松墨天牛漆酶基因MaLac1的克隆、原核表达及表达谱分析

【目的】本研究旨在克隆并鉴定松墨天牛Monochamus alternatus内源漆酶基因MaLac1,分析其在松墨天牛不同发育阶段的表达水平,为进一步明确MaLac1功能提供依据。【方法】基于松墨天牛肠道转录组测序数据,通过RACE克隆松墨天牛MaLac1基因的全长cDNA序列,并对其进行生物信息学分析;将该基因与pET-32a载体链接构建表达载体pET-MaLac1,导入大肠杆菌Escherichia coli Rosetta (DE3)使其表达;使用qPCR检测MaLac1基因在松墨天牛不同发育阶段(低龄幼虫、老熟幼虫、蛹、雌成虫和雄成虫)肠道中的表达差异。【结果】克隆获得松墨天牛MaLac1的cDNA全长序列(GenBank登录号:KY073340)。MaLac1开放阅读框全长2 067 bp,编码一个含688个氨基酸的蛋白质,预测分子量为78.34 kD,等电点为5.30。SignalP 4.1 Server预测MaLac1在N端包含一个15个氨基酸的信号肽。序列比对分析表明,MaLac1具有典型的昆虫漆酶基因特征,与赤拟谷盗Tribolium castaneum漆酶基因的氨基酸序列一致性达93%。SDS-PAGE检测发现IPTG诱导表达了一条大约78 kD的特异蛋白条带,与推测大小一致。qPCR结果显示,MaLac1在不同发育阶段的松墨天牛肠道中均有表达,其中,在雌成虫肠道中表达量最高,在雄成虫肠道中的次之,在幼虫肠道中的最低。【结论】MaLac1在松墨天牛成虫中表达量显著高于其在幼虫中的,这一结果可能与幼虫和成虫的取食习性差异相关。MaLac1在松墨天牛体内的功能还有待进一步研究。     

功能植物苣荬菜的特征及其应用潜能

苣荬菜Sonchus arvensis L.在我国广泛分布,具有耐干旱、耐盐碱、适应性强、管理简便、花期长的特点。我们于2018年9月最先在山东发现苣荬菜上涵养着大量的天敌昆虫和传粉昆虫。经过进一步调研,显示苣荬菜与周围作物(玉米、小麦)无共同害虫,其花期7-10月,与玉米生长同期,可为玉米田天敌昆虫提供持续的营养补充,维持天敌昆虫种群;同时也是一种优质的蜜粉源植物,符合功能植物的基本特征。本文综述了苣荬菜作为华北玉米田功能植物的特征,建议通过在玉米田边通过种植苣荬菜可作为玉米害虫生态控害的手段,以实现维持天敌生物控害、减少化学农药投入、增加收入、改善农田生态环境和美丽乡村等目标。     

快速纯化重组腺联病毒的受体结合捕捉方法

【目的】建立用于重组腺联病毒(AAV)纯化的受体结合捕捉方法。【方法】将AAV受体的多囊肾病(PKD)结构域1和2与类弹性蛋白多肽(ELP)在重组大肠杆菌中进行融合表达,利用相变循环(ITC)纯化ELP-PKD融合蛋白;分别用昆虫和AAV-293细胞制备rAAV-GFP,与ELP-PKD融合蛋白共孵育后进行ITC,从沉淀复合物提取病毒DNA进行PCR检测;在优化条件下利用ELP-PKD蛋白结合捕捉rAAV-GFP,利用电子显微镜观察、免疫转印和细胞感染试验进行rAAV鉴定。【结果】ELP-PKD融合蛋白获得正确、可溶性表达,ITC纯化的蛋白纯度大于90%;ELP-PKD蛋白能特异结合rAAV-GFP,结合具有p H、温度和时间依赖性,受体结合捕捉方法可在1h内完成,从两种细胞纯化rAAV-GFP的回收率分别为58%和56%;rAAV-GFP洗脱具有p H和温度依赖性,洗脱rAAV-GFP的回收率分别为46%和44%;纯化rAAV-GFP具有AAV的典型形态和结构蛋白。【结论】建立的ELP-PKD结合捕捉法可用于不同细胞源rAAV的快速纯化。     

