稻米氨基酸含量和组分及其调控

谷类作物籽粒中氨基酸是人和动物的重要营养物质。提高稻米氨基酸含量特别是赖氨酸等必需氨基酸含量是水稻育种和栽培的一个重要目标和研究热点。本文概述了水稻成熟籽粒氨基酸含量和组分及其在不同部位的分布,籽粒氨基酸的合成与代谢,植物激素对籽粒氨基酸合成与代谢的调控作用,籽粒氨基酸含量和组分的环境影响与栽培调控;讨论了存在问题和今后研究重点。深入研究花后籽粒氨基酸含量和组分的时(不同灌浆阶段)、空(籽粒不同部位)分布特点及其生理生化机制、栽培调控与调控原理,可望获得对稻米氨基酸形成与分布机制的新认识,开发提高精米中氨基酸含量特别是赖氨酸等必需氨基酸含量的新途径。     

植物U-box蛋白在植物先天免疫反应中的作用及其研究进展

为了分析植物U-box蛋白在植物先天免疫反应中的作用及其机制,总结了U-box的结构特点及其与RING-finger结构的异同;归纳了植物U-box蛋白的分类及分类特点;并综述了SPL11、PUB12/PUB13、PUB17等U-box蛋白在植物PTI信号传导途径中的调控作用与调控机制,以及ACRE276、PUB17、CMPG1、MAC3A/MAC3B等U-box蛋白在植物ETI信号传导途径中的调控作用与调控机制。得出植物U-box蛋白的结构特点、生化功能及其在植物先天免疫反应中的作用与分子机制,并认为对植物U-box蛋白的研究可为植物抗病分子育种提供基因资源与参考信息。     

提高植物游离蛋氨酸含量的基因工程途径

蛋氨酸是一种含硫的必需氨基酸,在人类和动物营养中占有重要地位,但很多粮食作物(如豆类)的蛋氨酸含量偏低,通过常规育种手段提高作物蛋氨酸含量的潜力有限.近年来,利用基因工程手段已成功地在许多植物中提高了蛋氨酸的含量.本文综述了通过基因工程手段提高植物蛋氨酸含量的两种途径:提高富含蛋氨酸的储藏蛋白含量和提高游离蛋氨酸的含量.文中重点介绍了蛋氨酸合成过程中的关键酶--胱硫醚γ-合成酶(CGS)的功能、胱硫醚γ-合成酶N端在维持CGS mRNA稳定性方面的作用和对其进行调控的分子机制,指出了目前通过分子育种手段提高蛋氨酸含量方面存在的问题,认为要提高豆类作物的含硫氨基酸含量,应将CGS基因和富含蛋氨酸的储藏蛋白基因同时进行转化.     

马忠华团队发现雷帕霉素调控赤霉病菌脂滴形成和致病力的新机制

<正>近日,浙江大学生物技术研究所农学院生物所马忠华教授团队在《New P hytologis t》上发表研究论文,揭示了TOR(雷帕霉素靶标蛋白)信号途径调控赤霉病菌脂滴合成的分子机制,解析了脂滴在病菌致病力和真菌毒素合成等方面的生物学功能。     

不同时期四倍体刺槐叶片氨基酸营养及其生物量初步分析

测定了廊坊地区饲料型四倍体刺槐叶粉4个不同时期的粗蛋白质含量及18种氨基酸组分,用氨基酸分(AAS)和必需氨基酸指数(EAAI)对其氨基酸营养进行评价,并结合其生物量对最佳刈割时期进行了分析。结果表明,饲料型四倍体刺槐叶粉4个时期的粗蛋白1、8种氨基酸总量和12种必需氨基酸含量均较高,且呈现随时间的推移而逐渐下降的趋势;其必需氨基酸分(AAS)均较高,氨基酸组成较平衡;对牛、猪、鸡、鸭、鹅、草鱼、对虾和羊8种动物的必需氨基酸指数(EAAI)4个时期之间无差异,均大于0.86,可作为这些动物的优良植物饲料蛋白源;在7月中下旬其生物量和营养达到了最佳结合点,适宜采摘或刈割。     

