稻属中一个高度保守和组成型表达酪氨酸／丝氨酸－酸酸双特性蛋白激酶基因的克隆与分析

从水稻中克隆了一个在稻属植物中高度保守和组成型表达的丝氨酸／苏氨酸蛋白激酶基因（OsSTK）。该基因包含两个外显子和一个114bp的小内含子序列,预测编码一个419个氨基酸的蛋白质。该基因推导的氨基酸序列与其它已知序列的一致性均低于52％。利用从不同种和类型的野生稻克隆的部分该基因序列构建的系统树与野生稻的分类和进化关系相一致。OSPKN-端拥有一段富含丝氨酸、碱性氨基酸和带电荷氨基酸的特异性导肽序列,其中包含“GDGDGDGDG”短重复序列。由于该基因蛋白激酶结构域中的VIb,VIII和XI亚结构域中同时具有酪氨酸蛋白激酶和丝氨酸／苏氨酸蛋白激酶的特性,推测该基因可能同时具有催化酪氨酸和丝氨酸、苏氨酸磷酸化的双重功能。     

苎麻细胞质雄性不育“三系”ISSR 特异片段克隆和序列分析

利用ISSR 分子标记技术对苎麻细胞质雄性不育“三系”mtDNA 进行多态性分析; 在选用的38 个ISSR引物中, 有6 个引物的扩增产物在不育系、保持系和恢复系之间存在差异。对这些特异性片段进行克隆和序列测定, 结果表明: 片段21-MS 全长956 bp , 包含一个525 bp 的完整编码区, 共编码174 个氨基酸。片段31-M􊄯R 全长778 bp , 包含一个404 bp 的不完整编码区, 共编码134 个氨基酸; 其核苷酸和氨基酸序列与已报道的多种植物中的番茄红素β-环化酶基因分别存在71%～76%和73%～77%的同源性。     

玉米中一种新的蛋白激酶电子克隆与序列分析

目的：电子克隆玉米中一种新的蛋白激酶基因。方法：以拟南芥中一个蛋白激酶的氨基酸序列为探针,对玉米的EST数据库进行同源性检索和筛选并克隆。结果：序列分析显示该cDNA长1121bp,有一个450bp的开放阅读框,编码149个氨基酸,且具有保守苏氨酸/丝氨酸蛋白激酶结构域和TEY基元,说明所克隆的cDNA序列为玉米的MAPK全长cDNA。结论：所克隆的cDNA序列为玉米的MAPK全长cDNA。     

水母雪莲Myb转录调控因子SmP基因的克隆及序列分析

采用TDPCR(Touch down PCR)法从水母雪莲(Saussurea medusa Maxim)红色系愈伤组织cDNA文库中筛选并克隆了雪莲Myb转录调控因子SmP (S.medusa Maxim Mybrelated P gene)基因。序列分析表明该基因全长969bp,包括一个771bp的完整开放阅读框架（ORF）,编码一个256氨基酸残基的蛋白质。氨基酸序列的同源性分析表明在N-端具有两个典型的R2R3-Myb-DNA结合结构域。C-端富含亲水的丝氨酸S(18.38%),且以寡聚体的形式存在,具有转录调控因子激活结构域常见的特征。     

饱和白光引起的光系统II 捕光复合体(LHCII ) 从反应中心复合体脱离不同于弱红光引起的状态1 向状态2 的转换

我们观测了不同光照预处理对拟南芥、小麦和大豆叶片光合作用和低温( 77K) 叶绿素荧光参数F685、F735 和F685􊄯F735 的影响。野生型拟南芥叶片光合作用对饱和光到有限光转变的响应曲线是V 型,而缺乏叶绿体蛋白激酶的突变体STN7 的这一曲线为L 型。饱和白光可以引起拟南芥叶片F685􊄯F735 的明显降低, 但是F735 没有明显增高, 而弱红光可以导致拟南芥叶片F685􊄯F735 的明显降低和F735 的明显增高, 表明弱红光可以引起状态1 向状态2 的转变, 同时伴随从光系统II 脱离的LHC II 与光系统I 的结合, 而饱和白光只能引起LHC II 从光系统II 反应中心复合体脱离。并且, 低温叶绿素荧光分析结果证明, 饱和白光可以引起大豆叶片LHC II 脱离, 但是不能引起小麦叶片LHC II 脱离, 而弱红光可以引起小麦叶片的这种状态转换, 却不能引起大豆叶片的这种状态转换。因此, 饱和白光引起的野生型拟南芥和大豆叶片的LHC II 脱离不是一个典型的状态转换现象。     

