拟南芥N末端乙酰转移酶Naa50参与调控根细胞有丝分裂

N末端乙酰转移酶Naa50在调控拟南芥生长发育方面至关重要。为探究Naa50是否通过调控细胞有丝分裂来影响植物生长发育,将naa50-1突变体与H2B-YFP株系杂交,利用H2B-YFP标示细胞分裂过程中染色体的分离行为。结果表明,与野生型相比,拟南芥naa50-1突变体根尖分生区细胞有丝分裂指数下降,染色体畸变率明显增加,微核率上升,且处在分裂中期的细胞比例增加。将naa50-1突变体与CYCB1-CUS株系杂交,检测根细胞中CYCB1蛋白表达,发现naa50-1突变体中CYCB1蛋白表达量明显增加。PI染色分析表明,naa50-1突变体根部存在部分死细胞。以上结果表明,在细胞有丝分裂过程中,Naa50促进遗传物质平均分配到两个子细胞中,促进细胞从分裂中期向后期转换;Naa50通过调控细胞分裂进而参与植物生长发育的调控。     

GNAT类乙酰转移酶调控水稻细菌性条斑病菌的生长和致病力

为探究GNAT乙酰转移酶在稻黄单胞菌稻生致病变种（Xanthomonas oryzae pv. oryzicola,Xoc）中的功能,本研究首先对GNAT家族蛋白进行了结构域分析,随后构建了GNAT编码基因的单突及多突突变体,并比较了野生型菌株和这些突变菌株间的生长速度、胞外酶活性和致病力的差异。结果发现：在营养缺乏条件下,除xoc＿1598突变体和敲除全部GNAT类乙酰转移酶基因的6突突变体外,其他所有突变体的生长都弱于野生型,说明此类乙酰转移酶调控Xoc的生长。此外,所有GNAT类乙酰转移酶突变都导致Xoc致病力下降。同时还发现此类乙酰转移酶对运动性、胞外蛋白酶和淀粉酶活性也有调控作用。实验结果表明,乙酰化修饰是Xoc生长和致病力的重要调节机制。     

苏云金芽孢杆菌LLP29菌株中ykkB基因的克隆、表达及活性分析

乙酰化是蛋白质翻译后修饰的一种重要方式,可参与多种细胞进程,但迄今未见有关乙酰化修饰在Bt中发挥作用的报道.本课题组前期通过对高效杀虫Bt菌株LLP29的基因组进行测序分析,发现该菌株也存在编码乙酰转移酶的基因(如ykkB).为探讨乙酰化修饰在Bt菌株中的作用,以ykkB为靶标,利用无缝克隆技术成功克隆与测序了ykkB基因.通过生物信息学分析,发现该基因编码的蛋白可能是一类N-乙酰转移酶,赖氨酸和亮氨酸含量最高,半胱氨酸含量最低,是一种亲水性蛋白质,且无跨膜区;同时,成功表达、纯化了YkkB蛋白,通过体外自乙酰化分析,证实该蛋白可发挥乙酰基转移的作用.     

用植物提取物筛选与酵母甾醇乙酰化循环相关的物质

为了确定酿酒酵母中乙酰/脱乙酰循环是否参与细胞对某些甾体化合物或其类似物的毒性解除过程,将野生型(BY4742)、脱乙酰酶SAY1单突变体(say1Δ)、乙酰基转移酶ATF2 单突变体(atf2Δ)和SAY、ATF2 双突变体(atf2Δsay1Δ)酵母菌分别培养在含21种不同植物提取物的培养基中,比较其生长状况.结果显示,在含80 mg/mL黄芪提取物的培养基中,细胞生长必须依赖一个完整的乙酰化/脱乙酰循环的作用;而在含20 mg/mL生姜提取物的培养基中,其生长则必须依赖ATF2(乙酰化作用)的缺失.可以推测甾醇乙酰化/脱乙酰循环途径很可能间接参与了某些甾族化合物或其类似物的解毒过程.     

