豆血红蛋白的分离——聚丙烯酰胺凝胶板电泳方法

豆科植物根瘤的红色素是一种类似于血红球蛋白,Virtanen等把它定名为豆血红蛋白(leghemoglohin用缩写号Lb代表)。Lb存在于植物界中,     

基因工程

891394;苜蓿豆血红蛋白cDNA的分子克隆豆血红蛋白是一种与动物肌红蛋白相似的蛋白,是共生固氮根瘤的蛋白。豆血红蛋白结合氧类菌体进行氧分压的调节,对苜蓿根瘤豆血红蛋白的组分,性质及其mRNA和合成的转译水平调节等进行了研究     

大豆根瘤豆血红蛋白的保护物

体内豆血红蛋白的主要功能似乎是保证类菌体中氧气的适当流量(Bergerson,1980)。含铁的形式仅能束缚氧分子,象其它携带氧气的血红蛋白一样,豆血红蛋白对于自身氧化仍是敏感的,自身氧化导致含铁豆血红蛋白和过氧阴离子(O_2)的形成。以下几点;有利于这一反应: (1)酸性pH:在根瘤中,pH为6.4,t(1/2)为1.5天(Puppo等,1981); (2)存在亚硝酸盐:在6分钟后,KNO_2(62.5uM)导致含氧豆血红蛋白(24uM)50％氧化(Rigavd, Puppo, 1977); (3)存在O_2~-:寄主细胞的过氧歧化酶能除去O_2~-,避免豆血红蛋白的氧化     

一种豆科血红蛋白基因分子克隆首次在我国取得成功

田菁是重要豆科绿肥作物,是工业上有重要经济价值的资源。它的根。茎部都能形成共生固氮的茎瘤和根瘤,瘤内富含豆血红蛋白,其中豆血红蛋白Ⅱ组分与最高氧的亲和力有密切关系,在低氧环境下,田菁的高效固氮力与豆红蛋白的高氧亲和力有直接关系,因此,研究田菁豆血红蛋白的分子遗传学不论在理论上或实践上均有重要意义。     

豆根瘤血红蛋白的结构与进化(英文)

本文分别从不同的植物中分离出豆根瘤血红蛋白,对这些不同来源的豆根瘤血红蛋白的结构以及免疫化学性能进行了比较研究。取得豆根瘤血红蛋白的植物是:三种不同栽培品种的大豆,三种不同栽培品种的三叶草、蛇豆、蚕豆、白羽扇豆以及serradella等共十种植物。检验过的性质包括:免疫化学交叉反应、吸收、热能差异,偏光圆二色性光谱以及这些光谱的配体粘合效应等。这篇报告里还提出了两种新的大豆的豆根瘤血红蛋白的氨基酸序列。 这些豆根瘤血红蛋白都具有比较稳定的。螺旋成份而且含量很高(60—70％),这表明这些豆根瘤血红蛋白的整个分子是摺叠的。这些摺叠的分子性状,不但彼此类似,而且与较高级的肌红蛋白与血红蛋白相一致。可是,血红素部分,在豆根瘤血红蛋白中的位置却与较高级的肌红蛋白不相同,在肌红蛋白这一类较高级的高分子化合物里,血红素是紧密地与蛋白质“口袋”联系在一起的,这种“口袋”是比较容易吸水的;而豆根瘤血红蛋白中的血红素与其蛋白质“口袋”的联系就不那么紧密。两者间的这种差异,就可能说明豆根瘤血红蛋白所具不寻常的配体粘合性能,包括它的高度氧亲合力。 在从同一株植物体内所分离出来的各组豆根瘤血红蛋白或从同一种的不同栽培品种植物所分离出来的各组豆根瘤血红蛋白间,存在着完     

南山麻黄属的血红蛋白:有关植物血红蛋白的起源

在非豆科植物南山麻黄属(Parasponia)根瘤菌形成的固氮根瘤中提纯血红蛋白(Appleby等,1983),使人们怀疑这样一个假说,即,可能通过同一级别基因传递的单一作用所产生的根瘤豆血红蛋白和豆血红蛋白是一种渗入的杂物而不是植物共生固氮作用的必需物。南山麻黄属血红蛋白和氧可逆结合(Appleby等,1983)意味着:在体内,它象豆科植物共生现象中的豆血红蛋白一样,起着携带氧气的作用。因此,在共生固氮遗传工程方面,存在着血红蛋白的可能必要条件而引出几个问题: (1)南山麻黄属血红蛋白是植物或细菌的产物?什么因子控制它的表达? (2)它和豆科植物根瘤豆血红蛋白的遗传起源是否相同?     

