植物BAG家族蛋白研究进展

Bcl-2相关抗凋亡(Bcl-2 associated athanogene,BAG)家族蛋白具有不同生物学功能,该家族成员广泛参与了肿瘤调控、细胞凋亡以及胁迫响应等多种生物学过程。目前,对植物中BAG家族生物学功能的研究主要集中于拟南芥(Arabidopsis thaliana)。本文对植物中BAG家族的生物学功能进行总结:1)BAG家族成员的C末端都含有一个进化上高度保守的BAG结构域,该结构域具有与Hsp70相关蛋白结合的功能;2)N末端的特异结构域如类泛素化结构域、钙调蛋白结合结构域等使得蛋白成员参与不同的生物学过程;3)BAG家族蛋白参与植物对温度、盐以及病原菌侵染等逆境胁迫的响应、植物程序性细胞死亡等生物学过程。本综述重点阐述已经报道的BAG家族蛋白在植物响应逆境胁迫方面的功能研究,有助于农作物中该家族蛋白抗逆方面研究以及分子育种工作的开展。     

黄瓜CBL基因的鉴定和特征分析

植物CBL基因在逆境应答及发育过程中具有重要功能。为了挖掘黄瓜CBL基因并预测CBL的功能,利用生物信息学的方法,从黄瓜基因组中鉴定出6个CBL基因,并对其染色体定位、基因结构、系统进化和顺式调控元件进行了系统分析。结果表明,黄瓜的CBL基因有2个分布在2号染色体上,4个分布在3号染色体上,外显子多为8个,编码区序列为603~759 bp。黄瓜CBL编码的蛋白存在一些保守的位点和基序。在黄瓜CBL基因的上游序列中,存在一些应答多种激素和逆境的顺式元件,且不同成员各不相同。这说明黄瓜CBL家族成员可能具有不同的生物学功能。本试验结果为进一步研究黄瓜CBL基因在逆境应答中的功能提供了科学依据。     

逆境胁迫下ABA与钙信号转导途径之间的相互调控机制

Ca^2＋信号是植物应答各种逆境胁迫响应的一个重要组分,它在植物抗病、抗虫及适应非生物胁迫反应中起着重要的作用。Ca^2＋信号作为第二信使在激素信号转导尤其是ABA信号转导过程中发挥着重要作用。研究表明,当植物受到如干旱、低温、盐害等环境胁迫时,细胞迅速积累ABA,胞内钙离子浓度瞬间升高,然后钙离子浓度呈现忽高忽低的震荡现象。在植物细胞中发现Ca^2＋／CDPK、Ca^2＋／CaM和Ca^2＋／CBL三类钙信号系统,它们与逆境胁迫信号转导密切相关。本文通过综述植物在逆境条件下,ABA与钙信号的产生、转导及产生适应性和抗性等方面,介绍了ABA与钙信号之间的相互调节机制。     

大白菜ABCB/PGP基因家族的鉴定与分析

ABCB/PGP蛋白为ABC转运蛋白的一个亚家族,能够参与植物中生长素的极性运输,在植物生长发育过程中具有重要作用.为深入认识大白菜ABCB/PGP基因家族,利用生物信息学方法对大白菜中ABCB/PGP基因家族成员进行了全基因组水平鉴定,并对其基因组信息、蛋白质生理生化特征、基因结构和系统进化等方面进行研究.结果表明,...     

