吕东平研究组在细菌中实现植物泛素化途径的重建

<正>泛素化是一种重要的真核生物蛋白质翻译后修饰方式,它决定了被修饰蛋白的命运。泛素化的过程分为三步系列的酶促反应,分别由E1、E2和E3来催化,并最终使泛素共价地结合到了底物蛋白上。通常来讲,整个泛素化途径至少需要五个蛋白的参与:泛素单体、E1、E2、E3和底物蛋白。中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心吕东平研究组利用合成生物学的手段,将编码以上5个植物蛋白的基因同时在同一大肠杆     

谢旗研究组揭示植物激素ABA受体的稳定性调控机制

正泛素化修饰在植物的生长发育及抵抗外界不良环境中起着非常重要的作用。泛素化过程是由泛素激活酶(E1)、泛素结合酶(E2)和泛素连接酶(E3)介导的级联催化反应,最终将泛素加到底物蛋白上,从而影响底物蛋白的稳定性、活性或者细胞定位等。泛素化被证明在植物激素受体的稳定性调     

不同低温下核桃枝条抗寒性生理生化指标分析

为了加快山西省核桃抗寒育种的进程,深入挖掘核桃抗寒资源,为核桃生产育种提供理论依据,以山西省主要推广的核桃品种‘礼品1号’、‘礼品2号’、‘中林1号’、‘中林5号’、‘辽核1号’、‘辽核3号’和‘晋龙1号’7个品种为试材,对其被迫休眠期1年生枝条在不同低温条件下的可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸含量、超氧化物歧化酶(SOD)及过氧化物酶(POD)酶活性等部分抗寒性生理生化进行了测定比较。结果表明：随处理温度的降低,所测指标中可溶性蛋白含量和POD酶活性呈现“降—升—降”的变化。可溶性糖、脯氨酸含量、SOD酶活性的变化幅度不大。‘礼品1号’和‘礼品2号’在可溶性糖、脯氨酸含量变化幅度较大。综合分析各品种抗寒性生理生化指标,可推测其抗寒性强弱顺序：‘礼品2号’最强,‘礼品1号’次之,‘辽核3号’和‘中林5号’抗寒性居中,‘晋龙1号’、‘中林1号’、‘辽核1号’依次降低。     

3个‘金槐’品种的生理特性比较

探究不同金槐品种的抗性能力,为‘金槐’的品种选择以及栽培生理提供科学依据。以3个‘金槐’品种为研究对象,测定光合指标、丙二醛、脯氨酸含量及超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶的活性。结果表明,3个‘金槐’品种的光响应曲线变化趋势基本一致,但在光合有效辐射达到800 μmol/(m²·s)后,‘金槐J2’的净光合速率明显大于‘金槐J1’与‘金槐J3’。3个‘金槐’品种的光饱和点、净光合速率、气孔导度、胞间CO₂浓度、蒸腾效率、脯氨酸含量、过氧化氢酶活性、超氧化物歧化酶活性、过氧化物酶9个指标都表现出相同的规律,其由高至低顺序为‘金槐J2’、‘金槐J1’、‘金槐J3’。丙二醛含量由高至低顺序为‘金槐J3’、‘金槐J1’、‘金槐J2’。综合考量,‘金槐J2’对缺水、干旱的条件有较强的适应能力,抗逆性强,可作为推广种植的首选品种。     

盐胁迫下刺槐生理响应及耐盐性综合评价

为了研究4个刺槐品种(‘豫刺1号’、‘豫引1号’、‘豫引2号’、‘刺槐3-I’)在不同浓度Na Cl(0、200、400 nmol/L)胁迫处理下的生理响应并对其耐盐性进行评价排序,根据10项生理指标的统计结果,利用隶属函数法对刺槐的耐盐性进行综合评价。结果表明:在400 nmol/L Na Cl胁迫下,刺槐叶片的相对含水量、叶绿素含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量降低,相对电导率、丙二醛含量、脯氨酸含量、过氧化物酶活性升高,不同品种间升高或降低的幅度各不相同。过氧化氢酶和超氧化物歧化酶的活性在不同品种中变化趋势各不相同。4个刺槐品种的耐盐性依次为‘豫引1号’‘豫引2号’‘豫刺1号’‘刺槐3-I’。     

