香蕉MaROP1基因表达产物的亚细胞定位

植物类Rho相关G蛋白（Rho-related GTPases from plants,ROP）属于小G蛋白超家族,是高等植物体内广泛存在的一类重要信号分子,在植物生长发育过程中起着关键的调控作用。本实验室从香蕉果实采后抑制差减杂交文库中获得一个香蕉ROP基因,命名为MaROP1。半定量RT-PCR表明该基因在香蕉的根、球茎、叶、花和果实中的表达存在差异,其中在球茎中的表达量最高且与其它器官的表达差异显著。为进一步研究该基因的功能,构建了以绿色荧光蛋白（green fluorescent protein,GFP）为报告基因的融合植物表达载体pCAMBIA1302-MaROP1,并利用基因枪转化法将重组载体转入洋葱表皮细胞瞬时表达,荧光显微镜检测表明该基因表达产物定位在细胞膜上。     

毛白杨抗病相关转录因子基因PtWRKY1的表达特性分析

WRKY转录因子作为植物特有的一类重要转录调控因子,广泛参与植物对生物和非生物胁迫的应答反应及形态发育和组织衰老等,已引起人们的关注。本文以前期克隆得到的毛白杨WRKY转录因子基因（命名为PtWRKY1）为研究对象,开展其基因枪介导洋葱表皮细胞瞬时表达、外源信号分子（水杨酸SA,茉莉酸MeJA,脱落酸ABA）诱导表达、转PtWRKY1基因烟草植株的烟草花叶病毒（TMV）接种实验以及抗病相关基因表达的实时荧光定量RT-PCR（qRT-PCR）分析等研究。结果表明,PtWRKY1基因编码蛋白定位于细胞核,SA、ABA及MeJA处理均可诱导PtWRKY1基因表达,但不同诱导因子对PtWRKY1表达量的影响存在一定差异;同时,TMV侵染实验发现外源PtWRKY1表达能增强转基因烟草抗TMV能力,qRT-PCR分析表明PtWRKY1基因及膜保护性酶（POD,SOD,CAT）基因均受TMV诱导而增强表达。本文研究结果可为后续开展毛白杨转录因子PtWRKY1的功能鉴定及应用奠定基础。     

FLS基因调控玉兰与紫玉兰花色形成的机制研究

黄酮醇合成酶（FLS）是植物黄酮醇合成途径中的关键酶。为探究FLS对玉兰属植物花色形成的影响，以玉兰（Yulania denudata）和紫玉兰（Yulania liliiflora）为研究对象，利用超高效液相色谱技术（UPLC）测定其花开放五个关键时期的花被片黄酮醇含量；基于转录组数据对玉兰和紫玉兰的FLSs基因进行克隆；利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析玉兰与紫玉兰不同组织和开花五个关键时期的FLSs基因表达量；通过洋葱表皮细胞瞬时转化对FLSs蛋白进行亚细胞定位；通过异源转化烟草进行FLSs基因功能验证，并利用qRT-PCR和UPLC分析转基因烟草花冠中黄酮醇含量差异。结果表明，玉兰花被片黄酮醇含量随花开放呈现先升高后降低的趋势，紫玉兰花被片黄酮醇含量逐渐下降。YdFLS和YlFLS具有序列保守性，在不同组织中均有表达，YdFLS在花中表达量最高，YlFLS在嫩叶中表达量最高；在花开放进程中，YdFLS表达量逐渐升高，至盛开期最高，而YlFLS则表现相反的表达模式。YdFLS与YlFLS都定位于细胞质；YdFLS和YlFLS过表达烟草植株花冠的颜色变浅，黄酮醇含量增加且...     

