茶树水通道蛋白基因的克隆与表达分析

从茶树中克隆了6个水通道蛋白(aquaporin,AQP)基因的cDNA全长序列,根据序列相似性和系统进化分析结果,分别命名为CsNIP1;1、CsNIP5;1、CsPIP2;1、CsPIP2;2、CsTIP1;1和CsTIP2;2。氨基酸序列特征分析表明,6个基因的编码氨基酸序列长度在250~301个氨基酸残基,分子量在25.186~30.728kD之间;均为疏水性蛋白,并都含有6个跨膜螺旋;6个基因均含有MIP蛋白家族的特征序列HF/I/VNPA/SI/L/VTI/FA/G和NPA(Asn-Pro-Ala)基序,以及类似沙漏状的跨膜三级结构。荧光定量PCR分析显示:这6个基因在根、茎、叶和花中均表达,且在根中的表达水平最高,表明它们与茶树根系的物质转运密切相关;CsAQPs基因的表达受ABA、高盐、干旱和低温胁迫的调控,表明它们可能参与茶树抗逆响应。     

大麦NF-YC基因鉴定及在盐胁迫下的表达分析

核因子Y (NF-Y)是由NF-YA、NF-YB和NF-YC三个亚基组成的一类真核细胞转录因子,主要参与植物生长发育调控和非生物胁迫信号传递。该研究利用生物信息学方法解析了大麦(Hordeum vulgare) NF-YC基因家族功能。首先,基于大麦基因组数据库鉴定出11个HvNF-YC成员,分布在除第2号染色体以外的其余6条染色体上,内含子0–5个。系统进化分析显示,大麦、拟南芥(Arabidopsis thaliana)和水稻(Oryza sativa) NF-YC基因家族成员可分为5个亚家族。基因复制分析显示, 6个HvNF-YC基因存在片段复制,3个HvNF-YC基因存在串联复制。启动子顺式作用元件分析显示,大多数HvNF-YC基因启动子含有与非生物胁迫及激素响应相关的顺式作用元件。对HvNF-YC家族成员在不同组织不同时期的表达模式分析表明,不同成员的时空表达存在明显差异,其中HvNF-YC9和HvNF-YC11可能在籽粒发育初期发挥重要作用。通过分析耐盐型和盐敏感型大麦品种根和叶中HvNF-YC表达量变化,发现HvNF-YC3、HvNF-YC6和HvNF-YC10主要在盐胁...     

甘草质膜水通道蛋白GuPIP1对甘油的转运

旨在进行甘草质膜水通道蛋白GuPIP1对水和溶质通透性的鉴定.将GuPIP1全长编码区的cDNA构入非洲爪蟾卵母细胞检测系统的表达栽体psp64 Poly(A),并将体外转录获得GuPI1的cRNA显微注射入卵母细胞,使GuPIP1基因在卵母细胞中表达,通过测定卵母细胞对水和溶质的转运功能来鉴定GuPIP1的转运功能.结果表明,GuPIP1在异源表达系统非洲爪蟾卵母细胞中具水和甘油通透性,但不能转运尿素,为探讨GuPIP1在植株生理中的作用奠定基础.     

麻疯树水通道蛋白新基因JcPIP干旱胁迫下的功能分析

采用RT-PCR和RACE技术,从大戟科(Euphorbiaceae)耐旱植物麻疯树(Jarropha curcas)cDNA中克隆得到了一个麻疯树质膜内膜蛋白(PIP)新基因,命名为JcPIP.聚类分析表明,麻疯树PIP蛋白与蓖麻、葡萄和菠菜的PIP蛋白在进化上有最近的亲缘关系.将JcPIP基因在非洲爪蟾卵母细胞(xenopus oocytes)中异源表达发现细胞膨胀率扩大了10倍,表明JePIP基因编码的是一个水通道蛋白.合成亲水性、抗原性好的JcPIP保守序列多肽,制备并纯化JcPIP多克隆抗体.Western-bbt检测显示JcPIP蛋白富集在29 kDa区段,且在麻疯树各组织中均有大量表达.PEG-6000干旱胁迫下麻疯树叶片JcPIP蛋白丰度增加,复水后丰度开始下降,表明JcPlP与麻疯树的耐旱性相关.     

