水稻育秧肥的壮秧效应及其蛋白质组学分析

 通过比较育秧肥和化肥作基肥的早稻秧苗质量的差异,及在这两种育秧条件下水稻叶片的蛋白质组表达差异,揭示了育秧肥的壮秧机理。结果表明,育秧肥具有促进秧苗分蘖和发根,使秧苗矮壮,提高秧苗叶绿素含量和光合生产能力,提高秧苗综合素质等作用。经双向电泳分离,获得了18个不同处理下发生差异表达的蛋白质。经质谱分析,其中16个蛋白质得到鉴定,包括9个参与光合作用的蛋白质,3个与蛋白质合成密切相关的蛋白质以及3个与抗性相关的蛋白质和1个未知功能蛋白质。      

荔枝LcMYB1异源表达促进矮牵牛和番茄花色苷的积累

为分析荔枝LcMYB1的功能,以白色‘W115’矮牵牛和‘Micro-Tom’番茄为材料,利用农杆菌介导法将LcMYB1在矮牵牛和番茄中异源表达,观测转基因植株表型。结果表明：与‘W115’相比,转基因矮牵牛的叶片和花瓣中积累了花色苷,且矮牵牛花色苷生物合成结构基因PhCHS和PhDFR、调控基因PhAN1的表达显著上调;与野生型‘Micro-Tom’番茄相比,转基因番茄的叶片和花药中积累了花色苷,且相应组织花色苷生物合成结构基因SlDFR、调控基因SlAN1和SlJAF13的表达显著上调,虽然果实中没有积累花色苷,但SlAN1和SlJAF13表达也显著上调。LcMYB1在矮牵牛和番茄中异源表达时通过上调花色苷生物合成关键结构基因和调控基因bHLH的表达诱导花色苷积累。因此,荔枝LcMYB1是花色苷生物合成中的关键转录因子,具备异源转化利用的潜力。     

水稻抗病基因介导的抗白叶枯病反应中蛋白质表达谱的比较分析

采用双向电泳 质谱分析技术,比较分析了水稻在接种白叶枯病菌 （Xanthomonas oryzae pv. oryzae）1、4、8、24、72 h 后蛋白质表达谱的差异。通过比较接种白叶枯病菌和对照之间、接种不同白叶枯病菌生理小种之间的表达差异,鉴定了72个差异表达的抗病相关蛋白点,对其中部分点的蛋白质进行了电离子喷雾二级质谱学分析鉴定,确定了11个抗病反应中差异表达的蛋白质。     

水稻花粉总蛋白质双向凝胶电泳方法建立及应用

采用石英砂加液氮研磨方法破碎花粉,然后用两种不同的方法提取水稻花粉总蛋白质,之后采用固相pH梯度等电聚焦/SDS PAGE 双向凝胶电泳对红莲型细胞质雄性不育水稻单核期花粉总蛋白质进行了分离。通过银染显色, PDQuest 2DE软件可识别约1 000~1 500个蛋白质点。其中TCA 丙酮提取法更适合提取花粉总蛋白质进行双向凝胶电泳分离,并可获得分辨率和重复性较好的双向电泳图谱。对红莲型细胞质雄性不育水稻的不育系单核期和二核期花粉总蛋白进行了双向电泳分离,通过比较两个时期花粉蛋白质电泳图谱后发现,二核期的花粉蛋白质较单核期花粉蛋白质数目减少,并且部分蛋白质表达量下降。     

番茄NAM基因的克隆与遗传转化

为了研究番茄NAM基因的功能,利用RT-PCR技术从番茄cDNA中分离了NAM(GenBank登录号:FJ435163.1)基因,该基因ORF全长1 053 bp,共编码351个氨基酸,N端含有NAC结构域.定量RT-PCR分析结果表明,该基因在番茄的根、茎、叶、花和果实中均有较强表达.为了进一步研究番茄NAM基因的功能,构建了NAM基因的超表达载体pLP100-35S-NAM,通过农杆菌介导法转化番茄,并获得抗性植株.经表型分析,转基因番茄植株矮小,生长受到抑制,叶片形态异常,表明NAM基因影响番茄顶端分生组织(SAM)的形成和叶片形态的发生.     

