Pht1家族在几种植物中的研究进展

植物磷转运蛋白是植物磷营养中必需的一种膜蛋白。植物磷转运子在植物根系中负责磷的吸收、转运,其表达受磷调控,磷元素广泛存在于动植物组织中,是植物生长所必需的大量无机营养元素之一,在诸多代谢过程中都起着举足轻重的作用。在植株中,磷素通过磷酸盐转运蛋白吸收和转运,该蛋白在调控植株对磷素吸收、利用效率等方面具有重要作用。植物基因组中含有大量推测的以基因家族的形式存在的编码磷转运蛋白基因。目前已知的磷转运子分为五大家族Pht1、Pht2、Pht3、Pho1和Pho2。文中主要综述了水稻、大豆、玉米、小麦、拟南芥、番茄、苜蓿、马铃薯中Pht1家族的结构、功能及表达调控方面的研究进展。     

植物对磷饥饿的反应研究进展

磷是构成生命的重要元素之一,也是土壤中有效性最低的一种营养元素。中国是世界上最大的小麦生产国。但是中国耕地中有59%的土壤缺磷。农作物的产量常受到缺磷的影响而受损。土壤缺磷并不是土壤中总磷量低,而是土壤中可供植物直接吸收利用的有效态磷含量低。植物在磷饥饿时会发生各种各样的变化,以尽最大可能满足自身对磷的需求。植物对缺磷的反应是一个复杂的网络过程。大约有100多个基因参与了植物对缺磷的反应。其中主要的有磷转运蛋白基因、核糖核酸酶基因、磷酸酶基因等。植物在吸收外界的磷的过程中磷转运蛋白发挥了重要作用。植物磷转运蛋白基因按照序列相似性可以划分为H /Pi共转运家族(Pht1家族)和Na /Pi共转运家族(Pht2家族)。按照吸收动力学的标准可以分为高亲和力磷转运蛋白和低亲和力磷转运蛋白两种。磷饥饿时植物对磷吸收能力的增强的原因之一是增加了磷转运蛋白分子的合成数目。目前尽管人们对植物吸收磷的理解已经有了长足的进步,但是在植物对磷的具体调控机制、磷的跨液泡膜运输等重要方面仍然没有明确的结果。     

高粱Pht1基因家族的鉴定及其进化和表达分析

磷是生物大分子的重要组成成分,也是植物生长所必需的重要营养元素。利用Phytozome数据库,通过拟南芥Pht1家族、水稻OsPht1家族基因序列在高粱全基因组中的同源比对,鉴定并获得了11个高粱Pht1家族成员的基因序列、基因结构、蛋白序列和染色体定位等信息。利用荧光定量的方法,检测了11个SbPht1基因在缺磷和高磷处理下的表达差异。结果表明,在缺磷条件下,大部分SbPht1基因表达量上升。高磷胁迫下,SbPT1、SbPT4、SbPT6、SbPT7、SbPT8、SbPT9和SbPT10在根中的表达量上升,SbPT3和SbPT5在地上部的表达量上升。分析高粱全基因组磷转运蛋白,对于研究植物在磷吸收过程中的分子生物学基础,改良植物吸收和利用磷素意义重大。     

番茄PHT1家族磷转运蛋白研究进展

磷转运蛋白是番茄植株体内磷转运的重要载体,参与磷元素的吸收与转运,可有效提高番茄植株的磷吸收效率。近几年来,对植物磷转运蛋白1 (phosphate transporter1,PHT1)的研究逐渐深入。在番茄上已经发现了8个PHT1家族基因,即Le PT1～Le PT8,其对番茄磷吸收和转运具有重要作用。本文对番茄PHT1家族基因的研究进展进行了综述,并对未来番茄PHT1研究的发展方向提出了展望。     

