Rab4：细胞囊泡循环运输过程的重要因子

囊泡运输是真核细胞中物质运输及信息交流的重要形式,Rab蛋白在这个过程中发挥着重要功能.Rab4是Rab蛋白家族的成员之一,参与调控早期内体的分选与内体循环途径.Rab4包括Rab4A、Rab4B和Rab4C 3个亚型.本文主要阐述了Rab4的结构特征、主要的效应蛋白和参与运输的货物蛋白以及影响细胞自噬、葡萄糖摄取、神经调节、心脏功能及肿瘤发生方面的功能.     

水稻矮秆基因iga-1的序列变异和表达分析

该研究以水稻矮秆突变体cha-2为材料,对控制其表型性状的iga-1基因进行候选基因筛选,利用基因注释数据库对定位区间进行候选基因预测,通过ORF及其上下游调控区域的测序、序列比对及关键元件分析进行序列变异研究,半定量PCR检测目标基因的表达模式,明确其在基因序列、表达模式的变异,探讨其分子遗传调控机理。结果显示:(1)在隐性核基因iga-1精细定位基础上预测得到3个ORF,其中2个编码dnaJ分子伴侣(含有dnaJ结构域的蛋白),分别是LOC_Os05g26902和LOC_Os05g26926;另外1个为已克隆的水稻矮秆基因RGA1(LOC_Os05g26890)。(2)ORF序列分析表明矮秆突变体cha-2与野生型仅在RGA1基因座存在SNP变异,但未造成氨基酸编码的改变。(3)表达模式分析发现,矮秆突变体cha-2的RGA1基因在种子萌发期、二叶期、四叶期和分蘖期等4个发育时期均不表达,且在‘中花11’、‘石狩白茅’的遗传背景下稳定遗传,均显现出失活状态,初步确定RGA1为iga-1的候选基因。(4)对RGA1基因上游和下游调控转录关键区进行测序结果表明,突变体cha-2存在865bp的大片段缺失,包括第1外显子、部分第1内含子和转录起始上游区域。研究推断,突变体cha-2的矮秆基因iga-1正是没有活性的RGA1基因,其转录关键区域的大片段缺失,导致无法正常转录表达。     

云杉矮槲寄生遗传多样性及其群体遗传结构分析

该研究采用CTAB法提取云杉矮槲寄生(Arceuthobium sichuanense)的基因组DNA,利用ITS1片段的序列信息对中国9个不同地理群体的62份云杉矮槲寄生样本的遗传多样性及群体遗传结构进行分析。结果表明:(1)62条ITS1序列共定义16个单倍型(H1~H16),表现出较低的遗传多样性水平(h=0.678 5,π=0.005 9),而群体间的遗传多样性水平则表现出较大差异(h=0~1.000 0,π=0~0.009 4);AMOVA分析显示云杉矮槲寄生群体内的遗传变异占到51.37%,群体间为48.63%。(2)Network单倍型网络分析表明,单倍型H1和H12较为古老,且所有群体对2种单倍型无共享现象;单倍型H1是广布单倍型,存在于青海和甘肃的6个群体中,单倍型H12仅在四川的2个群体中有分布。(3)基于最大似然法(ML)构建的群体聚类和中介邻接法构建的单倍型网络图均显示,四川的3个群体为独立类群,区别于青海、甘肃群体,且甘肃和青海的群体之间没有明显分化。该研究首次报道了云杉矮槲寄生遗传多样性和遗传结构,为进一步研究其进化及后续的病害防控提供了一定的参考。     

裂解多糖单加氧酶高效催化的研究进展

裂解多糖单加氧酶(lytic polysaccharide monooxygenases,LPMOs)是一类新发现的铜离子依赖性的氧化酶,常具有多种模块化组合,能够高效氧化降解生物质多糖.LPMOs的催化结构域为β三明治结构,活性中心含有一个铜离子.该酶的催化反应过程相对于糖苷水解酶类更加复杂,LPMOs结合底物后,首先要接受电子供体提供的电子,通过电子传递链传递给活性中心的Cu[Ⅱ],将其还原为Cu[Ⅰ],Cu[Ⅰ]结合并活化分子氧后,再氧化降解多糖链的糖苷键,生成氧化产物和非氧化产物.近年来的研究表明,在木质纤维素降解酶系中加入LPMOs能显著提高其对结晶纤维素的转化效率,因此LPMOs相关研究的深入开展可以拓展人们对其高效降解机制的认识,从而为高效降解酶系的复配以降低工业规模的生产成本等提供理论指导.本文综述了该领域相关研究的最新进展,分析了LPMOs潜在的研究方向与工业化应用的前景.     

