植物热激蛋白90的分子作用机理及其利用研究进展北大核心CSCD

热激蛋白90(HSP90,heat shock protein 90)广泛介导了胁迫信号的传递,在控制人体细胞正常生长和促进肿瘤细胞发育中起着重要作用。目前,HSP90已成为细胞免疫、信号转导以及抗肿瘤研究的前沿课题。但植物HSP90的生理功能研究起步较晚,最近的研究发现HSP90在植物发育、胁迫环境的应答以及抗病性中起着重要作用。本文从分子生物学角度,系统综述了植物HSP90分子作用机理研究的最新进展,以及在改良植物抗性上的应用,以期为通过基因工程方法改良作物抗性提供参考。     

植物热激蛋白70的分子作用机理及其利用研究进展

热激蛋白70（heat shock protein 70,HSP70）广泛参与胁迫环境的响应,在诱发人体肿瘤细胞凋亡,增强肿瘤的免疫原性中起着重要作用。然而,植物HSP70的生理功能研究起步较晚,最近的研究发现植物HSP70在细胞内主要参与新生肽的折叠与成熟、损伤蛋白的降解和蛋白运输;植物HSP70在非生物胁迫环境的应答、抗病性及植物发育中起着重要作用。本文从分子生物学角度,系统综述了植物HSP70分子作用机理研究的进展,以及在提高植物抗逆性方面的作用,以期为基因工程方法改良作物抗性提供参考。     

热激蛋白90在植物发育和疾病抗性中的作用

相对分子质量90000的热激蛋白（heatshock protein,HSP90）是真核细胞必需的分子伴侣。拟南芥中HSP90有7个成员,其中AtHSP90-1、AtHSP90-2、AtHSP90-3和AtHSP90-4组成细胞质亚族;AtHSP90-5、AtHSP90-6、AtHSP90-7分别位于叶绿体、线粒体和内质网。HSP90分子伴侣复合物在植物发育和对外部刺激应答中非常重要,尤其是在抗性（resistance R）蛋白介导的抵抗病毒侵入的过程中起重要作用。     

小菜蛾热休克蛋白基因的鉴定及其表达模式分析

热休克蛋白(heat shock protein, HSP)在昆虫应对外界胁迫刺激时起着重要作用。为了系统研究小菜蛾Plutella xylostella HSP基因家族, 根据家蚕的HSP蛋白序列, 采用本地Blast程序对小菜蛾全基因组数据库进行同源序列检索, 从小菜蛾基因组数据库中鉴定了25个HSP基因, 包括2个HSP90、 8个HSP70和15个sHSP（small heat shock protein, sHSP）基因。小菜蛾、 家蚕Bombyx mori、 黑腹果蝇Drosophila melanogaster和赤拟谷盗Tribolium castaneum的HSP系统进化分析显示, 昆虫的小分子量热休克蛋白sHSP具有很强的种属特异性, HSP70家族的保守性比sHSP强。小菜蛾HSP基因表达模式分析显示, 与敏感品系对比, 抗性品系（抗毒死蜱和抗氟虫氰品系）中HSP基因具有不同的表达模式。小菜蛾1, 2和3龄幼虫HSP基因表达模式较为接近, 而与4龄幼虫中的表达模式相差较大; 4龄幼虫和蛹中的表达模式相近; 雌成虫和雄成虫中的表达模式显著不同, 与果蝇精子形成有关的两个热休克蛋白HSP23和HSP27基因［分别为CCG003980.1 (Px23.5)和CCG005412.2 (Px27.5)］, 在小菜蛾雄成虫中的表达量显著高于雌成虫。研究结果表明小菜蛾HSP基因不仅在杀虫剂抗性、 发育分化, 甚至在生殖上均可能起着重要的作用。本研究为深入研究小菜蛾HSP与生长发育、 抗逆行为的相互关系奠定了基础。     

一氧化氮对植物重金属胁迫抗性的影响研究进展

一氧化氮(NO)作为一种重要的信号分子,在调节植物重金属胁迫抗性方面上起着非常重要的作用。综述了NO在植物体内的产生途径,重金属胁迫下植物体内内源NO含量的变化以及外源NO与内源NO对植物重金属胁迫抗性的影响。大量研究表明外源NO能够增强植物对重金属胁迫的抗性,一方面是通过增强植物细胞的抗氧化系统或直接清除活性氧,另一方面是通过影响植物对重金属的吸收以及重金属在植物细胞内的分布。然而内源NO在调节植物重金属胁迫抗性上的功能角色仍存在争议。有些研究表明内源NO是有益的,能够缓解重金属胁迫诱导的毒性;但是也有证据表明内源NO是有害的,能够通过促进植物对重金属的吸收以及对植物螯合素进行S-亚硝基化弱化其解毒功能,从而参与重金属诱导的毒害反应和细胞凋亡过程。     