高亲和力玉米转磷蛋白基因B103-Zm5473电子克隆及其生物信息学分析

采用电子克隆技术,从玉米自交系B103中克隆出1个高亲和力转磷蛋白基因B103-Zm5473。测序及生物信息学分析结果表明:从B103中克隆的目标DNA序列长度为2 218bp,包含1 608bp构成的开放阅读框(ORF),编码由535个氨基酸组成的蛋白;与玉米标准基因组上注释的基因GRMZM2G045473相比,在DNA序列上存在1个碱基差异,但所编码的蛋白完全相同。生物信息学分析结果表明:来自B103的目的基因编码的B103-Zm5473P蛋白含有转运蛋白FMS超基因家族的高亲和力转磷蛋白Pht1家族蛋白的特征序列GGDYPLSxxIxSE,具有由12个跨膜区和13个亲水区;在13亲水区中,包括N-末端亲水区和C-末端亲水区在内的7个亲水区伸入细胞内部,另外6个亲水区伸出细胞的外部,在第6和第7跨膜区之间存在1个大的亲水区的特征。故该研究中克隆的基因B103-Zm5473,初步推断为Pht1家族的高亲和力转磷蛋白基因。     

植物磷胁迫条件特异性表达基因研究进展

磷是植物生长发育必须的元素,然而多数土壤中可利用磷的含量却很少能满足作物的需要,因而作物磷素营养研究成为广泛研究的课题。目前,磷素营养的研究已深入到分子水平。在磷缺乏时,植物根和茎中发现了许多磷缺乏特异性表达的基因,包括高亲和力磷转运子、有机酸的分泌相关基因、酸性磷酸酶、TPSI1/Mt4基因家族等。这些磷缺乏特异性基因的表达对植物吸收利用磷起到重要作用。磷缺乏特异性表达基因的研究为了解植物适应磷胁迫的机制、提高磷利用率改良作物奠定了基础。     

植物体内Na/K转运体研究进展

综述了目前发现的植物体内Na/K转运蛋白主要是HAK和HKT家族基因,其中HAK家族基因主要负责高亲合K的吸收和运输,而HKT家族基因不仅具有高亲合K的吸收和转运的功能,而且还具有大量吸收和转运Na的功能,同时在植物抗盐性上具有一定的作用。     

植物营养元素运输载体的功能及其调控机制研究进展

植物营养必需元素包括氮(N)、磷(P)、钾(K)和锌(Zn)等,它们参与调控植物许多生理、生化过程,是直接影响作物产量和品质的关键因子,但其过度积累也会对植物细胞或个体造成毒害。因此,这些营养元素的吸收和转运过程在细胞水平上必须被严格调控。本文以模式植物拟南芥和水稻为对象,简要总结了高等植物中这些元素转运蛋白的类型及理化性质,阐述了其生物学功能及其作用机制,如N转运蛋白家族(NPF、NRT2、CLC、SLAC/SLAH和AMTs)、P转运蛋白家族(PHT1、PHT2、PHT3、PHT4和PHT5)、K转运蛋白家族(KT/HAK/KUP、HKT、CHX和KEA)和Zn转运蛋白家族(ZIP、CDF和P1_B型ATP酶)。由于细胞质膜内吞是胞外物质吸收、质膜受体或转运蛋白丰度调控的重要途径,因此,本文还分析了转运蛋白内吞调控在植物细胞营养元素吸收与转运中的功能。最后,对未来转运蛋白的功能及其调控机制研究进行了展望,为作物养分高效利用和品质遗传改良提供新的研究思路和策略。     

磷转运蛋白AsPT6对紫云英结瘤及固氮酶活性的影响

采用组织定位、超表达及RNAi等方法对紫云英中的Pht1家族磷转运蛋白AsPT6进行了研究。时空表达结果显示,AsPT6基因在根、茎、叶中均有表达,接种根瘤菌后在根和根瘤中高量表达;化学组织定位分析表明,AsPT6在根和根瘤的维管组织及根和根瘤连接处均有表达,起到向根瘤转运磷的作用;超表达及RNAi结果显示AsPT6能显著影响紫云英的结瘤及固氮酶活性。这些研究结果表明,AsPT6参与根瘤形成和发育过程中磷的转运。     

菌根化马尾松磷转运蛋白家族基因的生物信息学和表达分析

利用同源克隆法从菌根化马尾松中获得14条磷转运蛋白基因片段,对其中6条(PmP1~PmP6)编码的氨基酸序列进行了比对和同源性分析,检测了不同磷水平下各成员的表达模式.结果表明,PmP1~PmP6编码氨基酸序列具有Pht1磷转运蛋白家族的典型特征,成员间相似性达70%以上.系统分析表明,它们分为5个亚组,与双子叶植物的同源性较高,且高度进化保守.综合分析半定量和荧光定量PCR结果显示,PmP1~PmP6的表达受外生菌根诱导,且根、茎和针叶中均有表达.未接种菌根真菌时,PmP1~PmP6在针叶中表达量最高,其次为根;接种后,根中表达活性升高,其表达量与生长环境中磷水平相关,低磷条件下被高效激活,高磷条件反而抑制其表达.因此,PmP1~PmP6参与菌根化马尾松体内磷的吸收和转运过程.     