多酶组合催化制备L-高苯丙氨酸

【目的】L-高苯丙氨酸(L-HPA)是许多医药化学品的重要中间体,化学合成法生产L-HPA反应复杂、环境污染严重,本研究旨在开发高效环保的L-HPA酶法合成路线。【方法】采用模块化组装的方法,构建了一条以甘氨酸和苯乙醛为底物高产L-HPA的新途径。【结果】首先,根据文献挖掘设计了一条由苏氨酸醛缩酶(TA)、苏氨酸脱氨酶(TD)、苯丙氨酸脱氢酶(PheDH)和甲酸脱氢酶(FDH)组成的多酶组合催化途径,用于L-HPA的合成。其次,根据氨基基团的引入和重构,将L-HPA多酶组合催化途径分为基础单元和扩增单元,基础单元包括TA和TD,扩增单元包括PheDH和FDH。然后,利用不同表达水平的质粒,对基础单元和扩增单元进行蛋白表达的组合调节,获得最优工程菌BL21-C-M1-R-M2,使L-HPA产量达到208.6mg/L。最后,我们对全细胞转化体系进行优化,使L-HPA产量进一步提高到1226.6 mg/L,苯乙醛摩尔转化率为34.2%。【结论】该工艺路线绿色高效,为未来大规模生产L-HPA奠定基础。     

蓝藻挥发物α-紫罗酮诱导莱茵衣藻细胞程序性死亡

【目的】蓝藻挥发性有机化合物(VOCs)对其他藻类的化感作用可促进蓝藻成为富营养化水体优势种群,本研究旨在以VOCs主要成分α-紫罗酮为例揭示其化感致死机制。【方法】采用α-紫罗酮处理莱茵衣藻,测定藻细胞生长以及致死浓度下藻细胞光合性能、caspase-likes活性和DNA ladders。【结果】采用0.05和0.1mmol/Lα-紫罗酮处理24h后,莱茵衣藻细胞生长均受到明显抑制,其中0.1 mmol/L处理时部分藻细胞发生死亡,死亡率为38.3%。采用0.2 mmol/Lα-紫罗酮处理时,藻细胞全部死亡,同时光合色素逐渐降解、Fv/Fm逐渐降低并消失,这表明藻细胞死亡并非坏死。在藻细胞死亡过程中,caspase-9-like和caspase-3-like活性明显增强;DNA在处理1h时出现ladders,并逐渐降解为100–250 bp片段。【结论】这表明蓝藻VOCs可通过诱导细胞程序性死亡以发挥化感作用。     

极性蛋白与上皮肿瘤恶性转变

细胞极性是指细胞形态、蛋白分布以及细胞功能的不对称性,它是细胞发育、维持项一底极性、损伤修复及组织完整性等生理过程所必需的,主要是由极性蛋白调控。一旦极性蛋白之间的平衡失调,则会破坏细胞极性,诱导肿瘤发生、增殖及迁移。研究表明,极性蛋白的异常表达及错误定位均与肿瘤紧密相关。上皮细胞肿瘤发生及恶性转变过程通常伴有细胞极性丢失以及组织结构紊乱的现象,尤其是经历上皮间充质转变的上皮肿瘤细胞更易侵袭周围基质,最终引发转移。作者就目前有关极性蛋白在肿瘤方面的研究作一综述,重点阐述极性蛋白在肿瘤转移中的功能,并对相关问题进行讨论。     