一氧化氮在植物生长发育和抗逆过程中的作用研究进展

NO不仅在植物的抗病过程中发挥重要作用,同时也参与植物生长、发育和对干旱、高盐、高温、低温等非生物胁迫的响应等过程。该文对近年来国内外有关NO在植物生长、发育、非生物胁迫抗性过程中的作用及其与植物激素之间的互作关系等方面的研究进展进行综述,为相关研究提供信息和资料。     

植物不饱和脂肪酸的生物合成及调控

不饱和脂肪酸是植物细胞中的一类重要代谢物质,是组成细胞膜的主要成分,对调节细胞的生理功能起着重要作用。不饱和脂肪酸也是人类必须的一类营养物质,对健康发挥着重要作用。因此,研究植物不饱和脂肪酸的合成和调控机制具有着重要的理论和现实意义。不饱和脂肪酸的合成主要发生在质体和内质网,由一系列编码基因控制,并受到外在环境胁迫及发育的调控。本研究综述了近年来不饱和脂肪酸合成和调控机制相关的一些研究进展,解析了不饱和脂肪酸合成的一些关键基因,以期为将来利用相关基因进行种质创新,从而实现改良食用油品质或提升植物的抗性育种提供思路和实践。     

热胁迫对二化螟幼虫血淋巴细胞内活性氧、HSP90及细胞凋亡的影响

为探讨热激条件下二化螟Chilo suppressalis幼虫体内生理上的保护反应,本研究应用流式细胞术分析了热胁迫对二化螟幼虫血淋巴细胞内活性氧（ROS）、热休克蛋白90（HSP90）的产生和对细胞凋亡的影响。结果表明：暴露于33℃,36℃和39℃的二化螟5龄幼虫的ROS与对照（28℃）相比显著提高,分别增加了1.71,1.69和1.38倍;当温度达到33℃以后,ROS不再显著增加。实时定量PCR结果显示,二化螟HSP90基因在热胁迫诱导下表达。流式细胞术检测表明,HSP90的变化与在mRNA水平上的变化高度一致,热胁迫处理没有造成血淋巴细胞凋亡的显著变化。这些研究结果进一步证明热胁迫产生的ROS激活HSP90基因的表达,HSP90蛋白在保护机体免受ROS引起的伤害中起着重要作用,能够抑制血淋巴细胞凋亡的发生。     

氢气调节植物生长发育和提高植物抗逆性的研究进展

氢气作为新发现的活性气体被广泛研究。在植物生长发育方面,氢气具有促进种子发芽、幼苗发育、不定根生长等作用;在植物遭受逆境胁迫过程中,氢气通过调控抗氧化酶活性、抗氧化物质的生成及其相应的转录本来应对胁迫带来的氧化损伤,提高植物对干旱、盐胁迫、重金属胁迫、除草剂、紫外照射等胁迫的抗性,同时氢气还可以调控与抗病虫害等胁迫相关基因的表达。该文对国内外有关氢气在促进植物生长发育和提高植物抗性方面的作用,以及逆境胁迫下氢气作为信号分子通过调控抗氧化防御系统提高植物抗逆性的机制进行综述,以期更好地了解和促进氢气在农业科学上的研究与应用。     

DNA甲基化与植物抗逆性研究进展

DNA甲基化是真核细胞基因组重要修饰方式之一.DNA甲基化通过与转录因子相互作用或通过改变染色质结构来影响基因的表达,从表观遗传水平对生物遗传信息进行调节,在生长发育过程中起着重要的作用,而且植物DNA甲基化还参与了环境胁迫下的基因表达调控过程.本文对植物DNA甲基化的产生机制、功能,以及DNA甲基化在植物应对逆境胁迫中的作用进行综述,以更好地理解植物DNA甲基化及其对环境胁迫的响应,为植物抗逆性研究及作物遗传改良提供理论参照.     

植物蛋白激酶研究进展

蛋白激酶是一类磷酸转移酶,其在细胞信号转导过程中起到较为重要作用.目前,在不同植物中分离了各种蛋白激酶基因.相关研究报道表明,这一类蛋白酶基因参与了植物的抗逆性、生长发育以及信号转导等一系列生命活动进程.着重从植物蛋白激酶分类、结构及其功能研究几个方面进行综述.     

