二磷酸核酮糖羧化酶的结晶提纯成功

高等植物二磷酸核酮糖羧化酶(RuBPCase)是由8个大亚基和8个小亚基组成的复合体。大亚基由叶绿体基因组编码合成,小亚基由核基因编码合成。因此它是研究细胞质遗传和核质关系的一个理想的遗传标记物。我们曾用RuBPCase作了植物细胞质雄性不育     

叶绿体类囊体膜多肽与细胞质雄性不育性

本实验利用单向SDS-PAGE及双向电泳技术,比较了玉米、甜菜和高粱三种作物的细胞质雄性不育系与其保持系之间叶绿体类囊体膜多肽的差异。结果表明,三种供试材料的不育系与其相应的保持系之间类囊体膜多肽的单向SDS-PAGE中,除个别条带染色深度有一些差异外,没有观察到明显的差异。但是,在双向电泳图式中,两系之间在33kd附近肽斑的大小、数量与分布方面显示出明显的差异,从而暗示,叶绿体类囊体膜多肽的组成与细胞质雄性不育性之间可能存在某种联系。此外,试验还表明,单向SDS-PAGE条带,几乎都是分子量相同而等电点不尽相同的一组多肽混合物;在双向电泳图谱上,它们可按等电点的差异分成若干个不同的多肽斑点。     

水稻、小麦、油菜和烟草细胞质雄性不育系统中组分Ⅰ蛋白的比较分析

组分Ⅰ蛋白(RuBP羧化酶/加氧酶)的生物合成系由叶绿体基因和细胞核基因共同控制,所以,被作为研究细胞质遗传的标记。本实验用免疫化学和氨基酸成分分析等方法,对水稻(珍汕97)、小麦(繁7)、油菜(湘矮早)和烟草(G28)的细胞质雄性不育系及其保持系的组分Ⅰ蛋白作了比较,同时对不同作物的组分Ⅰ蛋白也作了免疫鉴定。结果表明,细胞质雄性不育系及其保持系的组分Ⅰ蛋白差异不大,但是,四种不同作物的组分Ⅰ蛋白之间有明显差异。     

水稻等作物组份I蛋白大小亚基的等电聚焦分析

组份I蛋白广泛存在于植物界,分子量ft 为55万道尔顿［[10a。该蛋白具有核酮搪-1,,一二 磷酸毅化酶／加氧酶的活性,是光合作用以及 光呼吸作用中重要的酶类〔3,。它由8个大亚基 （分子量为55,000）和s个小亚基（分子量戈 15,000）构成。大亚基由叶绿体DNA编码,并在 叶绿体内合成;而小亚基则由核DNA编码,并 在细胞质中合成［[7]。组份I蛋白经接甲基化后, 在育材,一尿素中进行等电二聚焦电泳,大亚基可分 出3条电泳带,而小亚基可分出1--4条电泳带, 电泳带的位置因品种不同而异。因此,被用作 核基因和细胞质基因的表型标记闭,是研究进 化、遗传、核质关系以及体细胞杂交等方面十分 有用的指标山。     

高粱离体叶绿体蛋白质合成的研究

高粱叶绿体蛋白质在SDS凝胶电泳上至少可分离出染色程度不同的30多个条带,而具有放射性的条带只有13条。它们大部分属于叶绿体膜结构蛋白。可溶性蛋白质中只有两个具有放射性的条带。其中一个57000道尔顿的多肽是二磷酸核酮塘羧化酶大亚基。该酶的小亚基只在染色图谱中显示而无放射性。说明小亚基是由核基因编码合成的。该酶是受叶绿体和核基因联合控制的产物。在膜蛋白中32000道尔顿的多肽只在成熟叶绿体中出现,在黄化苗的质体中未发现这个多肽。它可能是叶绿体DNA上“光基因32”的产物。     