大豆—根瘤菌共生固氮氢代谢的研究

检测了四株大豆根瘤菌在不同的大豆品种上形成根瘤的放氢、吸氢、固氮活性及豆血红蛋白的含量;同时测定了植株干物质的积累。结果表明,所有固氮根瘤都放氢,自生条件下Hup~-根瘤菌形成的根瘤仍不具吸氢活性,相对固氮率在0.75左右。而Hup~(?)菌株根瘤的相对固氮率在0.91～1之间。寄主植物对Hup~(?)菌株的吸氢活性有影响。相关分析表明,根瘤的豆血红蛋白与吸氢活性呈负相关。干物质积累与固氮酶活性关系最密切,氢酶活性的影响是次要的。     

与玉米混作改善花生铁营养对其根瘤形态结构及豆血红蛋白含量的影响

通过土培方法研究了与玉米混作对花生根瘤形态结构及固氮功能的影响。结果表明,玉米与花生混作能够明显地改善花生铁营养、提高根瘤豆血红蛋白的含量。同时,单作花生根瘤细胞液泡化程度较高,正在发育的根瘤细胞内类菌体数量明显地比混作的花生低。成熟根瘤细胞类菌体周膜外空间(细胞壁以内、周膜外的空间)体积变大。说明单作花生固氮酶活性较低的原因是缺铁抑制了豆血红蛋白的合成和改变了根瘤形态结构以及类菌体的超微结构。     

氮处理对大豆根瘤固氮能力及GmLbs基因表达的影响

共生根瘤的固氮效率受外界氮素的严格调控。除固氮酶活性外,豆血红蛋白(Lb)浓度亦是反应固氮能力的重要指标。为明确氮水平对生物固氮作用的影响,以大豆(Glycine max)为材料,在低氮(0.53 mmol·L–1)条件下接种根瘤菌,30天后再进行高氮(5.3、10、20、30和40 mmol·L–1)处理7天,分析L...     

OsPT6基因过表达对低磷条件下菜用大豆结瘤及固氮的影响

采用砂培方法,以转OsPT6基因的菜用大豆(T3株系)与其非转基因(NT)受体品种为实验材料,研究了两者在低磷条件下的生长发育指标,植株有效磷、全磷、全氮、豆血红蛋白和籽粒蛋白质含量以及谷氨酰胺合成酶活性的差异,并对植株结瘤及固氮相关基因表达进行检测,为阐明转OsPT6基因菜用大豆在低磷条件下结瘤及固氮相关机理提供理论依据。结果显示:(1)转基因植株的株高、茎粗、花数和荚数、根瘤数均显著高于NT植株。(2)转基因植株根、茎、叶及根瘤中有效磷,全株总磷、总氮含量,根瘤中的豆血红蛋白含量、功能叶片中谷氨酰胺合成酶的活性和籽粒蛋白质含量均显著高于NT植株。(3)相关性分析表明,豆血红蛋白含量、谷氨酰胺合成酶活性、总磷、总氮含量4个指标间均呈显著正相关关系。(4)GmENOD40a、GmENOD40b、GmGS1β1、GmGS1β2基因在转基因植株中的表达量显著高于NT植株。研究表明,OsPT6基因过表达增强了菜用大豆在低磷条件下的结瘤及固氮能力,该研究结果为进一步研究其调控机理奠定了基础。     

不同花生品种根瘤固氮特点及其与产量的关系

花生根系着生根瘤,能够直接利用大气中的氮气作为氮源,在花生氮素供应中占有举足轻重的地位.而有关根瘤高效固氮的机理研究甚少.本研究在盆栽条件下,利用¹⁵N示踪技术,研究了19个花生品种根瘤固氮特点及其与产量的关系.结果表明: 不同品种根瘤数量、鲜质量、内含物质和固氮量等指标品种间存在显著差异.根瘤数量和鲜质量变异幅度分别为每盆170.59～696.15个和0.83～3.74 g,变异系数分别为36.1%和41.1%;豆血红蛋白含量和固氮酶活性变异幅度分别为每盆15.51～23.23 mg和2.75～20.46 μmol C₂H₄·h^-1,变异系数分别为13.1%和57.2%,后者明显高于前者,表明固氮酶活性除受豆血红蛋白含量影响外,同时受到其他因素的影响.根瘤固氮和全氮积累量变异幅度分别为每盆0.71～1.82和2.16～3.72 g,变异系数分别为21.6%和12.9%,前者明显高于后者,表明花生根瘤固氮不足时,其他氮源在一定程度上能自动补偿根瘤留下的匮缺.花生以根瘤固氮为主,供氮比例平均占总氮量的2/5以上,最高可达50%,培育高供氮比例的品种,可作为花生减氮栽培的途径之一.上述指标中,除根瘤数量外,其余指标间以及这些指标与产量均呈极显著正相关,表明根瘤固氮生理指标与根瘤供氮能力及最终产量密切相关,提高这些指标有助于同时实现高产和化肥减施.     

