水稻Rac家族新成员osRACB基因的克隆及结构分析

Rac基因是植物中惟一的一类分布广泛的信号GTP结合蛋白, 它在整个植物生长发育过程中起着极为重要的作用. 应用本实验室已有的水稻光周期育性转换相关基因osRACD为探针, 在低严谨杂交条件下, 筛选农垦58N-LD雌雄蕊形成期(第Ⅳ期)幼穗cDNA文库, 获得一水稻Rac家族新基因. 经同源性比较和序列分析显示, 该基因与玉米Rac家族成员RACB基因具有93%的核苷酸同源性, 且两者氨基酸序列长度相等, 仅存在一个氨基酸残基差异, 故命名新基因为osRACD. 进一步应用PCR技术, 以农垦58N基因组DNA为模板扩增得到长度为2930 bp的osRACB基因转录区核苷酸序列, 其结构包含7个外显子和6个内含子, 同时, 通过基因组文库筛选获得osRACB基因的启动区序列. Southern杂交分析表明osRACB基因同其他Rac基因相似, 是低拷贝基因. RT-PCR检测显示osRACB基因在水稻根、茎、叶中均有一定的表达, 但在茎中表达量最高. 此外, 还以人Rac1蛋白为模板, 利用InsightII软件包下的Homology, Discover等模块对osRACB蛋白进行了三级结构预测.     

植物蔗糖转运蛋白的基因与功能

蔗糖是植物体内碳水化合物长距离转运的主要( 甚至唯一) 形式, 为植物生长发育提供碳架与能量。蔗糖转运蛋白(sucrose transporter, SUT)负责蔗糖的跨膜运输, 在韧皮部介导的源-库蔗糖运输, 以及库组织的蔗糖供给中起关键作用。自从菠菜中克隆到第一个SUT基因以来, 已先后有多个SUT基因的cDNA得到克隆与功能分析, 涉及34种双子叶与单子叶植物。每种植物都有一个中等规模 的SUT基因家族, 其不同成员之间具有较高的氨基酸序列同源性, 但在蔗糖吸收的动力学特性、转运底物的特异性和表达谱等方面存在差异。本文系统介绍国内外(主要是国外)在植物SUT基因的克隆、分类与进化、细胞定位与功能, 以及研究方法等方面的研究进展, 并简要介绍我们在橡胶树SUT基因研究上的初步结果。     

一种启动子克隆的改良Adaptor-PCR方法及在橡胶树上的应用实例

真核生物通过顺式作用元件和反式作用因子相互作用实现基因的转录调控,而启动子区域含有多种顺式元件,作为基因表达调控网络的枢纽控制着基因转录的起始与效率,一直是基因表达调控研究的重点[1]。本文提供了一种改良的基于Adaptor-PCR启动子克隆方法,改进了接头序列,设计了适合两步法PCR的接头引物。选取了25种限制性内切酶对橡胶树基因组DNA进行酶切,在所有酶切产物都平端化后,与改进的接头连接,成功构建了以Adaptor-PCR为基础的橡胶树基因启动子克隆文库,并利用此文库成功克隆了橡胶树6个蔗糖转运蛋白基因、1个转化酶基因和1个海藻糖合酶基因的启动子。本文研究结果为橡胶树基因启动子克隆提供了一个高效平台,也为其他生物基因启动子克隆提供了有益的参考。     

冰核真菌胞外冰核产生条件、成冰生物学特性及其分离纯化的研究

果糖和葡萄糖作碳源、硫酸铵作氮源、培养温度25℃以下,培养液初始pH5-7和少量通气都利于胞外冰核产生,最佳培养时间受培养温度和接种菌龄的制约,而低温处理,光照及加丝裂霉素C和HNPA对胞外冰核产生无明显影响。胞外冰核耐热（40℃处理后仍保持较高活性）,酸碱适应性强（pH2-13);温度50℃以上,蛋白酶K和高浓度脲处理可完全失活或严重破坏其冰核活性,表明蛋白和真菌胞外冰核的必需成分;胞外冰核溶液中盐浓度高于50mmol/L时,活性才受抑制。25％冰乙醇可有效沉淀真菌胞外冰核,同时又保持较高活性;分离纯化的初步研究显示真菌胞外冰核分子量很大,电荷组成和分布上不均一,所带净电荷为负,本研究加深了对真菌胞外冰核的认识,为进一步纯化奠定了基础。     