水稻野败型细胞质雄性不育系和其保持系蛋白质多肽的比较研究

应用单向SDS—PAGE结合蛋白质铬银染色技术对水稻野败型细胞质雄性不育系珍汕97A和其保持系的叶绿体、线粒体和细胞质的蛋白质多肽进行了比较研究,发现两系之间存在明显的差异,生殖器官(穗子)上的差异比营养器官(叶片)上的差异更为显著。在成熟穗上,叶绿体可溶性蛋白不育系有25条带,保持系仅16条带,两者间有19个多肽不同;线粒体可溶性蛋白不育系有28条带,保持系比不育系少30.1和21.8KD两个多肽;细胞质可溶性蛋白丙酮沉淀物的水溶性蛋白组分不育系有24条带,保持系为29条带,两系间却有7条多肽存在差别;细胞质可溶性蛋白丙酮沉淀物的SDS-增溶性蛋白组分不育系有18条带,保持系只有11条带,两者间亦有7条多肽出现差异。由此可以看出,水稻野败型CMS表型的表达可能需要较多个基因的启动和关闭,既与叶绿体和线粒体有关,还涉及到核基因组的作用。     

细胞核,细胞质基因与光合作用的关系

光合作用受细胞核及细胞质基因组垢共同控制。参与叶绿素,类胡萝卜素合成和光合作用过程的许多酶都由核基因控制,而光合电子传递体大部分受核基因控制,少部分受细胞质基因控制。光合作用过程包括光反应与暗反应两个阶段。光反应发生在类囊体膜上,而类囊体膜４个组成部分细胞核,持基因共同编码。在暗反应中,催化ＣＯ２固定的关键酶核酮糖二磷酸羧化酶／加氧酶由大,小亚基组成,大亚基由叶绿体基因编码;小亚基由核基因控制。     

K、V、T型小麦细胞质雄性不育系叶绿体DNA的SSR分析及RuBP羧化酶活性比较

为了探讨小麦细胞质雄性不育(CMS)与叶绿体DNA(cpDNA)的关系,揭示CMS机理。以2套K、V、T型同核异质不育系(A)及其保持系(B)‘太911289’和‘冀5418’、育性恢复的F_1和各自的质供体粘果山羊草(Aegilops kotschyi)、偏凸山羊草(Aegilops ventricosa)、提莫菲维小麦(Triticum timopheevii)为试验材料,利用cpSSR引物对小麦cpDNA进行比较分析,筛选出代表不同胞质不育系的引物,探讨CMS与叶绿体的关系;同时测定由叶绿体DNA与核DNA共同编码的RuBP羧化酶的活性,为小麦K、V、T雄性不育类型的应用提供理论依据。结果表明:(1)K型、V型、T型不育系与保持系的cpDNA之间均呈现多态性,且不同的细胞质之间存在特异片段,这从DNA水平上提供了3类不育系胞质来源不同的证据,并分别找到5对和7对可以鉴定V型和T型不育系的特异引物。(2)除K型‘冀5418’与其胞质供体的cpDNA出现差异外,不育系与其胞质供体的cpDNA没有差异,而且不育系与其育性恢复的F_1代cpSSR扩增片段之间也没有差异,很好地遗传了其母本性状。(3)在起身期和开花期,不仅2套不育系的RuBP羧化酶活性显著高于保持系,且在不育系与恢复系杂交的F_1中,随着育性的恢复其RuBP羧化酶活性高于保持系而低于各自不育系;而在拔节期的不育系与保持系之间、不育系之间、以及F_1代与不育系和保持系之间的RuBP酶活性大小没有显著差异。这可能与拔节期主要是营养生长有关系。     

在杂交作物分子育种中利用普通核雄性不育的几个可能途径

由一对隐性基因控制的普通核雄性不育性遗传方式能够满足对植物最佳雄性不育系选育的要求,是水稻等作物杂种优势利用的极好遗传工具。如果能解决其不育系繁殖问题,将优于现有的其他杂种优势利用方式。克隆出普通核雄性不育性的可育基因,通过叶绿体转化,将核雄性不育性可育基因向普通核雄性不育株细胞质转移,创造普通核雄性不育株的保持系;通过种子成熟后表达的启动子;和以位点特异性重组技术为基础的基因开关以及化学诱导启动子的利用,都可能繁殖出100％不育株率的普通核雄性不育系,创造普通核雄性不育性利用的新途径,对植物杂种优势利用产业有十分重要的意义。     

