野大麦盐胁迫rbcS基因的克隆及序列分析(摘要)(英文)

[目的]研究野大麦盐胁迫rbcS基因的克隆及序列分析。[方法]以盐胁迫下的野大麦幼嫩叶片为试材,根据GenBank中小麦和大麦rbcS基因核酸序列的同源性设计引物,对野大麦基因组DNA进行PCR扩增、回收、连接、转化及测序。[结果]在野大麦的基因组中克隆了2个大小不同的rbcS基因序列rbcS1和rbcS2,长度分别为1252和908bp。rbcS1和rbcS2均由2个外显子和1个内含子组成,外显子长度相等,编码序列为525bp,同源性为96%,编码174个氨基酸;rbcS1和rbcS2内含子大小不同,分别为448和107bp。[结论]该研究为进一步探讨rbcS基因在野大麦耐盐机制中的分子机制奠定了基础。     

花生RuBPCase小亚基基因的克隆与序列分析

根据已知植物的核酮糖-1,5-二磷酸羧化/加氧酶(RuBPCase)小亚基基因序列设计简并引物,采用RT-PCR技术从花生叶片中克隆得到RuBPCase小亚基基因,命名为AhrbcS,Genbank登录号为KF607110,该基因编码区长度为549 bp,编码182个氨基酸.序列比对结果表明,AhrbcS编码蛋白与绿豆、菜豆、大豆、短绒野大豆和烟豆等具有较高的相似性.     

植物叶片中的RuBp羧化酶／加氧酶及光反庆机构衰老机理的研究进展

在作者及其实验室多年研究的基础上，针对今后的研究方向，对国内外在植物光合机构与功能衰老研究的进展进行综述和讨论。叶肉导度、ＲｕｂｉｓＣＯ含量、ＲｕＢＰＣａｓｅ活性及光系统活性是老化过程中光合速率的内部限制因素。在衰老过程中，１，５－二磷酸核酮糖羧化酶／／加氧酶活性降低，ＲｕｂｉｓＣＯ蛋白合成在转录和翻译水平上均受到抑制，同时ＲｕｂｉｓＣＯ蛋白也受到蛋白水解酶的分解；类囊体膜结构紊乱，膜上结合色素、     

小麦叶片中1种降解Rubisco大亚基的蛋白酶鉴定

[目的]探明小麦叶片衰老过程中1种降解1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase,Rubisco)大亚基蛋白酶的生化特性.[方法]通过天然梯度聚丙烯酰胺凝胶电泳后切胶回收的方法获得Rubisco全酶,采用离子交换层析、非完全变性十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳和切胶回收蛋白等方法分离目的蛋白酶,并采用含明胶的聚丙烯酰胺凝胶电泳研究其生化特性(主要是最适pH、最适温度、热稳定性、蛋白酶类型等).[结果]切胶回收的Rubisco全酶样品中存在降解大亚基的蛋白酶.在Mono-Q离子交换层析条件下,该蛋白酶与Rubisco不易分离.利用非完全变性十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳法分离出这种降解大亚基的蛋白酶;在聚丙烯酰胺凝胶中,该蛋白酶相对分子质量大于大亚基相对分子质量,位置在大亚基上方,其余部分没有检测到蛋白酶活性.该酶的最适温度为60℃;最适pH值为7.0,在pH 5.0～ 8.0均表现出较高的活性;该酶热稳定性一般,在50℃以上几乎完全丧失其活性;丝氨酸蛋白酶抑制剂AEBSF[4-(2-Aminoethyl) benzenesulfonyl fluoride hydrochloride]可以完全抑制蛋白酶活性,金属蛋白酶抑制剂1,10-phenanthroline可以部分抑制该蛋白酶的活性,酸性蛋白酶抑制剂pepstatin、半胱氨酸蛋白酶抑制剂E-64[transepoxysuccinyl-L-leucylamido(4-guanidino)butane]、金属蛋白酶抑制剂EDTA(ethylene diamine tetraacetic acid)和EGTA[ethylenebis (oxyethylenenitrilo) tetraacetic acid]以及丝氨酸蛋白酶抑制剂PMSF(phenylmethanesulfonyl fluoride)不抑制该蛋白酶的活性.[结论]在切胶回收的Rubisco全酶中发现了1种可以降解Rubisco大亚基的蛋白酶,其可能是1种需要金属离子的丝氨酸型蛋白酶.     