液泡膜苹果酸转运蛋白研究进展

液泡是植物细胞贮藏苹果酸重要的细胞器。苹果酸是三羧酸酸循环和乙醛酸循环的中介,是维持细胞渗透压与电荷平衡的关键代谢物,还参与调节植物气孔大小,故苹果酸在植物的生命活动中起着重要作用。液泡膜苹果酸转运蛋白直接或间接控制苹果酸进出液泡,介导液泡与细胞质间苹果酸的运输。液泡膜苹果酸转运蛋白属于钠连接的羧酸盐载体家族,本文重点介绍植物液泡膜苹果酸转运蛋白的性质和功能及其与植物细胞pH值动态平衡之间关系的研究进展。     

植物Cation/H＋反向转运蛋白研究进展

CAX是一种通过质子梯度产生的能量运输协调再分配钙离子（Ca2＋）等阳离子的转运蛋白,是Ca2＋/Cation antiporter （CaCA）大家族的一个分化枝.植物CAXs属于CAX三大类的Ⅰ型CAX.大部分植物CAXs有11个跨膜区（TM）和5个典型的功能域,即N-端自抑制区域（NRR）、C-端功能区域、Ca2＋功能域（CaD）、C功能域和D功能域.其中NRR存在于大部分CAX中,调节CAX的功能.以下综述了近年来国内外对CAX类蛋白的研究成果与进展,涉及到CAX家族的命名,亚家族的分类,CAX组织表达及亚细胞定位,特别是CAX的转运活性等研究.加强对CAX的研究对调节植物生长、提高农作物养分吸收和减轻土壤中污染物等有重要作用.     

氨基酸转运蛋白介导植物免疫研究进展

植物生长发育需要大量的氮素养分,氨基酸作为大多数植物体内主要的氮素运输形式,影响植物整个生命活动。氨基酸转运蛋白负责氨基酸在组织和细胞间的跨膜运输,其通过调节植物体内氨基酸稳态,影响着植物的生长发育和抗逆能力。近年来,氨基酸和氨基酸转运蛋白在植物免疫和抗病中的功能及其调控机制取得了一些突破性的研究进展。我们详细阐述了氨基酸运输、代谢在植物防御中的作用,总结了参与植物免疫的氨基酸透性酶家族(AAPs)、赖氨酸组氨酸转运蛋白家族(LHTs)、阳离子氨基酸转运蛋白家族(CATs)以及多种酸进出转运蛋白家族(UMAMITs)基因在病原菌侵染植物过程中的调节机制。转运蛋白LHT1不仅介导植物根系氨基酸的吸收和地上部氨基酸的转运,还参与了植物生长和免疫调节。本文以LHT1为例,对比了拟南芥和水稻lht1突变体植物在感染病原菌后自身的免疫过程,突出其在参与植物感染活体营养型和死体营养型病原菌过程中功能的差异性,构建了氨基酸转运蛋白调控植物免疫过程的基本分子模型。未来研究需要重点解析：1)哪些氨基酸是植物防御机制的关键营养或信号物质;2)病原菌侵染植物后,植物体内氨基酸信号的传导过程;3)植物氨基酸转...     