在杂交作物分子育种中利用普通核雄性不育的几个可能途径

由一对隐性基因控制的普通核雄性不育性遗传方式能够满足对植物最佳雄性不育系选育的要求,是水稻等作物杂种优势利用的极好遗传工具。如果能解决其不育系繁殖问题,将优于现有的其他杂种优势利用方式。克隆出普通核雄性不育性的可育基因,通过叶绿体转化,将核雄性不育性可育基因向普通核雄性不育株细胞质转移,创造普通核雄性不育株的保持系;通过种子成熟后表达的启动子;和以位点特异性重组技术为基础的基因开关以及化学诱导启动子的利用,都可能繁殖出100%不育株率的普通核雄性不育系,创造普通核雄性不育性利用的新途径,对植物杂种优势利用产业有十分重要的意义。     

各种因子对固定化烟草核酮糖1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶解离作用的影响

pH,温度、离子强度及效应剂等对固定化烟草RuBP羧化酶在2.5mol/L尿素处理下的解离作用有各种不同的影响。在pH6.0时,仅小亚基从大亚基核(L_8)解离,当pH为中性偏碱时,大亚基核也解离。低温和低离子强度均促进酶的解离,而温度和离子强度对大亚基之间的解离的影响显著大于对大、小亚基之间的影响。这表明酶的亚基之间存在着不同的极性和疏水作用,而大亚基之间的疏水作用比大、小亚基之间的强。6-PG对大、小亚基之间解离的抑制作用表明大亚基上的催化位置与小亚基之间有一定的密切关系。     

水稻细胞质雄性不育系和保持系的线粒体COⅠ、COⅡ基因组织结构差异的分析

我们研究了水稻珍汕97不育系和保持系的线粒体DNA的PstⅠ、HindⅢ、BamHⅠ酶切电泳带型,发现了不育系和保持系的线粒体DNA分子结构的显著不同,而不育系和保持系的叶绿体DNA的HindⅢ酶切片段没有差异。以线粒体的细胞色素C氧化酶亚基Ⅰ、Ⅱ(COⅠ、COⅡ)基因为探针,与珍汕97不育系、保持系的叶绿体、线粒体DNA酶切片段进行分子杂交,证明叶绿体DNA没有COⅠ、COⅡ基因的同源顺序,发现不育系和保持系COⅠ、COⅡ基因有组织结构上的差异,但不能确证这些差异是否与细胞质雄性不育有关。     

普通小麦T型细胞质雄性不育系及其保持系线粒体多肽的电泳比较研究

应用单向SDS-PAGE和双向IEF-SDS电泳技术对两个品种的普通小麦(T.aestivum L.)T型细胞质雄性不育系及其保持系的线粒体多肽进行了比较研究,结论如下:1.黄化苗期不育系和保持系线粒体多肽在单向SDS-PAGE和双向IEF-SDS电泳行为上无明显差别;2.在孕穗期幼穗线粒体多肽的单向SDS-PAGE图谱上,两个不育系都缺少28Kd多肽带纹,因而不育系和保持系间表现出明显的差异。双向IEF-SDS凝胶电泳证实28Kd带纹实际上是分子量相同而等电点分别为5.58和5.65的两个多肽;3.线粒体基因的表达是具有时空性质的;4.线粒体与T型细胞质雄性不育可能存在着某种特定的关系。 本文还就T型细胞质雄性不育的分子机制进行了探索性讨论。     

植物雄性不育基因的研究进展

本文概述了植物雄性核不育基因的分子标记及其定位,综述了植物细胞质雄性不育中不育系与保持系在叶绿体和线粒体基因组的结构、转录和翻译产物方面的差异以及和雄性不育之间的可能关系,以及恢复系中的恢复基因分子水平的研究现状;讨论了环境条件如光周期和温度对雄性不育的影响在分子水平上的研究现状,指出了植物雄性不育基因研究方面存在的问题和解决的思路。     