茉莉酸在植物抗逆性中的研究进展

茉莉酸(jasmonic acid, JA)是一种植物内源合成的脂类激素，在植物响应胁迫的调控中发挥着重要作用。本文概括了JA的生物合成与代谢途径及其调控机制；总结了JA信号的传导通路；系统归纳了JA在植物响应生物和非生物胁迫应答中的作用机制和调控网络，重点关注了最新的研究进展。此外，本文梳理了JA与其他植物激素在植物抗逆性调节过程中的信号交流。最后讨论了JA信号通路介导的植物抗逆性研究中亟待解决的问题，并展望了新的分子生物学技术在调控JA信号通路增强作物抗性中的应用前景，以期为植物的抗逆性研究和改良提供参考。     

橡胶树热激蛋白HbHSP90.8-1基因的克隆与功能分析

白粉病是橡胶树生长发育过程中主要叶部病害之一。热激蛋白90（HSP90）分子伴侣在植物逆境胁迫抗性中起着重要作用。为研究HSP90家族成员结构及其在橡胶树抗白粉病中的功能,利用PCR技术从橡胶树品种热研73397叶片中克隆HbHSP90.8-1并采用生物信息学等技术对其结构和功能进行分析。结果表明,HbHSP90.8-1 cDNA序列全长2 844 bp,开放阅读框（ORF）2 454 bp,编码817个氨基酸。HbHSP90.8-1编码一个有信号肽、无跨膜结构且定位预测在内质网上的稳定亲水蛋白,存在HSP90 superfamily和HATPase superfamily结构域。系统进化分析结果表明橡胶树HbHSP90.8-1与木薯MeHSP90的亲缘关系最近,与麻风树JcHSP90聚为一类。通过qRT-PCR分析结果表明HbHSP90.8-1在橡胶树不同组织中均有表达,其在胶乳中的表达量最高;HbHSP90.8-1基因在白粉菌侵染、H₂O₂、ABA和ETH处理叶片中,表达量均呈现显著上调趋势;在MeJA和SA激素处理下,HbHSP90.8-1表达量呈现下调的趋势。说明HbHSP90.8-1参与橡胶树对白粉菌响应过程以及植物抗病相关激素信号转导途径。     

植物细胞程序性死亡研究进展

植物细胞死亡分为坏死和程序性死亡。细胞程序性死亡是具有信号或一系列分子参与,并且由细胞内在的死亡程序介导的有序过程。它在植物生长发育和抵御外界胁迫中具有重要作用。简要介绍了植物PCD的特征,对植物PCD中的信号分子和类caspase的作用等进行了综述,并对植物PCD存在的问题进行分析和展望,为深入研究植物PCD提供参考。     

The role of HSP90 molecular chaperones in hepatocellular carcinoma

Misfolded proteins have enhanced formation of toxic oligomers and nonfunctional protein copies lead to recruiting wild-type protein types. Heat shock protein 90 (HSP90) is a molecular chaperone generated by cells that are involved in many cellular functions through regulation of folding and/or localization of large multi-protein complexes as well as client proteins. HSP90 can regulate a number of different cellular processes including cell proliferation, motility, angiogenesis, signal transduction, and adaptation to stress. HSP90 makes the mutated oncoproteins able to avoid misfolding and degradation and permits the malignant transformation. As a result, HSP90 is an important factor in several signaling pathways associated with tumorigenicity, therapy resistance, and inhibiting apoptosis. Clinically, the upregulation of HSP90 expression in hepatocellular carcinoma (HCC) is linked with advanced stages and inappropriate survival in cases suffering from this kind of cancer. The present review comprehensively assesses HSP90 functions and its possible usefulness as a potential diagnostic biomarker and therapeutic option for HCC.     

木薯HSP21基因的电子克隆与生物信息学分析

HSP21是植物响应高温胁迫的关键基因,在防止蛋白变性、保护细胞结构和维持植物正常生长发育等方面发挥重要作用,克隆HSP21基因是揭示木薯抵抗高温胁迫分子机制的基础。为得到木薯HSP21同源基因及分析其表达蛋白的性质,文中采用电子克隆技术对新基因进行组装和衍生,并使用生物信息学分析方法,对预测蛋白的一级至高级结构、亲水性/疏水性、信号肽、蛋白同源性和系统进化等进行全面解析。结果表明,HSP21基因含有969个碱基对,其开放阅读框有705个碱基,预测蛋白含234个氨基酸。预测蛋白是非跨膜蛋白,具有碱性和亲水性,主要定位于叶绿体内。通过多重序列比对和系统进化分析发现,木薯与巴西橡胶树、蓖麻和麻疯树等植物的HSP21蛋白同源性较高。结果可为该基因的克隆和转化提供参考依据。     

植物肌动蛋白解聚因子ADF的研究进展

肌动蛋白解聚因子/丝切蛋白(actin depolymerizing factor,ADF/cofilin)是一种重要的肌动蛋白结合蛋白。在植物细胞中,ADF/cofilin通过与肌动蛋白相结合,在植物生长发育以及响应外界刺激方面起着重要的作用,以此对各种动态生命活动进行调控。该文对国内外近年来有关ADF/cofilin家族的序列结构特征及定位,与肌动蛋白的互作机制、促进细胞生长、抗生物和非生物逆境胁迫能力等的生物学功能,以及磷酸化作用、环境pH、PIP2对其功能影响的调控模式和作用机制进行了综述,为ADF/cofilin新的抗逆功能机制解析提供参考。