产胶植物橡胶转移酶的研究进展

天然橡胶合成中,橡胶转移酶催化异戊二烯焦磷酸的多聚化过程,这一过程对天然橡胶的品质及产量至关重要。橡胶转移酶及其性质、橡胶生物合成分子机理及橡胶的分子量大小决定机制是亟待解决的重要科学问题。本文介绍了以巴西橡胶树为主的产胶植物橡胶转移酶的性质和生物学功能,对橡胶转移酶的分离与鉴定及其活性调节等研究进展进行了综述。     

死皮对橡胶树树皮线粒体超微结构及活性氧代谢的影响

为了解析橡胶树（Hevea brasiliensis）死皮的发生机制,有效进行死皮防治,以健康、轻度死皮、重度死皮橡胶树树皮为材料,研究死皮发生过程中树皮线粒体超微结构变化规律及活性氧（ROS）相关基因的表达模式变化。结果表明：死皮树线粒体超微结构发生不规则形变,膜内基质溶解,嵴消失,内腔空泡化等,且严重程度与死皮严重程度成正比。荧光定量PCR结果表明,过氧化物酶基因HbPOD2和HbPOD3在死皮树中的表达量高于健康树,可作为监测割胶强度、刺激强度和死皮发生的“标志”基因。植物细胞重要ROS清除酶过氧化氢酶基因HbCAT在死皮树中也下调表达,预示ROS产生与清除之间的平衡是影响橡胶树死皮发生的关键因素。橡胶树中重要抗氧化代谢物基因表达结果表明,HbGST1、HbGST2和HbPPO在死皮树中的表达量均高于健康树,可能与死皮发生过程胶乳原位凝固相关。本研究通过揭示死皮发生过程树皮超微结构和ROS相关基因表达模式变化,为阐明橡胶树死皮发生机制提供新观点,同时为进一步开发监测割胶强度、刺激强度和死皮发生的基因“标志”提供理论基础。     

一种新的从新疆穴居狼蛛中鉴定的细胞裂解肽

蜘蛛粗毒中富含生物活性物质,尤其以多肽类成分为主. 分离鉴定了新疆穴居狼蛛粗毒中一种新的细胞裂解肽,命名为LSTX-A1,其分子量为7 335.33,含有65个氨基酸残基,且羧基端残基酰胺化.研究了LSTX-A1的细胞裂解作用,结果显示,在100 μmol/L浓度引起42% 红细胞溶血.同时LSTX-A1具有抗肿瘤作用,能抑制HeLa细胞的增殖,其IC50剂量为22 μmol/L.     

橡胶树胶乳高表达热激蛋白HbHSP90.4基因抗逆功能分析

为了分析热激蛋白90（HSP90）基因在橡胶树（Hevea brasiliensis）逆境胁迫和激素转导中的作用,利用PCR技术从橡胶树品种热研73397胶乳中克隆得到HbHSP90.4基因全长cDNA序列,该基因含有1个2 451 bp开放阅读框（ORF）,编码816个氨基酸。生物信息学分析结果表明,HbHSP90.4含有HSP90 superfamily和HATPase superfamily结构域,属于HSP90家族成员。系统进化分析发现该蛋白与木薯MeHSP90具有较近的亲缘关系。亚细胞定位预测显示HbHSP90.4基因定位在内质网。qRT-PCR结果表明HbHSP90.4基因主要在橡胶树胶乳中表达。干旱、冷胁迫、橡胶树白粉菌侵染、H₂O₂和MeJA处理均可促进胶乳HbHSP90.4基因上调表达,而其在ETH、SA和ABA处理中均呈现显著下调表达。构建植物表达载体HbHSP90.4-mScarlet,为进一步的转基因植物的做成准备了材料。本研究为阐明胶乳HbHSP90.4基因响应橡胶树逆境胁迫过程和植物激素信号传导途径分子调控机制奠定坚实基础。     

不同提取液对巴西橡胶树橡胶粒子蛋白质提取和分离的影响

橡胶粒子是巴西橡胶树（Hevea brasiliensis）乳管细胞内进行橡胶生物合成的亚细胞结构;对橡胶粒子的蛋白质组学研究,可为揭示天然橡胶生物合成机理提供线索。采用5种提取液分别提取橡胶粒子蛋白,并对橡胶粒子蛋白进行SDS—PAGE和16-BAC／SDS—PAGE电泳分离及MALDITOF／TOF串联质谱分析,证明不同提取液抽提的橡胶粒子蛋白具有不同组成,发现分子量较高的橡胶延伸因子家族蛋白更难从橡胶粒子上被洗脱和提取。通过检索橡胶树转录组数据库,鉴定了3个新的橡胶粒子蛋白,即醌氧化还原酶、含蓖麻毒素B链凝集素结构域蛋白及枯萎／脱水相关蛋白。本研究建立的橡胶粒子蛋白质提取和分离方法,为进一步鉴定低丰度和具有重要功能的橡胶粒子蛋白提供了参照体系。     

