马铃薯AP1抗病传导链中蛋白元件的鉴定

酵母双杂交系统的建立为在体外研究蛋白质问的相互作用提供了可能，在验证植物与病原物相互识别过程中是否发生蛋白质与蛋白质的互作及研究植物抗病信号传递链中发挥了不可替代的重要作用。本研究以马铃薯抗病蛋白API编码基因为诱饵，从cDNA文库中捕获与API发生互作的蛋白，研究围绕API蛋白的与抗病有关信号传导途径。     

水稻抗稻瘟病防御系统中草酸氧化酶的鉴定

以水稻(Oryza sativa)OSK3蛋白激酶为诱饵，利用酵母双杂交系统中从水稻cDNA文库中筛选与其互作的蛋白，与植物抗病性相关的草酸氧化酶编码基因是所获得的阳性克隆之一，经检测报告基因lac Z的表达验证了互作的真实性。认为属于H2O2产生酶类的草酸氧化酶在水稻OSK3蛋白激酶介导的抗病途径中，可能是位于抗病信号传导链下游的蛋白。     

酵母双杂交系统的研究进展

酵母双杂交系统是研究蛋白质间相互作用的一种分子生物学方法，随着该系统的广泛应用，发展了三杂交系统、单杂交系统，及其它研究蛋白质与DNA、RNA相互作用的方法。该方法在研究蛋白质组学领域有重要地位和作用。     

克隆植物早期结瘤素基因ENOD40的受体基因

ENOD40是根瘤器官形成过程中表达的植物早期结瘤素基因之一,通过调节细胞生长素和细胞激动素的平衡诱使根瘤形成.利用DupLex-A酵母双杂交系统,以豌豆ENOD40为诱饵,从豌豆根瘤的cDNA文库2.5x106个克隆中筛选了5个可能的ENOD40受体蛋白基因,以期了解调节ENOD40基因功能的分子机制,揭示根瘤形成过程中信号传导.DNA测序及同源性比较显示,4个克隆虽未在GenBank中找到同源性相近基因,仍有研究价值;1个克隆B'29编码的蛋白质与Laminin类受体蛋白有80%的同源性,作用机制可能相似,在根瘤形成过程中传递信号.但这5个可能的克隆还需进一步验证真伪,以便确认ENOD40是否可与多个基因作用或这几个克隆之间存在相关性.     

植物抗真菌和细菌病害的基因工程

随着植物分子生物学的迅猛发展和对寄主－病原菌相互作用的深入了解，植物抗病菌基因工程策略不断出现。本文从以下两方面评述了目前植物抗真菌和细菌病害的基因工程策略研究进展：（１）调控寄主－病原相互识别和信号传递系统表达介导的抗性；（２）调控防卫反应基因和外源抗菌基因表达介导的抗性。     

AHL内酯酶在蜡状芽胞杆菌中可增强ZwA抗软腐病作用

双效菌素(Zwittermicin A, ZwA)是一种广谱、新型的抗生素，对很多植物病原菌具有抑制作用；酰基高丝氨酸内酯酶(AHL内酯酶)通过降解植物病原菌群体感应（Quorum-Sensing）系统的信号分子，减弱致病基因的表达从而达到抗病的效果。结合这两种物质的不同抗病机理，本研究将来自苏云金芽胞杆菌中的AHL内酯酶基因导入到ZwA产量不同的蜡状芽胞杆菌中，得到相应的重组菌株。实验表明，AHL内酯酶基因在重组菌中可正常表达，并且不影响受体菌ZwA的表达和产量；感病实验证明，同时表达ZwA和AHL内酯酶的重组菌对于胡萝卜软腐欧文氏菌感染马铃薯所引起的病害的抗病效果比单独含产ZwA或AHL内酯酶的蜡状芽胞杆菌的抗病效果有明显增强。说明结合ZwA和AHL内酯酶的不同抗病机理来提高抗病效果是可行的。     

