偃麦草根茎蛋白质对冰晶修饰能力的观察

以黑龙江省野生偃麦草为试验材料,选取冬季、春季和夏季的偃麦草根茎,提取全蛋白和非质体蛋白,通过对3个时期蛋白质进行SDS-PAGE分析,发现全蛋白中有冬春季节特有的两条蛋白多肽,分子量分别是52 ku和26 ku,其中52 ku在非质体蛋白电泳谱中出现。同时在相差显微镜下观察到冬季非质体蛋白提取液具有将冰晶生长修饰为六角形的能力,说明偃麦草非质体蛋白内含有抗冻蛋白,而52 ku蛋白可能为抗冻蛋白。     

抗冻蛋白溶液中冰晶生长行为的研究

通过相差显微镜,对我国东北地区野生抗寒草种偃麦草(Elytrigia repens L)的非质体蛋白质溶液在低温下冰晶生长的形态和动向的多样性进行了观察.结果表明,偃麦草非质体蛋白质对冰晶形态、不同形态冰晶生长速度、生长方向有明显影响.其中六角形冰晶体积增长最快,柱形冰晶其次,双锥形冰晶生长较慢,针状冰晶生长最慢;偃麦草非质体蛋白质修饰的冰晶在生长过程受生长空间限制,如没有其他颗粒影响,在一定温度范围内单体冰晶保持原有形状,缓慢生长;而有其他颗粒限制时,冰晶形状发生有限的不规则变化或停止生长.     

偃麦草属分子标记开发研究进展

偃麦草具有小麦育种中需要的优质、抗病、耐盐碱等诸多优良性状,为充分发掘偃麦草在提高小麦品质和抗性方面的应用潜力,列举了3种偃麦草特异分子标记开发情况,阐述了其在小麦育种中的应用现状,分析了开发偃麦草分子标记技术存在的问题,以期促进偃麦草分子标记更好地应用于小麦遗传育种。     

利用SLAF-seq技术开发十倍体长穗偃麦草专化分子标记

为开发长穗偃麦草(Thinopyrum ponticum)分子标记,以小偃68(西农)为试验材料,利用SLAF-seq技术获得9 667个小偃68外源染色体特异标签,筛选出823个长穗偃麦草专化分子标记。选取其中100个标记扩增20份小偃麦易位系,发现染色体构成相似的易位系具有相同的扩增结果,并得到小偃麦易位系的特异分子标记。应用这些标记可以快速检测长穗偃麦草遗传物质。     

十倍体长穗偃麦草雄性育性基因ThMs1的克隆、表达及功能分析

【目的】从小麦隐性核雄性不育突变体ms1与十倍体长穗偃麦草异附加系中,克隆雄性育性恢复基因ThMs1,解析该基因的表达模式、编码蛋白的生物化学活性和生物学功能,鉴定新的小麦ms1育性恢复基因,从而更好地应用于小麦杂交育种。【方法】通过基因组原位杂交（genomic in situ hybridization,GISH）,鉴定ms1与十倍体长穗偃麦草异附加系中小麦外源的染色体类型;通过同源克隆法在小麦-十倍体长穗偃麦草异附加系中克隆雄性育性基因ThMs1,并稳定转化小麦ms1进行基因功能互补验证;利用RT-PCR及实时荧光定量PCR分析检测基因的表达模式;进一步通过RNA原位杂交分析基因的组织细胞特异性表达特性;利用特异性抗体进行Western blot检测ThMs1蛋白在体内的表达情况;经SignalP软件分析预测蛋白结构;通过蛋白-脂质结合活性分析检测ThMs1蛋白是否具有脂类分子结合活性。【结果】证实小麦ms1与十倍体长穗偃麦草异附加系细胞中含有偃麦草4Ag染色体;从小麦-十倍体长穗偃麦草异附加系中克隆了雄性育性基因ThMs1,遗传转化功能互补试验证实ThMs1能够完全恢复小麦ms1突变体的雄性不育表型,基因的聚类分析表明MS1只存在于禾本科植物中;通过RT-PCR和实时荧光定量PCR检测发现ThMs1在减数分裂期的花药中特异表达,RNA原位杂交分析证实ThMs1在小麦小孢子发生过程中特异表达;Western blot检测发现ThMs1在小麦减数分裂期的花药中表达;对ThMs1蛋白氨基酸序列进行结构预测发现,该蛋白具有推测的脂类结合分子结构域,ThMs1蛋白脂类分子结合试验表明ThMs1蛋白特异结合磷脂酸和磷酸化的磷脂酰肌醇。【结论】克隆了一个新的来自十倍体长穗偃麦草、可恢复小麦隐性核雄性不育突变体ms1雄性育性的ThMs1,该基因与小麦Ms1具有相似的分子结构、时空表达模式和脂结合活性,导致2个蛋白在小麦中也具有相似的生物学功能,ThMs1可以替代普通小麦Ms1的功能调控小麦花粉育性,该结果为利用小麦ms1通过分子设计建立小麦杂交育种体系（新一代杂交育种体系）提供了一个新的育性恢复基因。     

