烟草磷转运蛋白基因NtPHT2;1的克隆和表达分析

植物对磷酸盐的吸收与利用主要依靠磷转运蛋白,其中PHT2家族编码的低亲和磷转运蛋白主要负责植物在正常供磷条件下磷酸盐的吸收、转运与再利用。为了探究低亲和磷转运蛋白基因NtPHT2;1在烟草转运磷酸盐中的作用和表达模式,本研究以普通烟草K326的cDNA为模板,克隆得到NtPHT2;1,对该基因进行生物信息学分析和蛋白质的亚细胞定位,并通过荧光定量PCR技术对该基因在低磷等非生物胁迫下的基因表达模式进行分析。结果表明：（1）NtPHT2;1基因的全长为1 764 bp,编码587个氨基酸。（2）亚细胞定位结果表明,NtPHT2;1蛋白定位于叶绿体上。（3）同源性比对发现,NtPHT2;1蛋白与辣椒CaPHT2;1蛋白的同源性最高达到91.00%。（4）启动子分析表明,NtPHT2;1启动子含有参与调控植物衰老、逆境胁迫相关的顺式作用元件。（5）组织表达模式分析表明,NtPHT2;1在叶片中的表达量最高,新叶中的表达量比老叶中的高;在低磷诱导条件下,该基因的表达量与正常条件相比差异不显著。（6）不同非生物胁迫下的表达模式表明,在盐胁迫和干旱胁迫下,该基因的表达量显著降低。研究认为,NtPHT2;1基因主要是负责烟株正常生长发育条件下磷酸盐的转运与利用。     

紫萍P143品系植物rbcS基因的cDNA克隆与表达

紫萍P14 3品系离体半叶状体在黑暗下培养 4d以后 ,rbcS基因的表达比完整植株显著降低 ;半叶状体在黑暗下培养 10d ,后再转移到长日照条件下培养 ,rbcS基因的表达能恢复到较高水平     

鸡二价金属转运蛋白1 cDNA的克隆与序列分析

鸡二价金属转运蛋白1（divalent metal transporter 1, DMT1）在动物胃肠道锰吸收过程中起重要作用.根据哺乳动物Dmt1同源蛋白氨基酸序列的保守性设计引物,应用3′RACE(rapid amplification of cDNA ends)技术,扩增并克隆获得鸡小肠Dmt1 cDNA 3′端1 289bp和1 092bp的2种片段,发现其3′端翻译区和非翻译区存在差异. 根据鸡Dmt1 cDNA 3′端片段的测序结果设计引物,扩增获得1个与3′端片段部分重叠的鸡Dmt1 cDNA 5′端907 bp片段,并对其进行了克隆测序. 根据鸡小肠Dmt1 3′RACE片段和5′RACE片段序列信息进行拼接,从而获得鸡小肠Dmt1 cDNA全序列信息.结果表明,鸡小肠Dmt1 cDNA有2种形式,1种全长为1 972个核苷酸,其中5′非翻译区为104个核苷酸,编码区1 695个核苷酸,3′非翻译区为173个核苷酸,编码1个含564个氨基酸残基的蛋白质;另1种形式为1 775个核苷酸,其中5′非翻译区为104个核苷酸,编码区1 593个核苷酸,3′非翻译区为78个核苷酸,编码1个含530个氨基酸残基的蛋白质.据鸡Dmt1 cDNA推测出的2种形式蛋白质的氨基酸序列与人、大鼠和小鼠的Dmt1蛋白具有高度同源性,它们的同源性分别为82%、82%、80%,和 84%、84%、83%. 对推测氨基酸序列进行疏水性和跨膜区分析表明,Dmt1蛋白为1种跨膜整合蛋白,具有膜转运蛋白糖基化位点和底物结合位点的保守序列.     