疣粒野生稻泛素结合酶基因的全长cDNA序列克隆与分析

从已构建疣粒野生稻消减cDNA文库中随机挑取阳性单克隆经测序得到ESTs, 通过生物信息学分析, 选取与泛素结合酶具有同源功能的EST以RACE技术分离克隆到1个疣粒野生稻泛素结合酶基因的全长cDNA序列, 命名为OmE2 (Oryza meyerianaBaill. ubiquitin-conjugating enzyme, OmE2), 该序列长917 bp, 最大开放阅读框为528 bp, 编码的蛋白具有175个氨基酸, 该蛋白的分子量为19.31 kD, 理论等电点为9.32。OmE2蛋白与其他物种的泛素结合酶具有高度的一致性和相似性, 含有泛素结合酶活性位点的保守序列及半胱氨酸残基, 且具有3个跨膜结构域, 推测OmE2是一类泛素结合蛋白兼跨膜蛋白。经RT-PCR分析, OmE2基因是受白叶枯病病原菌胁迫诱导表达的, 是首次从野生稻中发现的可能参与疣粒野生稻胁迫信号传导和抗病应答反应的基因。     

小麦返白系返白期间的蛋白质组分变化及其返白机制研究

小麦返白系是研究小麦新矮源1号时发现的自然突变系,其特点是春季发生阶段性叶片白化,后又复绿,4月中旬后植株恢复正常,白化叶片达2～3片,复绿过程中长出新生绿叶,幼嫩白化叶片亦可复绿,返白系自发现以来受到多方重视并进行了多方面研究,结果表明:返白特性是母系遗传,白化的直接原因是叶绿素合成受阻.返白系返白期间蛋白质含量变化很大,随返白可溶性蛋白水解酶活性升高,在复绿过程中趋势又相反.返白特性的表达受外界环境(光,温,水等)影响,尤其以温度影响最大,没有低温就没有返白.鉴于以上研究,本文利用SDS-PAGE及IEF,SDS-PAGE双向电泳对返白系近白期间的叶片可溶性蛋白进行了分析,探讨返白系返白期间的蛋白质组分变化与返白的关系.     

不同水稻品种干物质积累与产量性状的相关研究

为了探讨黑龙江省南部稻区不同水稻品种干物质积累与产量性状的相互关系,选用了该稻区不同时期主栽的6个品种为试验材料,通过田间小区对比试验进行研究,结果表明：不同水稻品种干物质积累总的趋势是前期低、后期高、中期次之;不同水稻品种抽穗前、抽穗后干物质积累量比例不同,抽穗后干物质积累量明显高于抽穗前干物质积累量;干物质积累量由高到低的品种为‘松粳9号’、‘松粳3号’、‘松粳2号’、‘松粳6号’、‘五优稻1号’、‘藤系138’;产量由高到低的品种为‘松粳9号’、‘松粳3号’、‘松粳6号’、‘松粳2号’、‘五优稻1号’、‘藤系138’;拔节至齐穗期和齐穗至成熟期干物质积累量与产量呈显著正相关;抽穗前干物质积累量与每穗粒数、千粒重呈极显著正相关;抽穗后干物质积累量与产量呈显著正相关;总干物质积累量与产量呈极显著正相关;成穗率与产量呈极显著正相关,结实率与产量呈显著正相关。合理提高拔节至成熟期干物质积累量有利于提高本稻区水稻产量。     

叶菜型甘薯品种的品质综合评价分析

本研究通过对18种叶菜用甘薯品种叶片中的蛋白质、总酚、氨基酸、抗坏血酸、纤维素、维生素E含量等指标进行测定,结果表明：不同品种间的物质含量差异显著,蛋白质、VB1含量最高的是‘鄂菜薯1号’;总酚含量最高的是‘福薯23’;氨基酸含量最高的是‘福薯7-6’;维生素C含量最高的是‘湛菜台71’;类黄酮含量最高的是‘黔菜薯1号’;维生素E含量最高的是‘湘薯18’;VB6含量最高的是‘湘菜薯2号’;纤维素含量和亚硝酸盐含量最低的是‘广菜薯5号’。经隶属函数综合分析,品质最佳的品种为‘鄂菜薯1号’,排名前5的依次为‘鄂菜薯1号’、‘黔菜薯2号’、‘黄叶菜薯’、‘福薯23’、‘黔菜薯1号’。经相关性分析,总酚含量与氨基酸含量、总酚含量与类黄酮含量、氨基酸含量与纤维素含量之间存在相关性。本研究通过对不同品种进行品质分析,为品种资源的进一步利用研究提供理论依据。     