紫花苜蓿赤霉素受体基因的克隆及表达分析

赤霉素受体(GID)是赤霉素信号转导途径的重要成员,直接影响着赤霉素对植物体效应的发挥。该研究利用同源克隆的方法,首次从紫花苜蓿中克隆得到1个赤霉素受体基因,命名为MsGID1b。序列分析发现,MsGID1b基因开放阅读框长度为1 053bp,编码350个氨基酸,推测其蛋白质分子量为39.839kD,是一个无信号肽和跨膜结构的亲水性蛋白。序列比对结果表明,MsGID1b基因与蒺藜苜蓿MtGID1b基因的核苷酸序列相似性为98%,氨基酸序列相似性为99%,且具有HSL家族典型的HGG和GXSXG保守结构域及GA、DELLA蛋白结合位点。荧光定量PCR分析表明,MsGID1b基因在紫花苜蓿各组织中的表达丰度依次为:根盛花初花茎叶荚果;经GA3、ABA、NaCl、PEG和黑暗诱导后该基因表达上调,尤其是在GA3诱导下,MsGID1b基因的表达量一直维持在较高水平,表明MsGID1b基因可能参与紫花苜蓿的抗逆调控。     

肉桂醛对增强辣椒疫霉病抗性的作用机制研究

该实验以辣椒疫霉菌(Phytophthora capsici)致病性菌株NJ01和‘苏椒5号’辣椒幼苗为研究对象,通过肉桂醛对辣椒疫霉菌的体外抑菌作用、室内侵染效果以及对辣椒幼苗防卫反应的调控作用,揭示肉桂醛对增强辣椒疫霉病抗性的作用机制。结果表明:(1)肉桂醛对实验所用致病性菌株NJ01的抑制中浓度(EC50)值为0.81mmol/L;肉桂醛处理可导致NJ01菌丝严重皱缩、畸形、断裂;PI染色显示NJ01菌丝出现明显的细胞死亡现象。(2)单独NJ01菌株接种的辣椒植株表现出明显病症(茎基部变黑褐色、干枯萎缩,植株倒伏,叶片脱落,生物量下降);而肉桂醛处理2h后接种NJ01菌株的辣椒植株长势良好,无明显病症,鲜重和叶绿素含量显著上升至对照水平。(3)与单独接种NJ01菌株处理相比,肉桂醛处理2h后接种NJ01菌株的辣椒植株体内抗氧化酶(CAT、SOD、POD)活性显著上升,抗氧化物质(GSH和ASA)含量显著增加。研究认为,肉桂醛可能通过抑制辣椒疫霉菌的生长及其对辣椒植株的侵染能力,同时调控辣椒植株防卫反应,进而提高辣椒对疫病抗性。     

大豆SbPRP3基因表达及转基因烟草非生物胁迫鉴定

为研究大豆(Glycine max L.)细胞壁脯氨酸富集蛋白基因(SbPRP3)在逆境胁迫中的作用,利用实时荧光定量PCR,对SbPRP3在高盐、干旱和低温处理下的表达情况进行检测。结果显示,SbPRP3在高盐处理下表达量升高,在干旱和低温处理下表达量先升高后降低。将SbPRP3构建到植物表达载体pRI101-AN上并转化烟草,获得阳性转基因烟草3株。对转基因烟草植株进行高盐、干旱和低温胁迫处理。结果表明,与对照相比,高盐和低温处理下转基因烟草脯氨酸积累量增加,而丙二醛产生量降低。但干旱处理后转基因烟草脯氨酸和丙二醛的含量与对照相比没有显著差异。由此推测SbPRP3可以提高转基因烟草的耐盐性和耐寒性。     

