类受体激酶——植物环境适应性的调节枢纽

“莫听穿林打叶声,何妨吟啸且徐行。”大雨滂沱,苏轼拄着竹杖穿着蓑衣寻找避雨之所……树林竹叶虽不能避雨,却也不怕大雨的击打,这全都依赖于植物进化出了一套高度精密的信号响应机制来“趋利避害”,实现对环境变化的适应。植物感受环境信号需要类受体激酶(Receptor-like kinases,RLKs)。类受体激酶是一类定位在细胞膜上的单次跨膜蛋白,包括一个感受外界信号的胞外受体结构域,一个跨膜结构域和一个胞内激酶结构域。常见的类受体激酶信号通路中,首先由胞外受体结构域感受和识别细胞外界信号,将信号传递到细胞质一侧,胞质激酶结构域与下游蛋白相互作用,并启动其生化反应(如磷酸化),最终通过细胞核-细胞质穿梭信使将信号传递到细胞核内,调控下游基因表达进行信号输出,从而实现对环境快速变化的适应。     

DLK1在干细胞和肿瘤中的作用

DLK1是EGF家族成员之一,是一个父源表达母源沉默的印记基因产物,其表达受等位基因差异性甲基化区(DMR)的调控。Dlk1是细胞分化的重要调节基因,可抑制脂肪前体细胞向脂肪细胞分化。DLK1通过和Notch1相互作用,在Notch通路中起负调控作用。DLK1在肝干细胞中表达,提示可以作为肝干细胞分离的标记物。此外,DLK1在多种分泌性肿瘤细胞中高表达,提示DLK1可能与这些肿瘤的形成密切相关。     

拟南芥信号肽AtRALF1的表达、纯化及活性分析

利用RT-PCR扩增获得拟南芥At RALF1基因的全长cDNA序列,将其构建入携带His标签的原核表达载体p ET28b中,获得重组表达载体p ET28b-At RALF1,并将其转入到大肠杆菌BL21(DE3)中。随后在不同的IPTG浓度、温度和诱导时间条件下,进行At RALF1蛋白的表达研究,建立了At RALF1融合蛋白的高效表达体系。结果表明,在30℃、1 mmol/L IPTG的条件下诱导4 h,At RALF1融合蛋白的表达量最大。进一步用获得的At RALF1融合蛋白处理苗龄5 d的野生型拟南芥(Col-0)植株,发现其根的生长受到了抑制,表明我们获得了具有活性的At RALF1小肽,为进一步研究该小肽奠定了基础。     

GP64表面展示元件与组Ⅱ HaSNPV出芽病毒的融合

利用杆状病毒组ⅠAcMNPV(Autographa californica multiple nucleopolyhedrovirus)GP64信号肽(GP64SP),C-末端跨膜区(GP64CTD)及报告基因绿色荧光蛋白(eGFP)构成的表面展示系统(gp64sp-egfp-gp64ctd),同源重组到组ⅡHaSNPV的多角体基因位置,筛选重组病毒。通过激光共聚焦观察,HaSNPV重组病毒感染Hz-AM1细胞后绿色荧光分布在质膜,表明GP64SP可以引导表达产物趋向于细胞膜。病毒感染后,收集并纯化重组的出芽病毒(BV),经Western blot检测,eGFP存在于重组病毒BV中。结果表明,组ⅠGP64表面展示系统中的重要元件GP64SP和GP64CTD能够装配到组ⅡHaSNPV BV上,可以用于组ⅡNPV表面展示目的蛋白。     