草鱼α1-抗胰蛋白酶基因cDNA全长克隆与表达分析

采用RACE技术获得α1-抗胰蛋白酶基因cDNA全长序列为1 469 bp,开放阅读框为1 329 bp,可编码442个氨基酸。5′非编码区长19 bp,3′非编码区长121 bp。核苷酸序列分析表明,在N端可能存在一个由1～21位氨基酸残基组成的信号肽;与斑马鱼的同源性最好,其次是虹鳟;在系统进化上,与在斑马鱼、虹鳟共聚为一个大支。用半定量RT-PCR分析正常及细菌诱导下草鱼α1-抗胰蛋白酶基因在不同组织中的表达分布。结果显示:正常情况下,草鱼α1-抗胰蛋白酶在肝脏表达最丰富,在脾脏、前肾、前肠、中肠、后肠和也有少量表达;细菌诱导下,肝脏中表达最强,前肾、脾脏、肠道中表达均明显提高,心脏和后肾中也出现较高表达。提示α1-抗胰蛋白酶可能参与了机体对嗜水气单胞菌感染的免疫应答。     

赤眼鳟Mx1基因的cDNA克隆及表达特性

为探究赤眼鳟(Squaliobarbus curriculus)是否存在Mx1 (Myxovirus resistance)基因及参与抗病毒免疫反应, 研究利用RACE技术获得了赤眼鳟Mx1基因(ScMx1)的cDNA全长序列, 并对其进行了生物信息学分析; 采用荧光定量PCR技术, 检测了ScMx1在赤眼鳟健康组织中的表达情况以及感染GCRV后ScMx1和ScIFN-Ⅰ的表达特征。结果表明, ScMx1的cDNA全长为3000 bp, 包含5′非编码区124 bp, 开放阅读框1893 bp, 3′非编码区983 bp, 共编码630个氨基酸。预测的ScMx1蛋白包含GTP酶结合区域、中央核心结构域和GTP酶效应结构域。ScMx1与青鱼Mx1的相似性最高(97%), 与ScMx的相似性仅为50%。ScMx1在所检测的10种组织中均有表达, 其中在脾脏中表达量最高。经GCRV感染开始至168h, ScMx1和ScIFN-Ⅰ在肝脏和体肾中的表达量持续上调; 在脾脏和头肾中于感染后72h达到峰值。相关性分析显示脾脏中ScMx1和ScIFN-Ⅰ的表达水平呈显著相关(r=0.94, P=0.018)。研究发现赤眼鳟存在Mx1基因, 且可能参与了抗GCRV免疫应答反应。     

菠萝磷转运蛋白1家族基因鉴定及特征分析

磷转运蛋白1(phosphate transporter protein 1, PHT1)家族在植物对磷的吸收及再利用过程中发挥重要作用。该研究对菠萝PHT1基因(AcoPHT1)进行全基因组鉴定,并对基因结构、编码蛋白保守功能域和基因表达进行了分析。结果表明:(1)共鉴定到9个AcoPHT1基因,位于基因组7个连锁群上,所有基因均含有1～3个内含子,内含子相位类型多样。(2)除AcoPHT1.8外,AcoPHT1蛋白均为碱性蛋白,所有蛋白属于亲水性蛋白,且含有10～13个跨膜功能域,均具有保守的PHT1蛋白标签序列GGDYPLSATIxSE,主要定位于叶绿体和细胞质中。(3)AcoPHT1蛋白聚类在单子叶植物组和单双子叶植物混合组中,相对于拟南芥,水稻PHT1与菠萝PHT1相似度更高。(4)AcoPHT1基因启动子区含有P1BS、W-box等与磷吸收和响应胁迫有关的多个顺式作用元件。(5)靶基因预测分析显示,基因AcoPHT1.2、AcoPHT1.8和AcoPHT1.9受多个miRNA调控。(6)AcoPHT1基因表达存在组织特异性和功能冗余性,不同PHT1基因可能在菠萝不同组织或发育阶段发挥作用。该研究结果为菠萝PHT1家族基因的功能鉴定和育种应用奠定理论基础。     