通用型植物表达载体pCamE的构建及功能验证

为了探索通用型植物表达载体的快捷构建,本研究通过PCR克隆、酶切连接和PCR扩增获得CaMV 35S启动子序列及pUC19多克隆位点部分限制性内切酶位点和NOS终止子,构建成完整的表达组件,并将该组件插入pCAMBIA1300的多克隆位点,构建成通用型植物表达载体pCamE(GenBank登录号:JX841315)。pCamE表达组件的启动子上游、多克隆位点和终止子下游分别含有4、8和3个单拷贝限制性内切酶位点,利于外源基因的克隆和插入以及对载体启动子或终止子的修饰和更换。以绿色荧光蛋白基因(enhanced green fluorescent protein,eGFP)为报告基因,分别构建了表达载体pCam::GFP、pCam::SalGFP和pCam::DAHPS-GFP,转化洋葱(Allium cepa L.)表皮细胞和拟南芥(Arabidopsis thaliana L.),绿色荧光蛋白(GFP)和融合蛋白DAHPS-GFP在洋葱表皮细胞中均成功稳定表达;在pCam::GFP转基因拟南芥株系的根、根尖、根毛、茎表皮毛、幼叶基部、叶柄微管组织和未成熟花药等组织均能观察到强烈的绿色荧光。表明,植物表达载体pCamE是可将不同目的基因与植物染色体整合并稳定遗传的通用型植物表达载体,不受外源片段大小及插入位点的影响,具有经济实用、适用广泛、操作简便和外源基因在转基因植物中遗传稳定且正常表达等特点。该载体可用于不同基因和不同功能表达载体的快捷构建,为植物的遗传转化和基因功能研究提供了新的通用型基因表达载体工具。     

激发子隐地蛋白基因介导的烟草抗病性研究

摘要：从隐地疫霉（Phytophthora cryptogea）中克隆cryptogein（Crypt）激发子基因。针对病原菌侵染和Crypt基因的特点，选用能在根、茎、叶等的表皮细胞中特异性表达的、弱组成型并受病原菌诱导的水稻(Oryza sativa )苯丙氨酸解氨酶基因（PAL）的启动子；同时为了使表达的cryptogein蛋白能分泌到细胞外，更好地与植物细胞膜受体互作，在Crypt基因前还融合了病程相关蛋白PR1b的信号肽; 然后将此融合基因构建于植物表达载体CHF3中。通过根癌农杆菌(Agrobacterium tumefancens)介导的叶盘转化法转入烟草(Nicotiana tabacum )。经卡那霉素抗性筛选获22株再生植株，PCR检测都为阳性，部分植株的Southern杂交结果表明,Crypt基因已以低拷贝（1～2个）整合到烟草基因组中。抗病性测定结果表明,转化植株对烟草黑胫病菌(P. parasitica var. nicotianae )、赤星病菌(Alternaria alternata )和野火病菌(Pseudomonas syringae pv. tabaci )的抗性均有提高。     

小麦翻译控制肿瘤蛋白(TCTP)与索马甜类蛋白(TLP)的相互作用

翻译控制肿瘤蛋白(translationally controlled tumor protein,TCTP)分布于真核细胞中,参与包括有丝分裂、DNA损伤修复和植物抵御病原物侵染等多种生物进程。索马甜类蛋白(thaumatin-like protein,TLP)是一类植物中的病程相关蛋白,参与多种植物响应病原物侵染的过程。本实验室前期研究证明Ta TCTP参与小麦(Triticum aestivum)抵御小麦叶锈菌侵染(Puccinia triticina)的防卫反应。本研究关注小麦Ta TCTP和Ta TLP之间的相互作用,分别构建了用于酵母双杂交(yeast two-hybrid)和双分子荧光互补(Bi-molecular fluorescence complementation,Bi FC)实验的载体。通过酵母双杂交实验,发现同时携带表达TCTP和TLP载体的酵母AH109可以在SD-Leu/-Trp/-His和SD-Leu/-Trp/-His/-Ade培养基上生长,并可检测到报告基因α-半乳糖苷酶基因(α-galactosidase gene,MEL1)活性,表明Ta TCTP和Ta TLP可发生物理互作。通过Bi FC实验,发现共同转化表达TCTP和TLP载体的烟草(Nicotiana benthamiana)下表皮细胞的细胞质中可观察到强烈的黄色荧光,表明Ta TCTP和Ta TLP可在细胞质中发生相互作用。本研究为深入研究TCTP在小麦抵抗小麦叶锈菌侵染中的作用机制奠定基础。     