DNA甲基转移酶赋予拟南芥盐胁迫耐受性

为了探究DNA甲基化修饰在植物响应盐胁迫过程中的作用,对DNA甲基转移酶的突变体在盐胁迫下的表型进行观察,发现drm1drm2cmt3三重突变体相较于野生型对盐胁迫更加敏感,而drm1drm2双重突变体和cmt3单突变体相较于野生型对盐胁迫的应答没有明显差异。定量PCR结果表明纤维素合成酶ATCSLA1和ATCSLA10在野生型中受盐胁迫诱导表达,而这种诱导表达在三重突变体中明显减弱。以上结果表明,DNA甲基转移酶可能间接促进纤维素合成酶的表达进而调控纤维素合成的水平,最终赋予拟南芥盐胁迫的耐受性。     

DNA和蛋白质甲基化酶与发育

甲基化在DNA分子和蛋白质中普遍存在,是细胞中一种普遍而重要的修饰方式,分别由DNA甲基化酶和蛋白质甲基化酶完成。DNA甲基化酶不仅在维持DNA甲基化和基因组稳定性等方面起着重要的作用,还在哺乳动物的早期胚胎发育过程中扮演着重要的角色。蛋白质甲基化酶目前了解比较多的是蛋白质精氨酸转移酶和赖氨酸转移酶,它们都参与组蛋白甲基化,在基因转录过程中起着重要的调节作用。蛋白质精氨酸转移酶还在RNA加工、信号传导、蛋白质定位以及生殖细胞发生过程中起着重要的作用。     

nisin Z铰链区电荷突变体抑菌性的研究

以含nisZ基因的质粒pHJ201为模板,对乳链菌肽铰链区进行定点突变,并以pMG36e为载体,转入受体菌L.lactis NZ9800进行表达,研究不同电荷铰链区突变体的特性及结构。结果表明,9个突变体中除N 20En is in Z,M21E nisinZ和K22E n is in Z失去抑菌活性外,其余突变体的抑菌活性均有下降;N20K nisinZ和M21KnisinZ突变体的抑菌谱发生了变化,其对革兰氏阴性菌沙门氏菌、志贺氏菌和假单胞菌均有抑菌活性。CD谱表明,在波长210~220 nm区,N 20K nisinZ和M21KnisinZ的-αhelix值均较野生型nisinZ略有提高。     

果胶乙酰酯酶基因 AtPae7参与拟南芥对大豆疫霉菌的非寄主抗病性

利用反向遗传学方法,鉴定拟南芥(Arabidopsis thaliana)对大豆疫霉菌(Phytophthora sojae)非寄主抗病性相关的基因。通过分子生物学和生物信息学方法,鉴定和分析T-DNA插入拟南芥突变体离体叶片对大豆疫霉菌的非寄主抗病性。结果表明:4个果胶乙酰酯酶基因AtPae7(pectin acetyl esterase 7)突变体株系中的3个对大豆疫霉菌的抗性减弱,表现为感病;qRT-PCR检测表明突变体中AtPae7的转录水平下降;生物信息学预测PAE7蛋白的N端有23个氨基酸信号肽序列,确定其为胞外分泌蛋白。说明果胶乙酰酯酶基因AtPae7参与拟南芥对大豆疫霉菌的非寄主抗病性。     

精氨酸甲基转移酶及其生物学功能研究进展

 精氨酸甲基转移酶在蛋白质转录后修饰中起着重要作用。最近的研究进展揭示精氨酸甲基转移酶在真核生物的生长、发育及适应过程中起着非常重要作用。然而人们对该类酶功能和参与调控机制的认识还很少。该文综述了精氨酸甲基转移酶的分类标准、各种类型精氨酸甲基转移酶的生化特性及在动物、植物和酵母中精氨酸甲基转移酶的种类。分析了精氨酸甲基转移酶蛋白质结构特征及作用底物的特点。并综述了最近动植物中精氨酸甲基转移酶功能研究的进展，精氨酸甲基转移酶的生物学功能研究进展及其活性的调控方式；并对进一步研究精氨酸甲基转移酶功能进行了展望。     

高通量筛选蛋白质突变体库方法的研究进展

定向进化已经被广泛用于修饰和加强蛋白质性能的研究。蛋白质突变体库筛选方法的改变和完善进一步加强了定向进化技术在理解和设计新蛋白质实验中的运用。近年来报道了许多新的高通量筛选方法。这些方法已经越来越多地用于蛋白质工程的研究，并且解决了此领域中一些具有争论性的前沿问题。     

拟南芥甘油-3-磷酸乙酰转移酶家族研究进展

甘油-3-磷酸乙酰转移酶催化甘油-3-磷酸酯与脂肪酸发生酰化反应。在拟南芥的甘油-3-磷酸乙酰转移酶家族中包括8个成员。介绍拟南芥的甘油-3-磷酸乙酰转移酶在甘油脂类合成以及在角质和木栓质合成的研究进展,并进一步展望甘油-3-磷酸乙酰转移酶今后在基础研究及农作物遗传育种上可能发挥的重要作用。     

