水稻与拟南芥全基因组丝氨酸羧肽酶类蛋白家族比较分析(英文)

    基于水稻与拟南芥全基因组序列,在基因组与蛋白质组水平上对这2种模式植物的丝氨酸羧肽酶 (SCPs)基因家族进行比较分析.利用隐马可夫模型(hidden Markov models,HMM),发现水稻与拟南芥中分别存在71个与54个丝氨酸羧肽酶类(serine carboxypeptidases like,SCPL)蛋白编码基因,它们广泛分布于基因组中各条染色体上,并且存在多个基因簇聚区.基因结构分析显示,拟南芥的SCPL基因存在广泛的交替剪接方式,而这种现象在水稻SCPL基因中却不常见.蛋白结构分析表明,所有SCPL家族成员均具有α/β水解酶折叠亚族与S10家族典型的保守结构域与二级结构特征.系统进化分析表明,这125个SCPL蛋白可以分成3大类,与水稻不同,大多数拟南芥SCPL (88.9%)可归属于双链羧肽酶Ⅰ或Ⅱ.     

褐飞虱丝氨酸蛋白酶抑制剂基因Nlserpin2的克隆及其功能分析

【目的】 克隆鉴定褐飞虱（Nilaparvata lugens）丝氨酸蛋白酶抑制剂基因Nlserpin2,探明其表达模式和生物学功能。【方法】 基于褐飞虱转录组数据,利用PCR技术克隆Nlserpin2全长cDNA序列;利用生物信息学手段分析其核酸和蛋白序列特征;通过实时荧光定量PCR（qRT-PCR）技术检测其在褐飞虱不同发育时期（卵、1—5龄若虫和雌雄成虫）和初羽化雌成虫不同组织（脂肪体、肠道和卵巢）中的表达,以及病原真菌金龟子绿僵菌（Metarhizium anisopliae）侵染褐飞虱5龄若虫不同时间后的诱导表达模式;利用RNAi技术探明Nlserpin2基因沉默对褐飞虱5龄若虫存活率及抵御金龟子绿僵菌侵染能力的影响。【结果】 Nlserpin2 cDNA序列（GenBank登录号：KC355239）全长1 209 bp,编码402个氨基酸,含有serpin蛋白超家族所具有的典型serpin结构域和RCL区,且N端包含一段由27个氨基酸残基组成的信号肽。系统进化树分析表明,Nlserpin2与半翅目其他昆虫的serpin聚为一支,其中与白背飞虱（Sogatella furcifera）serpin亲缘关系最近。qRT-PCR分析表明,Nlserpin2表达具有明显的时空特异性,其在褐飞虱成虫中的表达量显著高于其他龄期,且在雄成虫中表达量最高;卵和低龄若虫（1—3龄）中Nlserpin2的表达量显著低于高龄若虫（4—5龄）,其中3龄若虫期最低;Nlserpin2在褐飞虱雌成虫肠道、脂肪体和卵巢中均有表达,且肠道中表达量显著高于脂肪体和卵巢。金龟子绿僵菌诱导2 d和3 d后Nlserpin2的表达量显著上调,但随着诱导时间的增加,Nlserpin2表达量呈回稳趋势。RNAi分析结果显示,显微注射dsNlserpin2可显著抑制Nlserpin2的表达水平。干扰Nlserpin2后褐飞虱5龄若虫的存活率以及对金龟子绿僵菌侵染的抵御能力均显著降低。与对照组相比,Nlserpin2干扰的褐飞虱在金龟子绿僵菌侵染5 d和8 d后的校正存活率分别下降了28.4%和31.0%,且均达到显著水平。【结论】 Nlserpin2在褐飞虱防御病原真菌侵染过程中发挥重要作用,可作为应用RNAi技术防控褐飞虱的潜在靶标和褐飞虱高毒力病原真菌遗传改良的资源基因。     

羊乳清蛋白ACE及DPP-IV抑制肽的分离纯化与鉴定

使用中性蛋白酶、碱性蛋白酶、胰蛋白酶、风味蛋白酶和木瓜蛋白酶对羊乳清蛋白进行水解,分别在不同时间取样,体外测定其ACE抑制活性和DPP-IV抑制活性。通过中空纤维膜超滤、凝胶过滤层析和反向高效液相色谱（RP-HPLC）的手段对酶解产物进行逐步分离和纯化,评价各级分离产物的生物活性;通过液质联用（LC-MS/MS）的方法鉴定多肽的氨基酸组成,根据质谱结果合成多肽。结果表明：中性蛋白酶水解物具有一定的生物活性,双重活性多肽Pro-Pro-Ala-Ser-Glu-Val-Val-Lys-Pro对ACE和DPP-IV均有抑制作用,其IC₅₀值分别是573.32±4.63和2 065.35±22.30 μmol/L。Ile-Pro-Ala-Val-Phe-Lys-Ile-Asp具有较好的DPP-IV抑制活性,其IC₅₀值为964.14±4.09 μmol/L。羊乳清蛋白水解物可以作为食源性材料用于管理伴有高血压的Ⅱ型糖尿病患者的饮食。     