巴西橡胶树HbAIH基因的克隆及表达分析

鲱精胺亚胺水解酶(Agmatine iminohydrolase,AIH)是植物通过精氨酸途径合成多胺过程中的重要酶之一。本研究首次从巴西橡胶树中克隆了AIH基因HbAIH。序列分析结果表明HbAIH全长1 462 bp,开放阅读框长为1 137 bp,编码378个氨基酸。预测 HbAIH 蛋白的分子量是42.28 kD,等电点为5.09,是一个亲水性蛋白。氨基酸相似性比对结果表明HbAIH与大戟科木薯MeAIH、蓖麻RcAIH和麻风树JcAIH等具有很高相似性,且含有植物AIH中高度保守的与酶活性位点形成和参与底物结合的11个氨基酸位点。qRT-PCR 分析表明,HbAIH表达无组织特异性,在雌花中表达量最高,树皮、茎尖、胶乳、叶片和雄花中表达量依次降低。HbAIH在不同发育时期叶片中的表达存在变化,稳定期表达量最低,淡绿期最高,说明HbAIH可能参与橡胶树叶片发育过程。此外,低温、干旱、高盐、过氧化氢、乙烯利、茉莉酸甲酯处理以及橡胶树死皮的发生均能引起HbAIH表达变化。这些结果说明HbAIH可能参与了橡胶树生长发育、产排胶调控及逆境应答过程。     

巴西橡胶树胶乳中DUF1262结构域蛋白结构与基因表达分析

为了揭示天然橡胶生物合成酶互作蛋白结构及其在天然橡胶生物合成过程中的功能。本研究以橡胶树胶乳橡胶粒子总蛋白为研究对象,采用免疫共沉淀实验技术以天然橡胶合成关键酶顺式-异戊二烯基转移酶（CPT）抗体从胶乳中捕获了1个含DUF1262结构域的未知功能蛋白。生物信息学分析表明橡胶树基因组中包含50个编码含DUF1262结构域蛋白的基因序列;蛋白质相互作用网络分析表明DUF1262结构域蛋白可能参与调节信号转导或转录调控等过程;荧光定量PCR结果表明编码该蛋白基因的转录本在根、叶、花、枝和胶乳等组织中广泛分布,但在胶乳中表达较低,在树皮表达较高;水杨酸、脱落酸、过氧化氢及干旱处理可增强该基因在叶片中的转录水平。本研究证明DUF1262参与橡胶树逆境反应等生理过程,为揭示胶乳生物合成调控机制提供新线索。     

应用酵母双杂交系统筛选橡胶延长因子REF的互作蛋白

利用酵母双杂交系统,以橡胶树(Hevea brasiliensis)橡胶延长因子基因REF的开放阅读框(ORF)构建无自激活性的诱饵表达载体pBD-GAL4-REF,并筛选以pAD-GAL4-2.1载体构建的橡胶树胶乳cDNA文库,对阳性克隆的cDNA插入片段进行测序及生物学功能分析。通过酵母双杂交筛选,共获得5种可能与REF互作的候选蛋白质,它们分别为与诱饵蛋白REF高度同源的REF家族成员、小橡胶粒子蛋白(SRPP)、翻译控制肿瘤蛋白(TCTP)、激发子响应蛋白和泛素耦联酶E2,这表明橡胶延长因子REF除了与自身高度同源蛋白质可能存在相互作用之外,还可能与TCTP和激发子响应蛋白等其它蛋白质发生相互作用。这些结果有助于揭示橡胶粒子的生物学功能。     

植物NAC转录因子的研究进展

NAC(NAM、ATAF1、ATAF2和CUC2)转录因子是植物特有的一类转录因子,在多种陆生植物基因组中发现有超过100个成员,是植物基因组中最大的转录因子家族之一.该家族转录因子的共同特点是其N端具有保守的NAC结构域,C端则为高度变异和具有转录激活功能的调控区.具有多种生物功能NAC家族转录因子在植物生长发育、胁迫应答和激素调节等过程中具有重要作用.就植物NAC转录因子的基本结构特征和生物学功能最新研究进展进行综述.