小金海棠类黄色条纹蛋白基因(MxYSL5)启动子的克隆与表达

为探明小金海棠(Mdus xiaojinensis)类黄色条纹蛋白基因(MxYSL5)的表达和调控机制,应用Tail-PCR技术从小金海棠中克隆了翻译起始位点上游891 bp的启动子序列.生物信息学分析表明,该启动子片段中存在光响应元件、乙烯应答元件、赤霉素响应元件、TATA-box、CAAT-box等顺式作用元件.以GFP为报告基因,构建了含MxYSL5基因启动子的植物表达载体MxYP5-GFP.将MxYP5-GFP用基因枪法转化洋葱(Allium cepa)表皮细胞,瞬时表达结果表明,该启动子能够驱动GFP在洋葱表皮细胞中的表达,可以用于MxYSL5的表达示踪.     

绿色荧光蛋白的改进

绿色荧光蛋白（green fluorescent protein,GFP)，是细胞生物学和分子生物学研究的一个重要的工具，已得到广泛的应用。为了进一步提高GFP的利用，TFP在几个方面得到了改进：（1）基因优化，包括去除隐蔽性内含子，在隐蔽内含子的结合位点引入植物内含子，合成密码子用于优化新基因，对GFP进行环状序列改变。（2）通过氨基酸替换提高GFP脱辅基蛋白在高温，如37℃条件下的正确折叠，以及改变GFP光谱特性。此外，把GFP和定位序列融合，能够提高它的亚细胞定位，从而减少毒性和增加荧光。     

巴西橡胶树HbNAC33基因的克隆和表达分析

植物特有的NAC转录因子在植物的生长发育、胁迫应答和激素调节等方面具有重要功能。本研究从橡胶树胶乳cDNA中克隆了HbNAC33基因,生物信息学分析显示该基因的完整开放阅读框（ORF）为1 092 bp,编码363个氨基酸。HbNAC33蛋白的N-端第3～156位氨基酸之间含有一个典型的NAC结构域,酵母试验表明,HbNAC33具有转录激活活性,转录激活区在C-端,具备了NAC转录因子的基本特征。序列比对和系统进化分析表明HbNAC33蛋白属于NAC转录因子家族中的ANAC011亚族。实时荧光定量PCR分析表明,HbNAC33在叶中的表达量显著高于其他部位;割胶,乙烯利（ET）和茉莉酸（JA）处理均能诱导HbNAC33的表达上调。以上结果表明,HbNAC33可能参与植物的生长发育和胁迫应答过程。     

小麦胁迫相关蛋白基因TaSAP12-D的耐盐性分析

胁迫相关蛋白（SAPs）是一类具有A20/AN1锌指结构域的蛋白,在植物中主要参与逆境胁迫响应。为探究小麦胁迫相关蛋白基因TaSAP12-D在耐盐胁迫中的功能,本研究以小麦品种旱选10号为试材,克隆得到TaSAP12-D基因,利用农杆菌瞬时注射烟草叶片进行亚细胞定位,利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)进行不同组织和盐胁迫条件下的表达模式分析,利用蘸花法将TaSAP12-D转化到拟南芥（Arabidopsis thaliana L.）中并进行耐盐性分析。结果表明,TaSAP12-D基因全长519 bp,编码172个氨基酸,预测蛋白分子量为18.41 kDa,等电点为9.21。亚细胞定位显示,TaSAP12-D在烟草细胞核和细胞质中均有表达。qRT-PCR结果显示,TaSAP12-D在小麦萌发期和幼苗期的胚芽、根和叶中均有表达,其中在幼苗期的叶中表达量最高。在盐胁迫条件下,TaSAP12-D的表达量显著上调。在150 mmol·L-1NaCl处理条件下,过表达TaSAP12-D拟南芥的存活率显著提高,表明TaSAP12-D可以增强转基因拟南芥的耐盐性。另外,在转基因拟南芥中盐胁迫相关...     