水稻抗病基因同源序列的克隆及测序分析

 根据已知的NBS LRR类及丝/苏氨酸蛋白激酶类抗病基因结构中氨基酸的保守区域，设计了两组简并引物用于扩增广谱抗稻瘟病品种云系2号中的抗病基因同源序列。结果一共获得11类的NBS-LRR类抗病基因同源片段及16类的丝/苏氨酸蛋白激酶类抗病基因同源片段。所有11类的抗病基因同源系列均含有NBS-LRR类抗病基因的保守序列，如P-loop、Kinase 2、Kinase 3a以及跨膜区域等。所有16类的蛋白激酶的序列均含有丝/苏氨酸蛋白激酶所共有的催化区Ⅵ（共有氨基酸序列：DLKPEN）、Ⅷ（共有氨基酸序列：GT/SXXYXAPE）以及蛋白激酶的其他催化区。两条NBS-LRR类的抗病基因同源片段YR1、YR12分别与抗病基因I2 C-2及Xa1氨基酸同源性很高(>50%)。7条丝/苏氨酸蛋白激酶类的抗病基因同源片段与已克隆的[WTBX][STBX]Xa21、Pto、Lr10[WTBZ][STBZ]等抗病基因的氨基酸序列超过60%的相同以及76%~78%的氨基酸类似。     

基于OsGS5的玉米同源基因ZmGS5的克隆

高产是玉米育种的重要目标,籽粒大小是决定籽粒产量的重要因子。OsGS5是水稻中已克隆的控制籽粒长度和千粒重的主效基因,编码丝氨酸羧肽酶。本研究利用OsGS5基因编码序列比对玉米同源EST序列,并对EST序列进行拼接,根据拼接后的EST序列设计3′-RACE基因特异引物,利用同源克隆的方法克隆出玉米同源基因的3′端基因片段,经测序发现该基因片段长度为981bp,功能注释后发现该基因编码丝氨酸羧肽酶,与水稻OsGS5基因编码蛋白具有高度同源性,将该基因暂时命名为ZmGS5。     

鸡氨肽酶N蛋白多克隆抗体制备及其生物学功能研究

试验参考Gen Bank上鸡氨肽酶N(g APN)基因序列(登录号为NM_204861.1)设计多对特异性引物,利用RT-PCR分段克隆g APN基因各段克隆产物并利用SOE-PCR将其进行连接,得到大小为2 906 bp的全长基因。利用原核表达载体p ET-30a(+)构建重组质粒p ET-g APN并转化E.coli Rosetta,经诱导表达得到大小为113 ku目的条带。以纯化g APN重组蛋白为免疫原制备兔抗g APN多克隆抗体,间接Elisa方法检测多抗血清效价为215。Western Blot试验证明,此多克隆抗体可以与原核表达的蛋白产生特异性条带,同时与18日龄鸡肾组织中获得的天然g APN蛋白样品有良好的反应性。间接免疫荧光试验显示,多克隆抗体可检测到pc DNA-g APN转染HELA细胞所表达的g APN蛋白。上述结果可为g APN蛋白的深入研究奠定基础。     

番茄晚疫病菌同工酶基因型鉴定与分析

以91个番茄晚疫病菌菌株为材料,利用醋酸纤维素薄膜电泳技术,对其6-磷酸葡萄糖异构酶（Gpi）和肽酶（Pep）进行基因型鉴定与分析。结果共发现4种Gpi类型：100／100/111、86/100/111、86/100和100/100;两种Pep类型：100/100和92/100。其中100/100/111和100/100分别为病样采集区主流的Gpi与Pep类型,在所有病样采集区均有发现,各占全部鉴定菌株数量的85．7％和94．5％。醋酸纤维素薄膜电泳技术可以快速、准确应用于晚疫病菌同工酶基因型鉴定。     

茶树丝氨酸羧肽酶基因的克隆及表达分析

近年来,人们发现丝氨酸羧肽酶类蛋白(SCPL)参与植物次生代谢产物的酰基转移过程,即具有转酰基功能。本研究采用RT-PCR技术,获得了3个茶树丝氨酸羧肽酶基因的全长序列;生物信息学分析表明,3个CsSCPL蛋白均包含了1个底物结合位点、3个催化作用保守区和多个N-糖基化位点,及其Ser-Asp-His三联体催化中心等SCPL家族的典型特征;进化树分析表明,3个CsSCPL可能具有酰基转移酶的功能。实时荧光定量PCR结果表明3个基因在芽叶茎根中都有表达,其中,CsSCPL1和CsSCPL3在叶中的相对表达量明显高于茎和根,而CsSCPL2则在根中高表达。本研究成功地将CsSCPL重组到表达载体pET32a(+)上进行原核表达,并对诱导时间及诱导温度进行了优化;经IPTG诱导、SDS-PAGE检测,目标蛋白条带分子量为70 kD,与预测大小相符。     

Genome-wide analysis of the SCPL gene family in grape(Vitis vinifera L.)

Serine carboxypeptidase-like(SCPL) proteins are a group of acyltransferase enzymes that have important roles in plant growth, development, and stress responses. Although SCPL proteins have been studied in many plants, the biological functions of SCPL genes in grape are still unknown. In this study, 59 putative SCPL proteins were identified from the grape genome. A bioinformatics analysis, including chromosomal locations, exon/intron structures, phylogeny, ciselements, and conserved motifs, was performed for the gene family. The phylogenetic analysis revealed that VvSCPL proteins could be classified into three groups, with the gene motifs in each group showing high similarity levels. The number of exons in the VvSCPL genes ranged from 1 to 19, suggesting significant variations among grape SCPL genes. The expression of the VvSCPL genes, as assessed by RNA sequencing(RNA-seq) and quantitative real-time PCR, showed that most VvSCPL genes responded to drought-and waterlogging-stress treatments, which indicated their roles in abiotic stress responses. The results provide useful information for further study of SCPL genes in grape.     

植物抗病的分子基础与研究进展

从分子水平讨论了植物抗病机制及与抗病性紧密相关的信号分子,并简要叙述了有关植物抗病性的研究进展。