应用酵母双杂交系统筛选与CASTOR相互作用的蛋白

CASTOR编码百脉根中的离子通道蛋白，它是共生途径上的功能基因，作用于结瘤因子诱导产生的钙离子激增（calcium spiking）信号转导途径的上游，突变后不能形成根瘤。为了进一步揭示CASTOR调控共生信号途径的分子机制，本文通过酵母双杂交系统在百脉根的cDNA文库中筛选可能与CASTOR相互作用的蛋白，以酵母配合的方法初筛获得111个阳性克隆，经β- Gal检测进一步确认有99个蓝色克隆子，测序以及NCBI BLAST比对分析鉴定出JAB1、CLPA、钙调素结合的翻译延伸因子等7种可能与CASTOR相互作用的蛋白，利用RT-PCR方法检测了这些基因在接种以及不接种根瘤菌的百脉根中的表达水平，分析推测CASTOR可能与上述蛋白形成复合物参与共生信号的转导。     

不同土壤水分与温度条件下土根系统中水分传导的变化及其相关重要性

依据试验资料，分析了土壤水势和温度对根系收缩程度，土根间隙水分传导和土根系统中各部分水分传导相对重要性的影响，结果表明，植物系性收缩程度角合欢〈台湾相思〈向日葵〈玉米，植物在水分胁迫下根系收缩能反映植物的抗旱性，在相同土水势条件下，土根间隙水分传导表出银合欢〉台湾相思〉向日葵〉玉米，在土根间隙传导（Ｌｓ）根系传导（Ｌｔ）与土壤有效传导（Ｌｓ）三者之间，Ｌｓ的变幅最大，Ｌｔ的变幅最小，对于不同植物种     

应用酵母双杂交技术筛选猪Calsarcin-2蛋白结合蛋白

Calsarcins是钙调磷酸酶肌小节特异性结合蛋白家族,本实验旨在研究Calsarcin-2(CS2)在猪骨骼肌纤维形成和信号通路调控中的功能。应用酵母双杂交方法筛选猪骨骼肌组织中CS2蛋白结合蛋白,从猪骨骼肌文库中筛选出180个阳性克隆,经分析得到12个相互作用的蛋白,研究发现骨骼肌α-肌动蛋白1(ACTA1),肌联蛋白(TTN)及钙调素1(CALM1)为CS2互作蛋白。ACTA1参与肌肉收缩过程,TTN调节肌小节动力传导及Z线装配,CALM1参与钙离子信号传导。结果表明,CS2在维持Z线结构稳定和参与钙离子信号传导方面起重要作用。     

利用酵母双杂法鉴定水稻白叶枯病菌Ⅲ型效应物寄主靶标初探

水稻白叶枯病菌（Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo）引起的水稻白叶枯病是世界水稻生产中最严重的细菌性病害之一。前期研究发现Xoo PXO99A中一个编码Ⅲ型效应物的PXO_03420（hpaF）基因与病菌游动性、致病性和致敏性有关,为探讨hpaF基因编码产物在病菌与日本晴水稻中的互作关系,本研究采用Matchmaker酵母双杂交系统构建了日本晴水稻叶片高质量cDNA文库,文库重组率为87.6%,滴度为2.57×10^6pfu/mL。将文库与构建的Y187/pGBKT7_03420诱饵进行酵母双杂交,共得到26个阳性克隆。通过对阳性克隆测序所得结果进行结构域分析,初步鉴定HpaF与水稻叶片中具有WHY或PRK结构域的两个蛋白存在互作关系。本研究结果为进一步研究hpaF基因的功能奠定了基础。     