苜蓿豆血红蛋白的分离及某些性质

本文叙述了从苜蓿根瘤分离提纯豆血红蛋白的几种方法及某些性质。通过蛋白体外翻译和脉冲追踪试验,证明在分离的苜蓿豆血红蛋白 mRNA 中有其前体存在。免疫沉淀反应表明几种豆科植物间有比较近的亲缘关系。     

哈茨木霉发酵液中肽类物质对豇豆根瘤结构和功能的影响

通过树脂吸附、离子交换、薄层层析、高效液相色谱系统等分离、纯化方法,从哈茨木霉(Trichoderm aharzianum)T2-16菌株发酵液中分离得到一种对豆科作物生长具促进作用的物质,通过质谱等方法鉴定为肽类物质。为探明该活性物质对豆科作物的促生机制,用该活性物质对豇豆种子浸种处理后,进行盆栽实验,通过对盆栽实验中根瘤结构与固氮活性变化的研究,结果显示,该活性物质可增加根瘤侵染组织的面积和根瘤细胞中类菌体的数量,降低根瘤细胞液泡化程度,促进根瘤中公共细胞周膜较多形成,加快类菌体的发育成熟,提高根瘤豆血红蛋白的含量,从而提高根瘤的固氮活性。     

用ESR方法研究大豆根瘤细胞和类菌体对环境的敏感性

用ＥＳＲ波谱方法研究了完整大豆根瘤里的根瘤细胞及根瘤细胞中的类菌体对环境的敏感性,分别比较了三种不同类型（快生,慢生,超慢生）的根瘤菌侵染所结的根瘤,测量了不同的发育时期和不同氧化时间ＥＳＲ波谱的变化,观察到根瘤细胞及根瘤内类菌体的豆血红蛋白和钼铁蛋白的ＥＳＲ波谱由氧化而产生的改变,表明了大豆根瘤细胞和根瘤内类苗体所处的状态以及对环境敏感性的不同。     

从吸收光谱的变化看H2O2对豆血红蛋白的定位损伤

豆血红蛋白（Ｌｂ）是一种含铁的蛋白质,在大豆（Ｇｌｙｃｉｎｅｍａｘ）的根瘤中含量很。从新鲜根瘤中提取制备的氧合豆血红蛋白（ＬｂＯ２,含二价铁的蛋白质）是Ｌｂ的活性形式。ＬｂＯ２在可见光区５７７ｎｍ和５４０ｎｍ有吸收峰,这两个峰与ＬｂＯ２中血红素（铁卟啉）的结构密切相关;另外,ＬｂＯ２在紫外区２８０ｎｍ处还有一个吸收峰,此峰与珠蛋白（ＬｂＯ２的蛋白质部分）的构象有关．ＬｂＯ２在一定浓度的Ｈ２Ｏ２作用下,可见光的特异吸收变化迅速,而紫外吸收相对稳定,因而推测Ｈ２Ｏ２对ＬｂＯ２的损伤是有着固定的位点,这个位点是在含二价铁的卟啉环上,而不在珠蛋白中．     

枸杞Lb14-3-3b基因的表达分析及转烟草研究

在宁夏枸杞(Lycium barbarum L.)品种宁杞1号花药发育差异蛋白质组学研究的基础上,克隆了一个花药发育相关基因Lb14-3-3b,证实该基因在花器官中优势表达。本试验进一步利用荧光定量PCR技术分析枸杞Lb14-3-3b基因在花药发育过程中不同时期的表达特征,并通过构建植物过表达载体Lb14-3-3b-pCambia1305. 1-35s,经根瘤农杆菌介导法转化模式植物烟草,探究该基因在植物生长发育中的功能。结果表明,在枸杞花药发育的各个时期,Lb14-3-3b都有表达,在花药二核花粉时期表达量最高。与野生型烟草相比,转Lb14-3-3b基因烟草生长发育迟缓,植株矮小,花器官畸变,花瓣缺少致使花型趋于四角化,雄蕊及花丝数目缺少且发育异常。推测枸杞Lb14-3-3b基因在烟草生长发育及花器官发育中起调控作用,研究结果为进一步探讨该基因在枸杞生长发育中的调控作用提供参考依据。     