大豆中一个新防卫基因的克隆与鉴定

从大豆中分离鉴定了一个单拷贝的cDNA克隆,该基因所编码的蛋白质富含脯氨酸,命名为SbPRP .序列分析表明它具有完整的编码框,编码一个具126个氨基酸的蛋白质,其中含有一个由25个氨基酸组成的信号肽.成熟蛋白SbPRP具有典型的双模块结构,包括富含脯氨酸结构域(17个氨基酸)和一个长的疏水的富含半胱氨酸的结构域(84个氨基酸). SbPRP的表达具有明显的器官特异性,即叶中大量表达而根中不表达.Northern杂交进一步表明,SbPRP不仅对水杨酸处理作出迅速应答,而且也可对接种大豆花叶病毒Sa株系作出应答,同时还对其他非生物胁迫如盐和干旱也有明显的应答作用,因此SbPRP基因可能是一个新的防卫基因.     

地黄RgCDPK基因的克隆与表达分析

钙依赖型蛋白激酶(calcium-dependent protein kinases, CDPKs)是高等植物细胞中重要的钙离子信号受体,在植物抵御逆境胁迫过程中发挥着重要作用。该研究以地黄为材料,设计特异引物,克隆地黄RgCDPK基因全长序列,并使用在线软件进行生物信息学分析,采用荧光定量PCR技术进行组织特异性分析。结果表明:(1)克隆得到的地黄CDPK基因长度为1 770 bp,编码589个氨基酸;(2)多序列比对和结构分析显示,该蛋白含有钙依赖蛋白激酶典型结构域丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶区及EF-手性区。系统进化分析表明其与拟南芥 AtCDPK28 的同源关系最近,因此命名为RgCDPK(Genbank登录号为MT024235);(3)组织特异性分析得出RgCDPK在地黄叶中表达量最高。该研究成功克隆出地黄CDPK基因,且发现该基因在不同组织中的表达存在差异,为以后深入研究CDPK在地黄连作障碍等生物及非生物胁迫中的分子机制提供理论基础。     

牙龈卟啉菌牙龈蛋白酶K的基因克隆和序列分析

利用PCR方法 ,分别扩增牙龈卟啉菌牙龈蛋白酶K (KGP)的催化结构域 (KGPcd)和凝集素结构域 (KGP-hag)的基因片段 ,将基因片段插入pGEM-T easyVector,通过限制性酶切和核苷酸序列分析鉴定, KGPcd和KGP hag的序列与国外文献报道一致。克隆到牙龈卟啉菌KGP的KGPcd和KGP hag基因 ,为体外表达其活性蛋白奠定了基础。     

小粒野生稻STK类抗病基因同源序列的克隆与分析

根据丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶类(serine-threonine kinase,STK)抗病基因结构中保守结构域,设计引物,以小粒野生稻基因组DNA为模板,扩增获得10条STK类抗病基因同源序列.同源性分析表明其都具有STK保守结构域,与已克隆的STK类抗病基因有不同程度的相似性,为进一步克隆小粒野生稻中的STK类抗病基因提供依据.     

蛋白激酶研究进展：Ⅰ.结构和分类

蛋白激酶含有２５０～３００个氨基酸残基构成的催化功能域,包括１２个功能亚域．这些氨基酸序列折叠成为一个核心催化结构．根据蛋白激酶功能域氨基酸序列比较分析可以找出各蛋白激酶在进化上的亲缘关系,这是蛋白激酶的分类基础．蛋白激酶可分为二大类,一类是丝氨酸／苏氨酸蛋白激酶,另一类是酪氨酸蛋白激酶．丝氨酸／苏氨酸蛋白激酶在进化上出现较早,可分为几个组,每个组又分为许多家族．酪氨酸蛋白激酶在进化上出现较晚,亲缘关系较紧密,同属于一个组,该组也分为许多家族．最近发现的许多双底物特异蛋白激酶,分散在丝氨酸／苏氨酸蛋白激酶的不同家族中．     

Cloning and Analyses of a Dual Specific Serine􊄯Thronine Protein Kinase Gene with High Conservative and Constitutive Expression in Oryza (OsSTK)

A cytoplasmic serine􊄯thronine protein kinase gene (OsSTK), had been cloned from Oryza genus. It was found high conservative and constitutive expression in Oryza. OsSTK gene had two exons, separated by 114 bp short intron. The open reading frame of OsSTK gene that predicted encoded a 419 amino acids protein . The amino acid sequence of OsSTK had low identities ( less than 53% ) with any other known protein kinase . The phylogenetic tree based on the partial DNA sequences of OsSTK from different species and types of wild rice and cultivated rice, was close to the taxation system ofrice . Interestingly , OsSTK had a serine, including basic amino acids and charged amino acids abundant polypeptide with a “GDGDGDGDG”sequence at N- terminal that had not been found in any other genes. OsSTK may play dual specificity that phosphorylates both serine􊄯thronine and tyrosone, because the amino acids module of VIb , VIII and XI catalytic domain have both the serine􊄯thronine and tyrosine kinase characters .     