植物雄性不育基因的研究进展

本文概述了植物雄性核不育基因的分子标记及其定位,综述了植物细胞质雄性不育中不育系与保持系在叶绿体和线粒体基因组的结构、转录和翻译产物方面的差异以及和雄性不育之间的可能关系,以及恢复系中的恢复基因分子水平的研究现状;讨论了环境条件光周期和温度对雄性不育的影响在分子水平上的研究现状,指出了植物雄性不育基因研究方面存在的问题和解决贩思路。     

红麻UG93细胞质雄性不育系、保持系及恢复系间的遗传多样性分析

利用8条核基因组ISSR引物和7对叶绿体基因组SSR引物(cpSSR),对9对红麻UG93细胞质雄性不育系/保持系及5个恢复系的细胞核、细胞质遗传多样性进行分析.结果表明:各材料的核基因组遗传相似系数在0.333～1.000之间,其中保持系间、保持系和恢复系间、恢复系间的平均相似系数分别为0.583、0.689和0.8...     

叶绿体基因组的翻译产物与细胞质雄性不育性

本实验通过对叶绿体基因组翻译产物的分析,发现高粱3197 A不育系及其核代换系白马丁A和遗3 A不育系均比保持系(3197 B)多1个52,000道尔顿的变异多肽。而细胞质来源不同的粒息A不育系除52,000道尔顿多肽外还有1个特有的80,000道尔顿变异多肽。小麦T型不育系具有1个54,000道尔顿的变异多肽。甜菜不育系与保持系无差异。这说明某些作物的细胞质雄性不育性与叶绿体遗传系统有关。在高粱恢复系和F_1叶绿体蛋白质中发现三种特有的多肽。它们是由核基因编码的,这可能是恢复基因的产物。由于恢复基因的作用,在F_1恢复育性的同时其叶绿体变异多肽的合成也受到了强烈的抑制。这进一步证明了不育性与叶绿体的联系。     

离体稻苗叶片衰老过程中蛋白质组分的变化(简报)

离体稻苗叶片暗下衰老时,非水溶性蛋白质含量变化不大,而水溶性蛋白质含量下降迅速,其组分也同时改变。水溶性蛋白质中,Fraction Ⅰ蛋白质含量迅速下降,而Fraction Ⅱ蛋白质含量则显著增加。Fraction Ⅰ蛋白质中,RuBP羧化酶小亚基降解速率比大亚基快。叶片衰老时有两条新电泳蛋白质谱带出现。     

小麦耐盐突变体盐胁迫下的蛋白质组分析

首次采用双向电泳的方法分析1％NaCl胁迫72h的一对小麦耐盐(RH8706-49)及敏盐突变体(H8706-34)的蛋白质组。经过MALDI-TOF分析和数据库检索发现两者在H^ -ATP酶β亚基、谷氨酰胺合成酶前体、OEC33和RuBP羧化酶小亚基等5个候选蛋白存在质或量的差异。这5种蛋白均为叶绿体蛋白,它们很可能在盐胁迫下对维持叶绿体及整个细胞的功能起到重要作用。     

榨菜胞质雄性不育系与保持系间线粒体和叶绿体多肽比较

应用SIXS-PAGE技术对榨菜(Brassica juncea Coss.vat.tumida Tsen et Lee)胞质雄性不育系(CMS)和保持系(MF)不同发育时期(苗期、抽薹期、盛花期)的线粒体和叶绿体多肽进行了比较研究．结果表明：线粒体方面,各发育时期不育系比保持系多1条约37kD多肽带,另1条约35kD多肽仅出现于CMS盛花期的线粒体中,叶绿体方面,各发育时期保持系55kD多肽的表达量明显高于不育系叶绿体,其与Rubis CO大亚基分子量吻合。此外,还对植物胞质雄性不育系的分子机理进行了讨论。