细菌对四类土壤常见抗生素的降解机制

为了解决土壤中常见抗生素对环境的污染问题,就细菌对4种抗生素的降解机制进行了综述。研究发现某些细菌具有分解抗生素的能力,作用机制:β-内酰胺酶使β-内酰胺类抗生素开环;酯酶、磷酸化酶和糖苷酶作用大环内酯类抗生素使其钝化;AAC、APH和ANT三类氨基糖苷类修饰酶对氨基糖苷类抗生素的修饰作用;氯霉素乙酰转移酶CAT基因catA和catB介导编码产生的酰基转移酶使氯霉素转化为无抗菌活性的代谢产物。通过阐明细菌对抗生素的降解机制,为解决土壤抗生素的污染问题提供了依据。     

甘蓝型油菜BnWRKY41的理化性质分析及BnWRKY41-2在花青素合成中的功能解析

甘蓝型油菜BnWRKY41-1通过负调控花青素合成相关基因的表达而显著抑制拟南芥叶片花青素的积累。为深入了解同源拷贝BnWRKY41-2在花青素合成过程中的作用,对BnWRKY41-1和BnWRKY41-2进行生物信息学分析,并从甘蓝型油菜品种‘中双11’中成功克隆BnWRKY41-2的全长编码序列,分别转化烟草和拟南芥 wrky41-2突变体,对其亚细胞定位和在花青素合成中的调控作用进行分析。结果表明,BnWRKY41两个拷贝均具有典型WRKY结构域,N端不含跨膜结构和信号肽,二级结构主要由无规则卷曲组成,蛋白质修饰以磷酸化为主。BnWRKY41-2定位在细胞核中,在拟南芥 wrky41-2突变体背景下异源表达 BnWRKY41-2 基因使突变体叶片中的花青素含量恢复到野生型水平,而且可显著调控花青素积累相关基因的表达。这些结果表明BnWRKY41-2与BnWRKY41-1在蛋白质结构及理化性质方面相似,并且在调控拟南芥叶片花青素积累方面发挥类似的生物学功能,起负调控作用。     

扶桑绵粉蚧谷胱甘肽S-转移酶基因的克隆及不同发育阶段的表达分析

【目的】扶桑绵粉蚧是我国重要的入侵生物,其繁殖能力强,能危害棉花、扶桑、向日葵、南瓜、番茄等多种我国重要的经济作物。克隆扶桑绵粉蚧谷胱甘肽S-转移酶（GSTs）基因,可为揭示扶桑绵粉蚧GSTs的生理功能提供参考。【方法】利用RT-PCR和RACE技术克隆扶桑绵粉蚧谷胱甘肽S-转移酶基因全长,并采用生物信息学方法分析其结构特征,用实时荧光定量PCR的方法研究其各个虫态的表达谱。【结果】克隆了扶桑绵粉蚧谷胱甘肽S-转移酶基因全长序列,该基因的开放阅读框包含651 bp的片段,编码217个氨基酸。DNA编码区由4个内含子和5个外显子组成,内含子的长度分别为90,123,67和70 bp;分隔的5个外显子的长度分别为18,50,96,80和500 bp。功能域分析结果显示,该蛋白在N末端和C末端均有GST的类似结构位点。多序列比对及系统进化树构建结果表明,该蛋白属Zeta家族GSTs,将其命名为PsGSTzl。PsGSTzl mRNA在扶桑绵粉蚧的不同虫态中都有表达,在1龄幼虫中的表达量最高。【结论】成功克隆的PsGSTzl基因在不同虫态中差异表达,为进一步揭示该基因在虫体的代谢作用奠定了基础。     

关中灌区秸秆还田条件下施氮量对冬小麦产量及氮素利用的影响

以西农979为供试材料,在秸秆还田条件下设置5个不同的冬小麦施氮水平进行田间试验,分析不同处理下冬小麦产量及产量构成因素、收获后土壤硝态氮以及冬小麦籽粒蛋白质含量.在秸秆还田条件下随施氮量的增加,冬小麦籽粒产量、生物学产量、有效穗数和千粒质量均呈先增后降趋势,籽粒产量、生物产量和公顷穗数在N262.5达到最大,千粒质量在N175达到最大.氮素回收效率、氮肥利用效率均随施氮量的增加而降低,氮素收获指数随施氮量的增加先增后降,在N175时达到最大值.N2625、N350处理比N0处理显著提高了冬小麦收获后土壤耕层硝态氮累积量.施氮量为0～262.5 kg/hm2,随施氮量增加小麦籽粒蛋白质含量和蛋白质产量显著提高.综合考虑目前技术水平和当地气候条件,关中灌区冬小麦施氮量应控制在175～262.5 kg/hm2.     

