白菜型冬油菜类甜蛋白的筛选、克隆及其在低温胁迫下的表达

类甜蛋白是一种能在低温胁迫下诱导表达,增强植物抗逆性的关键蛋白质。本研究运用双向电泳结合质谱技术,筛选低温胁迫下陇油7号叶片差异蛋白点,从中分离出与抗寒密切相关的类甜蛋白。根据已发表植物类甜蛋白基因TLP的保守序列设计引物,采用RT-PCR扩增陇油7号的DNA,获得TLP基因开放阅读框,长度为732 bp,编码243个氨基酸的蛋白质。生物信息学分析显示,与甘蓝型油菜(Brassica napus)的蛋白质氨基酸序列同源性高达99.18%,该基因在进化上高度保守,其保守序列属于植物的GH69-TLP-SF超家族,TLP相对分子质量和理论等电点分别为26.02 k D和9.15。TLP含有一个信号肽,为亲水性蛋白,亚细胞定位预测其是在内质网中合成的蛋白。二级结构预测表明陇油7号的TLP是由不规则卷曲和延伸链组成的不稳定蛋白。实时荧光定量和半定量分析显示,在适当阈值的低温胁迫下TLP基因表达量上调,表明该基因在白菜型冬油菜陇油7号适应低温胁迫过程中发挥重要作用。     

质外体参与重金属胁迫响应机制的研究进展

质外体是植物细胞质膜外的结构,主要由细胞壁和细胞间隙组成,在植物细胞营养物质运输、结构支撑、防御生物和非生物胁迫等过程中发挥重要作用。土壤重金属污染是一种世界环境问题,严重危害生态安全及人类健康,而植物对重金属具有一定的富集效应从而改善土壤污染状况。为了探究质外体在植物重金属胁迫响应中的作用,本研究着重阐述了质外体细胞壁成分(多糖,木质素以及蛋白质)、质外体ROS的产生、质外体酶促及非酶促抗氧化系统在植物重金属胁迫响应中的作用,以期对植物重金属耐性机制有更深入的了解。     

提取库尔勒香梨叶片质外体汁液离心力的确认

本实验采用真空渗透离心法离取库尔勒香梨叶片质外体汁液,综合考量叶片汁液离出率、离心液样品与叶片质量比、离心液样品纯度,得到离取纯净香梨叶片质外体的离心力条件为4000～5000＆#215;g,温度4℃,离心时长为10 min。本实验为库尔勒香梨叶片质外体汁液成分的研究提供了技术支撑。     

白菜型双低冬油菜冬油7号的选育

冬油7号是以0726(20017×宁油1号)为母本、MAJA为父本杂交,经过多代选育而成的冬油菜新品种。2018年6月经中华人民共和国农业农村部登记。该品种丰产、稳产性好,品质优,抗病性强,适应性广,适宜在甘肃省中、东部及周边冬油菜主产区推广种植。     

NaCl胁迫下玉米黄化苗质外体和共质体Na、Ca浓度的变化

低浓度ＮａＣｌ短期处理促进玉米黄化苗根和地上部分的伸长生长,高浓度ＮａＣｌ短期胁迫则抑制根和地下部分的伸长生长。根和地上部分的含水量在本实验条件下并不受ＮａＣｌ胁迫的影响。而根和地上部分Ｎａ含量ＮａＣｌ浓度的增加和胁迫时间的延长而增加,总Ｃａ含量则下降。ＮａＣｌ胁迫下,根和地下部分质外体和共质中Ｎａ含量均明显增加,但质外体中Ｎａ一增更为明显,１５０ｍｏｌ／ｍ＾３ＮａＣｌ胁迫２４小时,根中质外体Ｎａ     

