低磷胁迫下油菜幼苗叶片蛋白酶二维酶谱分析

为探讨低磷胁迫对油菜(Brassica napus)幼苗叶片蛋白酶二维酶谱的影响,以低磷胁迫下的甘蓝型油菜鼎油杂４号为试材,采用优化的非变性双向电泳技术结合蛋白酶谱检测技术获得清晰的蛋白酶分离图谱,通过图像分析获得磷胁迫下油菜叶片蛋白酶差异表达图谱。结果显示,低磷胁迫下共有6个油菜叶片蛋白酶点表达水平具有显著差异(表达量差异在2倍以上),其中3个表达水平显著上调,3个表达水平显著下调。结果提示有不同的油菜叶片蛋白酶类参与到油菜抗(耐)低磷的应答途径中,为进一步解析不同蛋白酶(同工酶)响应低磷胁迫研究打下基础。文中基于非变性等电聚焦的二维酶谱方法亦为其他逆境胁迫下不同蛋白酶及其同工酶二维酶谱响应研究提供技术参考。     

植物天冬氨酸蛋白酶的结构与功能

天冬氨酸蛋白酶是主要的蛋白水解酶之一,广泛存在于细菌、真菌、动物和植物中。近年来,对植物天冬氨酸蛋白酶的结构及功能研究有了一些进展。本文简要总结了植物天冬氨酸蛋白酶的结构,典型的植物天冬氨酸蛋白酶的加工产生成熟过程,植物天冬氨酸蛋白酶在植物生物胁迫、非生物胁迫、种子萌发、有性生殖过程及植物衰老等方面的功能。     

水杨酸对高温强光下小麦叶绿体蛋白酶Deg5和PSⅡ功能的调节作用

以小麦(Triticum aestivum)矮抗58为材料,采用0.1mmol/L的外源水杨酸(SA)处理小麦叶片,以清水为对照,通过Western blotting蛋白质印记技术和叶绿素荧光分析,研究了高温强光胁迫(38℃和1600μmol m-2s-1)对小麦叶绿体Deg5蛋白酶、D1蛋白和叶绿素荧光参数的影响及SA的调节作用。结果表明,高温强光胁迫导致小麦叶绿体Deg5蛋白酶、D1蛋白含量和PSⅡ最大光能转化效率(Fv/Fm)降低,原初荧光(Fo)升高。和对照相比,外源SA处理可维持较高的Deg5蛋白酶、D1蛋白、Fv/Fm水平和较低的Fo。说明外源水杨酸可减轻高温强光对Deg5蛋白酶和D1蛋白的损伤,维持较强的PSⅡ功能。     

亚致死浓度吡虫啉和毒死蜱对柑橘木虱成虫组织蛋白酶基因表达的影响

昆虫组织蛋白酶属于多功能酶系,在昆虫生命活动中具有重要作用,但昆虫组织蛋白酶对化学农药的响应却鲜有报道。吡虫啉和毒死蜱是目前防治柑橘木虱Diaphorina citri常用的化学药剂。本研究旨在探究吡虫啉和毒死蜱亚致死浓度处理对柑橘木虱成虫组织蛋白酶基因表达的影响。本研究基于柑橘木虱的转录组数据库,同时结合NCBI数据库,通过Blast比对鉴定得到8个柑橘木虱组织蛋白酶基因,序列分析得出其均属于半胱氨酸蛋白酶家族且含有保守的组氨酸活性位点。研究采用浸叶法处理得到经吡虫啉和毒死蜱处理24 h对柑橘木虱成虫的致死中浓度LC50分别为97.88 mg/L和47.94 mg/L。采用荧光定量PCR（qPCR）分析这两种药剂亚致死浓度（LC20和LC50）胁迫下柑橘木虱成虫组织蛋白酶基因表达水平变化。结果表明吡虫啉胁迫显著下调柑橘木虱DcCath-B,DcCath-F,DcCath-L和DcCath-L1基因表达量;毒死蜱LC20浓度胁迫显著下调柑橘木虱DcCath-B,DcCath-L和DcCath-W基因表达量,LC50浓度胁迫下仅DcCath-B表达量显著下调,其他基因表达无明显差异。以上结果表明吡虫啉和毒死蜱亚致死浓度胁迫下,柑橘木虱成虫下调表达体内部分组织蛋白酶基因以响应此逆境。本研究为探索亚致死浓度吡虫啉和毒死蜱对柑橘木虱的毒理机制提供了一定的理论依据。     

Deg2蛋白酶在拟南芥光损伤D1降解及光保护中的作用

已有研究表明叶绿体内有200种蛋白酶,然而,多数蛋白酶的作用机制尚不清楚,尤其哪些蛋白酶参与了D1蛋白周转.其中Deg2蛋白酶体外实验证明,其参与了光损伤D1蛋白的的初步剪切.为了进一步研究Deg2蛋白酶在植物体内的作用机制,我们筛选了拟南芥Deg2蛋白酶功能缺陷型突变体.在120 μmol·m-2·s-1光照生长条件下,deg2突变体与野生型的生长曲线基本一致;在进一步的高光胁迫(1 800 μmol·m-2·s-1)处理及相同的光胁迫处理条件下,无论林可霉素存在与否,突变体PSⅡ的最大光化学效率(Fv/Fm)都和野生型没有区别;利用蛋白免疫印迹实验同样证明了光损伤D1蛋白的降解速度在deg2突变体和野生型之间也没有明显区别.我们认为Deg2蛋白酶在光抑制情况下对于光损伤D1蛋白的降解以及PSⅡ的修复不是必需的.     