根瘤蚜对不同抗性葡萄的选择性及葡萄根系挥发性物质的鉴定

为了探讨不同抗性水平砧木及品种对根瘤蚜吸引及驱避效应以及鉴定挥发性物质组分,采用离体根段培养法测定葡萄根瘤蚜Phylloxera viticola Fitch对砧木5BB,140Ru及栽培品种巨峰的选择性,发现根瘤蚜对栽培品种巨峰的根段具有很强的选择性,至接种后3 d,67.13％的根瘤蚜优先选择巨峰;而对5BB和140Ru的选择性却很差,分别有15.29％和17.58％的根瘤蚜选择5BB及140Ru。根瘤蚜在不同品种根段上的生长发育和繁殖也存在明显差异。对砧木5BB和巨峰根系的挥发性组分进行测定,发现2个品种挥发物独有组分数量均较高,巨峰独有组分为23个,占总成分数的48.94％,5BB的独有组分为32个,占总成分数的57.14％。5BB和巨峰的共有组分为24个,主要成分均为亚油酸甲酯和反油酸甲酯,但含量有所不同,其中,5BB以倍半萜类的丁香醇及脂肪酸甲酯类的亚油酸甲酯,反油酸甲酯,棕榈油酸甲酯含量较高,高于巨峰中相应物质含量的4.23%~6.46％,而巨峰以邻苯二甲酸二丁酯及胆甾烷含量较高,分别高于5BB相应组分含量的6.81％和1.07％。结果说明葡萄根瘤蚜对不同抗性水平砧木及品种确实存在不同的选择性,并且不同抗性水平的砧木及品种的挥发性物质存在显著差异。     

枸杞WRKY_2基因的克隆及组织表达分析

WRKY是调控果实发育的一类重要转录因子,在植物的生长发育调节、物质代谢调节等生理活动中发挥重要的作用。以宁夏枸杞果实为材料,利用RACE技术克隆枸杞WRKY基因,采用DNAMAN软件分析核酸和氨基酸序列,构建进化树;通过BLASTn和BLASTp进行相似性分析;采用ExPaSy的SOPMA和Phyre 2软件进行蛋白质二级结构预测与3D结构建模;利用qPCR方法检测Lb WRKY_2在果实发育不同时期、不同器官及不同组织的表达特性。结果显示:Lb WRKY_2基因(GenBank登录号为KU955318)开放阅读框1 055 bp,编码335个氨基酸。Lb WRKY_2蛋白二级结构预测发现不规则卷曲(random coil)结构所占比例最大,为43.28%;α螺旋(alpha helix)次之,比例为32.24%;延伸链结构(extended strand) 19.2%;β-转角(beta turn)最少,仅为5.28%。生物信息学分析显示Lb WRKY_2蛋白具有70个氨基酸残基组成的信号肽,与烟草(Nicotiana sylvestris XP 009798860.1)相似度74%、马铃薯(Solanum tuberosum XP 006339686.1)相似度74%、芝麻(Sesamum indicum XP 011093555.1)相似度48%。Real time QPCR结果显示,Lb WRKY_2在枸杞不同的器官中,表达存在差异,在花中的表达量达到最高值,且枸杞果实形成过程的每一阶段Lb WRKY_2都有表达,在果实发育第四阶段表达量最高;Lb WRKY_2在果实的不同组织中的表达量趋势为:果皮种子果肉,以上结果表明枸杞Lb WRKY_2调控枸杞果实生长发育。     

内蒙古锡林郭勒草原不同固氮植物的固氮酶活性季节变化

 本文对内蒙古锡林郭勒典型草原栗钙土地带8种植物根瘤固氮酶活性的季节变化进行了测定。结果表明：1．不同种植物固氮酶活性表现了明显的季节性变化,夏季最高,平均值达到529.6n·mol C2H4／min·g,秋季较低,而春季只有夏季的10%左右。2．不同种植物,其根瘤固氮酶活性变化有不同的特点,杂花苜蓿是8种植物中固氮酶活性一直最高的,而小叶锦鸡儿与沙棘在8种植物中根瘤固氮酶活性一直较低,扁蓿豆,沙打旺前期较低,后期相对较高。3．同种植物在不同季节固氮酶活性表现了明显差别。     

中国帕米尔高原根瘤菌-豆科植物共生资源调查

对帕米尔高原进行了根瘤菌——豆科植物共生资源的调查与收集,分析了根瘤的特征和根瘤菌的抗逆性。共采集到11属22种豆科植物,除菜豆、昆仑锦鸡儿、豇豆和白花草木樨等4种豆科植物未见结瘤外,其它豆科植物均能结瘤,其中帕米尔扁蓿豆、美丽棘豆、毛序棘豆、金毛脬萼黄芪等4种为新发现的结瘤豆科植物。共收集到8属18种豆科植物的根瘤样品250份,发现根瘤数量相对较少,颜色以白色或褐色为多,形状多样,多着生于主根、侧根的上部。通过对109株根瘤菌的抗逆性分析,获得一些具有耐低温和耐盐碱能力的优良菌株。