小麦-中间偃麦草代换系CH188分子细胞学鉴定

中间偃麦草在小麦遗传改良中具有重要的作用。通过对小麦-中间偃麦草代换系CH188进行农艺性状、细胞学和分子标记技术鉴定,以确定其优良农艺性状及导入小麦基因组中的外源染色体。结果表明,CH188平均穗长14.60 cm,株高70.60 cm,小穗数、千粒质量等优于主栽品种;根尖细胞的有丝分裂中期染色体数目为2n=42;基于中间偃麦草第6同源群Contig序列开发了160个STS标记,其中,8个可作为识别小麦-中间偃麦草代换系CH188中6St染色体特异标记,可以推测小麦-中间偃麦草代换系CH188是小麦的一对染色体被中间偃麦草6St染色体替代;其优良的农艺性状可能来源于中间偃麦草6St染色体。CH188具有优良的农艺性状,可能是一个小麦-中间偃麦草代换系。     

45SrDNA在百萨偃麦草染色体上的分布

百萨偃麦草是小麦亲缘物种之一,对环境胁迫和生物胁迫具有很强的抗性,是小麦遗传改良的重要资源。为了对导入的百萨偃麦草染色体及片段进行有效鉴定,创造新种质。利用顺序分子原位杂交方法,研究了45SrDNA在百萨偃麦草染色体上的分布情况。结果发现45SrDNA在百萨偃麦草上有1对主位点,但在百萨偃麦草1J染色体上没有观察到45SrDNA位点的存在。     

淡紫拟青霉产类植物生长素的研究

【目的】研究淡紫拟青霉PL-HN-16对植物生长的促进作用,以期能发现一种新的类植物生长素。【方法】以菜心种子为试验材料,用乙醚萃取PL-HN-16发酵液,对发酵液和萃取液分别进行生物活性测定;同时用硫酸铵分级沉淀发酵液中的蛋白,SDS-PAGE法分析有活性的蛋白组分。【结果】淡紫拟青霉发酵液32倍稀释处理对菜心种子生长有显著促进作用;经乙醚萃取后的发酵液依然有活性,乙醚萃取液则对菜心种子生长有显著抑制作用;45%和60%硫酸铵饱和度沉淀的蛋白对菜心种子的生长具有明显的促进作用。经SDS-PAGE分析,目的蛋白分子质量在28~45 ku,推测对植物生长具有主要活性作用的蛋白分子质量约为36 ku。【结论】淡紫拟青霉产生的类植物生长素为一种水溶性蛋白质,其分子质量约为36 ku。     