逆境条件下小麦种子活力与种子萌发相关酶活性及其基因表达的关系

分析不同基因型小麦品种逆境萌发过程中种子萌发相关酶活性及基因表达差异,明确在逆境条件下,种子活力与种子萌发相关酶活性及基因表达量的关系.通过标准发芽试验和逆境(冷浸、人工老化、干旱胁迫)发芽试验,测定4个小麦品种种子活力、萌发过程中可溶性总糖和可溶性蛋白含量、α-淀粉酶活性、半胱氨酸蛋白酶活性及相关基因表达量.结果表明:干旱、人工老化和冷浸胁迫3种逆境对种子活力都有一定影响.不同萌发条件下,可溶性总糖含量呈现先小幅度升高后小幅度降低再迅速升高的趋势;而可溶性蛋白含量随着萌发时间的延长呈现逐渐下降的趋势.α-淀粉酶活性整体呈现逐渐升高的趋势,但在冷浸胁迫处理后,豫农949和轮选061的α-淀粉酶活性在萌发60 h后出现下降.半胱氨酸蛋白酶活性整体呈先降低后升高的趋势,但在干旱胁迫条件下,豫农949、豫麦49-198和轮选061的半胱氨酸蛋白酶活性呈现先升高后降低再升高的趋势.不同逆境萌发条件下,α-AMY(α-淀粉酶基因)表达量整体呈先上升后下降的趋势.冷浸胁迫处理后,轮选061的α-AMY表达量高于对照,在其他逆境萌发条件下,4个品种的α-AMY表达量均低于对照;人工老化处理后,长4738的CP(半胱氨酸蛋白酶基因)表达量与对照差异不显著,在其他逆境萌发条件下,4个品种的CP表达量均高于对照.种子萌发期间,不同萌发条件下α-淀粉酶和半胱氨酸蛋白酶活性与其基因表达并没有直接关系,α-淀粉酶活性与可溶性总糖含量达到显著正相关,半胱氨酸蛋白酶活性与可溶性蛋白含量的相关性不显著.在标准发芽条件下,α-淀粉酶活性与活力指数呈显著正相关,而在逆境萌发过程中,其相关性不显著.冷浸胁迫处理后,半胱氨酸蛋白酶活性与活力指数呈显著正相关,但在标准发芽、干旱胁迫、人工老化处理后,其相关性不显著.     

植物蛋白酶研究进展

蛋白酶广泛存在于植物体内,是植物生长发育必不可少的.主要综述了各种蛋白酶在种子贮藏蛋白的沉积和降解、植物对外界的胁迫响应、植物衰老和PCD过程的重要作用及相关研究进展.并对蛋白酶体途径进行了简要介绍.     

响应植物逆境胁迫的线粒体蛋白研究进展

线粒体是真核细胞的重要细胞器,在植物生长发育以及植物对逆境胁迫的响应方面起着重要的作用。除了线粒体呼吸系统蛋白如线粒体电子传递链(mETC)复合物、交替氧化酶(AOX)和解偶联蛋白(UCP),越来越多的线粒体蛋白如PPR、线粒体热激蛋白(HSC)、一氧化氮合酶相关蛋白(NOA)等被报道参与植物对逆境胁迫的调控过程。本文依次综述了参与植物逆境胁迫的呼吸系统蛋白、PPR蛋白、谷胱甘肽和谷氨酸蛋白酶类蛋白、分子伴侣相关蛋白等线粒体蛋白,并阐述了线粒体蛋白参与的胁迫种类及其分子调控的初步机制,为进一步揭示线粒体蛋白调控植物逆境胁迫的分子机制提供参考。     

蛋白酶分泌菌对重金属胁迫的反应

本文研究了Pb、zn、cu和Cd对3种蛋白酶产生菌:碱性地衣芽孢杆菌2709(Bacilluslicheniformis 2709)、中性枯草杆菌1.398(Bacillus subtilis1.398)和酸性宇佐美曲霉537(Aspergillususamii 537)生长及其酶活性的影响,并采用生长抑制皿分析(GIPA)方法针对3种菌株在Pb、zn、Cu、Cd不同胁迫浓度下的生长量进行打分,分析其耐性与抗性指标(MTC与MIC).结果表明4种重金属在超过一定临界浓度后,对3种菌株的生长和蛋白酶活性均产生了较大的抑制作用.碱性蛋白酶对4种重金属均具有较大的适应性,其次是中性蛋白酶对Zn和Cd具有一定的适应性.而酸性蛋白酶对4种重金属均表现出被抑制状态.3种菌株对Pb和Zn耐性与抗性最高(2.0 mmol/L～6.0 mmol/L),其次是对Cd也具有一定的抗性(0.5 mmol/L～0.75 mmol/L).     