低温胁迫下白菜型冬油菜差异蛋白质组学及光合特性分析

分离鉴定白菜型冬油菜低温差异表达蛋白质, 从蛋白质组角度揭示白菜型冬油菜抗寒机理奠定基础。以强抗寒白菜型冬油菜陇油7号为材料, 采用双向电泳和质谱分析技术, 比较低温(4°C、–4°C)和常温(25°C/20°C)下叶片蛋白质组差异;对差异蛋白进行KO和KEGG功能分析。结果表明,低温下陇油7号生长点下陷、植株匍匐, 气孔处于关闭或半关闭状态。2-DE和PDQuest8.0.1软件分析表明, 常温和4°C低温下叶片蛋白质斑点数分别726、738;相对于常温处理, 4°C低温下陇油7号叶片10个蛋白点特异表达、5个蛋白点未表达;MALDI-TOF-TOF MS质谱分析鉴定出11个蛋白质, 参与碳水化合物代谢、糖代谢、氨基酸代谢、有机酸代谢、核酸代谢、信号转导与细胞通讯等细胞过程。冰晶形态显微观察结果表明低温处理后陇油7号叶片蛋白质提取液中含有高活性抗冻蛋白(antifreeze proteins, AFPs)。鉴定的11个蛋白质中, 有5个蛋白质点与光合作用有关, 低温下陇油7号叶片1,5-二磷酸核酮糖羧化酶(RuBPCase)活性和净光合速率Pn下降。叶片Pn下降与RuBPCase表达抑制和活性降低有关, 非气孔限制是Pn下降的主要因素;高活性抗冻蛋白在白菜型冬油菜抗寒中发挥重要作用。     

白菜型冬油菜反复低温与恢复过程中叶片的差异蛋白分析

为了从蛋白质分子生物学方面研究白菜型冬油菜不同抗寒品种低温逆境及恢复条件下相关蛋白的响应机制,揭示大田生产中冬油菜抵御突发骤变低温伤害的抗寒机理,以超强抗寒冬油菜品种陇油7号和弱抗寒品种天油2号为材料,在培养箱培养至幼苗五叶期时,模拟北方寒旱区冬油菜返青期倒春寒环境,运用双向电泳结合质谱技术,分析其幼苗在低温(4℃)-恢复(20℃)-低温(4℃)-恢复(20℃)过程中存在的蛋白及其差异表达量。研究表明低温胁迫与恢复过程中,有2个蛋白点发生了显著差异的丰度变化,它们分别是半胱氨酸型氧化还蛋白过氧化物酶(定义为1号蛋白)和一种未知蛋白(2号蛋白)。且不同抗寒性品种存在2种不同蛋白的差异表达机制,1号蛋白在抗寒性较弱的天油2号低温胁迫恢复过程中表现出上调-下调-上调的变化趋势,抗寒性较强的陇油7号中此蛋白在第一次低温胁迫后消失,而出现了另外一种未知蛋白(蛋白2),且在低温胁迫恢复过程中也表现出上调-下调-上调的变化趋势,并且表达量高于天油2号中的蛋白1,因此,这种未知蛋白2可能是陇油7号抗寒性强于天油2号的原因之一。     

白菜型冬油菜叶片结构和光合特性对冬前低温的响应

为明确白菜型冬油菜在冬前低温下叶片结构特征、光合作用特性及其抗寒性,本研究在0℃和–7.6℃自然低温条件下,选用白菜型冬油菜品种陇油7号(超强抗寒)和天油4号(弱抗寒),测定并比较其叶片气孔性状、解剖结构和光合、荧光参数的日变化等指标。结果表明,随着冬前温度下降,2个白菜型冬油菜叶片气孔密度、气孔面积、气孔周长、栅栏组织和海绵组织厚度均变小,细胞间隙变大,叶片变薄;P_n日变化呈"单峰"型曲线,无光合"午休"现象;叶片的P_n、G_s、T_r和CE均降低,而C_i均升高,说明是非气孔限制引起P_n降低。白菜型冬油菜在冬前低温条件下发生了光抑制现象,表现为F_m和F_v/F_m下降,F_o上升。与超强抗寒品种陇油7号相比,弱抗寒品种天油4号叶片气孔密度和气孔面积均较大,气孔总周长较长,叶片较厚,P_n、F_m和F_v/F_m均较高,说明冬前低温条件下,天油4号光合能力较强,光抑制程度较弱。白菜型冬油菜在冬前低温条件下的叶片气孔密度越大、气孔面积越大、气孔周长越长、叶片及栅栏组织和海绵组织越厚,光合能力越强,地上部生长越旺盛,品种抗寒性越差。本研究为冬油菜抗寒种质创新和育种提供了部分理论支撑。     

质外体过氧化氢对石竹玻璃化的影响

为明确质外体H2O2(hydrogen peroxide)在组培苗玻璃化发生中的作用,本研究以石竹组培苗为材料,采用离心的方法提取质外体,并通过碘量法检测质外体H2O2含量,探究了培养基pH值、蔗糖、6-BA(6-Benzylaminopurine)、结冷胶及乙烯等对石竹组培苗玻璃化发生以及质外体H2O2含量的影响.结...     