盐胁迫对中国春-百萨燕麦草双二倍体SOD、CAT活性和IMDA含量的影响

利用不同浓度的NaCl溶液对中国春-百萨偃麦草双二倍体进行盐胁迫处理,测定不同盐浓度下中国春-百萨偃麦草双二倍体叶片中SOD、CAT两种保护酶的活性及MDA的含量变化。在盐胁迫下中国春-百萨偃麦草双二倍体SOD活性随着盐浓度升高出现三个升降过程。在盐浓度高于300mmol／L的处理时,中国春-百萨偃麦草双二倍体SOD活性均高于对照中国春;盐胁迫下中国春和中国春-百萨偃麦草双二倍体CAT活性均出现先升高后降低趋势。在盐浓度高于300mm01／L的处理时,中国春-百萨偃麦草双二倍体CAT活性均高于对照中国春,且两者的CAT活性均存在下降趋势。中国春-百萨偃麦草双二倍体的CAT活性总的下降幅度明显低于中国春;随着盐胁迫浓度的增加,中国春膜脂化产物MDA含量逐渐升高,而中国春-百萨偃麦草双二倍体MDA含量变化不大,总体维持5．59±0．98umol／L。在盐浓度高于300mmol/L处理时,中国春MDA含量显著高于双二倍体。结果表明：中国春-百萨偃麦草双二倍体在较高盐浓度处理下,表现出较强的抗氧化酶活性,活性氧清除能力增加;质膜伤害程度保持相对稳定,以较低的水平积累MDA。中国春-百萨偃麦草双二倍体具有较好的耐盐性,可作为小麦抗盐育种的种质资源。     

盐胁迫对中国春-百萨燕麦草双二倍体SOD、CAT活性和MDA含量的影响

利用不同浓度的NaCl溶液对中国春一百萨偃麦草双二倍体进行盐胁迫处理,测定不同盐浓度下中国春-百萨偃麦草双二倍体叶片中SOD、CAT两种保护酶的活性及MDA的含量变化.在盐胁迫下中国春-百萨偃麦草双二倍体SOD活性随着盐浓度升高出现三个升降过程.在盐浓度高于300mmol/L的处理时,中国春-百萨偃麦草双二倍体SOD活性均高于对照中国春;盐胁迫下中国春和中国春-百萨偃麦草双二倍体CAT活性均出现先升高后降低趋势.在盐浓度高于300mmol/L的处理时,中国春-百萨偃麦草双二倍体CAT活性均高于对照中国春,且两者的CAT活性均存在下降趋势.中国春-百萨偃麦草双二倍体的CAT活性总的下降幅度明显低于中国春;随着盐胁迫浓度的增加,中国春膜脂化产物MDA含量逐渐升高,而中国春-百萨偃麦草双二倍体MDA含量变化不大,总体维持5.59±0.98umol/L.在盐浓度高于300mmol/L处理时,中国春MDA含量显著高于双二倍体.结果表明:中国春-百萨偃麦草双二倍体在较高盐浓度处理下,表现出较强的抗氧化酶活性,活性氧清除能力增加;质膜伤害程度保持相对稳定,以较低的水平积累MDA.中国春-百萨偃麦草双二倍体具有较好的耐盐性,可作为小麦抗盐育种的种质资源.     

Observation on the modifying activity of the protein from Elytrzgia repens rhizome for ice crystal

In winter,spring and summer,the rhizome of wild Elytrzgia repens of Heilongjiang Province was selected to extract the soluble which whole protein and the apoplastic protein,and analyzed by SDS-PAGE.The result indicated that there were two specific polypeptides in two types protein from winter;their relative molecular weight were identified as 52 ku and 26 ku by analyzing software:the apoplastic protein from winter had the ability of modifing the growth of ice crystal which appeared hexagonal in shape observed with the phase-contrast photomicroscope.So the apoplastic protein from winter has the antifreeze characters and the 52 ku protein is more likely the antifreeze protein.     

偃麦草EST和POD同工酶遗传多样性分析

【目的】了解32份新疆野生偃麦草资源在蛋白质水平上的遗传差异状况。【方法】采用聚丙烯酰胺凝胶电泳方法(PAGE)对其酯酶(EST)和过氧化物酶(POD)同工酶谱进行分析,依据Jaccard相似系数,采用UPGMA方法进行聚类,判定偃麦草种质材料间的亲源关系及遗传多样性。【结果】32份材料EST酶谱共出现13条酶带,可划分为2个主带区,与EST1区相比,EST2区着色较深、酶活性较强。POD酶谱共出现3条酶带。【结论】与POD相比,EST同工酶活性更高、多态性更好,更能显示出供试偃麦草材料在蛋白质分子水平上的差异性;供试种质资源EST和POD酶谱共出现16条酶带,其中10条酶带出现频率高于50%,但一些材料也存在特征谱带;聚类分析将供试材料分为4大类,其中来源于新疆阿勒泰地区的材料酶谱特征表现出与环境条件具有一定的相关性。     

