重金属增强核因子与水稻金属硫蛋白基因启动子的结合

植物金属硫蛋白(metallothioneins, MT)被认为在植物应答重金属胁迫方面发挥了重要作用,但该基因的转录调控机制目前仍不清楚.我们以前的研究初步鉴定出位于-331/-194的水稻MT基因(ricMT)启动子区对于金属激活ricMT的表达是必需的.为了明确 -331/-194启动子序列在控制ricMT表达中的作用,本课题开展了该序列 与核因子的结合特性研究.从2周龄水稻嫩叶中提取了几乎不含叶绿体污染的细胞核,并制备 了核蛋白用于凝胶阻滞实验,发现核因子能够与-331/-194启动子序列特异 结合.本研究还进一步考察了重金属对核因子结合活性的影响,发现在结合体系中去除重金 属离子,核因子与-331/-194序列的结合能力会丧失,而在结合体系中加入重金属离子, 结合能力则会随着外加的离子浓度提高而增强,证明这种结合确实依赖于重金属.这些证据 结合以前的结果表明,某些金属响应的核因子可能通过结合-331/-194启动子区域来调控 ricMT基因表达.     

两个水稻GDP-甘露糖-3’，5＇-异构酶基因特征及表达模式的研究

GDP-甘露糖-3’,5’-异构酶（GME）可以催化GDP-甘露糖转化为左旋GDP-半乳糖,该反应对于高等植物体内抗坏血酸的合成是非常重要的．但目前在分子水平上还没有对GME基因进行研究的报道．通过逆转录PCR（RT-RCR）技术从水稻成熟叶片中克隆到两个GME基因的cDNA序列,并与其他植物物种中的GMEs进行比对,结果显示,GME基因在所有植物物种中高度保守,尽管进化树分析表明单子叶植物GMEs和双子叶植物GMEs在进化上相互独立．同时,分析这两个水稻GME基因的剪切模式揭示了二者也存在高度相似性．采用半定量RT-PCR技术对两个GME基因在不同组织和不同胁迫条件下的表达模式进行研究表明,OsGME1基因在冷胁迫条件下表达水平上调,这和先前水稻冷胁迫蛋白质组学研究的结果是一致的．而OsGME2和OsGME1基因在用赤霉素处理条件下表达水平均下调,暗示赤霉素可能通过调节GME基因的表达来调控植物体内的抗坏血酸合成．     

棉花脱水应答元件(DRE)结合蛋白GhDBP1的原核表达、纯化及其DNA结合活性

棉花是一种重要的经济作物,其生产和产量要受到干旱、低温和高盐等环境胁迫的影响,因此提高棉花对这些胁迫的抗性非常重要.脱水应答元件(DRE-dehydrationresponsiveelement)结合蛋白(DBP)在调节植物对环境胁迫的抗性中起到非常重要的作用.而且过量表达DBP类基因的转基因植株能够很好抵抗这些环境胁迫,所以研究棉花中此类DRE元件结合蛋白对棉花生产有非常重要的意义.在以前的工作中,从棉花中分离一个DBP基因,命名为GhDBP1并在转录水平上分析它在棉花植株中的表达特征.在研究中,报道了GhDBP1的原核表达、纯化和它的DNA结合特性.GhDBP1基因的编码区用PCR技术扩增出来插入到原核表达载体pET28a中,并转化到大肠杆菌菌株BL21(DE3)中.经过IPTG诱导,GhDBP1融合蛋白在BL21(DE3)菌株中成功进行表达.利用Ni-NTA亲和层析技术得到了纯化的融合蛋白.在非同位素的凝胶滞留实验中,纯化的GhDBP1融合蛋白能够结合到含有DRE元件的DNA片段上.另外,用SWISS-MODEL软件对GhDBP1蛋白的DNA结合区的三维结构进行了计算机模拟.模拟的结果显示,GhDBP1蛋白的DNA结合区的主链结构和折叠模式与已知的拟南芥GCC盒结合蛋白AtERF1的DNA结合区结构很相似.这些结果显示了GhDBP1是一个脱水应答元件(DRE)结合的转录因子,并可能运用与AtERF1的DNA结合区相似的结构和它的目标序列脱水应答元件(DRE)相结合.     