一些栽培作物的核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶动力学特征

在相同条件下,对C_2植物中的9种双子叶植物和3种单子叶植物的核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)动力学特性进行了测定。K_m(CO_2)(K_c)和K_m(O_2)(K_(?))的变化范围分别为7.3～30μmol/L和300～1000μmol/L。变异系数分别为52％和38％。K_c值的变异明显高于K_o值。V_(max)(CO_2)(V_c)和V_(max)(O_2)(V_(?))分别为50～1500和16～500n mol/mg酶蛋白·min,变异系数相应为97％和87％。专一性因子的变化相对较小,为78～121,变异系数为15％。说明在C_3植物中,Rubisoo动力学特性的差异主要反应在V_(max)值上,核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(Rubisc)的动力学特性变化大于核酮糖-1,5-二磷酸加氧酶(Rubiso)。随着物种的进化,K_c、K_o值明显降低,而V_c、V_o值显著增加,致使Rubisco活性显著提高。Rubisco的羧化/加氧比也依物种的进化而上升。K_c与K_o、V_c与V_o之间具有显著的同步变化趋势,相关系数均超过极显著水平。     

自然休眠期低温处理时间对生长期草莓叶片光合特性的影响

以草莓为料材,研究自然休眠期不同低温处理时间对其生长期叶片光合特性的影响.结果表明:在自然休眠过程中,随着低温处理时间延长,草莓新生叶叶面积、叶柄长度不断增加,而初生叶柄角度不断变小,完全通过休眠后,不再有显著变化.新生叶片的光合速率、气孔导度、叶绿素质量比和光合作用关键酶活性也随着低温处理时间延长而不断升高,当低温处理时间大于765 h后,不再有显著变化.自然休眠过程中,低温处理时间可通过调节气孔因素、叶绿素质量比和光合作用关键酶活性来调控生长期草莓叶片的光合作用,当完全通过休眠后,低温处理时间对草莓的生长发育和叶片的光合特性不再有显著影响.     

小麦叶片内1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶大亚基由53 000到50 000裂解反应的定位研究

研究了小麦叶片内1，5-二磷酸核酮糖羧化酶／加氧酶（Rubisco，EC 4．1．1．39）大亚基（LSU）由53000裂解为50000的反应。结果显示，成熟叶片的粗提液在pH5．5的条件下反应后能检测到50000的裂解产物，而暗诱导衰老叶片的粗提液在pH7．5的条件下也能发现LSU的这一降解。分别从成熟叶片和衰老叶片中提取叶绿体，以其裂解液为反应体系研究LSU由53000裂解为50000这步反应的细胞器定位。结果显示，衰老叶片中的叶绿体裂解液在pH7．5时反应1h后能检测到50000降解产物，而成熟叶片叶绿体裂解液在pH5．5和pH7．5的条件下反应后均未检测到LSU的50000裂解产物。上述结果表明：衰老叶片中ISU由53000部分裂解为50000的反应定位于叶绿体内，而成熟叶片中LSU由53000裂解为50000的反应可能定位于叶绿体外。     

外部因素对小麦旗叶光合速率和Rubisco活性的影响

研究了小麦叶片光合速率和Rubisco 活性在不同温度、光照、源-库水平、氮素水平条件下以及在日变化中的变化情况,并分析了它们之间的关系。结果表明: ① 温度上升到22℃后,光合速率和Rubisco 初始活性下降,但Rubisco 总活性在45℃以下变化不大; ①叶片内可溶性糖含量高时,光合速率和Rubisco 活性低; ③中午Rubisco 初始活性和气孔导度下降可能是造成中午光合速率下降的原因。     

木兰门作物RubisCO大亚基的分子适应性进化研究

[目的]研究玉米、水稻等木兰门作物RubisCO大亚基的分子适应性进化。[方法]以玉米、水稻等木兰门作物为研究对象,利用利用密码子替换模型和位点间取不同∞值的最大似然法模型对叶绿体rbcL基因进行分子适应性进化分析。[结果]RubisCO受到正选择作用,并鉴定出了6个正选择位点。[结论]该研究鉴定的6个正选择位点对于研究RubisCO大亚基催化活性和作物改良具有重要的指导意义。     

营养对菜心核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶动力学的影响

对生长在高、中、低不同氮、钾营养条件下的菜心(Brassica parachinensis Bailey)叶片中的核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(RubisCO)动力学特性及菜心产量进行了测定。不同营养处理之间,菜心产量差异极为显著,变化范围为0.57～4.38g(干重)/株;RubisCO动力学特性则无显著性差异。相关分析结果表明,氮素营养能显著增强RubisCO的羧化作用和加氧作用,与V_(max)(CO_2)(V_c)、V_(max)(O_2)(V_c)和V_e/K_m(CO_2)(K_c)、V_o/K_m(O_2)(K_o)值三间的相关关系数极显著(P<0.01)。钾素营养则能明显提高RubisCO的加氧作用,与K_o值之间存在极显著的相关,与V_o值间存在极显著的正相关。专一性因子V_cK_o/V_oK_c与菜心产量之间有极显著的直线回归关系。在适宜的氮、钾营养水平下、菜心的产量及RubisCO的专一性因子都最高。     