小麦大豆间作对大豆根系质外体铁库累积与利用的影响

采用根箱隔网套根的盆栽方法模拟研究了小麦/大豆间作对大豆根系质外体铁库累积与利用 的影响及其在改善大豆铁营养中的作用。 分别用30 μm和0.45 μm的尼龙网将聚氯乙 烯 制作的根箱分为根室和外室(外室装土, 根室不装土), 模拟了大豆单作、 小麦/大豆间作 两种情况。 结果表明： 间作大豆根系质外体铁含量高于单作大豆,     

盐胁迫对燕麦种子萌发期蛋白质组影响的研究

为探析盐胁迫下燕麦种子萌发时蛋白质的差异表达及其相关生理功能分析,比较了燕麦在不同浓度氯化钠溶液处理下种子的萌发及幼苗生长能力,然后采用二维凝胶电泳结合基质辅助激光解析飞行时间质谱的蛋白质组学方法分析种子在0和1%氯化钠溶液处理种子萌发时的蛋白质组差异表达。结果表明:随着盐胁迫的加剧,燕麦种子的萌发力和成苗率降低。蛋白质组分析显示:1%氯化钠溶液处理使得燕麦种子蛋白质组二维凝胶中11个蛋白质点表达发生变化,其中10个蛋白质点表达量上调。质谱鉴定得到3个可靠蛋白,分别为:燕麦蛋白、燕麦蛋白N9和蛋白质二硫键异构酶。这些蛋白的差异表达可能与盐分胁迫下燕麦种子萌发的生理活动有关联。     

渗透胁迫和脱落酸对冬小麦叶片蛋白质的影响

叶片蛋白质双相电泳研究表明,100 mg/L ABA或渗透胁迫能诱导抗旱性强的冬小麦太原633产生17.5～20 kD、PI4.7～5.5的一些新蛋白,抗旱性弱的C609在100mg/LABA处理时可诱导产生15～17.5kD、PI5.2～5.7的几个新蛋白和一个26kD、PI5.8的新蛋白,而在渗透胁迫下仅产生 26kD新蛋白.当100mg/LABA和渗透胁迫共同作用时,原来两者诱导的新蛋白数目和强度都不同程度地有所减弱或消失,表现为渗透胁迫的危害得到一定的缓解.     

陕农138小孢子发育过程中蛋白表达差异的比较分析

为了寻找小麦单核中晚期愈伤组织诱导率较高的原因,探讨小麦花药发育的蛋白质代谢机制,本试验利用双向电泳技术对陕农138小麦小孢子单核中晚期和双核期的全蛋白分析表明,在等电点4~7之间可识别约450个以上清晰的蛋白质点,检测到差异点26个,对其中14个质量较好、重复性较高的差异表达的蛋白质点采用基质辅助激光解吸分离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)进行肽指纹图谱分析,并利用Mascot软件在NCBInr数据库搜索,鉴定出11个蛋白质点,另3个蛋白质点未得到有意义的鉴定,11个蛋白质点分别被鉴定为UDP-葡萄糖焦磷酸化酶(1个蛋白点)、叶绿素抗体结合蛋白(1个蛋白点)、pentatricopeptide重复蛋白PPR566-6 (1个蛋白点)、半胱氨酸蛋白酶抑制剂(1个蛋白点)、泛素(1个蛋白点)、S-腺苷-L-半胱氨酸水解酶(2个蛋白点)、放氧增强蛋白(2个蛋白点)和假定蛋白(2个蛋白点)。这些蛋白质点的功能涉及到糖代谢、蛋白质降解、细胞防卫等代谢过程。     

香蕉幼苗叶片响应低温胁迫的比较蛋白质组学研究

香蕉是中国热带地区重要的经济作物,香蕉产业受寒害的影响极为严重。明确香蕉植株响应低温胁迫的分子调控机制有可能为培育和筛选出相对抗寒的香蕉品系提供研究基础。应用比较蛋白质组学对7℃低温处理0、3、5和7天的巴西蕉幼苗叶片总蛋白进行分析,发现有85个蛋白质点的表达丰度在低温胁迫后发现明显变化,通过质谱成功地鉴定了其中的82个蛋白,这些蛋白质主要参与蛋白质的加工及翻译后修饰、糖与能量代谢、光合作用等生理学过程。研究结果暗示低温环境下,香蕉幼苗叶片可能通过改变光合作用相关酶、糖类与能量代谢相关酶的表达量来调节能量与碳代谢,保证碳养分供应及吸收,同时通过超氧化物歧化酶清除系统来提高香蕉抵御低温的能力。研究结果将为研究香蕉抗寒的分子机制提供新线索,为香蕉抗寒育种提供新的候选蛋白。     