平欧榛枝条可溶性蛋白及可溶性糖含量与抗寒性关系的研究

为加快山西省平欧榛抗寒育种的进程,深入挖掘平欧榛抗寒资源,为平欧榛生产育种提供理论依据,以 ‘85-28’、‘达维’、‘薄壳红’、‘B-11’、‘玉坠’、‘84-72’、‘魁香’、‘辽榛3号’等生产中主要的8个平欧榛品种（系）成熟1年生枝条为试材,在自然越冬过程中,对其可溶性蛋白、可溶性糖含量进行测定及差异性分析,并结合露地越冬试验,分析与抗寒性的关系。结果表明,在休眠主要低温期,各品种可溶性蛋白及可溶性糖含量均随温度降低呈递增趋势,且抗寒性强的品种较抗寒性弱的增幅大,平欧榛抗寒性与可溶性蛋白及可溶性糖含量呈正相关性。试验各品种（系）抗寒性强弱顺序依次为‘B-11’、‘达维’、‘85-28’、‘84-72’、‘辽榛3号’、‘玉坠’、‘薄壳红’和‘魁香’,与冻害调查结果相吻合。     

不同近等基因系氨基酸含量及食味特征的研究

为了探究优质食味与氨基酸含量及代谢的关系,选用3对近等基因系为材料,以优质食味品种‘津稻102’为参照,分析了代谢盛期叶片游离氨基酸含量。研究结果表明,‘津稻102’游离氨基酸含量最低(0.158%),谷氨酸(0.210%)、天冬氨酸(0.014%)、精氨酸(0.006%)含量也较低。表现为谷草转移酶活性低。代谢水平低,可能是优质食味品种产量相对较低的原因之一。SC-TN1与‘农林29’之间的谷氨酸、天冬氨酸、精氨酸含量没有显著差异,但是,苯丙氨酸含量差异较大。来自‘小站95’的3个近等基因系4-4、2-41、2-42之间总氨基酸有差异,谷氨酸有差异。来自于‘日本晴’的组2-41、组2-42与‘日本晴’在氨基酸总量、天冬氨酸、谷氨酸有较大差异,暗示它们的食味有一定差别。决定稻米食味的主要因素是直链淀粉和蛋白质含量,游离氨基酸含量与食味也有一定关系。     

四个杂交种质白胡椒精油化学成分的研究

为了研究‘班×印2号’、‘班×印6号’、‘班×印7号’、‘班×印8号’4个不同杂交种质白胡椒精油的化学成分。以印尼大叶种和班尼约尔1号为杂交亲本的4个杂交种质：‘班×印2号’、‘班×印6号’、‘班×印7号’、‘班×印8号’为原料,通过GC-MS对这4个杂交种质白胡椒精油的化学成分进行分析。结果表明：（1）胡椒品种不同对胡椒精油化学成分的种类与含量都有显著影响。（2）3-蒈烯、柠檬烯、石竹烯、α-石竹烯、β-蒎烯、β-月桂烯、δ-榄香烯和α-蒎烯8种烯类物质是这4个杂交种质白胡椒精油中含量较多的化学成分。其中,‘班×印8号’杂交种质白胡椒精油中3种特有成分是(+)-环苜蓿烯、白菖油烯和β-萜品烯;‘班×印2号’杂交种质白胡椒精油、‘班×印6号’杂交种质白胡椒精油与‘班×印7号’杂交种质白胡椒精油中单独共有的3种成分是α-萜品烯、β-侧柏烯和α-蛇床烯。不同杂交种质白胡椒精油化学成分的种类与含量差异显著。     