非生物胁迫下植物水通道蛋白的应答与调控

【目的】水分不仅是细胞中各类生命物质合成的必需底物,而且也参与植物体内的养分代谢和渗透平衡的调节。植物中水分的跨膜转运主要是由水通道蛋白(AQPs)所介导的,因此,无论是在植物整体水平还是细胞水平上,水分的吸收以及跨细胞膜系统的转运对于植物的生长发育都是至关重要的。近年来,水通道蛋白作为调节水分的吸收与转运的关键,已成为植物营养与分子生物学特别关注和研究的热点之一。本文从水通道蛋白的种类结构,底物特异性,基因表达特征和调控机制四个方面对水通道蛋白转运水分的机理和转运水分过程中对胁迫的响应机制进行了详细阐述;从水通道蛋白的水分运输和渗透调节功能及其养分运输功能两方面说明了水通道蛋白在植物生长过程中的生理作用;阐述了光照、干旱和低温与水通道蛋白功能之间的关系,明确了水通道蛋白通过表达量的增加或者降低来响应相应环境条件的变化。【主要机理】水通道蛋白通过保持一定结构及对底物运输的特异性来实现对水分的高效运输,通过调整基因的表达量和翻译后修饰等过程实现对水分的高效转运;同时,水通道蛋白可以通过水分的运输实现植物渗透平衡的调节,对部分小分子养分的吸收等功能更是实现了对植物生理和养分吸收的调节;另外,水通道蛋白不仅可以提高植物的抗旱、抗盐能力,对低温胁迫也有一定的响应,还可以与多类逆境胁迫蛋白发生相互作用,共同调节植物的水分和渗透平衡,提高植物应对逆境胁迫的能力,表明植物水通道蛋白对非生物胁迫下的应答机制有待于进一步探索,为植物水通道蛋白的应用研究提供科学的理论支持与材料支撑。     

苏云金芽孢杆菌营养期杀虫蛋白VIP3研究进展

营养期杀虫蛋白（vegetative insectcidal protein,VIP）是由苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis,Bt）在营养生长指数中期至稳定期期间分泌产生的一类新型杀虫因子,分为VIP1、VIP2和VIP3三种,以VIP3的研究最为深入。VIP3A对鳞翅目害虫具广谱杀虫活性,可作用于敏感昆虫中肠上皮细胞刷状缘膜囊致离子通道的形成,杀虫活性达纳克级水平。利用Bt ICPs不同启动子与vip3基因重组可提高VIP3蛋白的表达量和稳定性。转vip3基因植物也已有构建成功的报道。本文从VIP3的类型和杀虫活性、作用机理、vip3基因的定位和分离、vip3基因重组和转vip3基因植物等方面详细介绍了VIP3近十年来的研究进展。     

植物SWEET蛋白的结构与分类及功能研究进展

植物SWEET蛋白是一类重要的转运蛋白,研究其生理生化功能,有助于分子辅助育种,缩短育种年限。本文基于文献资料,梳理归纳了近年来国内外的植物SWEET蛋白的结构、分类、转运底物和功能方面的相关研究进展,阐述表明SWEET蛋白是植物中广泛存在的一类糖转运体,既能转运单糖又能转运蔗糖,属于Mt N3家族。不同植物间的SWEET蛋白具有一定的保守性,根据亲缘关系SWEET家族可以分为四类。植物SWEET蛋白是位于膜系统上,参与糖分的跨膜转运,在植物生长发育及逆境胁迫中均有不同程度的调控作用,如调控花蜜的分泌、花粉的营养、灌浆期种子的发育、果实发育、植物抗逆性和抗病性等。然而不同植物的SWEET蛋白转运底物和调控功能不同,目前仅在拟南芥等少数植物中研究较为深入。     

Selective delivery of cargo entities to tumor cells by nanoscale artificial oil bodies