玉米幼苗根不同区段中ZmPIPs对短期水分胁迫及复水的转录响应

通过10% PEG-6000短期处理水培7～8 d的玉米(Zea mays L.)幼苗以及水分胁迫处理48 h后短期复水两个过程,用实时荧光定量PCR技术检测了水分胁迫及复水处理数小时后成熟根段和幼嫩根段中4种主要玉米质膜水通道蛋白(ZmPIPs)的mRNA相对含量变化,以研究环境水分条件变化对水通道蛋白表达的影响及其调节机制.结果显示:正常水分条件与胁迫48 h后根成熟区和幼根区段的4种ZmPIPs的mRNA含量变化均表现出明显的昼夜周期规律,成熟根段中ZmPIPs的mRNA相对含量峰值出现在白天中午,而幼嫩根段中则在中午左右最低.水分胁迫后数小时内根中ZmPIP2;5明显下调而其他ZmPIPs变化不大;复水后幼根区段4种ZmPIPs的mRNA相对含量均大幅上调,而根成熟区的ZmPIP1;2和ZmPIP2;5却下调.研究发现,玉米植株对环境水分条件适应后,根成熟区段和幼嫩区段中4种PIPs转录调节的昼夜日变化规律相反;短期水分胁迫及复水时其根不同区段中ZmPIPs也进行着差异性转录调节;推测玉米根不同区段的结构和功能差异可能是这些差异的形成原因之一.     

水通道蛋白

水通道蛋白 (aquaporin,AQP)是对水专一的通道蛋白 ,普遍存在于动、植物及微生物中。它所介导的自由水快速被动的跨生物膜转运 ,是水进出细胞的主要途径。1　水通道蛋白的发现长期以来 ,普遍认为细胞内外的水分子是以简单的跨膜扩散方式来透过脂双层膜。后来由于在生物物理学研究中发现红细胞及近端肾小管对渗透压改变引起的水的通透性很高 ,很难单纯以弥散来解释。因此 ,一些学者推测水的跨膜转运除了简单扩散外 ,还存在某种特殊的机制 ,并提出了水通道的概念。1988年 ,Agre等在鉴定人类 Rh血型抗原时 ,偶然在红细胞膜上发现了 1种新的 2…     

水通道

水通道邱俭,陈宜张（第二军医大学生理学教研室,上海２００４３３）关键词水通道,水通道蛋白进出细胞的水转运对细胞稳态是重要的。水通过脂质双层的运动很慢,这是一个单纯扩散过程,活化能高（＞１０ｋｃａｌ／ｍｏｌ）,且对汞化合物不敏感。过去曾认为其他一些细胞...     

大鼠肝脏水通道蛋白7的表达

目的研究水通道蛋白7(AQP7)在大鼠肝脏中的表达和分布。方法选用成年健康SD大鼠,采用免疫组织化学的方法对肝脏中AQP7蛋白的表达进行定位检测。结果AQP7阳性免疫反应产物集中位于大鼠肝脏毛细胆管面的肝细胞质膜上,肝细胞的基膜面和血窦面未见阳性免疫反应产物。结论AQP7在肝脏中的表达及其空间上的分布提示其可能参与胆汁的分泌。     

外源硫化氢对冷胁迫下白菜幼苗生长和光合作用的影响

硫化氢(H2S)是调节植物生长发育和响应胁迫的重要气体信号分子,为了增加对白菜(Brassica rapavar.pekinensis)应答冷胁迫生理机制的理解,该研究分析了4℃冷胁迫条件下外源H2S(5μmol·L-1硫氢化钠水溶液熏蒸24h)预处理对白菜幼苗生长、光合作用以及相关基因表达水平的影响。结果发现:(1)冷胁迫诱导后白菜内源H2S主要生成酶编码基因LCD、DCD、DES的表达水平极显著上调,并伴随H2S产率的显著增加,暗示二者之间存在着潜在紧密联系。(2)在冷胁迫条件下,外源H2S预处理的白菜幼苗地上部分高度、叶宽和相对含水量等指标均比对照表现出明显优势;其体内脯氨酸、可溶性糖以及光合色素含量大幅升高,光合速率显著提升,光合作用中部分捕光蛋白、铁氧还蛋白和硫氧还蛋白编码基因表达量同时显著上调。研究表明,生理浓度H2S预处理可通过诱导上调白菜幼苗光合作用的相关基因表达量和提升净光合速率,提高其光合作用强度,促进渗透调节物质积累,有效缓解冷胁迫对其造成的损伤,维持冷胁迫下白菜幼苗的生长。     

Genome-Wide Identification of the F-box Gene Family and Expression Analysis under Drought and Salt Stress in Barley