植物PTI天然免疫信号转导研究进展

病害是危害农业生产的重要因素之一,植物对于病原菌的抗性依赖于植物的天然免疫(plant innate immunity)系统。因此,对于植物天然免疫的研究将为农作物抗病育种提供重要理论基础。植物天然免疫系统包含彼此相互关联的两个层面,即PTI(PAMP-triggered immunity)和ETI(effector-triggered immunity)。近年来,国内外对于PTI的研究取得了一系列重要进展。PTI是由病原物相关分子模式PAMP(pathogen-associated molecular pattern)所诱发的植物免疫反应。PAMP被位于植物细胞表面的受体识别后,将免疫信号通过胞质类受体激酶BIK1(Botrytis-induced kinase 1)、MAPK级联、CDPK(calcium-dependent protein kinase)等向下游传递,诱导活性氧的爆发、气孔的关闭、免疫基因的表达等,从而抑制病原微生物的生长。免疫信号在传递过程中会在多个层次上被精细调控,以保证合适的反应强度和持续时间。本文从植物免疫受体FLS2及其他免疫受体的发现、免疫信号转导组分的发现以及其生物学功能、参与天然免疫的转录因子、植物免疫反应的负调控及植物天然免疫在抗病育种中的应用等方面综述了近年来植物PTI天然免疫的分子机理和信号转导方面的研究进展。并对该领域的发展提出展望,我们认为农作物天然免疫信号转导和作物与致病真菌互作系统的研究将会是未来研究的重点和主要方向,天然免疫的重要理论与基因编辑技术的结合,必将使作物抗病育种迎来新时代。     

甘蓝两种单倍型S-位点受体激酶胞外结构域(eSRK)和S-位点半胱氨酸富集蛋白(SCR)基因的克隆及其相互作用特异性检测

S-位点受体激酶(SRK)和S-位点半胱氨酸富集蛋白(SCR)是自交不亲和反应中雌、雄性决定因子,两者是受体与配体关系,相互作用具有单倍型特异性。为建立适于SRK与SCR单倍型特异性识别及作用机理研究的技术体系,本研究以甘蓝(Brassica oleracea L.)高代自交系E、F为材料,首先,采用亲和指数法测定两种材料的亲和性,结果表明,E、F为强自交不亲和系,两者间异交亲和;其次,从E、F材料gDNA中扩增eSRKE、eSRKF、SCRE和SCRF基因编码序列,同源比对表明,E为S28单倍型、F为S7单倍型;再次,利用酵母双杂交Gold系统检测eSRKE、eSRKF和SCRE、SCRF间的相互作用,结果显示,eSRKE与SCRE、eSRKF与SCRF之间作用,eSRKE与SCRF、eSRKF与SCRE之间不能作用,这与利用亲和指数法检测的结果完全一致。研究结果建立了为进一步探索SCR与SRK的识别与作用机理的技术体系。     

植物抗旱耐盐基因的研究进展

近几年许多与植物抗旱耐盐相关基因被克隆和分析,同时通过转基因技术将这些基因转到植物中异源表达,能显著提高转基因植物的抗旱耐盐能力。这些基因主要包括渗透调节基因、蛋白类基因（如信号传导中的蛋白激酶基因）及转录因子等。在逆境条件下,渗透调节基因通过合成脯氨酸、甜菜碱、糖类和多胺类等渗透调节物质维持植物中的渗透平衡;蛋白激酶基因产物是细胞信号传导中的组分,这些基因能促进植物对干旱失水反应和逆境信号的传递,启动抗逆基因的表达;转录因子通过与相关基因的特异性结合来调控其表达,进而产生相关调控蛋白等物质增强植物在逆境中的生存能力。本文主要综述了这三类抗逆基因的研究现状及其生物学机理,讨论并分析这些基因在应用中尚待解决的问题,为发掘更多的抗逆性的基因资源和进一步开展分子育种工作提供参考。     

磷脂酶Dβ在拟南芥低温信号中的转导作用

磷脂酶D（PLD）不仅是植物中一类主要的磷脂水解酶,而且是一类重要的跨膜信号转导酶类。PLD的磷脂降解功能和信号转导功能均影响植物的抗冻性。本研究以PLDβ基因被敲除的拟南芥突变体及其野生型植株为材料,进行低温驯化和冻害胁迫处理,并分析其作用途径。结果表明,PLDβ基因介导低温信号转导作用,参与渗透调节途径中脯氨酸的调控和抗氧化系统中过氧化氢酶（CAT）活性的调控,并且与低温信号激素ABA不在同一条信号转导途径。本研究为探索通过调控PLD的活性提高植物抗冻性提供了新的途径,并为深入揭示植物的抗冻机理以及磷脂信号转导机制提供实验支持。     