用免疫亲和层析法纯化萝卜 PHGPx 天然蛋白

萝卜磷脂氢谷胱甘肽过氧化物酶 (RsPHGPx) 是一个定位于线粒体的蛋白质 . 为了阐明该蛋白质线粒体定位信号的准确切割位点,采用了免疫亲和层析方法纯化天然的 RsPHGPx. 用重组 RsPHGPx 蛋白免疫兔子获得了抗 RsPHGPx 的多克隆抗血清,以重组 RsPHGPx 蛋白为配体,采用亲和层析技术对抗血清进行了纯化,得到了单特异性的抗 RsPHGPx 的抗体 . 将纯化好的抗体偶联到一个 N- 羟基琥珀酰亚胺 (NHS) 预先激活的琼脂糖柱子上,装配成一个以单特异性的抗 RsPHGPx 抗体为配体的免疫亲和层析柱 . 经过对纯化条件的摸索和优化,形成了一个简单、特异的一步法纯化方案 . 按照该方案,从萝卜幼苗线粒体总蛋白质提取物中纯化到一个分子质量与预期值相一致的特异蛋白质 . 免疫印迹分析表明,该蛋白质被抗 RsPHGPx 的抗血清特异识别 . 酶活性分析表明,该蛋白质具有显著的 PHGPx 活性 . 这些结果表明,纯化到的特异蛋白质是萝卜的 RsPHGPx 天然蛋白 . 这是首个关于定位于植物细胞器的 PHGPx 蛋白纯化的报道 . 这一结果为准确测定 RsPHGPx 信号肽的切割位点奠定了基础,并将有助于对植物 PHGPx 的亚细胞定位机制及其生理功能的深入研究 .     

植物炭疽病真菌金属硫蛋白的三级结构预测

根据实验测定的Ⅰ类金属硫蛋白(metallothionein, MT)三级结构的实验数据,给出该类蛋白质的两种特征结构(CXC、CXXC一级结构,半胱氨酸-金属络合簇三级结构)的原子间距离约束条件,然后运用距离几何算法计算出一系列可能的构象.从这些构象中经统计分析筛选出目标函数值显著较小的结构作为所预测蛋白质的三级结构模型.用已知结构的蓝蟹MT对方法进行检验证实其可行性后,对植物炭疽病真菌金属硫蛋白CAP3进行了三级结构预测.     

一个新型的棉花几丁质酶基因

在对外源水杨酸处理的低酚品系棉花(Gossypium hirsutum cv.CRI13)(中棉13)幼苗进行RT-PCR差异分析并分离出一个cDNA片段的基础上,采用电子克隆和分子克隆相结合的方法克隆出该片段的全长序列,并对其cDNA和核DNA序列进行分析,结果显示该基因是一个新型的几丁质酶基因,命名为GhChia7.推测的GhChia7氨基酸序列与Ⅰ和Ⅱ型几丁质酶的相同性仅有30%,其结构特征也与已鉴定的Ⅰ～Ⅳ有差异,是一个新型的几丁质酶(Ⅶ型).Northern杂交结果显示,该基因在棉花幼苗的根中以及棉花纤维中信号较强,且在棉花子叶中受水杨酸诱导表达,用7.5 mmol/L水杨酸处理18 h后mRNA水平达到最大值.本研究的结果显示GhChia7可能会在棉花抗病防卫反应中发挥重要作用.     

同步PCR技术及其在植物核酸分子定量中的应用

同步PCR是一种集生化、光电和计算机技术于一体的封闭式DNA扩增系统,采用荧光染料将扩增与检测过程结合在一起,实现了在PCR过程中在线显示PCR反应,通过检测荧光强度来绝对定量起始模板的拷贝数。该技术大大简化和加速了核酸分子的定量过程,不仅快速、灵敏、准确、重复性好,而且很容易计算出待测样品中核酸分子的绝对起始拷贝数。同微阵列等分子生物技术一起,同步PcR技术将会在功能基因解析和病害分子诊断等方面发挥重要作用。本综述除了介绍同步．PCR技术的原理和应用外,还介绍了定量拟南芥,Aux／正4,4基因的转录水平的实验,并就同步PCR操作过程中的问题进行了讨论。     

植物抗病的信号转导途径

植物在遭受不同病原菌入侵时会表现出不同的反应,若病原菌具有逃避寄主的识别并破坏寄主防御系统的能力则表现感病;若植物能及时识别病原菌并激活自身的防御体系,将表现出抗病性,而特异性的抗病性常常伴有过敏反应的产生。那么植物对病原菌的最初识别,识别后的信号转导以及抗病性过程究竟是怎样的呢？本文将对这一问题进行概述。