植物磷转运子 PHT1 家族研究进展

【目的】磷是植物生长发育所必需的大量营养元素。植物 PHT1 磷转运蛋白家族在植物磷吸收、运转及再利用等过程中发挥了重要作用。迄今已在多种高等植物中相继分离出大量 PHT1 家族基因。本文综述了国内外关于植物 PHT1 家族的主要研究进展,详细阐述了植物 PHT1 家族的表达模式、功能及可能的调控途径。 主要进展植物 PHT1 家族属于 MFS (major facilitator superfamily) 超家族,不同物种 PHT1 家族蛋白的结构非常保守,通常具有 12 个亲脂跨膜结构域,形成“6 螺旋–亲水大环–6 螺旋”式的结构镶嵌于质膜当中。同时,该家族具有 H₂PO₄–/nH+ 共运子、糖转运子和 MFS 通用转运子等特征结构域和一段保守的氨基酸特征序列 GGDYPLSATIMSE。一般情况,植物 PHT1 家族基因吸收转运 1 个无机磷需要 2～4 个质子协同进入质膜,并伴随膜电位的变化。植物 PHT1 家族的磷转运特性差异较大,其动力学参数 Km 值差别较大。高等植物 PHT1 家族成员众多。在拟南芥、水稻、大豆、茄科植物及其他物种中的研究发现,PHT1 家族各成员间的时空表达模式存在差异,多数成员受低磷信号调控且主要在根部表达,少部分成员在除根以外的其他器官中表达,并行使相应的磷转运功能。已有研究表明,植物 PHT1 家族基因的转录水平受到多因素的调控,例如外界环境中的无机磷浓度,转录因子如 MYB 家族、WRKY 家族以及 ZAT6 等基因能与 PHT1 家族基因启动子区的特殊调控元件如 MYCS 元件、P1BS 元件及 W-box 元件等结合,调控基因的转录。此外,部分 PHT1 家族基因的转录水平受丛枝菌根真菌 (arbuscular mycorrhizal fungi,AMF) 的调控。除了转录水平的调控,关于植物 PHT1 家族转录后水平的调控途径同样取得了较大进展。PHF1 基因、含 SPX 结构域的蛋白家族、MicroRNA、蛋白磷酸化与去磷酸化、染色质修饰及其他等一系列调控途径均参与到 PHT1 家族基因的转录后调控及信号转导。植物激素如生长素、乙烯和细胞分裂素等也参与这一调控过程。 建议与展望植物对磷吸收利用的分子调控机理及信号转导途径十分复杂,因此,培育磷高效利用基因型作物任重而道远。关于植物 PHT1 家族基因的研究已从模式植物向作物及其他高等植物中扩展,然而对该家族蛋白的生化及结构生物学等研究还待进一步深入。同时,对于一些基因组较复杂的多倍体物种如甘蓝型油菜、小麦、大麦及棉花等,仍有待开展进一步研究。     

花椰菜AP2/ERF转录因子家族成员BobERF17响应逆境胁迫的表达及功能研究

AP2/ERF为植物特有的一类转录因子超家族,其中ERF家族成员被证实在植物逆境胁迫响应中发挥重要作用.为研究花椰菜中不同ERF转录因子的功能,本研究对花椰菜ERF家族中的一个成员BobERF17进行了克隆、表达及功能探究.序列分析显示,BobERF17编码区全长576 bp,编码一个由191个氨基酸组成的蛋白.聚类分...     

蓝光受体ZTLs家族调控植物光周期途径研究进展

光周期途径是调控植物开花的重要途径之一,在长期的进化过程中,植物对光周期途径中的光诱导形成了极其精细和完善的光感受系统。植物接收光信号主要通过光感受系统中的光受体(photoreceptor)实现。ZTLs家族是一类蓝光受体蛋白,泛素化调节植物体内蛋白质的降解,在光信号向生物钟输入和调节下游开花基因表达中发挥重要作用。本文对不同植物中ZTLs家族蛋白的结构、功能等研究进行了综述与展望,为阐明ZTLs家族通过光周期途径调控开花的机制提供了一定的理论依据。     

DELLA蛋白在植物中的研究进展

DELLA蛋白是GRAS蛋白家族中的一个亚家族,在赤霉素(gibberellin,GA)信号转导通路中起负调控作用.DELLA不仅参与了GA信号转导,也参与其他激素如生长素、脱落酸(abscisic acid,ABA)、乙烯、茉莉酸(jasmonic acid,JA)等信号转导和生物合成,在植物生长发育过程中扮演了重要角色.本文综述了DELLA蛋白编码基因的克隆、表达情况,并阐述了DELLA蛋白参与的激素信号转导和与其他因子的互作,以便更好地揭示DELLA信号网络系统及其作用机制.     