棉铃虫HaKettin1基因的全长cDNA克隆、序列分析和表达谱

【目的】为了克隆棉铃虫Helicoverpa armigera编码肌肉蛋白Kettin基因的全长cDNA序列以及鉴定该基因在棉铃虫发育周期内的表达模式。【方法】利用兼并引物,通过分段RT-PCR和5′-和3′-RACE的方法克隆全长cDNA序列。利用半定量RT-PCR进行表达谱分析。【结果】编码棉铃虫Kettin蛋白的基因HaKettin1全长cDNA序列为13 805 bp,包含一个13 365 bp的开放阅读框,编码4 454个氨基酸,蛋白分子量约为504.3 kD。组织表达结果显示HaKettin1基因在棉铃虫的整个生育周期都有表达,幼虫期的表达尤为显著。【结论】HaKettin1与家蚕的Kettin蛋白具有90％的同源性,表明鳞翅目昆虫的Kettin蛋白之间具有很高的保守性。表达谱结果显示HaKettin1基因在棉铃虫的整个发育过程中都发挥重要作用。     

甜菜夜蛾过氧化氢酶cDNA序列克隆、 序列分析和表达特征

过氧化氢酶 (catalase, CAT)作为生物体内的重要物质, 其主要功能是参与活性氧代谢过程, 在清除H₂O₂、 超氧自由基和过氧化物以及阻止羟基自由基形成等方面发挥着重要作用。本研究利用RT-PCR技术和RACE方法首次克隆和分析了甜菜夜蛾Spodoptera exigua （Hübner）CAT基因, 命名为SexiCAT, GenBank登录号为JN051294, 其cNDA序列全长为1 755 bp, 开放阅读框长1 524 bp, 推测编码507个氨基酸。经氨基酸序列比对, 此多肽序列具有高度保守性, 与其他昆虫CAT的序列一致性分别为： 家蚕Bombyx mori （87%）、 黑腹果蝇Drosophila melanogaster （73%）、 埃及伊蚊Aedes aegypti （71%）和赤拟谷盗Tribolium castaneum （70%）。对该基因在甜菜夜蛾各个发育时期以及不同组织表达量的荧光定量PCR分析表明, SexiCAT基因在甜菜夜蛾各个发育阶段的表达水平存在显著差异, 其中成虫期的表达量最高, 是卵期表达量的7倍, 幼虫期次之, 卵期最低; SexiCAT基因在5龄幼虫体壁、 中肠、 脂肪体和马氏管组织中都有表达, 但在脂肪体中表达量最高。甜菜夜蛾SexiCAT基因的成功克隆及同源建模将为今后对其功能研究以及作为靶标设计新型氧化酶抑制剂提供了基础。     

人转化生长因子β1 cDNA的克隆及其原核表达

转化生长因子β１（ＴＧＦβ１）属于生物学功能很广泛的ＴＧＦβ超家族的一个成员,对细胞增殖和分化、免疫系统、细胞粘连、肿瘤发生与恶变、神经系统的发育与建成等方面都有重要作用［１～３］。临床上,ＴＧＦβ１可用于创伤愈合以及软骨和骨组织损伤的修复,特...     

一个陆地棉bZIP蛋白cDNA的克隆及表达分析

利用PCR筛选方法从陆地棉纤维cDNA文库中筛选到一个全长cDNA序列,命名为GhbZIP。其编码产物长度为645个氨基酸残基,序列中含有两个未知功能的保守区域DUF630和DUF632,而DUF632区中有一个类似碱性亮氨酸拉链基元;此外氨基酸序列中还存在一个富脯氨酸区和一个富苯丙氨酸区,因此该蛋白具有植物碱性亮氨酸拉链蛋白的结构特征。亲水性分析表明,GhbZIP为一个典型的膜蛋白。GhbZIP基因主要是在开花3d之后在胚珠和纤维细胞中表达,这表明该基因可能与棉纤维伸长过程中的基因表达调控有关。     