柞蚕微孢子虫Nosema pernyi微管蛋白基因的克隆及系统发育分析

【目的】柞蚕微粒子病的病原为柞蚕微孢子虫Nosemapernyi,为解明柞蚕微孢子虫微管蛋白基因的序列信息,明确柞蚕微孢子虫的系统分类学地位。【方法】采用RT-.PCR、3′RACE(Rapid amplification ofcDNAends)等技术克隆得到了柞蚕微孢子虫的α、β和y-微管蛋白基因,并利用α、β-微管蛋白序列,分别采用NJ、ML法构建进化树。【结果】将克隆得到的基因序列提交NCBI(GenBank登录号:KF154086、KF023271、KF740389)。构建的系统发育树显示,微孢子虫类以一个独立群位于真菌群体中,与真菌的虫霉门关系较近,且与担子菌、球囊菌、壶菌、接合菌及部分子囊菌互为姐妹群。从部分微孢子虫的系统发育分析结果可以看出,20种微孢子虫分为2个分支,柞蚕微孢子虫与其他Nosema属聚为一类。【结论】本研究克隆得到了柞蚕微孢子虫α、β和y-微管蛋白基因,系统发育分析为更进一步了解柞蚕微孢子虫奠定了基础。     

上海郊野公园无尾两栖动物微生境利用特征研究

两栖动物是衡量城市生态系统环境质量的指标类群。郊野公园是上海城市生态系统中重要的两栖类栖息地。2015年5—9月,采用样线法对上海市6个郊野公园的无尾两栖类物种种群数量进行调查,采用样方法采集15种微生境变量数据。通过主成分分析和冗余分析了解各无尾两栖类物种对微生境因子的利用特征,并用卡方适合度检验分析无尾两栖类的不同种间分布重叠度。结果表明,优势度由高到低为泽陆蛙Fejervarya multistriata、金线侧褶蛙Pelophylax plancyi、中华蟾蜍Bufo gargarizans、饰纹姬蛙Microhyla fissipes、黑斑侧褶蛙P.nigromaculatus,适宜的水质和结构合理的水生植被是其生存、繁衍的基础,坡度较小的自然坡岸是无尾两栖类自由往返水陆之间的重要保障。陆生植被的重要性次于水生植被,仅与金线侧褶蛙和黑斑侧褶蛙的分布有显著正相关。不同无尾两栖类物种对水体大小的适应能力不尽相同,郊野公园的水体比较开阔,不利于饰纹姬蛙的生存。本研究建议根据不同无尾两栖类的栖息地利用特征,建设具有不同物种特异性的栖息地景观,在保护好无尾两栖类的同时进一步提升公共绿地的综合生态服务效能。     

山羊痘病毒p32基因的原核表达及生物信息分析

目的:构建表达山羊痘(GPV)P32蛋白的原核表达载体PTYB11-gpvp32,初步分析其在大肠杆菌(E.coli)BL21中的较佳表达条件。方法:首先用序列分析软件Blastp、MEGA5.1、SOSUI等对GPVP32进行生物信息学分析;Primer Primier5.0软件设计引物,在上游引物添加限制性酶切位点SpeⅠ、下游引物添加限制性酶切位点XhoⅠ,以pSK-gpvp32为模板,PCR扩增方法获得基因片段,克隆入PMD18-Simple-T,构建PMD18SimpleT-gpvp32载体,转化大肠杆菌(E.coli)Top10感受态细胞,经酶切筛选、测序确定插入序列的正确,然后将gpvp32克隆入原核表达载体PTYB11中的SpeⅠ、XhoⅠ酶切位点,构建原核表达质粒PTYB11-gpvp32;转化大肠杆菌(E.coli)BL21后,IPTG诱导重组蛋白表达,SDS-PAGE分析和Western-blot鉴定重组蛋白在不同诱导时间下的表达情况。结果:成功构建山羊痘病毒原核表达载体PTYB11-gpvp32并在大肠杆菌(E.coli)BL21中成功表达GPVP32,经检测重组蛋白表达量约为菌体总蛋白的28%,进化树结果表明山羊痘的亲缘关系与地理位置存在差异及在不同的羊群中进化的结果,经SOSUI等软件综合分析知GPVP32是山羊痘病毒跨膜蛋白的囊膜蛋白但不是信号肽。结论:山羊痘病毒p32基因在大肠杆菌中获得高效表达,为山羊痘病毒的流行性调查、分子生物学研究以及以后有效防治本病提供了物质基础。     

