千里光配子体发育、配子形成与双受精的细胞学特征

千里光（Senecio scandens Buch.-Ham.ex D.Don）是具有良好开发前景的传统抗菌中草药。为了探讨该物种有性生殖的细胞学机制,实现在物种的遗传育种过程中的指导作用,本研究从细胞学角度观察了千里光配子体发育、配子形成和双受精作用。结果表明,在生殖核分裂为精细胞的过程中,其位置和形态呈现差异,表现为"二态"精细胞;此外,雌配子体的形成符合孢子发育模式,成熟胚囊的形态结构为卵形或梨形,成熟的卵细胞和极核位于珠孔端。根据上述结果可推断,合子在随后二分裂时表现为"基细胞-顶细胞"极性,可能与"二态"精细胞导致的合子细胞质不均一有关。此外,从植物分类学角度,千里光的"二态"精细胞,胚囊极性和合子极性可成为菊科近缘植物分类的细胞学依据。     

千里光泛素(Ubiquitin)基因生物信息学与功能分析

为阐明泛素(Ubiquitin)在高等植物中结构与功能的关系,从千里光全长cDNA文库中分离到泛素基因,采用生物信息学方法对其进行系统分析.碱基序列和系统进化树结果显示,千里光泛素基因与果子蔓泛素基因的核苷酸序列(GenBank登录号:GQ890686.1)的同源性最高(87％);尽管碱基位点出现较大的变异,但高度保守氨基酸序列结果提示,泛素的保守位点对维持蛋白质结构和功能发挥关键作用;蛋白质的理化性质、三维结构预测与亚细胞定位结果表明,作为辅酶,泛素主要参与高等植物细胞的信号转导、转录调控和物质转运等功能.     

千里光热激蛋白90-3(Hsp90-3)的生物信息学与功能分析

Hsp90是真核细胞重要的一类分子伴侣,与植物的生长发育、抗逆性、信号转导及生物进化等功能密切相关.为了深入理解高等植物Hsp90结构与功能的关系,该研究从千里光(Senecio scandens)全长cDNA文库中分离到Hsp90-3基因.序列分析结果表明,该基因编码699个氨基酸的多肽,与拟南芥(Arabidopsis thaliana)AtHsp90-3(登录号:NP_200412.1)的同源性最高,为93.71％;预测蛋白质的分子量为79.78 kD,理论等电点为5.08.信号序列分析结果发现,该蛋白主要定位于细胞的细胞核、过氧化物酶体、叶绿体类囊体膜及叶绿体基质中,提示作为分子伴侣,高等植物Hsp90-3参与细胞内膜系统蛋白质的转运.结构与功能分析发现,该蛋白有3个结构域及1个连接区,推测Hsp90-3在真核细胞的信号转导、转录调控及胁迫表达等过程中发挥重要功能.     

千里光肌动蛋白基因（Actin）的生物信息学及功能分析

肌动蛋白（Actin）是广泛存在于高等植物中的组成型表达蛋白质,与细胞分裂、细胞运动、细胞信号转导等功能密切相关。为明确肌动蛋白性质与功能的关系,本研究从千里光全长cDNA文库中分离得到Actin基因。序列分析结果表明：该基因长度为1 481 bp,编码360个氨基酸残基的多肽,与甘草Actin基因编码的氨基酸序列（GenBank登录号：ABW71681.1）的同源性最高,达96%;预测蛋白质的分子量为40.02 kDa,理论等电点为5.85;结构分析发现,螺旋结构和无规则卷曲构成Actin二级结构的主要组分;三级结构预测发现,Actin具有4个结构域;蛋白系统发生树发现,与甘草和鹰嘴豆的亲缘关系较近。本研究认为,高等植物Actin可能参与基因的转录调控,其氨基酸突变位点未对功能结构域产生影响。     

3种棱型大麦中脱水素6(DHN6)的性质、突变位点与蛋白质进化分析

脱水素(dehydrins,DHNs)是高等植物胚胎发育晚期产生的一类特异多肽,能够逆转细胞脱水所造成的伤害.为明确脱水素性质与功能的关系,本研究从3种棱型大麦分离到Dhn6基因,生物信息学分析其编码的蛋白质序列长度分别为523个(六棱)、502个(四棱)和486个(二棱)氨基酸残基;氨基酸突变位点分析发现该基因具有整体保守性和突变位点偏倚性.蛋白质性质与二级结构分析表明,DHN6是高度亲水的碱性蛋白质,线性结构和自由卷曲为二级结构的主要组分,K-片段参与α-螺旋结构的形成,由此推测DHN6的兼性α-螺旋结构域在稳定膜结构的水合保护体系过程中发挥着重要的生理功能.构建的21个物种DHN6蛋白质系统发生树,发现禾本科植物遗传距离较近,结合核苷酸序列的物种特异性,本研究认为Dhn6基因可作为物种鉴定依据.