孕穗期水稻不同功能叶的发育蛋白质组学分析

 从蛋白质组学角度对杂交水稻汕优63孕穗期4个叶位功能叶片蛋白质组变化进行了研究,以揭示水稻孕穗期叶片蛋白质组的表达差异。4个不同时期功能叶片蛋白质经双向电泳得到分离,应用Imagemaster 2D Elite 5.0软件对所得到的双向电泳图谱进行分析比较,共得到差异表达蛋白质点23个,差异表达蛋白质点经质谱分析,有14个得到鉴定。对鉴定出的蛋白功能进行研究,结果表明:差异表达的蛋白质大部分(9个)为参与光合作用和呼吸作用的蛋白质;其次为与蛋白结构及功能调控相关的蛋白质(3个),表达量表现为随叶位上升而上调;其余为参与氨基酸代谢的蛋白质(2个),表达量在较低叶位叶片中无显著规律,在剑叶中的表达量显著上调。蛋白质是细胞功能执行者,受细胞功能或细胞环境变化的影响,因此,上述蛋白质发生变化的原因应与水稻不同叶位叶片生长发育特性有关。     

重组人血清白蛋白在紫花苜蓿中的转基因表达

为获得高产重组人血清白蛋白的转基因紫花苜蓿"游客"(Medicago sativa L. cv.‘Eureka’)株系用于规模化生产rHSA,构建了rHSA植物表达载体。以紫花苜蓿子叶愈伤组织为受体,通过农杆菌介导法进行遗传转化,筛选出潮霉素抗性植株,提取抗性再生紫花苜蓿植株基因组DNA做PCR鉴定,结果表明重组人血清白蛋白基因片段已整合到紫花苜蓿基因组中;提取转基因植株总蛋白,Western blotting检测结果表明rHSA在转基因植株中成功表达。此结果表明转基因紫花苜蓿可稳定表达rHSA。      

适于水稻根、叶、悬浮细胞总蛋白质分析的高分辨率双向电泳方法

提取了水稻根、叶、悬浮细胞的总蛋白质,用双向电泳进行分离,得到了高分辨率和高重复性的双向电泳图谱。在根、叶、悬浮细胞的双向电泳图谱上能分别检测到至少1190、1320、1080个蛋白点,重复样品图谱间的相关系数在0.87～094。还对水稻蛋白质的提取过程和电泳条件进行了改进和优化,对其他植物蛋白的双向电泳分析有一定的借鉴作用。     

Differential Proteins Expressed in Rice Leaves and Grains in Response to Salinity and Exogenous Spermidine Treatments

Exogenous application of spermidine(Spd) has been reported to modulate physiological processes and alleviate salt-induced damage to growth and productivity of several plants including rice. Employing a proteomic approach, we aimed at identifying rice leaf and grain proteins differentially expressing under salt stress, and in response to Spd prior to Na Cl treatment. A total of 9 and 20 differentially expressed protein spots were identified in the leaves of salt-tolerant(Pokkali) and saltsensitive(KDML105) rice cultivars, respectively. Differential proteins common to both cultivars included a photosynthetic light reaction protein(oxygen-evolving complex protein 1), enzymes of Calvin cycle and glycolysis(fructose-bisphosphate aldolase and triose-phosphate isomerase), malate dehydrogenase, superoxide dismutase and a hypothetical protein(Os I_18213). Most proteins were present at higher intensities in Pokkali leaves. The photosynthetic oxygen-evolving enhancer protein 2 was detected only in Pokkali and was up-regulated by salt-stress and further enhanced by Spd treatment. All three spots identified as superoxide dismutase in KDML105 were up-regulated by Na Cl but down-regulated when treated with Spd prior to Na Cl, indicating that Spd acted directly as antioxidants. Important differential stress proteins detected in mature grains of both rice cultivars were late embryogenesis abundant proteins with protective roles and an antioxidant protein, 1-Cys-peroxiredoxin. Higher salt tolerance of Pokkali partly resulted from higher intensities and more responsiveness of the proteins relating to photosynthesis light reactions, energy metabolism, antioxidant enzymes in the leaves, and stress proteins with protective roles in the grains.     

条锈菌侵染慢锈性小麦品种川麦107后的蛋白质组学分析

为了在基因和蛋白表达水平上研究小麦的慢条锈性机制,运用双向电泳技术分析了条锈菌侵染的2个小麦品种(川麦107和80-8)的对照和发病14 d叶片的差异表达蛋白,从2-D图谱上找到9个差异表达蛋白,其中点P5是在接种并发病的川麦107中新诱导出的一个差异蛋白质.通过基质辅助激光解析电离飞行时间质谱技术(MALDI-TOF-MS)获得6个蛋白质的肽指纹图谱(PMF),数据库搜索鉴定出2个蛋白质.这2个蛋白质是磷酸核酮糖激酶(Phosphoribulokinase,PRK)和脱氢抗坏血酸还原酶(Dehydroascorbate reductase,DHAR).     