稳定转染HSP72奶牛乳腺上皮细胞系建立与表达鉴定

为了构建HSP72慢病毒表达载体,建立稳定表达HSP72的牛乳腺上皮细胞系。以牛HSP72基因序列为模板,设计并合成引物,PCR扩增目的基因,连接到慢病毒表达质粒中,用包装获得的慢病毒感染牛乳腺上皮细胞,经一定浓度的嘌呤霉素筛选,Hochest33342法对细胞核定位,倒置荧光显微镜下观察转染效率,用免疫组化和Western Blot方法验证感染细胞是否稳定表达HSP72。结果显示,携带HSP72基因的慢病毒滴度约为1. 0×109TU/m L;确定嘌呤霉素的最佳筛选浓度为2μg/m L;牛HSP72慢病毒感染细胞表达HSP72,感染的奶牛乳腺上皮细胞在倒置荧光显微镜下可看到绿色荧光,转染效率可达90%以上;免疫组化结果表明,正常细胞和空载体感染细胞,HSP72呈现低表达,转染携带HSP72目的基因载体细胞,HSP72高表达,呈现颜色较深的棕色; Western Blot方法检测证实与正常转染细胞相比,慢病毒空载体转染的奶牛乳腺上皮细胞HSP72表达稍有降低,但无统计学差异,而携带HSP72基因的慢病毒载体转染的细胞HSP72呈现高表达,且差异极显著(P 0. 01),与慢病毒空载体转染的奶牛乳腺上皮细胞相比,携带HSP72基因的慢病毒载体转染的细胞HSP72呈现高表达,且差异极显著(P 0. 01)。成功建立稳定表达HSP72的牛乳腺上皮细胞系,可为研究奶牛乳腺炎分子调控机制以及抗性分子药物筛选提供新的理论依据和工作基础。     

水稻响应缺磷信号的分子调控机制

水稻是世界主要粮食作物之一,然而许多土壤环境中的缺磷现象成为限制水稻产量的主要原因。因此,了解水稻响应缺磷信号的分子机制对提高水稻产量和磷素利用效率都具有重大意义。水稻响应缺磷信号的分子机制由复杂的基因调控网络调节,有大量的转录因子、microRNA和磷酸盐转运蛋白等参与其中。本综述结合双子叶模式植物拟南芥中的磷素信号传导途径,总结了水稻磷素信号调控网络中磷酸盐转运蛋白与转录因子的功能,并阐明水稻响应缺磷信号分子调控机制的最新研究进展。除此之外,本综述还解析了未来对磷酸盐转运蛋白功能与作用机制的研究方向,并进一步对已知磷素平衡关键转录因子和转运蛋白在磷素高效利用水稻新品种创制上的应用前景与探索方向提出展望。本综述揭示了当前研究水稻响应缺磷信号的调控网络中未知的问题,为将来开展水稻缺磷响应机制研究,以及培育高效利用磷素新品种提供科学数据。     

稻瘟病菌NAD(H)激酶Mopos5互作蛋白的筛选

为了探索Mopos5可能参与的信号网络,了解其作用的分子机制,利用酵母双杂交系统筛选了稻瘟病菌cDNA文库,获得了6个与Mopos5互作的蛋白;结合生物信息学预测分析和相关文献报道,发现这些候选互作蛋白很可能参与调控了细胞骨架建成、细胞运动、细胞分裂、细胞老化与死亡、线粒体功能维持、胁迫防御反应、物质与能量代谢和信号传导等多种多样的生物学进程。进一步分析这些互作蛋白的生物学功能及与Mopos5的互作机制,对于了解Mopos5可能参与的信号网络及其调控稻瘟病菌在寄主组织内定殖和扩展的分子机制具有重要的意义。     

茶树CsJAZ3基因的克隆表达及其与咖啡碱含量的相关性

茶作为世界三大饮料之一,富含咖啡碱、类黄酮、茶氨酸等次生代谢产物,具有极高的营养价值。JAZ蛋白因含有TIFY保守序列而隶属于TIFY家族,是一类在植物发育和防御反应中起着关键作用的蛋白家族,也是茉莉酸信号途径中重要的负调控因子。为了探究JAZ基因在茶树中发挥的作用,本研究通过同源重组克隆技术从茶树中克隆到一个JAZ基因,命名为CsJAZ3。结合生物信息学、基因表达模式及相关性分析初步推测了该基因的生物学功能。本研究结果表明,CsJAZ3全长1 101 bp,编码366个氨基酸,属于亲水性蛋白质,不含信号肽,不属于分泌蛋白,无跨膜区域,定位在细胞核。该蛋白含有高度保守的结构域,具有典型的TIFY蛋白家族特征。CsJAZ3在茶树新梢各组织部位均有表达且存在显著差异,其中叶中表达量最高。进一步研究发现,CsJAZ3基因表达量与咖啡碱含量呈显著正相关,推测Cs JAZ3基因可能参与调控咖啡碱合成。本研究为进一步解析茶树JAZ基因功能及JA信号调控次生代谢产物合成机制提供参考。     