细胞分裂素在维持紫萍叶状体生命中的重要作用

将无根和囊的紫萍(Spirodela polyrrhiza)P143品系半叶状体分别放在含有和不含6-苄基嘌呤的培养液上于长日照条件下培养。在不含6-BA的培养液上培养4d以后,半叶状体开始失绿,光合能力降低;第12天时,半叶状体已接近死亡。但是,培养在含有6-BA的培养液上的半叶状体干重、叶绿素和可溶性蛋白质含量、希尔反应活力、核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶的小亚基和其编码基因rbcS mRNA水平显著增加。这些6-BA处理过的半叶状体平均寿命可达80d,几乎等同于完整植物体上叶状体的寿命,因此提出细胞分裂素对于紫萍叶状体生物学功能的维持是必需的。     

紫萍叶状体衰老过程中的内肽酶谱变化和外源L-丝氨酸对内肽酶谱的影响

采用双向凝胶电泳技术分析紫萍叶状体衰老期间内肽酶同工酶的变化以及外源L-丝氨酸对内肽酶影响的结果表明,在衰老的紫萍叶状体中检测到9种内肽酶同工酶,丝氨酸内肽酶EP3可能在叶状体衰老的早期起作用,而半胱氨酸内肽酶EP9在第6天出现,是衰老后期活性最强的内肽酶。培养液中加入外源的L-丝氨酸后,叶状体蛋白质含量下降加剧,与衰老相关的内肽酶EP3、EP4和EP9的活性明显增强或提前出现。     

Abscisic-acid-induced turion formation in Spirodela polyrrhiza L. II. Ultrastructure of the turion; a stereological analysis

Abstract The ultrastructural features of the abscisic-acid-induced turion of Spirodela polyrrhiza are briefly described and a comparison between turion and vegetative frond tissue was made by stereological analysis. The turion is characterized by its small size, reniform shape, and dark-brown coloration; the mesophyll is undifferentiated and totally lacking the substantial acrenchyma development found in the vegetative frond. The turion cells have a smaller vacuole and a denser cytoplasm than the cells of the vegetative frond. Stereological analysis showed that the tissues differed quantitatively only in three main respects: air space formation, vacuolation, and starch and cell wall material accumulation. During development, it is suggested that the cells of the turion, while reaching the same final size as the vegetative frond cells, accumulate numerous starch grains, thick cell walls, and large deposits of tannins and anthocyanin pigment at the expense of the vacuolar expansion characteristic of the normal maturity programme. Certain features of the turion ultrastructure indicate a differential cell sensitivity to ABA.     

不同浓度铜对紫背萍和青萍色素含量及抗氧化酶系统的影响

通过水培试验研究了不同浓度的重金属Cu对紫背萍(Spirodela polyrrhiza)和青萍(Lemna minor)的色素含量和抗氧化酶系统的影响.结果表明,低浓度Cu(0.056 mg·L^-1)的处理下,紫背萍和青萍的叶绿素a、叶绿素b和叶绿素(a+b)的含量均出现不同程度的增加,分别高出其对照11％、46％、22％和8％、15％、11％,而在高浓度Cu(0.18～5.60 mg·L^-1)的处理下,上述色素含量均显著下降,平均下降幅度分别达63％、62％、65%和46％、44％、45％.紫背萍体内丙二醛(MDA)含量为青萍的2.57倍.两种浮萍的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)的活性均随Cu浓度的增加而呈先升后降的趋势,紫背萍体内3种酶活性在Cu浓度仅为0.18 mg·L^-1时即达峰值,随后则大幅下降,而青萍体内3种酶活性却在Cu浓度分别升高到0.56、1.0和1.0 mg·L^-1时才达到峰值.可见,在Cu胁迫下,紫背萍受Cu毒害较青萍深,且其体内抗氧化酶系统也较青萍敏感.     