基于TMT蛋白组学及生物信息学分析牦牛抗冻差异蛋白

【目的】从蛋白水平阐明牦牛抗寒性能机理,并进一步从营养学角度提高其代谢性能,为牦牛有效抵御外界恶劣气候条件提供科学依据。【方法】应用TMT蛋白组学技术对寒冷季节（1月）和温暖季节（8月）的牦牛抗冻蛋白进行挖掘,并对鉴定到的牦牛抗冻蛋白进行亚细胞定位、结构域、GO功能富集、KEGG信号通路注释、蛋白相互作用等生物信息学分析。【结果】从牦牛耳组织中共鉴定获得21856个肽段（Peptide）,其中特有肽段（Unique peptide）序列为18452个,定量获得4519个蛋白,最终筛选出144个差异蛋白,其中上调蛋白89个、下调蛋白55个。144个牦牛抗冻差异蛋白亚细胞定位到7个条目上,分别是细胞核蛋白56个、细胞质蛋白51个、质膜蛋白24个、细胞外蛋白23个、线粒体蛋白18个、细胞骨架蛋白1个和溶酶体蛋白1个;共鉴定到194个结构域。GO功能富集分析结果显示,生物过程主要富集到细胞过程蛋白79个、代谢过程蛋白70个和生物调控蛋白42个等,分子功能主要富集到结合功能蛋白75个和催化活性蛋白64个等,细胞组分主要富集到细胞部分蛋白89个和细胞蛋白89个等。144个牦牛抗冻差异蛋白在KEGG数据库中注释到205条KEGG信号通路,主要涉及核糖体、氮代谢、胞质DNA感受、动物体内生热作用、氧化磷酸化、白细胞介素-17及钙离子信号等通路。牦牛抗冻差异蛋白相互作用网络分析发现L8IHE5的关联度最高,且冷诱导RNA结合蛋白（CIRP）和HSP70结合蛋白在蛋白相互作用网络中具有更多的相互作用关系。【结论】基于TMT蛋白组学对牦牛抗冻差异蛋白进行挖掘,结果鉴定获得144个抗冻差异蛋白（上调蛋白89个,下调蛋白55个）,其中CIRP和HSP70在冷应激条件下呈上调趋势,能促使牦牛肌体适应低温环境,可作为牦牛抗冻性育种的候选分子标记。     

黄芪中一种新的PR-10蛋白的纯化和性质

为了进一步研究蒙古黄芪(Astragalus mongholicusBunge)中的蛋白质及其功能,通过金属离子螯合层析、离子交换层析和凝胶过滤得到一种新蛋白(AmPR-10),并对其部分性质进行了研究。AmPR-10在SDS-PAGE上的分子质量为17.2 ku,凝胶过滤层析测得分子质量为32.6 ku,说明其为同源二聚体。糖蛋白染色显示为糖蛋白,总糖含量为13.7%,离子交换色谱法分析其中含有73%阿拉伯糖、15%葡萄糖、微量的果糖和一种未知糖;N-端序列分析结果显示其与病程相关蛋白家族PR-10中黄羽扇豆L1PR-10.1C同源性高达80%。同时,AmPR-10具有核糖核酸酶活性,纯AmPR-10的核糖核酸酶比活性为74.11 U/mg,这点与一些PR-10蛋白类似。     

20份偃麦草营养体成坪性能评价

对20份偃麦草材料进行移栽成活率、分蘖动态观测,并以移栽成活率、密度、抗旱性、盖度、成坪时间、根茎长度、地下生物量作为评价指标,采用灰色关联分析法对其营养体成坪性能进行评价。结果表明,材料E18、E11移栽成活率较高,分蘖性能强,且具有高的盖度和密度,幼坪成坪性能优良,有进一步开发的潜能。     

