野生型和ospk1突变体水稻幼苗根对外源糖分的吸收和响应

植物根系如何响应环境因子变化是植物发育和营养吸收研究的重要科学问题。丙酮酸激酶OsPK1在根部的表达主要在根尖成熟区和根毛区,其表达水平变化有可能影响水稻对外源糖分的吸收。采用日本晴和水稻突变体ospk1,通过改变1/2 MS培养基中蔗糖含量,探索水稻幼苗对外源糖分的吸收和响应。通过GC-MS的方法检测了水稻幼苗叶片、叶鞘和根中蔗糖、葡萄糖、果糖和半乳糖的含量。发现根与培养基中糖分接触能明显提高幼苗中的糖含量。并且这些幼苗的根系长度大于那些不加蔗糖的培养基培养的幼苗,表明外源糖分被吸收后能促进根的伸长。OsPK1表达下调影响了糖代谢和外源糖分的吸收。半定量RT-PCR结果显示,幼苗根与糖分的直接接触明显上调根中OsPIP2;4,OsPIP2;5和OsTIP2;1三个水孔蛋白基因的表达。     

生物转化法合成16α-羟基泼尼松龙的发酵工艺研究

目的:研究1株玫瑰产色链霉菌(Streptomyces roseochromogenes)的发酵培养基和底物转化条件,以提高16α-羟基泼尼松龙的转化率。方法:采用紫外与氯化锂复合诱变获得目的菌株TS-58,利用正交实验等方法考查摇瓶发酵条件,研究不同浓度的碳源、氮源对玫瑰产色链霉菌生长的影响,以及不同底物浓度、底物加入时间、装液量、金属离子和添加助溶剂等条件对转化生成16α-羟基泼尼松龙能力的影响。结果:获得最佳转化培养基为葡萄糖10 g/L、可溶性淀粉50 g/L、蛋白胨10 g/L、黄豆饼粉25 g/L、磷酸二氢钾0.2 g/L、硫酸镁0.5 g/L硫酸锌0.5 g/L。在底物投料量5 mg/mL添加0.8 mg/ml PEG助溶剂的最优条件下,16α-羟基泼尼松龙的转化率达到了13.8%。结论:突变株Streptomyces roseochromogenes TS-58能有效地在泼尼松龙上引入16α-羟基羟基,为工业生产16α-羟基泼尼松龙奠定了基础。     

木尔坦棉花曲叶病毒基因重组和缺失产生DNAβ相关的新型小分子

【目的】棉花曲叶病是棉花生产上的一种重要的病毒病害,在巴基斯坦和印度等国家地区大面积流行,造成严重的经济损失。近年在中国广西南宁的棉花田间发现了棉花曲叶病害,在广西的黄秋葵中也发生了曲叶病,二者的病原均为木尔坦棉花曲叶病毒(Cotton Leaf Curl Multan Virus,CLCuMV),为了对这2个病害有更深的了解,本文对该双生病毒伴随的DNA小分子进行测序分析。【方法】分别从广西南宁地区感染CLCuMV的3棵棉花和3棵黄秋葵中提取总DNA,用CLCuMV DNAβ的特异引物进行PCR扩增,将产物分离纯化并克隆测序,进行序列比对分析。【结果】从棉花曲叶病害中分离得到了1384 nt的新型重组DNA分子,以及从黄秋葵曲叶病害中分离得到了754 nt的新型缺失型DNA分子。研究结果表明1384 nt重组分子是由CLCuMV GX1的DNA-A和DNAβ重组而成。重组分子大部分来源于CLCuMV的DNA-A,包含基因间隔区,附近的部分AV2和AC1基因,以及反向互补的部分AC3基因。其余部分来源于伴随的DNAβ,包含A-rich区域。分析拼接片段的附近序列,发现接头部分含有2-3个共同碱基,推测为重组作用发生的位点。与以前报道的在实验室中产生的CLCuMV重组分子进行比较显示,DNA-A的基因间隔区和DNAβ的A-rich区在重组过程中非常保守。另外,754 nt的重组小分子是由CLCuMV Okra1 DNAβ缺失突变产生,缺失了大部分的编码C1蛋白开放阅读框(Open Reading Frame,ORF)以及小部分的A-rich区。【结论】本研究在自然条件下分离到了来源于CLCuMV和卫星DNAβ的重组分子,以及DNAβ缺陷型分子。这2种重组小分子以前未见报道,这也是在中国发现的棉花曲叶病毒中首次发现重组分子。这种基因组变异现象在棉花曲叶病毒的进化和寄主适应过程中可能有重要的意义。     