Biodegradation of direct blue 129 diazo dye by Spirodela polyrrhiza: An artificial neural networks modeling

Phytoremediation potential of the aquatic plant Spirodela polyrrhiza was examined for direct blue 129 (DB129) azo dye. The dye removal efficiency was optimized under the variable conditions of the operational parameters including removal time, initial dye concentration, pH, temperature and amount of plant. The study reflected the significantly enhanced dye removal efficiency of S. polyrrhiza by increasing the temperature, initial dye concentration and amount of plant. Intriguingly, artificial neural network (ANN) predicted the removal time as the most dominant parameter on DB129 removal efficiency. Furthermore, the effect of dye treatment on some physiologic indices of S. polyrrhiza including growth rate, photosynthetic pigments content, lipid peroxidation and antioxidant enzymes were studied. The results revealed a reduction in photosynthetic pigments content and in multiplication of fronds after exposure to dye solution. In contrast, malondialdehyde content as well as catalase (CAT) and peroxidase (POD) activities significantly increased that was probably due to the ability of plant to overcome oxidative stress. As a result of DB129 biodegradation, a number of intermediate compounds were identified by gas chromatography–mass spectroscopy (GC–MS) analysis. Accordingly, the probable degradation pathway of DB129 in S. polyrrhiza was postulated.     

响应面优化紫萍黄酮提取工艺及其抗氧化活性

采用响应面法优化微波提取紫萍黄酮的条件。在单因素实验的基础上,选取乙醇体积分数、微波功率、液料比为影响因子,应用Box-Behnken中心组合法进行三因素三水平的试验设计,以紫萍黄酮得率为响应值,进行响应面分析(RSM),结果表明:微波提取紫萍黄酮的最佳提取条件为乙醇体积分数62%、液料比17∶1(mL/g)、微波功率500 W、微波时间9 min;在优化工艺下,紫萍黄酮的得率达到4.14%。对微波提取的紫萍黄酮进行抗氧化性研究发现紫萍黄酮对DPPH.清除作用较好,其抗氧化活性要优于相同浓度的抗坏血酸(VC)和2,6-二叔丁基对甲酚(BHT)。     

Abscisic-acid-induced turion formation in Spirodela polyrrhiza L III. Specific changes in protein synthesis and translatable RNA during turion development

Abstract The developmental process leading to the formation of the abscisic acid (ABA) induced turion of Spirodela polyrrhiza was accompanied by a repression of nucleic acid and protein synthesis. DNA synthesis in the developing lurion (induced by 10⁻⁴mol m⁻³ ABA) was inhibited within 3h of ABA addition, followed by a repression of protein synthesis after 24 h, while RNA synthesis was not inhibited until 3 d. The inhibitory effect of ABA on protein synthesis was found to be selective and the synthesis of several novel proteins appeared to be induced. These effects were specific to ABA-sensitive tissue. The relationship between the changes in the protein and mRNA profiles during the development of the turion was investigated. The rapid general inhibition of protein synthesis at early stages of lurion formation could not be accounted for by the level of translatable mRNA, indicating an effect of ABA at the translational level. The specific alteration to the pattern of in vivo labelled proteins could have resulted, however, from control of the level of specific mRNAs for those particular proteins. Only after 3 d in ABA, when the developing primordium is committed to the turion developmental pathway, is there a total inhibition in the production of mRNA leading to the shutdown of all primary processes and the onset of the irreversible events leading to the dormant state.     

Characterization of the trnL-trnF spacer sequence of the chloroplast tRNA genes in Spirodela species

The trnL-trnF spacer region of the chloroplast tRNA genes was sequenced and characterized in 14 accessions of the genus Spirodela (Lemnaceae). Only a low intraspecific variation of the spacer was observed in geographically isolated and morphologically different accessions of S. polyrrhiza, the most widespread Spirodela species. Five haplotypes of the spacer were identified, differing in mono-and oligonucleotide repeats and extended indels, specific to S. polyrrhiza, Landoltia punctata, and Lemna sp. The result supported the isolation of Landoltia from Spirodela.