The F-box protein-encoding gene family plays an essential role in plant stress resistance. In present study, 126 non-redundant F-box genes were identified in barley (Hordeum vulgare L., Hv). The corresponding proteins contained 165– 887 amino acid residues and all were amphiphilic, except 5 proteins. Phylogenetic analysis of F-box protein sequences in barley and stress-related F-box protein sequences in wheat and Arabidopsis thaliana (At) was used to classify barley F-box genes are divided into 9 subfamilies (A–I). A structure-based sequence alignment demonstrated that F-box proteins were highly conserved with a total of 10 conserved motifs. In total, 124 F-box genes were unevenly distributed on 7 chromosomes; another 2 genes have not been anchored yet. The gene structure analysis revealed high variability in the number of exons and introns in F-box genes. Comprehensive analysis of expression profiles and phylogenetic tree analysis, a total of 12 F-box genes that may be related to stress tolerance in barley were screened. Of the 12 detected F-box genes, 8 and 10 were upregulated after drought and salt stress treatments, respectively, using quantitative real-time polymerase chain reaction (qRT-PCR). This study is the first systematic analysis conducted on the F-box gene family in barley, which is of great importance for clarifying this family’s bioinformatic characteristics and elucidating its function in barley stress resistance. These results will serve as a theoretical reference for subsequent research on molecular regulation mechanisms, genetic breeding, and improvement.     

青稞HvnRPS2基因克隆及其在条纹病胁迫下的表达分析

为探索NBS LRR类基因RPS2在青稞抗条纹病过程中的作用,该研究以抗条纹病青稞品种‘昆仑14号’和感病品种‘Z1141’为材料,参照转录组序列设计引物,克隆得到一个差异表达的青稞HvnRPS2基因,进行相应的生物信息学分析,并采用实时荧光定量PCR(qRT PCR)法分析HvnRPS2基因在条纹病侵染下不同抗性青稞品种的表达模式。结果表明：(1)HvnRPS2基因全长3 089 bp,无内含子,包含1个2 760 bp的开放阅读框,编码919个氨基酸,理论等电点为5.93,预测蛋白分子量为104.2 kD,其编码的蛋白为亲水性蛋白,二级结构主要由无规则卷曲和ɑ 螺旋组成。(2)蛋白质多序列比对及进化树分析表明,HvnRPS2含有高度保守的NB ARC和LRR结构域,属于NB ARC蛋白家族成员,与大麦HvRPS2和水稻OsRPS2亲缘关系最近。(3)qRT PCR分析显示,随着条纹病感病时间的延长,青稞HvnRPS2基因表达量呈先降低后升高再降低的模式;与正常叶片相比,感病叶片的HvnRPS2基因表达量显著下调,且感病品种表达量下调值显著低于抗病品种(P＜0.01)。研究认为,HvnRPS2在青稞抗条纹病过程中发挥重要的负调控作用。研究结果为进一步探究该基因在青稞抗条纹病中的调控机理奠定基础。     

低温胁迫下乌塌菜对外源硅的生理响应

在土培条件下,研究了低温胁迫下不同浓度的硅酸钠对乌塌菜幼苗生长及生理特性的影响。结果表明,低温胁迫抑制了乌塌菜的生长,降低了干物质的积累。外施硅可以显著提高乌塌菜叶片SOD、POD、CAT活性,迅速积累大量的脯氨酸和可溶性蛋白,从而有效缓解低温胁迫对乌塌菜幼苗的影响,尤其是外施0.5mmol·L^-1Na2SiO3处理15d时,乌塌菜干物质积累达到了正常生长植株的86.2%。但随着施用硅浓度的增加,缓解效果则降低。     

水杨酸对冷胁迫下香蕉幼苗抗冷性的效应

用0.6 mmol/L水杨酸(SA)喷洒香蕉幼苗叶片1 d后,于8℃低温胁迫5 d,研究水杨酸对香蕉幼苗抗冷性的影响。结果表明:SA降低了受低温胁迫的香蕉幼苗叶片相对电导率及丙二醛(MDA)和过氧化氢含量,减缓了可溶性蛋白质含量的下降,提高了脯氨酸含量及过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性。表明SA可通过提高香蕉幼苗抗氧化酶活性、清除活性氧的积累、减少膜损伤来缓解低温对香蕉幼苗的损伤。     

