拟南芥未知基因At018融合蛋白原核表达条件的优化及纯化

本课题组在前期的研究中利用Al Cl3胁迫筛选碱茅全长c DNAs酵母表达文库获得到一个与铝毒害相关的未知基因(基因编号为018,用put018表示),该基因与拟南芥中未知基因(基因号为At5g57345,本研究中用At018表示)有较高的同源性。为了获得At018的纯化蛋白,本研究将拟南芥At018基因克隆后构建原核表达载体p GEX-6p-3-At018,再将其转入大肠杆菌BL21(DE3)菌株,利用异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)进行诱导表达。同时运用传统方法优化诱导条件,以提高重组融合蛋白的表达效率。SDS-PAGE分析结果表明,30℃下0.1 mmol/L IPTG的条件下诱导3 h后,GST-At018融合蛋白的表达量最大,蛋白分子质量与预测值相符,该蛋白主要以可溶性形式存在;接着利用Glutathione Sepharose4 Fast Flow亲核层析树脂纯化最终获得GST-At018融合蛋白。本研究可为进一步进行At018的功能解析提供基础。     

Barley–legumes rotations for semi-arid areas of Lebanon

In arid and semi-arid areas of West Asia and North Africa, including the northern Bekaa Valley of Lebanon, farmers have been increasingly practicing continuous barley cultivation. The objectives of the study were to (1) determine whether barley monoculture is unsustainable¹, (2) ascertain if barley and total dry matter yields can be increased and sustained by including a legume crop in the rotation, and (3) determine which barley–legume rotations are more productive. The trial was set up in a randomised complete block design with two replicates under rain-fed conditions in 1994–1995 at the Agricultural Research and Educational Center (33°56′ N, 36°5′ E, 995 m above sea level). Eight two-phase barley-based rotations were compared: barley in rotation with barley, lentil, common vetch, bitter vetch, common vetch for grazing, medics for grazing, common vetch for hay, and common vetch with barley for hay. Seed and straw were harvested from barley and legumes in the first four rotations. Relative to the trial mean, seed and straw yield under barley monoculture slumped in 1997–1998 and did not recover since then. Infestation of wild barley was a cause of this yield decline. Barley–legume rotations yielded 44–80% more barley grain and 27–53% more barley straw than the barley monoculture over the 6 years (1995–1996 to 2000–2001). Furthermore, in the legume phase, common and bitter vetch gave higher seed yield than barley monoculture. Thus, all barley–legume rotations, except barley–medics, yielded more total dry matter than barley monoculture on the basis of per rotation cycle. Among the barley–legume rotations, the barley-common vetch for seed rotation gave the highest and most stable dry matter yield. In conclusion, barley monoculture was unsustainable, but barley yields could be increased and sustained by including legumes in the rotation. Farmers in semi-arid areas of Lebanon should discontinue practicing barley monoculture and adopt a barley–legume, such as common vetch, rotation.     

水稻籽粒蛋白质、游离氨基酸含量的配合力与杂种优势分析

利用两组5×5双列杂交,以 Griffing模型Ⅰ分析籽粒蛋白质、游离氨基酸含量的配合力与杂种优势表现。结果表明:1.蛋白质、游离氨基酸含量均受加性和非加性基因效应的共同作用,但蛋白质以加性效应为主,游离氨基酸以非加性效应为主;2.蛋白质不存在显著的胞质效应,而游离氨基酸则存在极显著的胞质效应;3.蛋白质杂种优势较小,其最强的组合超中亲优势值仅为13.75％,而游离氨基酸存在强大的杂种优势,最高的组合可达155.17％;4.蛋白质、游离氨基酸一般配合力间存在极显著线性关系,在一般配合力改良上可同步进行; 5.京香1号、培矮64、IR58、Mcp231-2具有较高的一般配合力和较大的特殊配合力方差,可作为优良亲本利用。     

苦杏仁蛋白开发利用的前景

在综述了国内外对山杏的氨基酸组成、蛋白结构及功能特性的研究的基础上，分析了影响苦杏仁蛋白加工利用的不利因素，总结了中国目前苦杏仁蛋白的加工利用研究现状，结合国内外植物蛋白加工的新趋势，提出了今后苦杏仁蛋白加工利用的研究应向开发苦杏仁蛋白与其他植物蛋白混合产品、苦杏仁蛋白与动物蛋白混合产品、苦杏仁蛋白酶解产品及苦杏仁蛋白调味品等几个方向发展。     

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。     

水稻籽粒直链淀粉及蛋白质含量对孕穗期弱光胁迫的响应

以2个不同直链淀粉含量的水稻品种为材料，研究了孕穗期遮光（遮光率50％）对水稻籽粒直链淀粉及蛋白质含量的影响。结果表明，遮光与对照的籽粒直链淀粉的积累过程均可以用二次曲线回归方程模拟，因此其积累过程可以大体分为2个阶段，即快速增长阶段，变化相对平稳阶段；遮光的籽粒直链淀粉和蛋白质含量变化速率具有波动性，即时而高于对照，时而低于对照；遮光对2个品种籽粒直链淀粉及蛋白质含量的影响完全相反；成熟籽粒直链淀粉与蛋白质含量呈负相关性，相关系数r=-0．81786，表明孕穗期遮光可能会对稻米的食味品质产生不利影响。     