Shift of grain protein composition in bread wheat under summer drought events

Climate change bears the risk of more frequent drought stress in the northern hemisphere with more frequent early summer drought events affecting main grain crops. Winter wheat (Triticum aestivum L.) is susceptible for such drought events at the flowering and grain filling stages. After drought, the grain yield decrease of three hybrids was about 20% lower compared to three wheat lines analyzed. Wheat grain proteins are classified into four main components such as albumin and globulin, gliadin, and glutenin. The latter two are closely related to the baking quality of flour and might be affected by drought. However, detailed knowledge about the influence of drought on the synthesis of specific storage protein fractions is scarce. By analyzing the grain protein fractions by means of SDS‐PAGE technique, we detected an increase in grain protein content as well as in HMW and some LMW glutenin sub‐fractions. The glutenin fraction seems to be most variable in gene expression under different environmental scenarios such as drought. However, the protein yield as well as the grain yield may be strongly decreased, which might be not acceptable in practice.     

传统风干牦牛肉加工中肌原纤维蛋白氧化与体外消化性变化

为了评价传统风干牦牛肉在加工过程中肌原纤维蛋白消化率的变化,并探讨蛋白质氧化影响其消化性的潜在机制。在牦牛肉自然风干加工过程中(40 d)采集样本,测定肌原纤维蛋白羰基、巯基、二硫键、二聚酪氨酸、粒径分布、体外消化率及脂质氧化等指标,并分析脂质氧化和蛋白质氧化对蛋白质消化性的影响。结果显示,脂质初级氧化产物(Primary Oxidation Value, POV)、硫代巴比妥酸反应物(Thiobarbituric Acid Reaction Substrates, TBARS)和蛋白质羰基化合物随加工时间的延长而显著增加(P0.05),并且相互间存在极显著相关性(P0.01)。此外,二硫键和二聚酪氨酸含量显著增加(P0.05),这是蛋白质交联的主要形式。蛋白质被胃蛋白酶和胰蛋白酶总的水解率在整个加工过程中降低了19.58%(P0.05),蛋白质的水解率与羰基、二硫键、二聚酪氨酸和蛋白质粒径呈现极显著负相关性(P0.01)。综上所述,在风干牛肉加工期间,脂质氧化产物促进了蛋白质氧化,蛋白质的羰基化和交联导致蛋白酶对蛋白质的水解率降低。研究结果对了解风干牦牛肉传统加工方式和进一步改进加工工艺具有积极的促进作用。     

Upregulation of the genes for ferritin,RNase, and DnaJ in leaves of rice plants in response to sulfur deficiency

Microarray analysis was carried out with mRNAs isolated from aerial portions of rice plants subjected to sulfur deficiency. Among the candidate clones regulated by sulfur deficiency, three genes were identified by northern analysis that showed altered levels of mRNA accumulation. Genes similar to those for ferritin, S-like ribonuclease, and DnaJ-like protein were down-, down-, and upregulated by sulfate deficiency, respectively. These genes were found for the first time to be responsive to sulfur nutrition in the present study.     

一种改进的Western blot法检测小鼠肺表面活性蛋白B

小鼠中已发现4种肺表面活性蛋白(surfactant protein,SP):SP-A、SP-B、SP-C和SP-D,其中SP-B对维持肺正常功能的作用最为显著(Sam,2004),其成熟形式是一种疏水蛋白,相对分子量8.7 kD.     

非生物胁迫诱导的玉米蛋白激酶基因ZmCIPK1的cDNA克隆和表达分析

CIPK（CBL-interacting Protein Kinase）在植物非生物胁迫信号转导中起重要作用。应用电子克隆的方法在玉米中克隆了一个cDNA全长为1395bp的蛋白激酶基因ZmCIPK1（GenBank接受号为EF158034）。其编码的蛋白含有465个氨基酸,分子量为51.98KD,等电点为6.92。推断的ZmCIPK1催化结构域中包含蛋白激酶催化结构域保守的11个亚结构域, 蛋白C端具有植物CIPK蛋白家族特有的包含24个氨基酸的NAF结构域。半定量RT-PCR结果表明,在甘露醇、氯化钠、ABA和4°C低温诱导时,ZmCIPK1在玉米幼苗叶片中表达量明显上调,在24小时内保持较高的转录水平。试验结果表明,ZmCIPK1是一个新的玉米蛋白激酶基因,响应多种非生物胁迫信号。     