细胞内一种耗能蛋白质降解途径的发现——2004年诺贝尔化学奖工作介绍

2004年诺贝尔化学奖授予Aaron Ciechanover,Avram Hershko和Irwin Rose三位科学家,以表彰他们在上世纪80年代发现了泛素介导的蛋白质降解过程。文章简单介绍了该现象的科学发现历程,并讨论了该科学发现历程给予我们的启示。     

嗜水气单胞菌WQ中PHBHHx的合成及其分子基础研究

聚羟基脂肪酸酯(Polyhydroxyalkanoate,PHA)是一系列生物合成的高分子材料,其单体可由多种3-羟基脂肪酸(3-hydroxyalkanoate,3HA)构成^[1]。PHA物理和机械性能的变化很大,从高脆性到弹性体,这跟它们的单体成分有很大关系^[2]。短链和中长链单体共聚的PHA比短链单体或中长链单体聚合得到的PHA有着更好的性能^[3]。在1994年,豚鼠气单胞菌(Aeromonas caviae)FA440被发现能以偶数碳原子数脂肪酸或植物油作为碳源在体内积累PHBHHx^[4]其PHA生物合成基因被成功克隆^[5]。根据亚基数目和底物特异性,PHA合成的关键酶,即PHA合酶或PhaC,被分成了3种类型。A．caviae的PHA合酶属于第1类PHA合酶^[6]。PHA合酶的一些类型含有一些保守的基因序列,该特征可被用于克隆,特别是第Ⅱ类PHA合酶^[2,8]。嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)WQ和A．hydrophila 4AK4是能够合成PHBHHx的另外两种菌株,其中A．hydrophila 4AK4已被用作大规模生产PHBHHx。就目前来说,不管生长条件怎么改变,其合成的PHBHHx中3羟基己酸单体(3-hydroxyhexanoate,3HHx)的含量始终在12％～17％之间变化^[9]。而A．hydrophila WQ合成的PHBHHx中则含有6％～14％ 3HHx。本论文研究了A．hydrophila WQ的PHA生物合成及其分子基础。     

蚯蚓纤溶酶组分的抗原性

以大豆胰蛋白酶抑制剂为配基 ,通过亲和层析制备出的蚯蚓纤溶酶 (EFE)含有 11～ 13个组分 .为了了解这些组分的相互关系 ,用EFE免疫家兔获得了抗血清 .利用该抗血清与已纯化的 10个组分进行免疫双扩散 ,根据形成沉淀线的形状可以将上述 10个组分分为 4大组 .各组内组分之间的沉淀线完全融合 (免疫反应同一性 ) ;组间沉淀线交叉 (免疫反应非同一性 )或为支线 (免疫反应部分同一性 ) .这种按免疫学性质分组与根据分子量大小、氨基酸组成和N端氨基酸序列分组基本吻合 .上述结果为EFE的分类提供了依据 .     