激素调控乳蛋白合成的作用及其分子机制

乳蛋白合成受多种因素影响,例如日粮氨基酸组成、机体激素水平及乳腺内环境稳态等均能影响乳蛋白的合成。神经调节和内分泌调节协同作用,不仅对维持机体内环境的稳态具有重要作用,而且对乳蛋白合成关键物质代谢也具有极为重要的调节作用。研究主要神经内分泌轴调节乳蛋白合成过程,筛选出关键神经内分泌因子和细胞因子及重要信号转导通路也是潜在的改善乳品质的重要措施。作者对国内外相关研究进行了综述,期望能为提高乳蛋白含量提供有益帮助。     

小麦冷驯化相关基因及抗寒性分子机理研究进展

经过抗寒性锻炼或冷驯化过程的小麦会增强抗寒性,本文综述了近年来关于小麦冷驯化与抗寒性相关基因与分子机理研究的主要进展,对参与低温信号传导的CBF、ICE、b-ZIP、WRKY、NAC等转录因子,以及低温响应蛋白包括ABA依赖和非ABA依赖途径的COR蛋白、水通道蛋白、微管蛋白、抗冻蛋白等的表达调控模式做以介绍。我们对春化作用与冷驯化的相关性,小麦冷驯化过程中低温信号传导途径和低温响应机制也进行了讨论、总结,期望能对今后小麦抗寒分子育种及抗寒性分子机理的研究有所促进。     

根系化学信号与稻米品质的关系

摘要：该文主要概述了水稻根系化学信号（激素、有机酸、氨基酸、多胺和离子）与稻米品质形成的关系及其调控途径。根系细胞分裂素（玉米素＋玉米素核苷）和脱落酸（ABA）对籽粒灌浆、稻米加工品质和蒸煮品质起调控作用。根系1-氨基环丙烷1-羧酸（ACC）浓度与垩白粒率和垩白度呈极显著正相关。根系分泌的有机酸及其组分对稻株重金属(镉、铅)吸收及稻米的食味品质有密切联系。稻米蛋白质组分受根系多胺以及精胺/腐胺浓度比值所调控。根系细胞分裂素通过调节胚乳细胞的发育,调控稻米品质的形成。根系ABA通过调节籽粒蔗糖合成酶、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶、淀粉合成酶和淀粉分枝酶活性,调控籽粒灌浆速率和稻米的蒸煮品质。根系ACC则影响稻米淀粉粒结构,实现对稻米外观品质的调控作用。通过化学调控、水肥管理等技术途径可以调节根系化学信号的产生,进而改善稻米的品质。     

玉米籽粒早期发育相关蛋白的差异表达特性

玉米籽粒发育早期,代谢活动旺盛,细胞分裂与增大活跃,为后续贮藏物质的合成形成充足库容。为阐明籽粒早期发育的蛋白合成、积累与调控过程,本研究以夏玉米品种登海661为试验材料,在开花期人工饱和授粉后第3、第5、第10天取果穗中部籽粒,利用同位素标记相对定量(iTRAQ)技术分析其蛋白差异表达特性。玉米籽粒早期发育阶段总计鉴定及定量2639种蛋白,这些蛋白涉及多种生物过程与分子功能,其中代谢过程和分子过程是最主要的2个生物过程;催化活性和绑定功能是最主要的2个分子功能,这些生物过程与分子功能对籽粒早期发育具有重要作用。定量分析结果表明137种蛋白在籽粒发育早期显著差异表达,其功能涉及蛋白代谢、胁迫响应、细胞生长与分裂、碳水化合物与能量代谢、转运、次生物质代谢、淀粉合成、转录、油脂代谢、信号转导、氨基酸代谢等。其中,表达差异较大的是与蛋白代谢、胁迫响应、细胞生长与分裂以及碳水化合物与能量代谢相关的蛋白。表达模式聚类结果显示这些不同功能类别的蛋白协同表达,共同调控玉米籽粒的早期发育。     

奶牛乳腺上皮细胞不同代数对乳蛋白基因表达的影响

为了研究泌乳期奶牛乳腺上皮细胞(bovine mammary epithelial cells, BMECs)不同代数乳蛋白基因αs1-casein,β-casein,κ-casein的表达;利用real-time PCR方法分别对泌乳期奶牛乳腺组织,以及由乳腺组织分离得到的细胞原代(P0),1代(P1),2代(P2),3代(P3),4代(P4),5代(P5)中的乳蛋白基因表达状况进行检测;结果表明,αs1-casein,β-casein,κ-casein在泌乳期奶牛乳腺上皮细胞原代及传代细胞中有不同程度的表达。其中,原代中的表达量显著高于P1~P5(P<0.05),而P1~P5之间的表达量无显著差异(P>0.05)。并且随着传代次数的增加,基因表达量呈现逐渐下降的趋势。说明P2~P5 BMECs可以作为基础理论问题研究的试验材料而被应用。     