Estimation of Optimum Nitrogen Fertilizer Rates in Winter Wheat in Humid Mediterranean Conditions,I: Selection of Yield and Protein Response Models

Nitrogen (N) fertilization management directly affects yield and grain protein content of soft red winter wheat, so there is a need to estimate the optimum N fertilizer dose needed to obtain the greatest yield and the desired protein content under a humid Mediterranean climate. The objective of this work was to select the best response models of wheat yield and protein content to applied N fertilizer. To fulfil this objective, 13 experiments were conducted in the years 2001, 2002, 2003, and 2004 in northern Spain where 0, 100, 140, 180, and 220 kg N ha^–1 were applied. The quadratic plateau model best described yield response to N fertilizer, with 182 kg N ha^–1 producing the maximum yield. The quadratic model was chosen for modeling protein response to N fertilization, and 176 kg N ha^–1 was the rate required for achieving protein contents greater than 125 g kg^–1.     

利用15N示踪技术研究尿素在人工瘤胃中的代谢

通过人工瘤胃短期发酵,采用4×2析因完全随机试验设计,利用15N标记尿素代替日粮粗蛋白的0%、10%、20%、40%,分别发酵24和48h,研究日粮不同尿素添加量对瘤胃发酵参数的影响及其在瘤胃中的代谢.结果表明:不同尿素添加量和发酵时间对瘤胃pH影响不显著(P＞0.05),添加尿素处理的瘤胃液氨态氮浓度在发酵48h时显...     

超声处理改善不同比例大豆-乳清混合蛋白理化性质

为了探究超声作用对不同比例大豆-乳清混合蛋白功能性质的影响。该试验以大豆蛋白与乳清蛋白为原料,对粒径、ζ-电位、内源性荧光光谱、扫描电子显微镜等结构性质,以及乳化活性、乳化稳定性、质构、持水性等理化特性和功能特性进行研究。结果表明:当SPI-WPI(soy protein isolate-whey protein isolate)质量比为5:5时,乳化活性与乳化稳定性最大(65.5 m2/g,16.3 min),同时粒径分布由双峰转为单峰,体积平均粒径D[4,3]达到最小值(205.6 nm)、ζ-电位绝对值达到最大(21.4m V),此时混合体系稳定性最好。内源性荧光光谱显示有荧光物质释放,荧光强度持续增强,说明超声处理改变了混合体系蛋白结构。超声处理后混合蛋白比例在5:5时,具有最佳的凝胶性质,硬度达到最高(475.61 N),持水性达到最大(85.32%),与扫描电子显微镜的结果一致,显示此时混合蛋白体系形成致密、均一、有规则凝胶网络结构。该研究可为大豆-乳清混合蛋白的应用提供技术支撑。     

Relationships among important traits in the nitrogen economy of winter wheat

Identification and utilization of important attributes in the nitrogen economy of wheat (Triticum aestivum L.) should provide a basis for increasing grain protein percentage (GPP). The objectives of this study were to determine the magnitude of genetic variability of some factors important in the nitrogen economy of wheat, their relationship to one another, and their influence on grain yield (GY) and GPP. Twenty‐five hard red winter wheat genotypes representing a wide range of GY, GPP, and plant stature were grown in field trials over a 2‐year period. Significant differences were found for harvest index (HI) and nitrogen harvest index (NHI). Total nitrogen at anthesis (TNA), total nitrogen at maturity (TNM), and biological yield (BY) did not differ significantly. GPP was positively correlated with TNM and BY and negatively correlated with TNA, HI, and GY. GPP was not correlated with NHI, however, stepwise regression of GPP and grain protein yield revealed NHI as a common component, with a positive coefficient. In addition, NHI was positively correlated with GY. Selection of parents with complementary traits for nitrogen‐use efficiency may allow for simultaneous increases in GY and GPP.