1,1'-二茂铁衍生物的合成研究

对5种二茂铁衍生物的合成方法进行了研究,优化了以乙酰氯作为酰化剂来合成1,1’-二茂铁二乙酮和用次氯酸钠作氧化剂来合成1,1’-二茂铁二甲酸的方法,另外还改进了用MnO2氧化1,1’-二茂铁二甲醇合成1,1’-二茂铁二甲醛的方法,使反应时间缩短,后处理方便且产率有了很大的提高.     

渭北旱塬冬小麦籽粒PPO活性和YP含量基因型的分子检测

籽粒多酚氧化酶(PPO)活性和黄色素(YP)含量是影响小麦面粉白度的2个重要因素。为了解渭北旱塬冬小麦控制PPO活性(Ppo-A1和Ppo-D1)和YP含量(Psy-A1和Psy-B1)基因位点的等位变异组成和分布,本研究利用其功能标记PPO16、PPO18、PPO29、YP7 A、YP7 A-2、YP7 B-1和YP7 B-2,对46份渭北旱塬小麦品种的4个位点等位变异进行检测与分析。结果表明,渭北旱塬小麦品种在控制PPO活性Ppo-A1位点存在2种等位变异,即Ppo-A1 a和Ppo-A1 b,分别占48.3%和54.3%;在Ppo-D1位点也存在2种等位变异,即Ppo-D1 a和Ppo-D1 b,分别占54.3%和48.3%。2个位点存在4种等位变异组合类型,即Ppo-A1b/Ppo-D1 a(最低PPO活性)、Ppo-A1a/Ppo-D1 b(最高PPO活性)、Ppo-A1b/Ppo-D1 b(较低PPO活性)、Ppo-A1a/Ppo-D1 a(较高PPO活性),分别占34.8%、28.2%、17.4%、9.6%。在控制YP含量Psy-A1位点存在2种等位变异,即Psy-A1 a和Psy-A1 b,分别占56.5%和43.5%,没有发现含Psy-A1 c等位变异品种;在Psy-B1位点,存在3种等位变异,其中以Psy-B1 a为主(52.2%),Psy-B1 b次之(41.3%),Psy-B1 c较少(6.5%)。控制YP含量2个主效位点存在6种不同变异组合类型,以Psy-A1 a/Psy-B1 a(较高YP含量)比例最高(39.1%),Psy-A1 b/Psy-B1 b(最低YP含量)(28.3%)次之,其次为Psy-A1 a/Psy-B1 b(中等YP含量)(13%)和Psy-A1 b/Psy-B1 a(较低YP含量)(13%),以Psy-A1 a/Psy-B1 c(最高YP含量)(4.3%)和Psy-A1 b/Psy-B1 c(2.1%)比例最低。总体来看,渭北旱塬地区小麦含低PPO活性的基因等位变异组合所占比例较高,较高YP含量的等位变异组合所占的比例较高。     

基于RTK差分GPS的平地机作业质量评估

为了取得平地机作业质量数据,评估RTK差分GPS平地机作业质量效果,对853农场约0.3 hm~2水田进行了搅浆平地试验。先使用了传统的农田作业质量评估方法来对其进行简单的初步评估,为了得到更加准确的评估数据,再使用了精确的农田质量评估方法。评估结果表明,使用RTK差分GPS平地机进行农田平地作业,能够满足农田平整精度要求。     

高职园林技术专业“1＋1＋1”工学结合人才培养模式研究

为了提高人才对社会需求的适应能力,以职业为导向,以能力为本位,以任务为载体,就苏州农业职业技术学院3年制高职园林技术重点专业建设为例,积极探索和研究工学结合人才培养模式在专业建设上的创新思路及主要实施途径。     

