抗FLAG标签抗体在植物中的高效表达

植物生物反应器是一种新兴的重组蛋白表达系统,是分子农业的核心内容之一。本研究在本氏烟草(Nicotiana benthamiana)中表达了抗八肽(DYKDDDDK, FLAG)标签抗体,并对其进行纯化与鉴定。通过多次免疫小鼠获得高效价抗FLAG抗体并测出其编码序列,然后亚克隆至植物DNA病毒表达载体,最后通过农杆菌介导转染烟草叶片。经Western blotting检测了转染后2−9 d抗体的表达情况：3 d后FLAG抗体开始在烟草叶片中表达,5 d后表达量达到峰值,每千克鲜叶估计可表达66 mg FLAG抗体。抗体经过分离纯化后浓缩为1 mg/mL,按1:10 000稀释仍可识别1 ng/mL的抗原,表明植物生产的FLAG抗体具有高亲和力。植物生物反应器可用于生产高亲和力抗体,并具有简易、成本低和生产周期短等特点,具有很高的应用价值。     

辽宁和江苏两省杂草稻植物性状多样性

辽宁和江苏两省是我国杂草稻(Oryza sativa f. spontanea)发生最为严重的地区之一, 为明确两省杂草稻识别特征和类型, 我们在两省14个市29个样点采集样品, 与当地栽培水稻品种一并在南京种植, 观测了营养生长期和生殖生长期的23个植物性状。结果表明, 两省杂草稻在营养生长期的1月株高、1月和2月分蘖数, 在生殖生长期的果皮色、谷粒长/宽比、百粒重、落粒性、秆硬度、剑叶宽、剑叶长、有效穗数、50%黄熟、50%黄熟–50%抽穗和全黄熟等性状与相应的当地栽培稻存在差异;主成分1和主成分2组成的二维散点图(累计贡献率达43.24%)也显示出两省杂草稻间以及与栽培稻间的差异性。采用欧氏距离对两省杂草稻进行系统聚类可以将杂草稻分为籼型和粳型。其中辽宁省杂草稻全部聚在粳型类群中, 它们又可细分为两类; 江苏省杂草稻既有粳型, 又有籼型, 其中粳型与辽宁省杂草稻聚在粳型类群中, 籼型又可分为3类。这6个类群分别具有如下突出特点: 第1类为强落粒、粒轻、秆矮、早熟、偏粳等; 第2类为无芒、穗多、强休眠、剑叶窄、偏粳等; 第3类为长芒、弱分蘖、穗少、弱落粒、偏粳等; 第4类为硬秆、剑叶宽、迟熟、强休眠、偏籼等; 第5类为红果皮、粒长、软秆、粒重、偏籼等; 第6类为无芒、株高、穗长、剑叶长、偏籼等。上述杂草稻的形态学指标和类型的研究将为两省开展杂草稻危害防治工作提供理论依据。     

不同渗氧能力水稻品种对砷的耐性和积累

水稻是目前世界上(尤其是东南亚)最主要的粮食作物之一,也是砷(As)通过食物链进入人体的主要途径。日益加剧的土壤砷污染,严重影响了稻米的产量和品质,进而威胁着人体健康。通过温室实验,研究CNT 87059-3、玉香油占和巴西陆稻3种不同渗氧能力的水稻品种在不同砷浓度处理下的生长情况和砷积累特征,结果表明:(1)渗氧能力强的玉香油占砷耐性指数最高,砷处理浓度为2 mg/L时耐性指数高达0.71,而CNT 87059-3的耐性指数为0.55,巴西陆稻仅有0.17;(2)随着砷处理浓度的升高,3种水稻品种的生物量呈现下降趋势,但渗氧能力强的玉香油占较其它两品种生物量的下降幅度小;(3)在不同砷浓度处理下水稻地下部分的砷含量有显著性差异(P0.001),且同种砷浓度处理下不同水稻品种的地下部分砷含量也存在显著性差异(P0.01),渗氧能力较强的水稻品种与渗氧能力较弱的品种相比能显著降低砷在根部(地下部分)的积累。水稻渗氧能力与其砷耐性和砷积累有显著相关性,渗氧能力越强,水稻的砷耐性越强,砷的积累量越少。因此,通过筛选渗氧能力强的水稻品种,有望降低污染农田水稻的砷含量和健康风险。     

基于碳稳定同位素示踪的金水河颗粒有机碳来源辨析

颗粒有机碳(Particle Organic Carbon,POC)在河流碳循环中占重要地位,并能提供流域内自然及人类活动的记录。通过采集和测定汉江上游金水河流域河岸带土壤和植物及河流中藻类和悬浮颗粒有机碳(POC)的季节性碳稳定同位素值和C/N比值,对河流水体中悬浮颗粒有机碳的浓度的季节性变化特征以及来源及其贡献进行了研究。结果表明,金水河流域水体中颗粒有机碳(POC)的浓度值存在明显的季节性变化特征,夏季春季秋季冬季。河流上游轻度干扰区的POC浓度值明显低于中下游中度干扰区和严重干扰区。河流中POC主要来源于土壤有机质、C3植物和藻类3个端元,而来源于浮游生物和C4植物碎屑的贡献很小。各季节之间具体的来源及其贡献有所差异,且POC的来源及其贡献具有空间差异。因此,金水河水体中颗粒有机碳(POC)的来源及其贡献受到季节变化和人为干扰程度的影响。     

植物生物反应器优化策略与最新应用*

随着分子生物学和植物基因工程的迅猛发展以及分子医药和现代农业等学科的交叉融合,植物生物反应器已成为分子医药农业的核心内容。利用植物生物反应器生产抗体、疫苗和功能性食品,具有规模化、成本低、安全性高、周期短等优势。2022年2月,加拿大卫生部批准了新型冠状病毒疫苗Covifenz^®,这是世界首款植物源人体疫苗,标志着以植物生物反应器为代表的分子医药农业时代的来临。综述植物叶片和种子等代表性的植物生物反应器类型,分析瞬时表达系统和稳定表达系统的构建原理和应用,探讨通过启动子和密码子优化、糖基化过程“人源化”、基因沉默抑制和蛋白酶作用抑制等优化植物生物反应器的策略,总结国内外抗体、疫苗和功能性食品等植物源产品的开发进展,以期为我国植物生物反应器的研究及其在分子医药领域的应用提供参考。