小麦籽粒清蛋白和球蛋白表达对干旱胁迫的响应

为了解干旱胁迫对小麦籽粒灌浆期蛋白表达的影响,以强筋优质小麦品种藁城8901为材料,采用双向电泳以及质谱鉴定分析了干旱胁迫和正常生长条件下成熟籽粒清蛋白和球蛋白表达谱的差异。结果表明,与正常生长条件相比,干旱胁迫后,小麦籽粒出现130个差异蛋白质点。通过MALDI TOF-TOF质谱鉴定和数据库搜索,最终成功鉴定出57个差异蛋白,其中上调表达29个,下调表达19个,特异表达7个,沉默表达2个;涉及ADP-葡萄糖焦磷酸化酶、α-淀粉酶抑制剂、过氧化还原酶、β-淀粉酶、二硫键异构酶、丝氨酸蛋白酶抑制剂、超氧化物歧化酶等13种蛋白质,其中代谢类10个,能量类2个,蛋白质加工和储藏6个,病害防御相关17个,转录1个,功能未知和假定蛋白21个。说明干旱胁迫影响小麦籽粒灌浆期的多个代谢途径,进而影响小麦产量和品质。     

槟榔黄化病叶片差异表达蛋白筛选与鉴定

以相同品种,树龄、长势一致的黄化病槟榔和健康槟榔叶片为试材,采用TCA(三氯乙酸)/丙酮法制备蛋白质样品,结合双向电泳-质谱结合技术,分析病原菌-槟榔互作后差异表达蛋白。结果表明,双向电泳SDS-PAGE胶中黄化病槟榔叶片与健康叶片平均蛋白质点数分别为1081个和960个,其中差异明显的点34个。选择5个差异蛋白点进行质谱(MALDI-TOF-MS)鉴定,并进行数据库查询,结果鉴定了2个蛋白质,分别为核酮糖-1,5-二磷酸羧化/加氧酶和蕈状支原体高同源蛋白,这些蛋白质可能参与了槟榔黄化病发生和发展过程。另外3个蛋白点在数据库中未检索到同源性和匹配率较高的蛋白质,认为是未知蛋白。     

外源木聚糖酶基因atx在水稻中的表达

 为通过在转基因植株中表达木聚糖酶来提高木聚糖酶的生产效率,将具有较高热稳定性和催化活性的杂合木聚糖酶基因atx连接到双元表达载体pCAMBIA1301上,成功构建了木聚糖酶植物表达载体atx Ru3ep 1301。然后以水稻成熟胚的愈伤组织作为转化受体,采用农杆菌介导法将木聚糖酶基因导入水稻(中花11)中。经过潮霉素抗性检测和PCR鉴定,证实目的基因已经整合到转基因水稻基因组中。RT PCR分析结果显示,外源木聚糖酶基因能够在CaMV 35S启动子的引导下在转基因水稻中正常转录。转基因水稻能够正常生长和繁殖。木聚糖酶活性分析表明,转基因植株最高木聚糖酶活性约为4.37 U/g（鲜叶片）。因此,利用转基因水稻生产木聚糖酶将会是一种经济、有效的方法。     

野生大豆转录因子GsWRKY57 的克隆与抗旱性功能分析

WRKY转录因子是近年来在植物中发现的一类重要转录因子，在植物抗逆相关过程中发挥重要作用。本研究通过对野生大豆转录组数据进行分析，从野生大豆中克隆得到GsWRKY57 基因的CDS序列。该基因开放阅 读框为903bp，编码300个氨基酸残基，分子量为34.23kD，等电点为5.88。氨基酸序列分析显示该蛋白含有一个 WRKY保守结构域，属于III类WRKY转录因子。系统发育树分析表明该蛋白与栽培大豆同源性最高、其次是赤豆、木豆。启动子作用元件分析预测显示该基因可能存在多种非生物胁迫作用元件。组织特异性表达分析表明该基因在大豆叶片中高丰度表达，然后依次是茎、花、荚、根。GsWRKY57 基因表达受茉莉酸、水杨酸、脱落酸、干旱等 植物逆境诱导。过表达GsWRKY57 基因的转基因拟南芥植株相对于野生型耐旱能力增强。     

