植物驱动蛋白: 从微管阵列到生理活动调控

驱动蛋白(kinesin)是以微管为轨道的分子马达, 其催化ATP水解为ADP, 将贮藏在ATP分子中的化学能高效地转化为机械能, 在细胞形态建成、细胞分裂、细胞运动、胞内物质运输和信号转导等多种生命活动中发挥重要作用。对植物驱动蛋白的研究落后于动物和真菌, 其原因不仅由于植物进化出独有的驱动蛋白家族, 而且其家族成员数量远多于动物驱动蛋白。该文主要总结了驱动蛋白在微管阵列动态组织, 包括周质微管和有丝分裂早前期微管带、纺锤体及成膜体中的角色和功能, 以及其对植物生理活动的调控作用。同时对重要经济作物大豆(Glycine max)中的驱动蛋白进行了系统分析、分类及功能预测, 发现大豆驱动蛋白数量庞大。结合公共数据库中大豆转录组数据, 对部分大豆驱动蛋白进行功能预测, 以期对大豆及其它作物驱动蛋白功能研究提供线索和启示。     

水稻黄绿叶调控基因YGL18的克隆与功能解析

叶色突变体往往伴随着叶绿素含量变化及叶绿体结构异常, 是研究叶绿体发育与光合作用相关基因功能的重要材料。该研究通过甲基磺酸乙酯(EMS)诱变籼稻(Oryza sativa subsp. indica)品种华占(HZ)获得黄绿叶突变体, 将其命名为ygl18 (yellow-green leaf 18)。与野生型相比, 黄绿叶突变体ygl18自三叶期起叶片开始变黄且程度不断加深, 同时伴随着光合速率与叶绿素含量下降, 且结实率、千粒重及有效穗数均显著降低。透射电镜观察结果显示, ygl18的叶绿体结构紊乱, 基质片层疏松, 发育受到抑制, 与叶片出现黄绿色表型一致。遗传分析表明, ygl18突变性状受1对隐性等位核基因控制, 这对等位基因位于水稻第3号染色体长臂标记InDel2和InDel3之间115.2 kb范围内。进一步研究发现该突变体表型是编码铁氧还蛋白FdC2的基因LOC_Os03g48040的5'UTR发生突变所致。通过CRISPR转基因实验验证了该基因对表型的控制作用。研究结果揭示了叶色调控网络的遗传基础, 可为今后选育高光效水稻品种提供新线索。     

植物TOR激酶响应上游信号的研究进展

雷帕霉素靶蛋白(TOR)是真核生物中高度保守的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶, 能整合营养、能量、生长因子及环境信号, 协调细胞增殖、生长和代谢等过程, 是真核生物生长发育的核心调控因子。近年来, 随着相关研究系统的建立, 植物TOR的功能和机制研究取得了众多突破, 发现其进化上保守的生物学功能及植物中特有的信号通路。该文概述了TOR蛋白复合体的构成, 以及植物TOR响应糖、营养元素(氮、磷和硫)、激素及逆境胁迫信号来调控下游基因转录、蛋白翻译、代谢、细胞自噬和胁迫应答等生物学过程的分子机制, 并提出了植物TOR领域一些亟待解决的科学问题, 以期为全面揭示植物TOR的生物学功能提供参考。     

薰衣草叶片对低温胁迫的生理与分子响应机制

薰衣草(Lavandula angustifolia)作为名贵的芳香植物, 其生长、繁育、品质和产量均受低温影响。前期研究已获得1个耐低温薰衣草品种。该研究将对其处理的温度从20°C降至0°C, 揭示薰衣草响应冷胁迫的生理及分子调控机制, 同时结合薰衣草的细胞质膜透性、可溶性糖和蛋白质含量及抗氧化酶活性等生理变化。采用转录组学和生物信息学方法挖掘分析相关耐寒基因, 并探讨外施水杨酸缓解-10°C冻胁迫的可行性。研究发现7个编码脂肪酸去饱和酶和转移酶的基因(LaFADs)、3个参与合成可溶性糖的基因(LaBAM1和LaSS2)、19个编码胚胎晚期丰富蛋白的基因(LaLEAs)及7个编码过氧化物酶的基因(LaPODs), 这些基因在低温胁迫下均上调表达, 指导薰衣草合成并积累保护物质, 维持膜稳定性以应对胁迫。此外, 150 mg·L^-1水杨酸预处理能有效缓解植株冻害, 可作为低温保护剂。该研究丰富了薰衣草重要抗逆基因家族的遗传背景, 为后续分子遗传学功能分析和定向品种改良奠定基础。     