蔗糖代谢及信号转导在植物发育和逆境响应中的作用

蔗糖代谢在植物发育、应激响应和产量形成中起关键作用。糖类的合成和分解推动植物整个生长发育过程,蔗糖作为信号因子参与调节相关基因表达,并能与其他基因、激素、以及防御信号发生互作;然而,蔗糖代谢和细胞内外信号传递之间的耦合以及蔗糖代谢酶发挥其信号转导作用的机制并不相同。本文综述了蔗糖代谢关键酶在植物发育和非生物胁迫响应中的作用,并结合当前研究现状,对糖代谢及其信号转导研究的未来方向提出建议,以更好地理解和改善植物的生长发育及抗逆特性。     

植物类病斑突变体的信号途径与抗病性研究进展

本文综述了与植物类病斑突变体相关的抗病信号转导途径,包括水杨酸途径、乙烯茉莉酸途径、活性氧的调节、程序性细胞凋亡,特别是过敏反应与植物抗病性的联系。类病斑一直作为一种抗性初始选择策略加以利用,这些发生机理的深入阐述,可望为定向选择出具有育种直接利用的抗病材料提供理论指导。     

Salicylate activity. 3. Structure relationship to systemic acquired resistance

Salicylic acid (2-hydroxybenzoic acid; SA) is a primary signal inducing plant defenses against pathogens. This plant disease resistance, known as systemic acquired resistance (SAR), is an attractive target for the development of new plant protection agents. SAR induction is a multistep process that includes accumulation of pathogenesis-related (PR) proteins. The structure-activity profile of salicylates and related compounds has been evaluated using an inducible PR protein (PR-1a) and plant resistance to tobacco mosaic virus (TMV) as markers. Among the 47 selected monosubstituted and multiple-substituted salicylate derivatives tested, all 8 derivatives that induced more PR-1a protein than SA were fluorinated or chlorinated in the 3- and/or 5-position (3,5-difluorosalicylate > 3-chlorosalicylate > 5-chlorosalicylate > 3,5-dichlorosalicylate > 3-chloro-5-fluorosalicylate > 3-fluorosalicylate > 3-fluoro-5-chlorosalicylate > 3,5-dichloro-6-hydroxysalicylate > SA). In general, substitutions for or on the 2-hydroxyl group or at the 4-position of the ring reduced or eliminated PR-1a protein induction. In contrast, substitutions in positions ortho (3-position) or para (5-position) to the hydroxyl group with electron-withdrawing groups other than chlorine or fluorine decreased induction, and electron-donating groups in these positions also had a deleterious effect on PR-1a induction. PR-1a protein accumulation and reduction in TMV lesion diameter exhibited a log-linear relationship. The seven salicylate derivatives that were the most active TMV resistance inducers were all halogenated in the 3- and/or 5-position (3-chlorosalicylate > 3,5-difluorosalicylate > 3,5-dichloro-6-hydroxysalicylate > 3,5,6-trichlorosalicylate > 5-chlorosalicylate > 5-fluorosalicylate > 3,5-dichlorosalicylate > 4-fluorosalicylate > 3-fluorosalicylate > 3-chloro-5-fluorosalicylate > 4-chlorosalicylate > SA). The correlation between PR-1a protein induction and resistance to TMV confirms the value of using PR-1a induction as a screening tool for developing new plant disease control agents.     

水稻品种"Lemont"响应低氮培养及共培稗草的上调表达基因分析

营养匮乏和伴生杂草是水稻种植过程中的常见影响因素。本研究应用抑制消减杂交(SSH)技术,分别研究低氮、稗草条件下,非化感水稻品种"Lemont"的上调表达基因。结果显示,低氮条件下,"Lemont"水稻中参与生长调控的生长素响应蛋白,参与抗逆防御的类NBS-LRR蛋白、过氧化氢酶、金属硫因蛋白,以及参与蛋白质代谢相关蛋白的编码基因上调表达。稗草共培下,编码NADH脱氢酶、细胞色素氧化酶、ATP依赖性RNA解旋酶等与植物生长相关的基因,与抗逆防御相关的几丁质酶和糖基水解酶基因,以及与信号转导相关的锌指蛋白及组氨酸激酶基因增强表达。研究结果表明,非化感水稻"Lemont"能够通过调节抗逆以及生长调节相关基因的表达,从而响应不同的胁迫。