观赏向日葵八氢番茄红素脱氢酶基因PDS的cDNA克隆与表达特性分析

采用RT-PCR和RACE技术从观赏向目葵‘闽葵3号’黄色花瓣中克隆到类胡萝卜素合成途径关键基因HaPDS的cDNA,该cDNA全长2017bp,具有一个1710bp的完整开放阅读框（ORF）,编码一个570个氨基酸的蛋白质。序列分析表明,HaPDS编码的氨基酸序列与其他植物的PDs蛋白具有很高的同源性,在N-端有一个辅助因子结合结构域,C-端有一个类胡萝卜素结合域。系统进化树分析显示,观赏向日葵HaPDS与万寿菊、菊花蛋白亲缘关系较近。实时荧光定量RT-PCR技术分析表明,胁肋路因在花发育的盛花期表达量最高;不同组织中的表达量舌状花瓣〉苞片〉叶片〉绿色管状花〉黑色管状花：随着基因表达量的增加,花色由白色到黄色、金黄色转变。     

Inositol Polyphosphate Phosphatidylinositol 5-Phosphatase9 （At5PTase9） Controls Plant Salt Tolerance by Regulating Endocytosis

Phosphatidylinositol 5-phosphatases （5PTases） components of membrane trafficking system. Recently, we that hydrolyze the 5＇ position of the inositol ring are key reported that mutation in AtSPTase7 gene reduced produc- tion of reactive oxygen species （ROS） and decreased expression of stress-responsive genes, resulting in increased salt sensitivity. Here, we describe an even more salt-sensitive 5ptase mutant, At5ptase9, which also hydrolyzes the 5＇ phos- phate groups specifically from membrane-bound phosphatidylinositides. Interestingly, the mutants were more tolerant to osmotic stress. We analyzed the main cellular processes that may be affected by the mutation, such as production of ROS, influx of calcium, and induction of salt-response genes. The At5ptase9 mutants showed reduced ROS produc- tion and Ca2~ influx, as well as decreased fluid-phase endocytosis. Inhibition of endocytosis by phenylarsine oxide or Tyrphostin A23 in wild-type plants blocked these responses. Induction of salt-responsive genes in wild-type plants was also suppressed by the endocytosis inhibitors. Thus, inhibition of endocytosis in wild-type plants mimicked the salt stress responses, observed in the AtSptase9 mutants. In summary, our results show a key non-redundant role of At5PTase7 and 9 isozymes, and underscore the localization of membrane-bound Ptdlns in regulating plant salt tolerance by coordinating the endocytosis, ROS production, Ca2＋ influx, and induction of stress-responsive genes.     

Characterization and Ectopic Expression of a Populus Hydroxyacid Hyd roxyci n nam oylt ra nsferase

Cutinized and suberized cell walls in plants constitute physiologically important environment interfaces. They act as barriers limiting the loss of water and nutrients and protecting against radiation and invasion of pathogens. The roles of cutin- and suberin polyesters are often attributed to their dominant aliphatic components, but the contri- bution of aromatic composition to their physiological function remains unclear. By functionally screening a subset of Populus trichocarpa BAHD/HXXXD acyltransferases, we identified a hydroxycinnamoyltransferase that shows specific transacylation activity on ~0-hydroxyacids using both feruloyl- and p-coumaroyl- CoA as the acyl donors. We named this enzyme P. trichocarpa hydroxyacid/fatty alcohol hydroxycinnamoyltransferase 1 （PtFHT1）. The ectopic expression of the PtFHT1 gene in Arabidopsis increased the incorporation of ferulate in root and seed suberins and in leaf cutin, but not that of p-coumarate, while the aliphatic load in both suberin and cutin polyesters essentially remained unaffected. The overaccumulation of ferulate in lipophilic polyester significantly increased the tolerance of transgenic plants to salt stress treatment; under sub-lethal conditions of salt stress, the ratios of their seed germination and seedling establishment were 50% higher than those of wild-type plants. Our study suggests that, although aromatics are the minor component of polyesters, they play important role in the sealing function of lipidic polymers in planta.     

单克隆抗体在植物研究中的应用

单克隆抗体是现代生命科学研究的重要工具。随着分子生物学的发展,单克隆抗体在植物研究中发挥着越来越重要的作用。本文综述了单克隆抗体在蛋白表达、蛋白定位、蛋白相互作用、植物成分的定性与定量、植物成分纯化、植物病害检测、标签抗体等方面研究中的应用。