‘稷紫黑麦9号’的选育与性状分析

为了选育优质高产的黑小麦新品系,首先用‘西农2208’和‘珍选1号’杂交,获得高产黑色小麦,将F₁代作为父本再和优质普通小麦‘96(38)18-2’进行杂交,育成黑小麦新品系‘稷紫黑麦9号’。‘稷紫黑麦9号’聚合了3个不同小麦亲本的优良性状,产量为7306.09 kg/hm²左右,达到生产推广的水平;加工品质达到国家优质面包小麦的标准,沉降值53.4 mL,湿面筋含量35.3%,稳定时间13.6 min;营养品质良好,蛋白质含量为15.4%,各种氨基酸成分高于普通小麦。微量元素中,钙、铁、锌高于普通小麦;抗病性良好,‘稷紫黑麦9号’高抗条锈病和白粉病。‘稷紫黑麦9号’具有较高的营养价值和保健作用,所以其应用和推广具有广阔的前景。     

大麦籽粒β-葡聚糖含量的积累规律

为了解不同播期对大麦籽粒β-葡聚糖含量的影响及大麦籽粒β-葡聚糖含量的积累规律,以‘苏啤6号’和‘藏青25’为试验材料,在2年3个播期下,测定开花后多个时期大麦籽粒β-葡聚糖含量。结果表明,不同播期下,‘苏啤6号’籽粒β-葡聚糖含量无差异,‘藏青25’籽粒β-葡聚糖含量差异显著,播期为11月上旬时β-葡聚糖含量最高;在正常播期下（10月下旬）,大麦β-葡聚糖含量从开花到开花后30天间,呈逐渐增长的趋势,开花后30天以后趋于稳定;花后籽粒β-葡聚糖含量的积累速率在花后1~5天、20~25天积累速率呈现峰值。播期对不同大麦品种籽粒β-葡聚糖影响不同,花后1~5天、20~25天是大麦籽粒β-葡聚糖含量积累的关键期。     

杂交水稻制种过程中籽粒内源激素含量的动态变化

穗发芽对粮食生产造成巨大的经济损失,为研究穗发芽前杂交水稻制种中杂交种子籽粒内源激素含量变化关系。采用HPLC等方法,以2个杂交水稻组合‘Y两优1号’（亲本为Y58S× R9311×）和‘II优416’（ Ⅱ-32A×R416）为材料,在水稻制种过程中进行穗发芽实验。发现组合‘Y两优1’号种子比‘II优416’易于穗发芽。同时测定了两组合在授粉15 ~27 天期间种子内源激素（IAA﹑GA1﹑ZR和ABA）含量的变化,易穗发芽的‘Y两优1号’内源激素ZR﹑IAA和GA1含量高于‘II优416’,ABA含量低于‘II优416’,且‘Y两优1号’籽粒内源GA1/ABA比值在整个过程中均大于‘II优416’。由此可见,杂交水稻制种过程中出现穗发芽现象的最主要原因是穗发芽前期种子内GA1的含量高于ABA且在发生穗发芽时GA1/ABA比值比较大。     

‘云抗 10号’ 红碎茶的香气成分组成研究

‘云抗10号’是目前云南省推广面积最大的无性系茶树品种。本研究旨在探明‘云抗10号’为鲜叶原料加工的红碎茶香气成分组成。采用GC-MS技术对‘云抗10号’红碎茶的香气成分进行分析。从中检测出7类42种化合物,包括醇类、醛类、酯类、碳氢化合物、酮类、酚类及杂氧化合物。相对含量较多的前10种化合物依次为:芳樟醇、水杨酸甲酯、2-已烯醛、橙花醇、α-萜品醇、3,7-二甲基-1,5,7-辛三烯-3-醇、α-乙酸松油酯、苯乙醛、2,6-双(1,1-二甲基乙基)-4-甲基苯酚、1,2,4,5-四甲基苯,这10种化合物占了检测出总量的70.41%,是构成‘云抗10号’红碎茶赋香物质的基础。‘云抗10号’红碎茶主要的特征性成分是芳樟醇、水杨酸甲酯,且含量较高,其香型表现为稍带甜香尚鲜爽的香气特征。     