Artificial oil bodies (AOBs) are oil droplets that result from self-assembly of a mixture containing triacylglycerols, phospholipids, and membrane proteins of plant seeds. Owing to their small size, stability, hydrophobic core, biocompatibility, and biodegradability, AOBs were explored to examine their feasibility as a drug delivery carrier. This was approached by fusion sesame oleosin (Ole), the primary membrane protein of seed oil bodies, with a small domain consisting of the arginine-glycine-aspartic acid (RGD) motif. The resulting Ole-RGD fusion protein was overproduced in Escherichia coli and then isolated for reconstitution of AOBs. At the optimal condition, the size of stable AOBs was within the range of 100-400 nm. Furthermore, AOBs entrapped with a hydrophobic fluorescence dye were incubated with human tumor cells. As visualized by fluorescent microscopy and confocal microscopy, the RGD-tagged AOBs were able to selectively target cells expressing the αvβ3 integrin. Moreover, these AOBs were effectively internalized and the fluorescence dye that they carried was subsequently released inside the cells. The percentage of cells internalized by AOBs could reach 80% as analyzed by flow cytometry. Taken together, it illustrates a great promise of this proposed approach for targeted delivery of cargo entities to tumor cells.     

马铃薯水通道蛋白基因cDNA克隆、序列分析及蛋白质结构预测

摘要：以干旱胁迫处理的马铃薯（Solarium tuberosum L.）普通栽培种“GannongShu No.2”叶片为材料，提取总RNA，采用RT-PCR方法，扩增出一个编码288个氨基酸序列的水通道蛋白基因StPIP1( Solarium tuberosum L. plasma membrane intrinsic protein gene) cDNA，GenBank登录号为DQ999080，用生物软件对StPIP1分析表明，StPIP1含有6个跨膜区，具有MIP家族的特征信号序列SGXHXNPAVT，还具有质膜水通道蛋白家族的特征信号序列GGGANXXXXGY和TGI/TNPARSL/FGAAI/VI/VF/YN。聚类分析表明和其他14个物种PIP1类同源性在92％以上，应属于质膜水通道蛋白PIP1类。用运同源建模的思想预测StPIP1蛋白质三级结构，Swiss-Model反馈结果表明和菠菜(2B5F)水通道蛋白结构相似，单体由5个短环相连的6个亲水的跨膜螺旋，N末端、C末端以及B、D环位于细胞内，A环、C环及E环在细胞外，一般以四聚体的形式存在。     

甜叶菊葡糖基转移酶基因UGT76G2的克隆及生物信息学分析

本研究利用RT—PCR方法从甜叶菊（Stevia rebaudian）叶片中分离了与甜叶菊UGT76G1高度同源的UGT76G2基因，该基因编码一条分子量为52．029kD的由458个氨基酸残基组成的多肽，含有C-端所特有的高度保守的信号序列PSPG基序和N-端膜结合序列，属于植物中特有PSPG基序的UGT家族成员。半定量RT—PCR分析表明：UGT76G2在甜叶菊根、茎、叶、花不同组织中具有组织表达特异性，在叶组织中的表达丰度略高，在根中不表达而在茎中表达较低。推断的UGT76G2编码产物与其它参与植物次级代谢产物的糖基转移相关酶同源比对和系统发生分析表明该蛋白与康乃馨（Dianthus caryophyllus）DicGT4、棉花（Gossypium hirsutum）GhUGT1、甜叶菊（Stevia rebaudian）UGT76H1及玉米（Zea mays）BX8的一致性较高，分别为41％、35％、35％和32％。对UGT76G2和UGT76G1的次级结构和立体结构分析发现，苜蓿（Medicagosativ曲UGT71G1与二者的一致性皆为23％，它们有类似的次级结构。在C-端的PSPG信号区内具有10个相同的基质结合位点。但在UGT76G2和UGT76G1之间也有个别位置氨基酸存在差异。它们的N-端含有保守的组氨酸H25和天冬氨酸D124残基，可能与受体的结合有关。     