He-Ne激光对啤酒大麦麦芽同工酶基因表达的影响

采用不同时间He-Ne激光（5 m W/mm2）对＂临啤二号＂大麦种子进行辐照,利用聚丙烯酰胺凝胶电泳（PAGE）技术分析激光辐照对大麦麦芽中超氧化物歧化酶（SOD）同工酶、过氧化物（POD）同工酶、过氧化氢（CAT）同工酶、β-淀粉酶同工酶、三磷酸腺苷（ATPase）同工酶酶谱的影响。结果表明：种子经He-Ne激光辐照后诱导出1条新POD同工酶谱带,且总POD活性在60 s和90 s处有所增加;30 s激光辐照诱导出1条新的CAT同工酶谱带,其它时间处理酶的组分没有变化,但酶活性增加;He-Ne激光辐照使SOD、β-淀粉酶及ATPase同工酶的组分在不同时间下有所减少,但一定时间的激光辐照提高了其同工酶的活性。综合实验结果可知,60 s～90 s He-Ne激光可以促进大麦种子萌发过程中以上同工酶基因的表达,有利于缩短制麦周期,提高麦芽糖化力及抗氧化力。     

Phenotype,Physiology, and Gene Expression of Barley Seedlings in Response to Nano Zinc Oxide Stress

In recent years, zinc oxide nanoparticles (ZnO NPs) have been widely used as zinc fertilizers and pesticides. The use of ZnO NPs in this way can provide benefits to humans, but also has potential risks. ZnO NPs inevitably enter the environment during their production and use, which affects the ecological environment and crop growth. In order to investigate the phenotype, physiology, and gene expression of barley (Hordeum vulgare L.) seedlings under ZnO NPs stress, the barely cultivars ZJU3 (P21), Golden Promise (GP) and L23 were chosen for study. Different ZnO NPs concentrations were applied to compare the physiological and biochemical indexes of the barley seedlings and the responses of six stress-related genes, when seedlings were cultured to the two-leaf stage through hydroponics. The results showed that the density of brown spots on the leaf surface increased with increasing ZnO NPs concentration. ZnO NPs stress inhibited the root growth of barley seedlings, and P21 was the most sensitive. Furthermore, ZnO NPs stress could stimulate plants to produce a large number of reactive oxygen species (ROS), resulting in an imbalance between the production and removal of ROS and membrane lipid peroxidation in plants. This imbalance inhibited the growth and development of the barley seedlings. With increasing ZnO NPs concentration, the activity of superoxide dismutase was gradually increased, the activity of catalase was progressively decreased, and the contents of malondialdehyde and proline were increased. Compared with the control, among six stress-related genes, the expression levels of five genes were downregulated and one gene was upregulated in the experimental group. This study preliminarily revealed the toxic effect of ZnO NPs on seedlings and the effect on the expression of stress-related resistance genes in different barley varieties.     

盐胁迫对大麦叶片类囊体膜组成和功能的影响

盐胁迫下大麦叶片类囊体膜蛋白和叶绿素含量以及对绿素a／叶绿素b、磷脂／膜蛋白和膜脂结合半乳糖／膜蛋白的比值下降,膜脂中亚麻酸（18：3）摩尔百分数上升,不饱和指数上升,类囊体膜H －ATPase活性先升后降,希尔反应一直呈较高活性。类囊体膜组分和功能的变化可能与植物盐适应有关。     

花榈木组培苗茎段低温胁迫培养及耐冷性诱导

以花榈木组培苗茎段为试材,在低温胁迫条件下进行耐冷性愈伤组织诱导培养。结果表明,5℃是花榈木茎段低温胁迫培养及耐冷性诱导的最适温度。经过5℃低温胁迫培养获得的耐冷性愈伤组织在分化培养基MS+6-BA 2.0 mg/L+NAA 0.25 mg/L上的分化率达70.0%,且再生植株的低温伤害率明显低于对照。     

大麦铁蛋白基因(HvFer1)cDNA的克隆和表达

根据玉米铁蛋白ZmFer1的氨基酸序列,采用同源序列法进行序列拼接和引物设计,RT-PCR扩增获得了1个源自二叶期大麦叶片mRNA的大麦铁蛋白基因cDNA片段,HvFer1(GenBank登录号为EF440353)。HvFer1全长1023 bp,5′非翻译区56 bp,3′非翻译区202 bp,开放阅读框编码254个氨基酸。序列分析表明,此蛋白与已知植物铁蛋白高度同源,相似性介于56.7%～83.7%之间,N端具27个氨基酸的信号肽,C端(84～247)具有1个类似铁蛋白的功能域。RT-PCR表达谱分析显示,HvFer1在大麦的茎、叶、幼穗和幼根均能表达,茎和幼穗中表达量略高些。此外,HvFer1受PEG和盐胁迫的强烈诱导表达,中度铁胁迫也可不同程度地增加HvFer1的表达量。