大豆种子发育过程中差异表达蛋白的蛋白质组分析

采用蛋白质组学技术研究了大豆N2899种子发育过程中蛋白质的差异表达。运用PDQuest软件比较分析不同发育时期（15,20,30,40,50 DAF和成熟种子）大豆种子蛋白的双向电泳图谱,在考染的2-D胶上共检测到337个蛋白点。有些蛋白质在整个发育过程中都出现,而另外一些只出现在发育早期或成熟的种子中。利用基质辅助-激光解吸／电离-飞行时间-质谱（MALDI-TOF-MS）技术,分析了不同发育时期30个差异表达蛋白,并用Pro-found（http：／／www．prowl．rockefeller．edu）工具,对质谱产生的肽质量指纹（PMF）数据进行NCBInr数据库检索,结果鉴定了18个蛋白质。比较发现,这些蛋白主要参与种子的成熟（如伴豆球蛋白）、逆境胁迫反应（如抗坏血酸过氧化酶）、细胞分裂（如Skp1）和蛋白运输（如钙网蛋白）等。研究表明,种子发育过程十分复杂,所鉴定的蛋白质,可为从分子水平上研究大豆种子发育进程中蛋白的积累和调控奠定基础。     

玉米AFB2基因的克隆、表达及功能分析

通过生物信息学分析从玉米基因组数据库中筛选出一条全长cDNA序列,命名为ZmA FB2(GenBank登录号为NM_001143136.1).通过特异引物克隆该基因,ZmA FB2全长1 722 bp,编码574个氨基酸.N端含有F-box结构域,属于F-box基因家族,与水稻Os04g32460.1同源性很高,属于AFB2亚家族.qRT-PCR结果表明,该基因在玉米的根、茎和叶中均有表达,但在茎中的表达量最强.为进一步研究玉米ZmAFB2基因的功能,构建玉米ZmA FB2基因的超表达载体pCAMBIA-35S-AFB2,并通过农杆菌介导法对番茄进行遗传转化,共获得3个转基因株系,对转基因番茄表型进行鉴定,结果发现,叶片稍厚颜色暗绿,果实较小,无籽或少籽,房室发育不健全,因此,推测AFB2可能参与植物生长发育与调控,这为进一步阐明AFB2基因功能奠定基础.     

GNA基因表达载体的构建及遗传转化甘蔗

利用经人工改造的gna基因分别与Ubi、Rbcs启动子组合,构建抗虫植物表达载体pUNG和pRNG,通过农杆菌介导法导入甘蔗愈伤组织,经PPT筛选和PCR检测,获得Ubi-gna转基因植株124株,Rbcs-gna转基因植株35株。对部分转基因植株进行RT-PCR检测,初步证明外源基因已经整合到甘蔗基因组中,并得到有效表达;对RT-PCR阳性植株进行GNA(植物外源凝集素)活性测验,结果表明,甘蔗叶片表达的凝集素可以使健康公鸡的红细胞凝集,初步证明表达的GNA具有正常的生物学活性。     

巴西橡胶树木质部和树皮比较蛋白质组学研究

采用改进酚抽法提取巴西橡胶树木质部和树皮蛋白。结果显示,在双向电泳图谱上可分辨500多个蛋白点。木质部和树皮的蛋白表达谱存在明显差异。选取48个差异蛋白点或者高丰度蛋白进行MALDI-TOF MS质谱鉴定,成功鉴定出26个蛋白,其中,与氢氰酸合成相关的两个酶是树皮特有的,而半胱氨酸转甲基酶是木质部的高丰度蛋白。     

白叶1号白化过程中叶绿体蛋白质组差异分析

白叶1号是一种温度敏感型白化茶树品种,叶绿体的变化是其产生阶段性白化现象的关键因素。本研究以白叶1号鲜叶叶绿体为研究对象,采用双向电泳、质谱鉴定结合生物信息学分析,研究阶段性白化过程中叶绿体蛋白的表达差异,探讨白叶1号阶段性白化现象的分子机制。结果表明,在白叶1号白化前期、白化期和复绿期叶绿体中分别识别726、748、718个蛋白质,其中差异表达的蛋白59个,质谱成功鉴定22个差异表达蛋白。生物信息学分析表明,差异表达蛋白直接或间接参与了光合作用、应激响应、核酸代谢、物质代谢和未知功能等,其中与光合作用相关的差异表达蛋白最多,占31.82%,表明阶段性白化现象可能与这些生理功能相关。通过荧光定量PCR分析发现,差异蛋白的基因表达与蛋白表达存在一定差异,这可能是由于蛋白质翻译后加工及修饰造成的。上述研究为进一步揭示白叶1号阶段性白化现象产生的分子机制奠定了理论基础。