CrPP2C蛋白影响衣藻细胞鞭毛过渡区结构

目的:在莱茵衣藻细胞中构建并筛选鞭毛组装缺陷突变体,克隆缺陷基因,探索其对鞭毛组装的影响。方法:使用带有巴龙霉素(Paromomycin)抗性的基因片段随机插入衣藻细胞基因组中,通过性状筛选和基因序列分析获得与CrPP2C(Chlamydomonas reinhardtii type 2C protein phosphatase)基因相关的鞭毛异常突变体,根据突变体基本生物学性状和生化分析对CrPP2C基因的功能进行分析。结果:采用电转法成功获得衣藻细胞鞭毛缺陷相关突变体,部分细胞具有短鞭毛,部分细胞则不具有鞭毛;通过RESDA-PCR(restriction enzyme site-directed amplification PCR)对突变体基因序列分析,鞭毛缺陷性状由CrPP2C基因遭到破坏导致;把含有完整CrPP2C基因的重组质粒通过电转法导入突变体后,其鞭毛几乎恢复为野生型长度,并可检测到PP2C-HA融合蛋白的表达;观察鞭毛再生,突变体鞭毛只能再生为原有长度;使用药物处理使鞭毛缩短,突变体鞭毛能正常解聚;电镜检测突变体的鞭毛显微结构,发现过渡区的Y形结构缺陷。结论:CrPP2C基因的破坏导致鞭毛过渡区结构缺失,影响鞭毛组装过程,不组装鞭毛或组装短鞭毛。     

拟南芥转录因子bHLH17负调控茉莉素介导的抗性反应

植物激素茉莉素作为抗性信号调控植物对腐生性病原菌和昆虫的抗性, 作为发育信号调控植物根的生长、雄蕊发育、表皮毛形成和叶片衰老。茉莉素受体COI1识别茉莉素分子, 进而与JAZ蛋白互作并诱导其降解, 继而调控多种茉莉素反应。拟南芥(Arabidopsis thaliana) IIId亚组bHLH转录因子(bHLH3、bHLH13、bHLH14和bHLH17)是JAZ的一类靶蛋白。与野生型相比, IIId亚组bHLH转录因子的单突变体对灰霉菌和甜菜夜蛾的抗性无明显差异, 而四突变体对灰霉菌和甜菜夜蛾的抗性增强。该文通过高表达bHLH17并研究其对灰霉菌和甜菜夜蛾的抗性反应, 结果显示, 被灰霉菌侵染的bHLH17高表达植株较野生型表现出更严重的病症。取食bHLH17高表达植株叶片的甜菜夜蛾幼虫体重大于取食野生型叶片的幼虫体重。bHLH17高表达抑制了茉莉素诱导的抗性相关基因(Thi2.1)和伤害响应基因(VSP2、AOS、JAZ1、JAZ9和JAZ10)的表达。原生质体转化实验显示bHLH17通过其N端行使转录抑制功能。研究结果表明, IIId亚组bHLH转录抑制因子bHLH17高表达会负调控茉莉素介导的对灰霉菌和甜菜夜蛾的抗性。     

β-淀粉样前体蛋白胞内端与JKTBP2蛋白的相互作用

β-淀粉样前体蛋白APP(β-amyloidprecursorprotein)与阿尔茨海默氏症密切相关,它经分泌酶γ切割后生成的胞内端AID(APPintracellulardomain)能够诱导细胞凋亡。为了研究AID在阿尔茨海默氏症病理过程中的作用,我们以AID为诱饵蛋白用酵母双杂交系统筛选与之有相互作用的蛋白。我们发现人不均一核蛋白D类似蛋白JKTBP2的90-204位肽段可以结合AID。利用293T细胞表达蛋白后进行免疫共沉淀,结果证实二者间存在相互作用。这些结果指出JKTBP2可能在阿尔茨海默氏症形成中有重要作用。     

β-淀粉样前体蛋白胞内端与JKTBP2蛋白的相互作用

β-淀粉样前体蛋白APP(β-amyloid precursor protein)与阿尔茨海默氏症密切相关,它经分泌酶1切割后生成的胞内端AID(APP intracellular domain)能够诱导细胞凋亡。为了研究AID在阿尔茨海默氏症病理过程中的作用,我们以AID为诱饵蛋白用酵母双杂交系统筛选与之有相互作用的蛋白。我们发现人不均一核蛋白D类似蛋白JKTBP2的90-204位肽段可以结合AID。利用293T细胞表达蛋白后进行免疫共沉淀,结果证实二者间存在相互作用。这些结果指出JKTBP2可能在阿尔茨海默氏症形成中有重要作用。