麦棉两熟种植模式对棉仁脂肪及蛋白质代谢的影响

研究麦棉两熟种植模式影响棉仁脂肪及蛋白质代谢机制,可为我国麦棉两熟棉区在稳定棉花产量和品质的基础上提高棉籽品质提供理论依据。试验于2012年和2013年在江苏省大丰市稻麦原种场进行,以泗杂3号(中晚熟品种)和中棉所50(早熟品种)棉花品种为材料,以单作棉为对照(CK),设置棉花生产上常用的麦套移栽棉(IC)、麦后移栽棉(TC)和麦后直播棉(DC)麦棉种植模式,研究麦棉两熟不同种植模式对棉仁脂肪和蛋白质的累积动态、关键酶活性及其相互关系的影响。结果表明:(1)两熟棉棉仁脂肪含量皆较CK低,IC、TC和DC呈依次下降的趋势;IC和TC棉仁蛋白质含量皆高于CK,DC低于CK;中棉所50棉仁脂肪和蛋白质含量均略高于泗杂3号。(2)两熟棉棉仁磷脂酸磷酸酯酶(PPase)和6-磷酸葡萄糖脱氢酶(G6PDH)活性低于CK,丙酮酸羧化酶(PEPC)活性高于CK;IC、TC棉仁谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸合酶(GOGAT)活性高于CK,DC低于CK;中棉所50棉仁具有较高的PPase、G6PDH、GS和GOGAT活性,PEPC活性稍低于泗杂3号。(3)棉仁最终脂肪含量与棉仁代谢过程中PPase、G6PDH活性呈极显著正相关,与PEPC活性呈极显著负相关;棉仁最终蛋白质含量与G6PDH活性及GS、GOGAT活性分别呈显著和极显著正相关。总之,在我国麦棉两熟棉区选择应用中熟棉花品种、麦套移栽方式可以在稳定棉花产量和品质的基础上提高棉籽品质。     

氮肥运筹对弱筋小麦群体指标与产量和品质形成的影响

以弱筋小麦品种扬麦9号和宁麦9号为材，研究了不同施氮水平及基追比对群体指标、产量和品质的影响。结果表明，孕穗期叶面积指数（LAI）随施氮量的增加而提高；小麦籽粒产量及成熟期生物产量、花后干物质积累量与施氮量均呈二次曲线关系；籽粒蛋白质含量、湿面筋含量与施氮量呈极显著正相关。增加后期追氮比例及同比例2次追氮均提高了成熟期生物产量、花后干物质积累量、茎蘖成穗率、孕穗期LAI、籽粒产量、蛋白质含量和湿面筋含量。花后干物质积累量、成熟期生物产量、成穗数、茎蘖成穗率与产量呈显著或极显著正相关，拔节期、孕穗期、开花期和灌浆期LAI与产量呈显著或极显著二次曲线关系。弱筋小麦实现优质和产量7 000 kg hm^-2的氮肥运筹技术以施氮量200 kg hm^-2和基肥∶拔节肥∶孕穗肥为7∶2∶1，其高产优质协调的关键群体调控指标，最适LAI为6.9，花后干物质积累量和成熟期生物产量分别为5 300和16 500 kg hm^-2，成穗数为466×104 hm^-2，茎蘖成穗率为50%。     

植物蛋白质的亚细胞定位研究进展

细胞是生命形式的基本组成单元,各种蛋白质按照其功能有序地分布在细胞的每个分区中。植物细胞的主要分区包括细胞膜和其他内膜系统、细胞核、细胞质以及位于其中的线粒体、叶绿体、高尔基体和内质网等各种细胞器。植物蛋白质的亚细胞定位是功能基因组学的重要内容。主要的植物蛋白质亚细胞定位技术包括:融合报告基因定位法、免疫组织化学定位法、蛋白质组学定位技术以及共分离标记酶辅助定位法,而生物信息学预测也成为亚细胞定位研究的一种重要手段。高通量蛋白质亚细胞定位技术的发展和应用,为构建定位数据库积累了数据。在模式植物拟南芥中,有亚细胞定位信息的蛋白质已经超过4 000个。     

玉米胚乳突变基因与互作对籽粒成份的影响 Ⅲ.su_1基因与sh_2、bt_2基因的互作效应及其利用价值

研究了su_1基因与sh_2,bt_2基因互作对玉米籽粒粒重及营养成份的影响,探讨了这些互作效应对玉米品质育种的利用价值。结果表明:su_1基因与sh_2,bt_2基因互作大幅度降低籽粒百粒重,增加可溶性糖、还原糖和蔗糖含量,降低淀粉含量,增加蛋白质及蛋白质组分中清蛋白、球蛋白和谷蛋白含量,降低醇溶蛋白含量。籽粒氨基酸组成中,天门冬氨酸、谷氨酸、丙氨酸、亮氨酸、赖氨酸、精氨酸等氨基酸受基因互作影响较大。籽粒发育过程中双突变体一般表现为:粒重早期与正常型及单突变体相差不多,但后期增长缓慢;淀粉、醇溶蛋白早期含量较低,后期增长幅度亦较小;蛋白质含量下降量较小;可溶性糖及还原糖早期含量较高,后期下降速度随时期或基因组合而异。研究表明,su_1基因与sh_2、bt_2基因互作可以进一步提高籽粒营养成份,对玉米品质改良具有特殊的利用价值,但提高粒重是这类基因互作效应应用的关键。