杜仲Dirigent蛋白编码基因的克隆及序列分析

分别以杜仲基因组DNA和cDNA为模板克隆DIRs基因,并分析其序列及其蛋白的遗传特性。以杜仲为研究对象,利用聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)技术获得杜仲DIRs序列,并结合生物信息学方法对杜仲DIRs的序列进行深入分析。从杜仲中克隆DIRs基因序列,利用生物信息手段分析DIRs基因与其它物种的同源性、结构域、功能域、蛋白质理化特性、蛋白质序列跨膜区、亚细胞定位、磷酸化位点、糖基化位点以及编码蛋白二级结构等进行分析。克隆的杜仲DIRs片段序列有468bp,不含内含子,编码155个氨基酸。推测的编码蛋白的氨基酸序列与芝麻、五味子同源性最高,分别达71%和70%,具有的5个保守基序,第1～148位之间是个高度保守的结构功能域—Dirigent,为亲水性蛋白,相对分子质量为17kD,理论等电点为4.91,不具有跨膜区;亚细胞定位在细胞质中,不属于分泌蛋白;序列预测具有13个磷酸化位点,未预测到糖基化位点,二级结构主要以无规则卷曲结构组成。以上研究为进一步探讨DIRs基因在木脂素生物合成途径中的功能提供了理论依据。     

植物MLO蛋白研究进展

Mildew resistance locus O(MLO)蛋白是植物特有的一类蛋白家族,其中的部分成员是白粉病菌成功侵染寄主植物的必要因子。一个或多个MLO基因的功能缺失突变可赋予植物对白粉病菌广谱且持久的抗性,mlo介导的白粉病抗性在抗病育种中发挥了重要作用。植物中的MLO蛋白可以分为7个亚家族,除了参与植物与白粉病菌的互作外,不同亚家族的MLO蛋白还有很多其他功能。本文对MLO蛋白的特征、分类、功能进行了归纳,介绍了植物与白粉病抗性相关的mlo突变体特征及抗病机制,并对MLO基因的功能、作用机理研究及其在植物抗病育种中利用应注意的问题进行了讨论。     

端粒和端粒酶及其在肝细胞癌中的研究进展

摘要：端粒是位于染色体末端的特殊核蛋白复合物,其高度保守的重复序列和蛋白复合物形成保护环结构,以维持线性染色体的稳定性和完整性。端粒酶通过添加富含鸟嘌呤的重复序列,在维持和调节端粒长度、细胞永生性和衰老中起着重要作用。通过研究病变细胞的端粒长度变化趋势和端粒酶活性,可为选择端粒酶作为治疗癌症的标记物提供理论参考。本文针对端粒、端粒酶的结构和日常作用机理,以及它们在肝细胞癌中的研究进展进行综述,以期有助于恶性肿瘤和代谢性疾病的预防、诊断和治疗。     

酵母TPS1基因促进干旱胁迫下玉米的根系生长

本文对干旱胁迫下转酵母TPS1基因玉米的根系生长进行了研究。结果显示,经干旱胁迫后,转基因玉米的根系较野生型相比,根长和直径分别增加了79.3%和13.3%,一级、二级侧根数、根系的总吸收面积、活跃吸收面积、比表面积和根系活力较野生型也极显著增加。对根系组织观察发现,转TPS1基因玉米植株的根系细胞较大,细胞纵向和横向显著增长。转基因玉米根系的生长素含量较野生型的高,而其细胞分裂素含量则低。进一步对玉米根系生长相关基因的表达水平分析发现,与生长素有关的根系生长正调控基因PLT1、PIN1、AUX/IAA、CRL1表达较野生型上调,其中PLT1、AUX/IAA、CRL1的表达量比野生型的高2倍以上,而与细胞分裂素有关的根系生长负调控基因WOX11、ARR2、ARR1表达较野生型下调,比野生型的下降50%以上。     

