植物抗渗透胁迫的基因调控及基因工程

干旱、盐渍和低温都可产生渗透胁迫。植物感受了这种胁迫后其体内发生一系列的生理、生化变化,诱导有关的基因进行表达,从而对外界胁迫作出相应的反应。关于植物渗透胁迫的研究,已有大最的原始论文、评述和专著。最近对滲透胁迫的基因调控及抗渗透胁迫的植物基因工程的研究又有了许多新的进展。这里作一简要介绍。     

盐、碱胁迫对两种莲子萌发的影响及其早期幼苗生长响应

湿地景观建设是盐碱地治理和利用的一个重要方面,为此以北方红莲(Nelumbo nucifera“North Red Lotus”)和湘莲36(Nelumbo nucifera“Xiang Lotus”)为实验材料,研究NaCl、NaHCO₃作为盐和碱胁迫(浓度0、15、30、60、90、120 mmol·L^-1)对两种莲子萌发及早期幼苗生长的影响,实验周期为13 d。通过对种子萌发率、萌发势、苗长、生物量及幼苗活力等指标,进一步分析两种莲子对盐和碱胁迫的萌发和生长响应。研究结果表明,盐碱胁迫对两种莲子的萌发和幼苗生长的影响显著不同:(1)北方红莲在不同浓度的盐和碱胁迫下,维持较高的萌发率和萌发势,当浓度为120 mmol·L^-1时碱胁迫显著高于盐胁迫。幼苗生长及活力随着浓度增加而显著降低,浓度超过15 mmol·L^-1碱胁迫的影响显著高于盐胁迫。(2)与对照相比,盐碱胁迫大于等于90 mmol·L^-1时,湘莲的萌发率显著下降,且碱胁迫高于盐胁迫。幼苗生长及活力随浓度增加而显著降...     

低温对氯化钠胁迫下蓝藻固氮活性的影响

低温加剧氯化钠对蓝藻固氮的抑制,营养液中氯化钠浓度增高时,抑制程度更甚.能源受限(暗处理和加抑制剂时的光合受抑,N_2和Ar的厌氧下呼吸代谢受阻)和氧下固氮酶受到伤害时,低温处理使氯化钠对蓝藻固氮的抑制进一步加剧.在能源和还原剂供应,合成固氨酶蛋白的物质基础(如CO_2和N_2的加合).光合作用正常进行的条件得到改善和保证,以及供应CO_2、外源蔗糖和氮氧加合时,低温加剧氯化钠对蓝藻固氮的抑制程度明显变小.     

低温对氯化钠胁迫下蓝藻固氮活性的影响

低温加剧氯化钠对蓝藻固氮的抑制,营养液中氯化钠浓度增高时,抑制程度更甚.能源受限(暗处理和加抑制剂时的光合受抑,N_2和Ar的厌氧下呼吸代谢受阻)和氧下固氮酶受到伤害时,低温处理使氯化钠对蓝藻固氮的抑制进一步加剧.在能源和还原剂供应,合成固氨酶蛋白的物质基础(如CO_2和N_2的加合).光合作用正常进行的条件得到改善和保证,以及供应CO_2、外源蔗糖和氮氧加合时,低温加剧氯化钠对蓝藻固氮的抑制程度明显变小.     

钙与渗透胁迫下大豆细胞透性的关系

缺钙(加EGTA 1mmol/L)处理的大豆下胚轴和幼根细胞透性增大,K~+外漏;钙浓度提高时,膜透性降低。在渗透胁迫下,细胞透性是缺钙处理大干低钙(1mmol/L)处理大于高钙(5mmol/L)处理,且高钙下细胞透性明显改变的时间延迟。Mg~(2+)不能代替Ca~(2+);La~(3+)对钙的作用有拮抗性。     

OxyR介导的细菌氧化胁迫应答调控机制研究进展

OxyR属于LysR型转录因子家族的氧化胁迫调控蛋白,是细菌抵抗氧化胁迫压力的重要调控因子。OxyR能够通过调控过氧化氢酶和过氧化物酶等抗氧化基因的表达清除H₂O₂、参与铁代谢控制胞内过氧化物的产生以及修复生物大分子氧化损伤,从而抵抗氧化胁迫。OxyR的基因表达调控功能依赖于其还原态和氧化态之间的转变,改变调控蛋白对下游基因调控区的亲和能力。氧化态OxyR识别启动子区的结合序列,激活或抑制过氧化氢酶等基因的表达。还原态和氧化态的转换依赖于在氧化状态下分子间二硫键的形成。本文综述了近年来细菌OxyR调控基因表达的最新研究进展,有助于深入理解OxyR在细菌抵抗氧化胁迫的作用方式,为相关致病菌的防治奠定分子基础。     

酿酒酵母INO80染色质重塑复合物调控基因表达的研究进展

表观遗传调控是真核生物基因表达精细调控的重要组成部分,主要包括DNA甲基化、组蛋白修饰和染色质重塑。其中,染色质重塑因子可影响组蛋白修饰酶和转录因子与特定位点的结合,在基因表达调控中占有重要地位。INO80复合物是进化上保守的染色质重塑复合物,能利用ATP水解获得的能量促进核小体的滑动和驱逐。INO80复合物除了在DNA复制、修复中发挥重要功能外,还通过改变DNA可及性调控酿酒酵母的基因表达。本文综述了染色质重塑复合物的分类及组成,重点介绍了酿酒酵母多亚基复合物INO80在基因表达调控中的重要功能,包括驱逐RNA聚合酶Ⅱ、响应信号转导途径和改变基因表达水平等,并着重总结了其在酿酒酵母环境胁迫响应机理中的研究进展。深入研究INO80染色质重塑复合物的功能,可为理解真核生物精细代谢调控的机制,并进一步开发基于染色质重塑等表观调控水平的微生物代谢工程和合成生物学改造策略,提高菌株的环境胁迫耐受性和发酵性能提供基础。     

渗透胁迫对高粱根中K~+累积的刺激作用

本工作中发现,2,4—二硝基酚(DNP)可有效地洗去高粱根中的K~+,从而提高了测定和比较K~+累积量的显示度和准确性,渗透胁迫下,高粱根中K~+的累积量比对照增加高达6.7倍;同时,组织的H~+分泌明显受到促进,动力学研究表明,经PEG胁迫的高粱根对K~+的亲和力显著增强。对照:K_m=9.25mmol/L,V_m=23.6μmolg~(-1)DW min~(-1);PEG处理者:K_m=27.25μmol/L,V_m=14.71μmolg~(-1)DW min~(-1).地上部的存在有利于 K~+的吸收。渗透胁迫所促进的K~+吸收可被亚胺环己酮(CHM)完全抑制,这一结果暗示渗透胁迫诱导的K~+吸收的增加依赖于蛋白质的诱导合成,本文讨论了K~+吸收增强的可能机理。