基于生物量的油菜叶曲线模型

叶片是油菜最主要的光合器官之一。为定量描述油菜主茎叶曲线,基于2011~2012年和2012~2013年不同品种、移栽密度及施肥水平油菜田间试验,通过观测不同处理油菜叶片的长度、切角、弦角和弦长,分析了直叶片叶曲线方程的生物学意义,构建了直叶片概率模型;假设并验证了弯曲叶片叶曲线方程,定量了叶弯曲度与生物量的关系,构建了叶曲线模型。结果显示,直叶片概率在归一化叶位区间(0,0.4]和(0.4,1]内趋势不同,可用分段函数拟合;叶弯曲度随生物量的增大而减小,可用倒数函数拟合。所建模型利用直线方程模拟直叶片叶曲线,用二次函数模拟弯曲叶片叶曲线。经独立试验资料检验,所建模型对直叶片概率及叶弯曲度均具有较好预测性。     

紫山药黄酮醇合成酶DaFLS1基因的克隆和表达分析

为了解黄酮醇在紫山药中的合成特点,利用3'-和5'-RACE技术从紫山药中分离到黄酮醇合成酶Da FLS1基因编码序列(Gen Bank登录号:KJ022640)。Da FLS1基因编码序列全长为1 113 bp,其开放阅读框长度为1 005 bp,编码334个氨基酸。Da FLS1蛋白质属于水溶性胞质不稳定蛋白质,无跨膜区和信号肽结构。保守区域分析结果显示,Da FLS1蛋白质属于α-酮戊二酸和二价铁离子依赖型的加氧酶家族[2OG-Fe(II)Oxygenase superfamily];Da FLS1氨基酸序列与水仙(AFS63900)同源性最近(75%),其次是洋葱(AAT68476,74%),与金鱼草(ABB53382)的同源性仅为66%。系统进化分析结果显示,紫山药与其他作物亲缘关系较远。Da FLS1在紫山药幼嫩叶片中表达水平最高,并且在紫山药幼叶中的表达有2个高峰期,而在其他组织中的表达量极低或不表达,即Da FLS1在紫山药中的表达情况符合黄酮醇合成酶基因(FLS)的特征。上述结果说明,得到的基因为紫山药黄酮醇合成酶基因Da FLS1,具有FLS基因的生物信息学特征和表达特征。     

GC含量丰富的人Ⅰ型原胶原蛋白基因片段克隆及其序列分析

鉴于做转基因牛羊乳腺生物反应器的需要,根据GenBank中所公布的人Ⅰ型原胶原蛋白基因序列设计引物,利用健康人的胎盘中提取的基因组DNA为模板,通过优化的长距离PCR,成功地克隆出GC含量丰富的人Ⅰ型原胶原基因组DNA片段,序列测定与分析的结果显示中国人Ⅰ型原胶原蛋白基因组DNA片段与GenBank中所公布出来的序列所对应的部分有99.5%的同源性,其中外显子部分与GenBank中的对应部分完全一致;而在内含子中,本研究克隆到的基因与GenBank中公布出来的序列有不少差异,尤其表现在内含子1和2中,其中内含子2要比GenBank中公布的基因内含子2多出14个碱基,这14个碱基具体有什么作用尚需要进一步阐明,内含子间的差异凸显了东西方人种之间基因序列的多态性.     

残膜对土壤水分运移的影响

采用室内模拟的方法对残膜影响土壤水分运移进行了研究。结果表明,残膜会阻碍土壤水分向上移动,而且残留量和残膜面积越大,阻碍作用越明显。此外,残膜对土壤水分下渗有一定的促进作用。     

农业企业知识型员工的人际信任与知识共享关系研究

知识型员工之间的知识共享是实现个体知识集体化的主要方式,是农业企业获得核心竞争力的重要途径。在回顾人际信任与知识共享关系的基础上,引入知识共享意愿作为中介变量,着重探讨农业企业知识型员工的认知信任与情感信任能否通过知识共享意愿对知识共享行为产生影响。研究表明,高水平的认知信任、情感信任都会对知识型员工的知识共享行为产生积极影响,其中认知信任对知识共享行为的影响较为显著;人际信任通过知识共享意愿对知识共享行为产生积极影响。