超量表达NrCN基因提高烟草植株对TMV的抗性

利用农杆菌介导的遗传转化法将含有普通烟草Ubi.U₄启动子驱动NrCN基因表达的元件导入TMV敏感烟草品种K326中,对筛选鉴定出的T₀代转基因植株接种TMV,测定其接种前后不同时期的理化指标,以接种TMV的野生型植株为对照。结果显示,转基因植株和野生型植株接种TMV前叶绿素（Chl）和MDA含量及SOD、POD和CAT酶活力均无显著差异,但接种TMV后野生型植株Chl含量逐渐降低,转基因植株Chl含量先增后降,在接种TMV后5 d时转基因植株叶片Chl含量显著高于野生型植株。接种前期（0³ d）转基因植株MDA含量略低于野生型植株,但差异不显著;但接种后期（3⁵ d）前者的MDA含量显著低于后者。接种TMV后转基因植株中SOD、POD及CAT酶活性变化幅度较野生型植株高,以CAT的变幅最为显著。另外,Real-time PCR分析结果表明,接种TMV后3 d时转基因植株MAPK、PR-1a及NrCN表达量均显著高于野生型植株。以上结果表明,通过转基因技术提高烟草抗病基因NrCN的表达量,能提高防御酶活性及病程相关基因的表达量,从而延缓植株感染TMV的发病时间,增强敏感植株对TMV的抗性。     

超量表达MrCN基因提高烟草植株对TMV的抗性

利用农杆菌介导的遗传转化法将含有普通烟草Ubi．U4启动子驱动MrCN基因表达的元件导入TMV敏感烟草品种K326中,对筛选鉴定出的T0代转基因植株接种TMV,测定其接种前后不同时期的理化指标,以接种TMV的野生型植株为对照。结果显示,转基因植株和野生型植株接种TMV前叶绿素（Chl）和MDA含量YLSOD、POD和CAT酶活力均无显著差异,但接种TMV后野生型植株Chl含量逐渐降低,转基因植株Chl含量先增后降,在接种TMV后5d时转基因植株叶片Chl含量显著高于野生型植株。接种前期（0-3d）转基因植株MDA含量略低于野生型植株,但差异不显著;但接种后期（3～5d）前者的MDA含量显著低于后者。接种TMV后转基因植株中SOD、POD及CAT酶活性变化幅度较野生型植株高,以CAT的变幅最为显著。另外,Real-timePCR分析结果表明,接种TMV后3d时转基因植株删蹦、PR-1α及NrCN表达量均显著高于野生型植株。以上结果表明,通过转基因技术提高烟草抗病基NNrCN的表达量,能提高防御酶活性及病程相关基因的表达量,从而延缓植株感染TMV的发病时间,增强敏感植株对TMV的抗性。     

植物花青素生物合成与调控的研究进展

为了获得满足不同目的组织培养材料和稳定高效的遗传转化体系,该研究以丹参叶片和茎段为外植体,采用含不同浓度的植物激素（植物生长物质）的Murashige Skoog（MS）培养基,探索诱导丹参产生不同愈伤的条件;采用正交法考察浸染时间、共培养时间、筛选压等对农杆菌介导的丹参遗传转化体系的影响,并根据出芽率及转化阳性率优化丹参遗传转化体系。结果表明：（1）能较快诱导丹参叶片产生愈伤的是MS+0.5 mg·L 1 6 BA+0.5 mg·L 1 2,4 D;诱导茎较快产生愈伤的是MS+0.1mg·L 1 NAA+0.5 mg·L 1 6 BA; 1 mg·L 1反式玉米素（ZR）可能有利于诱导产生含有丹参酮的愈伤组织;1.0 mg·L 1 2,4 D较易诱导丹参愈伤组织生根。（2）以卡那霉素为筛选剂时农杆菌GV3101介导的丹参遗传转化的条件为浸染5 min、共培养1 d、卡那霉素30 mg·L 1筛选,经PCR鉴定转基因阳性率为60%;而用10 mg·L 1链霉素筛选阳性率达70%。该研究结果确定了丹参不同愈伤组织诱导条件,明确了以卡那霉素为筛选剂时农杆菌GV3101介导的丹参遗传转化的条件,换用10 mg·L 1链霉素筛选时体系更加稳定、更易操作、更易重复。     