杂交水稻制种过程中谷粒内源激素含量的动态变化

穗发芽对粮食生产造成巨大的经济损失,为研究穗发芽前杂交水稻制种中谷粒内源激素含量变化,采用HPLC等方法,以2个杂交水稻组合‘Y两优1号’(亲本为Y58S×R9311)和‘II优416’(亲本为Ⅱ-32A×R416)为材料,在水稻制种过程中进行穗发芽试验。发现组合‘Y两优1号’种子比‘II优416’易于穗发芽。同时测定了两组合在授粉15~27天期间种子内源激素(IAA、GA1、ZR和ABA)含量的变化,易穗发芽的‘Y两优1号’内源激素ZR、IAA和GA1含量高于‘II优416’,ABA含量低于‘II优416’,且‘Y两优1号’籽粒内源GA1/ABA比值在整个过程中均大于‘II优416’。由此可见,杂交水稻制种过程中出现穗发芽现象的主要原因是穗发芽前期种子内GA1的含量高于ABA,且在发生穗发芽时GA1/ABA比值比较大。     

内蒙古河套地区小麦粉风味物质GC-IMS分析

为了研究河套小麦麦香味的本质,以期找出河套春小麦和冬小麦之间的风味及风味物质差异,采用气相离子迁移谱(GC-IMS)对河套产‘永良4号’小麦风味物质进行测定,同时选取冬小麦品种‘新麦26’和‘百农4199’作为对照品种。在3个小麦粉样品中共检测到风味物质73种,其中醛类26种,醇类15类,酮类12种,酯6种,酸3种,酚2种,呋喃类和烯类各1种。‘永良4号’检测出的风味物质中,醛类物质含量最高,占30.55%,其次是酮类占30.28%,醇类占27.80%,其余组分占比较小,分别为酚类占3.19%,酸类占1.70%,酯类占1.62%,2-戊基呋喃和α-蒎烯共占0.87%。河套地区产‘永良4号’麦芽酚、丁醛等风味物质含量高,与‘百农4199’、‘新麦26’在不同风味物质含量上具有较大差异。这些具有特殊香气的风味物质含量高,可能是导致河套小麦麦香味浓郁的物质基础。     

甘蔗类泛素蛋白UBL5应答SCMV侵染及其与SCMV-6K2的互作

泛素化修饰在蛋白功能调控、生长发育和逆境应答中具有重要作用。类泛素蛋白(ubiquitin-likeproteins,UBLs)是泛素-蛋白酶体系统(ubiquitin-proteasome system,UPS)的重要组分。本课题组前期利用酵母双杂交(yeast two-hybrid,Y2H)技术从甘蔗(Saccharumspp.hybrid)中分离鉴定了1个与甘蔗花叶病毒(Sugarcane mosaic virus,SCMV)编码蛋白6K2互作的类泛素蛋白UBL5,命名为Sc UBL5,长度为73aa。本研究利用双分子荧光互补(bimolecular fluorescence complementation,BiFC)试验进一步证实了Sc UBL5与SCMV-6K2互作;生物信息学分析表明, Sc UBL5为稳定的亲水性非分泌蛋白,无信号肽和跨膜结构。系统进化树分析表明, Sc UBL5具有明显的种属特异性。亚细胞定位分析表明,Sc UBL5定位于细胞质和细胞核。实时荧光定量PCR分析发现,Sc UBL5基因的表达具有明显的组织特异性,在完成形态建成的正一叶、第7叶、根和第8节间...     

低温对大白菜幼苗生长及生理指标的影响

比较不同基因型大白菜对低温冷害的响应,为黑龙江大白菜种植及耐低温品种选育提供依据。白菜幼苗生长至3叶1心时,转入人工气候箱中进行低温处理3天,对6个白菜品种进行生物产量及生理性状测定与分析。结果表明：低温胁迫条件下,6 个供试品种生物产量及叶绿素含量均呈下降趋势。除‘新锉四号’外,其余5 个大白菜品种的可溶性蛋白含量在低温处理下均高于常温对照。除‘抗病91-12’外,其余5 个品种的过氧化物酶活性在低温处理下均高于常温对照。6 个大白菜品种耐冷性能力依次为：‘新北京三号’＞‘农学昌五小根’＞‘牡丹江二号’＞‘义和九号’＞‘抗病91-12’＞‘新锉四号’。因此,‘新北京三号’可作为耐冷性品种在黑龙江地区进行种植。