野油菜黄单胞菌群体感应的跨界信号交流首次发现

<正>群体感应是细菌根据自身分泌的信号分子的浓度感应细胞密度进而产生细菌群体行为的基因调控方式。由信号分子介导的信号传递途径不仅发生在细菌之间,也存在于真核生物与细菌之间。野油菜黄单胞菌(Xcc)是导致多种十字花科植物发生黑     

营养因子对瘦素及其受体基因表达的影响

瘦素是由脂肪细胞中的肥胖基因编码的蛋白质类激素,由脂肪组织合成和分泌,作用于下丘脑并发出可用能量储备的信号,进而抑制食欲和食物摄入,增加能量消耗,调节体质量。瘦素基因和瘦素受体在机体能量平衡和脂肪组织沉积中起着重要的调节作用,营养成分可通过多种途径来调控其基因的表达,进而影响机体的代谢过程。本研究就脂肪及脂肪酸、蛋白质及氨基酸、碳水化合物、维生素、矿物质、植物及植物提取物、激素等营养因子对瘦素及其受体基因的表达作用及其调控机制做简要概述。     

逆境胁迫下作物中γ-氨基丁酸代谢及作用的研究进展

γ-氨基丁酸(GABA)广泛存在于植物中,是植物细胞游离氨基酸中重要组分之一。农作物中的GABA具有贮存氮素、诱导激素产生、调节作物生长发育和调控信号传导等作用,由于其重要的生理功能而备受学者关注。本文综述了逆境胁迫下作物体内GAGA的合成途径、积累机制及其在逆境响应中的可能作用。     

查尔酮合成酶在植物抗病中的研究进展

查尔酮合成酶(chalcone synthetase, CHS)是植物体内类黄酮合成途径中的关键酶,为类黄酮的合成提供了基本骨架。类黄酮不仅在逆境的抵抗、抗病害和信号传导方面扮演重要角色,在临床上还具有防癌、抗氧化、抗疟疾和抗动脉硬化等功能。本研究围绕查尔酮合成酶的结构和定位、基因结构、翻译后调控和抗病机制等几个方面,对查尔酮合成酶在植物抗病中的研究进行综述,为进一步研究查尔酮合成酶的分子调控机制和分子抗病育种提供一定的参考。     

响应面法优化牛乳蛋白的水解工艺研究

为降低牛乳蛋白中的致敏蛋白含量,制备婴儿配方乳。利用蛋白酶水解牛乳蛋白,在筛选出最佳酶解用酶的基础上,以胰蛋白酶浓度、酶解时间、酶解温度为影响因子,在单因素试验结果的基础上,应用Centure-Composite Design中心组合方法进行三因素三水平的实验设计,以牛乳蛋白水解度为响应值,运用响应面法对水解条件进行进一步优化。结果表明：酶浓度、酶解时间对牛乳蛋白水解度影响显著;牛乳蛋白质水解的最佳工艺为：以胰蛋白酶为水解用酶,水解温度为54.65℃,酶添加量为0.79%,酶解时间为47.01 min。回归方程预测牛乳蛋白水解度理论值可达到20.78%,3次验证实验的平均水解度20.74%,与预测值相对误差为0.2%。说明利用响应面实验设计研究出胰蛋白酶水解牛乳蛋白最佳工艺,为婴儿配方乳的生产奠定了基础。     

苦荞FtHY5基因克隆、生物信息学及参与花青素合成分析

HY5 (Elongated hypocotyl 5)转录因子是参与植物光形态建成的重要成员,并调控花青素的生物合成。本研究以苦荞‘晋荞2号’作为材料,利用PCR克隆其HY5基因的完整的CDS序列,并对FtHY5的理化性质、保守功能域、信号肽、亚细胞定位、亲/疏水性、蛋白质结构、系统进化等进行了生物信息学分析,此外还分析了其对苦荞芽菜花青素合成的影响。结果表明,FtHY5基因完整的CDS长度为507 bp,编码的蛋白分子量为18.434 kD,等电点为9.47,空间构象呈拉链形状,属于亲水性蛋白,含有信号肽,亚细胞定位在细胞核里。苦荞FtHY5蛋白的氨基酸序列与藜麦和甜菜的亲缘关系最近。FtHY5基因与花青素生物合成途径上的结构基因在光照条件下培养的芽菜中的表达水平均高于黑暗条件下的,说明Ft HY5可能调控这些花青素合成基因的表达水平,从而参与光诱导花青素合成的过程。综上所述,本研究结果将为进一步研究FtHY5调控苦荞芽菜花青素的生物合成的分子机理提供基础,同时也为利用该基因来改善苦荞芽菜的品质提供理论支撑。