野大麦耐盐适应性反应机制的研究

【目的】探讨野大麦的耐盐适应性反应机制。【方法】采用原子吸收和X-ray微区分析等方法分析野大麦[Hordeum brevisubulatum (Trin.) Link]在NaCl胁迫下幼苗生长、K+和Na+吸收、运输、分配及外排等生理响应。【结果】在NaCl≤350 mmol•L-1时，茎叶和根系的干重变化不明显，盐浓度的增加对根生长的抑制作用小于茎叶，根Na+含量增加的幅度小于茎叶、茎叶和根中K+含量均下降，但茎叶可维持较高的K+含量；野大麦具有较强的K+-Na+吸收选择性；低盐胁迫时Na+主要贮存于液泡和细胞间质；高盐胁迫时主要通过外排Na+来维持体内离子平衡。【结论】野大麦在NaCl≤350mmol•L-1时生长正常，其耐盐性与根拒绝吸收Na+及茎叶维持高K+含量有关，Na+区域化与外排可能是野大麦主要的耐盐适应性反应机制。     

短芒大麦DREB1基因的克隆与特性分析

在已知短芒大麦DREB1基因3′端序列的前提下,根据其他植物中DREB1转录因子基因序列,首次克隆了短芒大麦全长DREB1基因(899 bp,具有1个编码220个氨基酸的完整阅读框)。序列分析和生物信息学分析表明,该基因具有转录因子的典型特征及AP2/EREBP结构域,并且具有6个丝氨酸、2个苏氨酸、2个酪氨酸磷酸化位点,这可能与翻译后在冷胁迫抗性中发挥作用有关。     

短芒大麦DREB2基因的克隆及其转基因烟草的鉴定

以短芒大麦为材料,应用RT-PCR技术扩增获得792 bp的DREB2基因,构建了重组植物表达载体pBI-DREB2。通过农杆菌转化法将其导入烟草,并利用PCR、PCR-Southern和RT-PCR技术对获得的20株卡那霉素阳性转基因烟草进行分子鉴定。结果表明:短芒大麦DREB2基因已整合到烟草基因组中,并能在转录水平上表达。     

水稻盐胁迫相关基因sos 5的克隆与序列分析

采用RT-PCR扩增的方法,从水稻(Oryza sativa)中克隆获得了1 574 bp的cDNA片段.基因测序和序列同源性分析结果表明,所克隆的基因片段包含1 284 bp的开放阅读框,编码一个含有427个氨基酸的多肽,该蛋白与拟南芥SOS 5蛋白同源性达45.6%,与小麦同源性达71%.     

水稻盐胁迫相关基因sos5的克隆与序列分析

采用RT-PCR扩增的方法,从水稻(Oryza sativa)中克隆获得了1 574 bp的cDNA片段。基因测序和序列同源性分析结果表明,所克隆的基因片段包含1 284 bp的开放阅读框,编码一个含有427个氨基酸的多肽,该蛋白与拟南芥SOS 5蛋白同源性达45.6%,与小麦同源性达71%。     

猪IRGC基因的克隆与序列分析

[目的]对猪IRGC基因进行序列分析,为进一步研究其功能奠定基础。[方法]采用EST信息和测序相结合的方法分离了猪IR-GC基因,并与人、牛、犬和猩猩IRGC基因进行序列相似性分析。[结果]获得了1 558 bp的cDNA序列,其登录号为EU703776,与人、牛、犬和猩猩IRGC基因的序列分别有86%、90%、91%和84%的相似性。序列分析表明,该基因编码的464个氨基酸与人、牛、犬和猩猩的相似性分别达到了90%、93%、95%和90%。[结论]成功提取了猪IRGC基因,其具有人、牛、犬和猩猩类似的结构和功能。     

猪CRYZL1基因的克隆与序列分析

利用SMART-RACE方法,克隆了猪的一个新基因,获得1 506 bp的全长cDNA序列,NCBI登录号为EF576939。序列分析表明,该基因编码349个氨基酸,具有ADH-zinc-N和Qor结构域,与人、牛、小鼠的CRYZL1蛋白分别具有93%、95%、89%的同源性,被命名为猪zeta-crystallin(Quinone Reductase)-like 1(CRYZL1)基因。该基因克隆为进一步研究其功能打下基础。     

绵羊regakine-1基因的克隆与序列分析

【研究目的】克隆并分析绵羊regakine-1基因;【方法】肠系膜淋巴结组织提取总RNA,利用设计的引物进行RT-PCR,PCR产物与pMD-19T载体连接后转化JM109感受态细胞,筛选阳性克隆、测序,并进行序列分析;【结果】克隆的绵羊regakine-1基因与牛的同源性为91%,推测的氨基酸序列信号肽为1￣21aa,SCY结构域为29￣87aa,结构特征与牛的相一致。【结论】克隆了绵羊regakine-1基因的ORF,并注册GenBank(AccessionEF617337)。