印度北部Pali Gad 流域资源利用模式研究

喜马拉雅西部独特、丰富的自然资源对当地居民生计及生态服务等方面起着重要的作用。由于长期以来当地居民与山地生态系统的相互作用, 特别是农业生产、畜牧业放牧、薪柴采集以及其他多种多样的资源利用方式, 形成了一种特殊的山区文化景观。本文以印度北部的山地小流域Pali Gad (共有25 个村子)为例, 主要研究当地的资源利用状况, 利用卫星遥感数据对该地区可利用自然资源进行评估分析, 通过从户到户的社会经济调查, 对其提供的生态服务功能以及受威胁的程度进行估计, 研究分析了村民对资源需求及获取的时空变化情况。结果显示, 平均每人每天的薪柴采集量为1 . 12 kg , 平均每人每天通过修剪枝叶获得饲料采集量为3 . 69 kg , 平均每人每天从森林中采集草料的量为3 .25 kg。对生态系统服务功能进行估测的结果显示, 森林可提供更多的临时调节功能, 而农业更多的是支撑服务功能, 河流􊄯水体给当地人提供了文化服务功能。以山区典型的人- 地生态系统为例, 这类生态系统中的自然资源破碎化程度很高。研究发现, 该区域贫瘠土地上的自然资源需求还在不断增加。因此, 从长远来看, 人对资源的无止境获取将不利于整个流域的可持续发展。     

Rice serine/threonine kinase 1 is required for the stimulation of OsNug2 GTPase activity

Several GTPases are required for ribosome biogenesis and assembly. We recently identified rice (Oryza sativa) nuclear/nucleolar GTPase 2 (OsNug2), a YlqF/YawG family GTPase, as having a role in pre-60S ribosomal subunit maturation. To investigate the potential factors involved in regulating OsNug2 function, yeast two-hybrid screens were performed using OsNug2 as bait. Rice serine/threonine kinase 1 (OsSTK1) was identified as a candidate interacting protein. OsSTK1 appeared to interact with OsNug2 both in vitro and in vivo. OsSTK1 was found to have no effect on the GTP-binding activity of OsNug2; however, the presence of recombinant OsSTK1 in OsNug2 assay reaction mixtures increased OsNug2 GTPase activity. A kinase assay showed that OsSTK1 had weak autophosphorylation activity and strongly phosphorylated serine 209 of OsNug2. Using yeast complementation testing, we identified a GAL::OsNug2(S209N) mutation-harboring yeast strain that exhibited a growth-defective phenotype on galactose medium at 39 °C, which was divergent from that of a yeast strain harboring GAL::OsNug2. The intrinsic GTPase activity of OsNug2(S209N), which was found to be similar to that of OsNug2, was not fully enhanced upon weak binding of OsSTK1. Our findings indicate that OsSTK1 functions as a positive regulator of OsNug2 by enhancing OsNug2 GTPase activity. In addition, phosphorylation of OsNug2 serine 209 is essential for its complete function in biological functional pathway.     

植物多肽激素研究概况

目前发现的植物多肽多达9 种。基于配基- 受体的胞间互作模式, 目前公认的植物多肽激素包括4种: 系统素(Systemin) 、植物硫肽激素(Phytosulfokine) 、SCR􊄯SP11 和CLV3 , 分别参与了植食性昆虫防御反应、细胞增殖、自交不亲和的识别, 以及茎分生组织干细胞分裂与分化平衡的维持。本文对四种植物多肽激素基因家族的研究进展做了较为详尽的综述, 并结合本试验室的研究进展做了展望。     

Storage-protein Deposition in the Developing Rice Caryopsis in Relation to the Transport Tissues

The developing caryopsis of rice (Oryza sativa L.) was examinedhistologically at successive stages of grain-filling in orderto identify the factors which determine the distribution ofstorage protein in the endosperm, and which terminate the depositionof endosperm protein. The storage protein was deposited at theperiphery of the endosperm, and this distribution was apparentlycaused by the radial pattern of cell development in the endosperm,and by the proximity of the peripheral endosperm cells to thenucellar epidermis. The nucellar epidermis directly surroundsthe endosperm and functions as the pathway for amino acid transportto the endosperm. During the later stages of caryopsis developmentthe nucellar epidermis became compressed by being ‘sandwiched’between the expanding endosperm and the rigid hull (the tightlylocked palea and lemma) which encloses the caryopsis. It isproposed that this compression of the nucellar epidermis blocksthe supply of amino acids to the endosperm and thereby terminatesthe deposition of storage protein in the rice grain. Oryza sativa, rice, caryopsis (development), endosperm, grain filling, nucellar epidermis, storage protein