两种水稻GDP解离抑制蛋白基因的分离及特征分析

以Rho家族成员OsRacD为诱饵 ,采用酵母双杂交体系 ,分离到两种与OsRacD互作的水稻RhoGDP解离抑制蛋白的基因 ,分别命名为OsRhoGDI1和OsRhoGDI2 .酵母体内结合和GSTpulldown分析结果显示 ,OsRhoGDI1和OsRhoGDI2与野生型和组成型激活的OsRacD都能结合 ,且不依赖GDI的N端部分序列 ;GDI和Rho的结合具有一定的特异性 .两种GDI在水稻根、地上组织和幼穗等多种组织和器官都有表达 ,但在表达特征上存在明显差异 .研究证实 ,在水稻中存在着调控RhoGTPases的GDP解离抑制蛋白基因家族 ,为Rho蛋白功能及相关信号通路的研究奠定了基础     

冰核真菌研究进展

水在０℃以下仍未结冰的现象称为水的过冷却作用,小体积纯净水的过冷却温度可接近－４０℃。引起水从液态向固态转变的物质称冰核,不同种类冰核催化活性差异很大,非生物冰核可在－１０℃左右诱发小体积水结冰,而自然界中活性最强的冰核来自生物体,已报道某些细菌（如Pseudomonas syringae和Erwinia hericola的一些菌株）可产生在－１℃～－２℃下催化水结冰的冰核。研究者将一些可以产生在－５℃以上具有冰核活性冰核的生物称为冰核生物。自１９７４年Ｍａｋｉ［１］首次从赤杨树叶中分离到在－２℃～－５℃下诱发植物结冰发生霜冻的…     

高等植物光信号应答的分子基础

光不仅为高等植物进行光合作用提供能源,同时还作为一种重要的发育信号而调控植物形态建成,影响其几乎全部的生命周期。就高等植物对光信号感受和应答的分子基础进行了综述,根据已有研究结果对高等植物可能的光信号传导通路作了一个粗略的概括,并简要介绍本试验室在水稻农垦58S光周期育性转换研究中所取得的初步结果。     

冰核细菌Erwinia ananas 110冰核基因克隆和序列分析*

从作者自行分离的冰核细菌(Erwinia ananas 110)中克隆到我国第1个细菌冰核基因,并完成其序列测定和分析。所克隆基因编码区全长3921bp,编码1306aa,氨基酸序列明显分为3个区即N-端(161aa)、C-端(41aa)的单一序列区和中部的高度重复序列R区(1104aa),以16氨基酸为重复单元的R区占整个编码序列的84.5％。序列分析表明我们所克隆的基因为一个新冰核基因,将其命名为iceA,该基因已在GenBank上登录,登录号为:AF387802。     

橡胶树胶乳4个HbRab基因的克隆和表达分析

克隆了橡胶树胶乳中表达的4个Rab基因的全长cDNA,命名为HbRab5-HbRab8。它们编码22～24kDa的蛋白,均具有小G蛋白家族共有的GTP／GDP结合保守结构域,分别属于植物Rab家族的F、D、A和B亚家族成员。组织表达分析显示,除HbRab69外,其他3个HbRab6基因均在胶乳中表达丰度最高。在胶乳中,伤害处理显著下调HbRab6表达而上调HbRab7表达：乙烯和水杨酸处理下调HbRab6和HbRab8的表达,甲基茉莉酸处理上调HbRab5、HbRab7、HbRab8的表达,细胞分裂素上调HbRab5的表达。本文结果为橡胶树胶乳再生相关Rab基因的筛选与功能阐述奠定了基础。