拟南芥RALF多肽家族的功能多样性初步分析

绿色植物中的快速碱化因子(Rapid alkalinization factor,RALF)为一类进化保守的多肽信号分子,以基因家族形式存在。模式植物拟南芥中至少存在35个RALF基因成员,前期研究显示拟南芥RALF家族的部分成员,比如RALF1/23,RALF4/19可分别作为Cr RLK1L类蛋白受体激酶家族成员FERONIA及BUPS1/2的配体,调控细胞伸长、植物免疫应答及双受精等过程,但是RALF家族其他成员是否具有生物学活性,以及不同成员之间是否具有功能性差异均尚不清楚。因此,本研究异源表达了19个代表性的RALF,并对其生物学活性和功能性差异进行了分析。实验结果表明,19个RALF均对根的生长起到不同程度的抑制作用,进一步挑选了部分代表性RALF成员进行了活性氧(Reactive oxygen species,ROS)迸发及丝裂原活化蛋白激酶(Mitogen-activated protein kinase,MAPK)磷酸化实验分析,实验结果表明,我们确证了11个RALF蛋白参与了MAPK信号的响应,同时,证实16个RALF蛋白抑制了由flg22引起的ROS的释放。此外,不同RALF成员在下胚轴细胞伸长上的作用也存在明显差异,比如RALF10促进下胚轴的伸长。以上研究结果表明不同RALF之间既存在功能冗余性,又存在功能性差异。本研究丰富了对RALF功能复杂性和多样性的认识。     

柞蚕核型多角体病毒泛素类似基因的克隆与序列分析

从感病的柞蚕Antheraea pernyi蛹中分离纯化柞蚕核型多角体病毒 (ApNPV),提取基因组DNA,分别构建ApNPV DNA的HindⅢ和SalⅠ酶切片段文库。对基因文库中1个克隆进行序列分析,得到1个长度为321 bp的序列,其中包含一个编码76个氨基酸的开放阅读框,预测的分子量为8.46 kD,系泛素类似基因。在读码框的上游调控序列中,具有典型的晚期基因启动子序列ataag。氨基酸序列同源性分析结果表明,ApNPV与黄杉毒蛾Orgyia pseudotsugata核型多角体病毒 (OpNPV)的同源性最高 (96.1%),与苜蓿尺蠖Autographa californica核型多角体病毒 (AcNPV) 的同源性为86.8%,与棉褐带卷蛾Adoxophyes orana 颗粒体病毒 (AoGV) 的同源性最低（71.1%）,但与人类、线虫和酵母的泛素同源性分别为77.6%、76.3%和76.3%。一些氨基酸残基在真核生物中保守,在杆状病毒中不保守,个别氨基酸残基是杆状病毒所特有的,这些氨基酸序列的改变对杆状病毒泛素基因的作用有待进一步研究。     

三种倍半萜类化合物体外抗肿瘤细胞增殖活性研究

利用四唑盐(MTT)比色法检测观察菊科植物中分离出的三种倍半萜类化合物,异土木香内酯(1),1氧--乙酰大花旋覆花内酯(2)和大花旋覆花内酯(3)对人脑神经胶质瘤细胞、肝癌细胞、人黑色素瘤和人乳腺癌脑转移肿瘤细胞生长的影响,探讨这三种倍半萜类化合物的体外抗肿瘤细胞增殖作用以及化合物结构与活性之间的构效关系。结果发现异土木香内酯对人脑神经胶质瘤细胞、人肝癌细胞、人和色素瘤细胞和人乳腺癌脑转移肿瘤细胞的增殖均有明显的抑制作用,1氧--乙酰大花旋覆花内酯和大花旋覆花内酯即使在100μmol/L的高浓度下,对四种肿瘤细胞的增殖不显示抑制活性,推测A环-开环可能是导致桉叶烷型倍半萜内酯的体外抗肿瘤细胞增殖作用消失或减弱的原因。