以构建成功的p AS1/T1N6_22蛋白为诱饵,筛选拟南芥的cDNA文库。通过酵母双杂交筛选,共获得28个酵母克隆。利用T1N6_2基因特异性引物鉴定酵母阳性克隆,并进行测序。共获得了4个可能与T1N6_22互作的蛋白AT2G19480、AT1G06050、AT5G34780和AT1G21400。Blast分析发现,AT2G19480、AT1G06050、AT5G34780和AT1G21400分别为核小体装配蛋白、功能未知蛋白、假定的泛酸还原酶和硫胺二磷酸盐结合折叠超家族蛋白,分别参与到核糖体装配、泛酸盐合成、植物代谢等过程中。研究结果为确定T1N6_22蛋白的互作蛋白,阐明其调控拟南芥抗灰霉病的分子机制奠定了基础。     

雷蒙德氏棉DnaJ蛋白的生物信息学预测及盐胁迫下的表达分析

Dna J蛋白是一类很大的蛋白家族,是近年来研究较多的与胁迫反应等相关的蛋白。本文利用生物信息学手段,系统研究了雷蒙德氏棉(Gossypium raimondii)Dna J蛋白的数目、分类、染色体定位、亚细胞定位、进化以及在旱地棉(Gossypium aridum)和克劳茨基棉(G.klotzschianum)盐胁迫下的表达模式。结果显示:雷蒙德氏棉基因组有119个Dna J蛋白,长度从73个氨基酸到2574个氨基酸不等;在13条染色体上不均匀分布,且具有不同的亚细胞定位;Dna J结构域大致被分为9个小组,每个小组都有与拟南芥同源的基因;盐胁迫下,鉴定到旱地棉和克劳茨基棉共同差异表达的Dna J基因3个,在旱地棉盐胁迫整个过程中差异表达的基因2个。雷蒙德氏棉Dna J基因家族的鉴定和分析,将为进一步研究Dna J基因家族的功能奠定一定的基础。     

逆境条件下植物CBL-CIPK信号途径转导的分子机制

非生物逆境条件下,植物细胞中的钙离子浓度会发生变化从而导致独特的钙信号的产生,钙信号通过与各种钙离子结合蛋白作用,从而将信号继续向下游传递.CBL蛋白作为近年来刚发现的一类钙结合元件,通过与一类丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶-CIPK相互作用而形成了一套植物钙信号传递网络,并且在盐、干旱、低钾等非生物逆境的信号传递中起着重要作用.     

盐胁迫对燕麦叶片生理指标和差异蛋白组学的影响

为探讨盐胁迫对燕麦叶片生理指标及蛋白组的影响,对燕麦进行6d盐胁迫(摩尔浓度NaCl∶Na_2SO_4=1∶1)处理,测定CK与盐胁迫燕麦叶片MDA含量,SOD、POD活性与游离脯氨酸含量,并运用Label-Free技术分析叶片差异表达蛋白质。结果表明,盐胁迫下燕麦叶片MDA含量、SOD、POD活性分别较对照降低了16.7%、23.4%和21.2%,游离脯氨酸较对照升高1.12%;满足P-value≤0.05, ratio2的差异蛋白76个(51个蛋白上调表达, 25个蛋白下调表达);通过GO注释得到27个差异蛋白显著富集16个代谢路径,其中氧化还原过程为33.9%,level3统计富集的生物学过程有氧气结合和氧化还原酶活性;运用KEGG注释得到22个差异蛋白显著富集10个生化代谢途径,主要表现在内质网中的蛋白质加工、长寿调节途径、抗原处理和呈现、雌激素信号通路4个过程;STRING蛋白质互作网络显示21个差异蛋白中涉及翻译后修饰、蛋白质周转、分子伴侣功能的有10个,且HSP70(F2DYT5)和HSP90(F4Y589)可能在盐胁迫燕麦幼苗的调控中发挥重要作用。     

海岛棉DELLA蛋白编码基因GbGAI的克隆与功能初步分析

赤霉素在棉花纤维发育过程中起着重要作用。DELLA蛋白是赤霉素信号传导通路中的一类重要负调节因子。通过同源克隆的方法,克隆了新疆特有棉花栽培种海岛棉中DELLA蛋白的同源基因GbGAI。序列比对分析表明GbGAI编码的氨基酸序列具有DELLA蛋白的典型结构域。构建其过量表达载体,通过农杆菌侵染花序的方法转入野生型拟南芥中,观察表型。转基因株系表现出晚花,株高变矮等赤霉素不敏感突变体的表型。     

小豆农艺性状遗传参数估计值的波动程度分析

对我国北方小豆地方品种资源群体中随机样本的农艺性状遗传参数进行了估计. 结果表明: (1) 农艺性状观察值在品种间均达显著差异, 农艺性状的平均值()、遗传变异系数(gcv)、遗传力(h2)、相对遗传进度(RGS)等遗传参数估计值在不同年份间有很大波动; (2) 各种遗传参数估计值的波动程度不一致, CVRGS>CVgcv>CVh2>CVx, 即群体农