五龙鹅IgY、IgM分子特性研究

为丰富和完善鹅Ig分子特性的研究,以层析、离子交换等方法分离纯化五龙鹅的免疫球蛋白及重链、轻链、Fab段、Fc段,进行鹅Ig的多态性、分子质量、氨基酸组成、稳定性等分子特性研究。结果表明:五龙鹅IgY存在几个亚类,总分子质量为166ku,重链约为60ku,轻链约为23.5ku;鹅IgM的重链分子质量分别为51.72、48.30和44.09ku,轻链20.30ku,所以,总分子质量约为660~740ku;五龙鹅Ig重链的分子质量均小于鸡、鸭;IgY的Fab段分子质量为48.67ku,Fc段为68.62ku。IgY的重链和轻链中碱性氨基酸摩尔分数小于酸性氨基酸,为酸性蛋白质,而IgM则为碱性蛋白质;IgY中Cys摩尔分数为2.25%,IgM为3.26%;鹅IgY的重链和轻链中Pro的摩尔分数相差较大,分别为7.69%和0.10%;鹅IgY在pH3.5~11.5的范围内十分稳定,IgM在pH4.0~10.5的范围内稳定,IgM的酸碱稳定性小于IgY,但在pH3.5~4.5时活性增加5%~8%;研究表明五龙鹅IgY热稳定性较差,热变性反应级数为1.2。     

Proteomic Studies of Petal-specific Proteins in Soybean [Glycine Max(L.)Merr.] Florets

A survey of petal-specific proteomes of soybean(Glycine max(L.) Merr[Non-italic].) was conducted comparing protein expression profiles in different petals. Two-dimensional polyacrylamide gel electrophoresis reference maps of protein extracts from standard petals(SP), lateral wings(LW), keel petals(KP), and reproductive organs(RO)(a mixture of stamen and carpel) were obtained. Protein expression in the three petal types was compared using Image Master TM 2 D platinum 6.0 software. This indicated that the proportion of homologous proteins between SP and LW was 59.27%, between SP and KP was 61.48%, and between LW and KP was 60.05%. Within a mass range of 6.5-200.0 ku and pH 4.0-7.0, approximately 590, 646, 544, and 700 protein spots were detected in SP, LW, KP, and RO, respectively. A total of 82 differentially expressed proteins were detected. Sixty-four of these detected spots were differentially expressed and showed more than 2-fold changes in abundance; of these 64 proteins, 26 showed increased expression and 38 showed decreased expression. Among these spots, single organ-specific proteins were also identified.They were ID 49(60.9 ku), ID 45(50.0 ku), and ID 46(40.5 ku) in RO, ID 98(42.0 ku) in SP, and ID 05(29.0 ku) in KP. A total of 14 protein spots from 82 differentially expressed proteins were identified with LC-MS/MS. Further protein identification was conducted using the SwissProt and NCBInr databases. The identified proteins and their putative functions were discussed further. This was the first study reporting the comparison of petal protein profiles of soybean florets using proteomics tools.     

抗冻蛋白研究进展

抗冻蛋白是一类广泛存在的具有热滞活性、能改变冰晶生长特性和抑制冰晶重结晶的蛋白质.本文综述了各种抗冻蛋白的特性、结构和分子作用机理,并对抗冻蛋白基因及抗冻蛋白应用前景作了论述.     

小麦近缘植物生态分布与抗禾谷缢管蚜的关系

对小麦族野生近缘植物18个属96个种（变种、亚种）269份材料进行了抗禾谷缢管蚜（Rhopalosiphum padi L.)鉴定。在10属50种多年生材料中,偃麦草（Elytrigia repens)、长穗偃麦草（Et.elongata)、费尔干偃麦草（Et.ferganensis)和窄颖赖草（Leymus angutus)表现为高抗;在鉴定的7个属41种（变种）一年生材料中,高抗材料均存在于山羊草属（Aegilops),其中欧山羊草（Ae.biuncialis)、小亚山羊草（Ae.columnaris)、小伞山羊草（Ae.umbellulata)、钩刺山羊草（Ae.triuncialis)抗性最强。分析表明小麦近缘野生植物对禾谷缢管蚜产生的高抗变异是与它们分布的温暖干旱的生态环境有关。