蛋白质Sumo化修饰原核表达系统的构建

【目的】构建一种可获得Sumo修饰蛋白的原核表达系统,为Sumo化修饰蛋白的批量制备奠定基础。【方法】用Trizol裂解法提取小鼠畸胎瘤细胞F9的总RNA,反转录成cDNA后PCR扩增获得Sumo1、Ubc9、Sae2和Sae1基因。将上述基因及相应载体酶切、连接后构建出重组质粒pACYC-Ubc9-Sumo1、pCDF-Sae2-Sae1。采用质粒转化制备阳性克隆感受态细胞质粒转化的方法获得pACYC-Ubc9-Sumo1和pCDF-Sae2-Sae1共表达的Sumo化修饰的原核表达系统。以pGEX-GST-Sox2和pGEX-GST-Sox2^K247R重组质粒为例,采用Western Blot检测蛋白质Sumo化修饰原核表达系统的有效性。用另一Sumo修饰底物Oct4及其Sumo修饰位点突变的突变体Oct4^K118R转化原核Sumo修饰系统,并连续传代,检测蛋白质Sumo化修饰系统的实用性及遗传稳定性。【结果】构建的蛋白质Sumo化修饰原核表达系统可特异修饰Sumo1的底物Sox2和Oct4;含有Oct4原核表达载体的蛋白质Sumo化修饰系统可稳定传至15代,系统的稳定性较好。【结论】获得了成本较低、特异性强、重复性好、稳定性强的可用于制备Sumo化蛋白的原核表达系统。     

棉花纤维突变体胚珠发育过程中主要生化物质的积累特征

采用4种不同类型的棉花纤维突变体和一个正常对照TM-1,分析比较了胚珠发育过程中,纤维和种皮内纤维素,种仁内脂肪、可溶性糖和蛋白质等成份的积累特征及诸成份与纤维素含量的相关关系.结果表明,棉花纤维突变体的胚珠不仅生化物质动态变化有着较大的差异,而且其生化物质的组成差异也很大.纤维突变体的纤维素含量低,种仁蛋白质含量低,脂肪含量高.纤维素含量与种仁内脂肪含量呈显著或极显著正相关;与纤维可溶性糖,纤维蛋白质有显著的相关性,呈显著负相关.     

拟南芥抗镧突变体的筛选及初步鉴定

利用乙酰甲基磺酸（EMS）诱变方法,以幼苗根在重力作用下的弯曲生长为指标,筛选得到了拟南芥抗镧突变体。通过进一步使用更高浓度镧对获得的突变体进行复筛,初步确定了KEMS-36植株为拟南芥抗镧突变体。     

4种鬼伞β-1,3-葡聚糖转移酶的生物信息学分析

鬼伞是一类菌柄能在短时间内快速伸长并且伞盖易自溶形成墨汁的蘑菇,菌柄在伸长过程中细胞壁以伸长生长为主,细胞壁组分β-1,3-葡聚糖发生重构修饰,GH72家族的β-1,3-葡聚糖转移酶能够将较低聚合度的寡糖转化生成更高聚合度的糖链.β-1,3-葡聚糖转移酶可能参与鬼伞菌柄细胞壁中β-葡聚糖组分的重构修饰.以完成测序并有注释信息的灰盖拟鬼伞(Coprinopsis cinerea)、拟鬼伞(Coprinopsis marcescibilis)、晶粒小鬼伞(Coprinellus micaceus)和小脆柄菇(Psathyrella aberdarensis)等4种鬼伞的 β-1,3-葡聚糖转移酶的氨基酸序列为基础,采用TargetP、WOLF PSORT、SignalP、Sompa、TMHMM2.0、Big-PI Fungal Predictor、MEME和SISS-MODEL等生物信息学分析工具对其开展蛋白质亚细胞定位、细胞信号肽、二级结构、跨膜螺旋、糖基化磷脂酰肌醇(GPI)锚定位点、基序以及三级结构等进行分析,同时对上述序列开展遗传进化关系分析.研究结果可为进一步深入开展该蛋白在菌柄伸长过程中细胞壁β-葡聚糖组分的重构修饰研究作基础.     

抗除草剂Bar基因的优化及PAT蛋白的表达

利用生物信息学方法优化了适用于原核表达的Bar基因序列密码子,克隆了Bar基因序列并构建了p ET28a-Bar融合表达载体,并转入大肠杆菌宿主菌BL21(DE3)。结果表明,融合表达载体在大肠杆菌BL21(DE3)菌株中以包涵体形式表达膦丝菌素乙酰转移酶(PAT蛋白质),并通过镍离子亲和层析纯化后获得了PAT蛋白质,该纯化蛋白质的获得为利用酶联免疫法定量检测和筛选转基因植物提供了必要前提。