矮珍珠硝酸盐转运蛋白基因GeNRT2.1的克隆和功能研究

硝酸盐转运蛋白（nitrate transporter,NRT）是植物识别、吸收和转运硝酸盐的关键蛋白,对促进作物根系发育、提高产量具有重要作用。通过筛选水生植物,利用NRT蛋白的保守区设计简并引物,并通过PCR和RACE技术,首次从矮珍珠（Glossostigma elatinoides）中克隆得到GeNRT2.1基因。进化分析结果表明,GeNRT2.1与烟草NRT2.1在进化关系上距离最近。qRT-PCR结果表明,GeNRT2.1在矮珍珠根中表达量最高,其次是叶和茎,此外,低浓度硝酸盐（0.5 mmol·L^-1）处理后,GeNRT2.1在根、叶、茎中的表达量分别是高浓度硝酸（2 mmol·L^-1）处理后的1.89、1.93和2.07倍。功能互补实验发现,GeNRT2.1能使缺陷型酵母Δynr恢复生长,具有硝酸盐转运蛋白的功能。通过丰富NRT基因资源,以期为培育氮肥高效利用转基因作物,发展绿色农业,保证我国的粮食安全和环境安全提供理论依据。     

蛋白类药物强制降解研究进展

强制降解试验可以揭示药物可能的降解途径,为蛋白类药物制剂组方的开发、储存、运输提供支持,因此,强制降解研究在蛋白类药物研发中具有重要作用,但目前关于强制条件的选择、作用时间和降解程度尚无标准指南。综述了目前常用的强制降解条件（高温、pH、氧化、光照、反复冻融和震荡或搅拌）及不同强制降解条件对蛋白类药物的影响,并提出了相关设计建议,以期为蛋白类药物的强制降解试验条件的选择提供参考。     

一种基于配体肽的CRP荧光检测探针的研制

C反应蛋白（C-reaction protein,CRP）是反映机体炎症的有效标志物,早期检测是判断炎症相关疾病的关键,因此,研制CRP新型检测制剂具有重要意义。利用噬菌体表面展示技术对CRP特异性亲和配体进行了筛选,采用固相肽合成技术对目标配体进行了合成,并经生物标记、高效液相色谱法（high performance liquid chromatography,HPLC）分析及质谱（mass spectrometry,MS）鉴定,成功制得检测CRP的荧光探针。经3轮筛选、ELISA检测、重组噬菌体测序及序列比对后得到1个目标配体肽：S-P-H-N-R-S-N-L-V-Q-E-L;经肽合成及生物标记获得1种CRP荧光探针：FITC-（Acp）-S-P-H-N-R-S-N-L-V-Q-E-L。研究结果为CRP的有效检测提供了一种新型制剂。     

生活污水分散处理技术的进展

为了确保我国水体清洁,生活污水除了集中处理之外,分散式的净化槽系统也是不可缺少的。对生活污水分散处理的特点、难点及发展状况进行了论述,探讨了生活污水分散处理技术在应用中存在的问题及解决方法,指出厌氧和好氧生物膜联合处理的小型一体化生活污水净化槽的发展方向。     

Oxylipin Pathway in Rice and Arabidopsis

Plants have evolved complex signaling pathways to coordinate responses to developmental and environmental Information. The oxylipin pathway Is one pivotal lipid-based signaling network, composed of several competing branch pathways, that determines the plant＇s ability to adapt to various stimuli. Activation of the oxyllpln pathway Induces the de novo synthesis of biologically active metabolltes called ＂oxyllplns＂. The relative levels of these metabolltes are a distinct indicator of each plant species and determine the ability of plants to adapt to different stimuli. The two major branches of the oxyllpln pathway, allene oxide synthase （AOS） and hydroperoxlde lyase （HPL） are responsible for production of the signaling compounds, jasmonates and aldehydes respectively. Here, we compare and contrast the regulation of AOS and HPL branch pathways In rice and Arabidopsis as model monocotyledonous and dicotyledonous systems. These analyses provide new Insights Into the evolution of JAs and aldehydes signaling pathways, and the complex network of processes responsible for stress adaptations In monocots and dicots.     

Endless Hide-and-Seek： Dynamic Co-evolution in Plant-Bacterium Warfare

Plants possess innate Immune systems to prevent most potential Infections. The ancient and conserved innate immune responses are triggered by microbe-associated molecular patterns （MAMPs） and play important roles in broad-spectrum defenses. However, successful bacterial pathogens evolved type Ⅲ virulence effectors to suppress MAMP-medlated immunity. To survive, plants further developed highly specific resistance （R） genes to trigger gene-for-gene-mediated immunity and turn the virulent pathogens into avirulent ones. We summarize here the very recent advances in this dynamic coevolution of plantbacterium interaction.