花生ARAhPR10基因启动子序列的克隆及分析

PR10（pathogenesis-related class10protein）类蛋白与植物的抵御外来病害及系统获得性抗性（SAR）有着紧密联系,本文采用基于PCR的基因组DNA步移法,从抗黄曲霉花生品种粤油20中克隆ARAhPR10（Aspergillus flavus-resistant AhPR10）基因起始密码子ATG上游256bp类似启动子序列,并对其进行植物顺式作用元件数据库PLACE预测分析。结果表明,该类似启动子序列含有4处TATA box和2处CAAT box保守的启动子结构元件,还有6处W-box、1处BIHD1和3处GT-1motif抗逆应答元件,其中W-box常见于PR蛋白的启动子区内参与病程应答。我们初步认为本研究克隆的序列可能是ARAhPR10基因的启动子。     

Detection and localization of oxidized proteins in muscle cells by fluorescence microscopy

In meat, no detailed studies on the intracellular distribution of oxidized proteins during oxidative stress have been performed, to our knowledge. Therefore, we used fluorescence microscopy to detect and locate protein carbonyls, oxidation products of basic amino acids, generated in bovine M. Rectus abdominis during either exposition to a chemical free radical generating system, or refrigerated storage, or cooking. The technique consisted of an immunohistochemical detection of carbonyls by reaction with the specific probe DNPH (2,4-dinitrophenylhydrazine) followed by the sequential addition of a first antibody against DNPH-carbonylated proteins and a CY3-labeled secondary antibody. The fluorescence of the CY3 probe increased regularly with level of free radical generating system and storage time. Moreover, an important heterogeneity of carbonyl distribution was observed, with a higher oxidation level at the periphery than inside the muscle cells. Cooking induced fluorescence increase only at the periphery of cells. Specific coloration of collagen by Sirius red showed that collagen was not involved in fluorescence. We can deduce that accumulation of oxidized proteins observed in the cell periphery was linked to membrane protein oxidation and not to connective tissue oxidation. Biochemical assays were performed in parallel on membrane and myofibrillar proteins to provide complementary quantitative data on level of oxidized proteins.     

基于iTRAQ技术的不同耐热性水稻花药差异蛋白分析

为从蛋白质水平揭示耐热与热敏感水稻花药响应高温胁迫的分子机制,本研究以耐热水稻品系996和热敏感水稻品系4628为材料,采用iTRAQ技术对高温和适温条件下水稻花药进行差异蛋白质组学分析。结果表明,在996高温-996适温、4628高温-4628适温、996高温-4628高温和996适温-4628适温4个比较组中,共筛选到957个差异表达蛋白,其中上调表达蛋白398个,覆盖率达20%以上的蛋白占鉴定总蛋白的50.96%。GO分析显示,抽穗开花期花药差异蛋白主要集中于代谢过程和细胞过程,在细胞组成方面主要分布于胞内部分、细胞器和细胞,分子功能主要涉及催化活性、绑定等。花药差异蛋白通路分析显示,来源于bZIP和DOF家族的2个转录因子差异表达,DOF家族基因上调,bZIP家族基因下调;18个HSPs基因中大部分表达上调;与植物激素和信号传导相关基因大部分表达下调;10个活性氧(ROS)相关基因中5个表现为上调;与次生代谢相关基因大部分下调。本研究结果为揭示水稻花药高温胁迫的应答分子调控机制提供了一定的理论基础。     

植物细菌天山根瘤菌调控基因mrtR在群体感应中的作用

在许多种类的细菌中均发现了luxR/luxI类型的群体感应调控系统,其中luxR是调节基因,对luxI合成自体诱导物(AI,autoinducer)起着正调控作用。通过建库筛选后,测序比对发现天山根瘤菌中存在mrtR/mrtI系统。通过基因敲除和转录水平基因表达对mrtR进行研究,发现mrtR严格调控着mrtI的表达,同时mrtR的表达也受到AI影响,这表明mrtR表达的调控是一种自调控,同时根毛吸附实验显示该基因对根瘤菌与宿主间相互作用密切相关。