低温胁迫下甘蓝型冬油菜蛋白质组学及光合特性分析

为了探明低温胁迫对甘蓝型冬油菜光合特性的影响,本研究采用抗寒性不同的两种甘蓝型冬油菜,在低温(-4℃)处理下对其蛋白质组学进行分析.结果 表明,低温处理下,甘蓝型冬油菜叶片萎蔫下垂,叶绿体膜质出现不同程度的破裂,叶绿体基质出现断裂,保卫细胞淀粉粒由多变少、由大变小.气孔处于关闭或半关闭状态,胞间二氧化碳浓度(Ci)增加,气孔导度(Gs)、净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)减小,相较于强抗寒品种,冷敏感品种受害症状更明显.2-DE和PDQuest8.0.1软件对强抗寒品种分析表明,低温胁迫下具有显著差异蛋白点414个,对表达变化量在2倍丰度以上的24个蛋白点进行质谱分析鉴定.成功鉴定出的20个蛋白参与能量代谢、氧化磷酸化、氨基酸代谢、光合生物的固碳作用和光合作用蛋白等过程.综上,低温胁迫下,冷敏感品种气孔关闭,叶绿体受损,进而使其净光合速率下降,淀粉积累量减少,导致其越冬困难;强抗寒品种气孔不完全关闭,叶绿体受损较小,且与光合作用相关的蛋白上调表达,净光合速率下降较小,淀粉粒积累较多,能安全越冬.本研究揭示了甘蓝型冬油菜低温胁迫下光合适应机制,为强抗寒甘蓝型冬油菜育种提高理论依据.     

低温胁迫对燕麦种子萌发期蛋白质组影响的研究

为探析燕麦种子萌发时蛋白质的差异表达及其相关蛋白的生理功能,采用室内生测法比较了不同温度下种子萌发力和幼苗的生长能力,同时采用双向电泳(2-DE)结合基质辅助激光解析飞行时间质谱的方法,比较低温条件下(5℃)吸胀25 h和128 h(萌发)与正常温度下吸胀25 h(萌发)时种子蛋白质组的差异表达.结果表明,随着温度的降低,燕麦种子的萌发活力降低.燕麦种子蛋白质组在低温胁迫下萌发时,有7个蛋白质点发生了变化,其中5℃低温吸胀25h时,有3个蛋白质点的表达量降低;5℃低温吸胀萌发128h时,有5个蛋白质点表达发生了改变,其中3个蛋白质点的表达量增加.经MALDI-TOF质谱鉴定分析和Mascot搜索NCBI非冗余数据库,确定了4个蛋白质,分别为燕麦蛋白、燕麦蛋白N9和丝氨酸蛋白酶抑制剂等.这些蛋白质的质量变化与燕麦种子萌发时的低温胁迫可能有关联.     

棉花幼苗根系响应NaCl胁迫的差异蛋白组学分析

为了探讨盐胁迫对棉花幼苗根系蛋白表达谱的影响,丰富棉花在分子水平上应对盐胁迫的机理,本研究对盐胁迫下棉花幼苗根系进行差异蛋白组学分析。试验利用1%NaCl模拟盐胁迫,对陆地棉品种‘中棉69’进行72 h处理,利用磷酸盐缓冲液研磨后再用月桂酸辅助三氯醋酸沉淀的方法获得棉花幼苗根系蛋白样品,并进行双向电泳分离,获得了分辨率较高、背景清晰的差异蛋白表达图谱。图谱分析显示,共有36个棉花幼苗根系蛋白点响应盐胁迫,其中16个表达量显著上调,20个表达量显著下调。对其中的10个表达差异的蛋白进行了质谱分析和同源蛋白鉴定,结果显示它们分别为抗坏血酸过氧化物酶、烯醇化酶、谷胱甘肽-S-转移酶、醌氧化还原酶、膜联蛋白AnxGb3、叶绿体Rubiso大亚基蛋白结合α亚基、P23蛋白、果糖激酶、乙醇脱氢酶、腺嘌呤磷酸转移酶1亚型1。本研究结果显示盐胁迫下有部分棉花幼苗根系蛋白显示显著差异表达,表明这些蛋白可能参与棉花抗（耐）盐的信号、代谢途径中。