Pseudomonas oryzihabitans EN-F4菌株的脱氮特征及羟胺对其脱氮过程的促进作用

【目的】异养硝化-好氧反硝化（heterotrophic nitrification-aerobic denitrification，HN-AD）微生物在生物脱氮中具有重要作用，而能同时去除废水中多种无机氮尤其是羟胺的HN-AD微生物报道较少。本研究从菜地中分离筛选出一株能同时去除羟胺和亚硝酸盐的HN-AD菌株EN-F4，探究其脱氮特征以及羟胺对其脱氮过程的影响，为提高废水处理效率奠定基础。【方法】通过形态学和16S rRNA基因测序对该菌株进行鉴定，并利用批量试验研究该菌株的脱氮特征，结合氮平衡、酶活性和特异性酶抑制剂探索菌株的HN-AD机理，最后通过添加羟胺研究其对不同氮源转化的影响。【结果】菌株EN-F4经鉴定为栖稻假单胞菌（Pseudomonas oryzihabitans），该菌株在25℃条件下对铵盐、羟胺、亚硝酸盐和硝酸盐的去除效率分别为99.27%、99.13%、87.01%和85.20%，对应的最大去除速率分别为8.27、1.85、5.10和5.31 mg/（L·h）。更突出的是，外加羟胺后不会抑制该菌的反硝化能力，反而促进了亚硝酸盐和总氮的去除，其最大去除速率分别提升至7.80 mg/（L·h）和7.51 mg/（L·h）。结合酶活性的成功检测、氮平衡和HN-AD特异性酶抑制剂分析证实了菌株具有优异的HN-AD能力。【结论】菌株Pseudomonas oryzihabitans EN-F4可以在25℃条件下高效地进行HN-AD去除废水中的多种无机氮，且羟胺能显著促进亚硝酸盐和总氮的去除。     

纳米颗粒对耐冷脱氮菌及其脱氮过程的毒害调控研究进展北大核心

生物脱氮具有经济高效、绿色环保的特点,在废水处理中具有广阔前景;目前在废水处理工艺中脱氮效果较好的微生物大部分为嗜温菌,这类菌在低温条件下的脱氮效率会受到强烈抑制,而耐冷脱氮菌可有效抵抗低温环境并进行高效脱氮,逐渐引起了研究者们的重视。其次,纳米颗粒(nanoparticles,NPs)在生物学、农学、医药等领域的应用日渐广泛,但在生产、储存和使用含NPs产品的过程中,不可避免地会向水和土壤环境释放NPs,在水环境中,NPs的大量积累会阻碍微生物的脱氮过程,也对废水处理提出了新的挑战,成为公众日益关注的环境问题和研究热点。当前,有部分研究已关注于耐冷菌的脱氮过程、NPs对耐冷菌脱氮过程的毒害作用及减毒措施。基于此,本篇文章将阐述耐冷菌的耐冷机理与脱氮过程,阐明NPs对耐冷菌脱氮过程的毒害作用与减毒调控措施,为低温环境下采用微生物处理含有NPs的氮污染废水提供理论依据。     

mESC衍生内皮祖细胞定向分化为血管内皮细胞促伤口愈合

缺血性功能障碍是重要的全球健康问题。血管内皮细胞 (vascular endothelial cell, VEC) 在血管生成和创面修复中发挥关键作用,血管重建不足可导致慢性不愈合伤口。因此,了解有效的血管内皮细胞生成策略有助于受损组织中的血管再生。胚胎干细胞 (embryonic stem cell, ESC) 在组织的内皮化研究中应用广泛。内皮祖细胞 (endothelial progenitor cell, EPC) 是血管内皮细胞发育中不可或缺的部分。本研究目的在于找到一种小鼠胚胎干细胞 (mouse embryonic stem cell, mESC) 衍生为内皮祖细胞的快速、易筛选且高重复性的方法,并从内皮祖细胞定向分化中获得存活率高和功能性好的血管内皮细胞。结果表明,胚胎干细胞通过10 ng/mL VEGF和5 ng/mL bFGF定向诱导分化为增殖能力强的“铺路石”样祖细胞。同时,差异贴壁法有助于EPC的筛选。而EPC可诱导3 d的祖细胞高表达CD133和CD34(相对表达量分别为0.88 ± 0.04和2.12 ± 0.02);采用acctuse酶消化祖细胞,并在50 ng/mL VEGF和25 ng/mL bFGF的条件下诱导7 d分化为血管内皮样细胞,该细胞不仅高表达内皮细胞标志基因CD31、CD144、LAMA5、Tek、KDR和vWF,高表达标志蛋白CD31、CD144、LAMA5(相对表达量分别为1.07 ± 0.03、0.60 ± 0.02和0.70 ± 0.02),而且具有良好的迁移、成管和Weibel Palade (W-P) 小体形成能力。随后,将PBS、EPC和VEC分别应用于大小相同的创面治疗,EPC和VEC均能加快组织愈合程度(相对愈合率分别为78.93 ± 75.35%、95.57 ± 83.73%和100.00 ± 0.00%),VEC明显增强了伤口的血管生成能力和炎症反应。该研究初步证实,mESC衍生的EPC定向诱导7 d后可分化为血管内皮细胞。此内皮细胞具有较好的组织修复功能,干细胞促进血管生成的生理途径有望成为组织重塑的新靶点。