甘菊ClHSP70与ClHSP90基因的克隆及表达分析

该研究以甘菊(Chrysanthemum lavandulifolium)为实验材料,通过RT-PCR方法从甘菊转录组数据中分离出热激蛋白合成相关基因,命名为ClHSP70和ClHSP90。序列分析表明,ClHSP70基因ORF全长为2 559bp,编码852个氨基酸,蛋白功能区预测表明含有典型的HSP70蛋白NBD和SBD保守结构域;ClHSP90基因ORF全长为2 094bp,编码697个氨基酸,含有HATPase结构域和HSP90保守结构域。生物信息学分析表明,甘菊ClHSP70与大豆(Glycine max)和烟草(Nicotiana tomentosiformis)HSP70蛋白有较高的一致性,ClHSP90基因编码的氨基酸序列与紫茎泽兰(Ageratina adenophora)HSP90高度相似;实时荧光定量表达分析表明,在42℃处理不同时间,甘菊叶片中ClHSP70和ClHSP90基因表达均在0.5h时显著增加,1h达到最大值,2h后缓慢下降;不同组织表达分析表明,甘菊在42℃处理1h后,ClHSP70在成熟叶中的表达量显著高于嫩叶和根等其他组织;ClHSP90在成熟茎中的表达量最高。研究说明,ClHSP70和ClHSP90基因具有热激蛋白特征,参与了甘菊热胁迫应答过程,该研究结果为以后深入研究其基因功能奠定了基础。     

不同生态烟区烤烟δ~(13)C值与生理及品质特征的比较研究

以烤烟品种K326为试验材料,在云南、福建和河南三个生态烟区大田种植,自烟叶生理成熟期起至工艺成熟期,分4次采集中部(第11叶位)烟样,对烟叶的δ13 C值、总碳、全氮、光合色素等进行测定,比较不同生态烟区烤烟δ13 C值的分布、生理生态适应性及品质特征。结果表明:(1)三个生态烟区烟叶δ13 C值、总碳、碳氮比、比叶重、叶绿素a、总叶绿素含量均表现为云南福建河南,全氮含量则为河南云南福建,叶绿素b含量为云南河南福建,类胡萝卜素含量为河南福建云南,其中的δ13 C值、总碳、碳氮比、类胡萝卜素含量在福建和云南烟区间较为接近。(2)烟叶δ13 C值与总碳含量在云南呈正相关,在福建、河南呈负相关关系;三个生态烟区烟叶δ13 C值与全氮含量均呈负相关关系;δ13 C值与光合色素含量在云南、河南烟区均呈正相关关系,在福建烟区均呈负相关关系;δ13 C值与烟碱、氮、钾、氯呈负相关关系,与总糖、还原糖呈正相关关系。(3)云南烤烟香韵丰富,刺激性中等,化学成分协调性最好;河南烤烟香气量较高,刺激性较大;福建烤烟在香气量和化学成分协调性方面表现较差。研究发现,烟叶δ13 C值与烟叶的生理特征、品质特征存在紧密联系,用烟叶的δ13 C值、生理指标、化学品质可区分不同生态烟区烤烟香气风格和品质特征。     

江西金盆山自然保护区种子植物区系研究

江西金盆山自然保护区位于江西省龙南县、全南县与信丰县的交汇处,为武夷山脉与南岭山脉之间的过渡区域,保护区植物种类丰富、区系地理成分复杂。经野外实地调查、查阅相关文献资料,对保护区内种子植物的科、属、种分布区类型进行统计分析。结果表明：（1）金盆山保护区共有野生种子植物161科659属1 474种,其中裸子植物6科7属7种,占江西裸子植物总种数（83种）的8.43%,被子植物155科652属1 467种,占江西被子植物总种数（4 369种）的33.58%。（2）区系分析显示,金盆山保护区内科的分布区类型中热带分布和温带分布分别占总科数（除去世界分布）的64.22%和35.77%,热带分布占优势地位;属的分布区类型中热带分布和温带分布分别占总属数（除去世界分布）的50.95%和47.55%,二者接近平衡;种的分布区类型中热带分布种和温带分布分别占总种数（除去世界分布）的33.98%和37.15%,而且中国特有种419种,占总种比的28.88%。（3）金盆山保护区种子植物具有单种属、寡种属多,植物区系起源古老的特点,其中有寡种属212属,占总属比的32.17%;单种属374属,占总属比的56.75%;其中寡种属所含种数537种,占总种比的36.43%。（4）与邻近6个保护区的植物区系比较表明,金盆山保护区与武夷山脉的联系较南岭山脉更近,而且金盆山保护区表现出比邻近的阳际峰等武夷山脉地区热带性质更明显。