蛋白酶分泌菌对重金属胁迫的反应

本文研究了Pb、Zn、Cu和Cd对3种蛋白酶产生菌：碱性地衣芽孢杆菌2709(Bacillus licheniformis 2709)、中性枯草杆菌1.398(Bacillus subtilis1.398)和酸性宇佐美曲霉537(Aspergillus usamii 537)生长及其酶活性的影响, 并采用生长抑制皿分析(GIPA)方法针对3种菌株在Pb、Zn、Cu、Cd不同胁迫浓度下的生长量进行打分, 分析其耐性与抗性指标(MTC与MIC)。结果表明4种重金属在超过一定临界浓度后, 对3种菌株的生长和蛋白酶活性均产生了较大的抑制作用。碱性蛋白酶对4种重金属均具有较大的适应性, 其次是中性蛋白酶对Zn和Cd具有一定的适应性, 而酸性蛋白酶对4种重金属均表现出被抑制状态。3种菌株对Pb和Zn耐性与抗性最高(2.0 mmol/L~6.0 mmol/L), 其次是对Cd也具有一定的抗性(0.5 mmol/L~0.75 mmol/L)。     

小麦一个新BBI型蛋白酶抑制剂基因TaUES的克隆及初步分析

根据小麦基因表达芯片结果,以山融3号小麦叶片为试验材料,克隆获得在盐胁迫处理24 h时表达显著提高的基因TaUES(up-regulated expression under saline-stress in wheat,ID:KC408382)。序列分析显示,TaUES编码一个富含半胱氨酸的97个氨基酸的多肽,该多肽含有1个BowB结构域和10个保守的半胱氨酸残基;与小麦或其他物种BBI型蛋白酶抑制剂氨基酸序列具有较高的同源性。推测TaUES是小麦中一种新的BBI型蛋白酶抑制剂基因。基因表达分析表明,TaUES基因参与盐和干旱胁迫应答。异源过表达转基因功能初步分析表明,过表达TaUES转基因烟草后代株系耐盐性提高。     

重金属Cd胁迫对红树蚬的抗氧化酶、消化酶活性和MDA含量的影响

摘要：本文在实验室条件下,观测不同Cd胁迫处理（时间和水平）对红树蚬（Geloina coaxans (Gmelin)）的胃组织中超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性、丙二醛(MDA)含量,及淀粉酶、脂肪酶和蛋白酶等3种消化酶活性的影响效应。结果表明,高浓度组（4.00 mg?L-1和8.00 mg?L-1）在较短的暴露时间即出现SOD 活性显著诱导,而低浓度组则需要更长的暴露时间。所有处理组的CAT活性均先受诱导而后抑制,但去除胁迫后低浓度组活性上升,高浓度组则持续下降。低浓度处理组在胁迫初期MDA含量上升,但随后下降至较低水平;高浓度处理组MDA含量上升稍为滞后,但随后上升至较高水平。在消化酶方面,Cd对红树蚬胃组织淀粉酶的影响基本上表现为抑制;在胁迫初期脂肪酶活性受到显著诱导,随着胁迫时间延长酶活性则下降,同时胁迫解除后不同程度恢复;对蛋白酶的影响效应规律性不明显。显著的效应-剂量间相关关系存在于特定时间的SOD活性（1d）,CAT、淀粉酶活性和MDA含量（7d和恢复6d）。本文还探讨了这些指标作为生物标记物应用于监测海洋重金属污染的可能性。 关键词：红树林;红树蚬;Cd胁迫;消化酶;抗氧化酶;脂质过氧化     

豆梨半胱氨酸蛋白酶抑制剂基因的克隆及胁迫表达

采用RT-PCR结合RACE技术,从中国梨砧木——豆梨成熟种子中克隆获得豆梨半胱氨酸蛋白酶抑制剂基因(PcCPI)的cDNA全长序列,并通过半定量RT-PCR分析不同胁迫处理对该基因表达水平的影响.结果表明:(1)PcCPIcDNA序列长度为980 bp,开放阅读框78~812 bp,编码的多肽由信号肽(29个氨基酸)和成熟肽(216个氨基酸)组成,具有3个植物半胱氨酸蛋白酶抑制剂基因家族的高保守特征序列模式——LARFAVQEHN、QX-VXG和YQAKVWVKPW.(2)该蛋白与蔷薇科植物的CPI蛋白处于系统发育树的同一分支,且与苹果CPI蛋白的一致性最高(95.9%).(3)半定量RT-PCR结果显示:PcCPI基因在豆梨叶片中为诱导型表达,在人工模拟逆境条件下(包括喷施50μmol/L MeJA或100μmol/L ABA、刀片2次机械损伤2、00 mmol/L NaCl胁迫、4℃低温或30℃高温胁迫)处理4 h后,豆梨叶片中PcCPI基因表达量明显上升,表明该基因参与了豆梨对生物或非生物胁迫的防御机制.     

环链棒束孢IcHsp104与IcHsp78的克隆及在不同胁迫条件下的表达检测

[背景]环链棒束孢(Isaria cateinannulata)是一种重要的虫生真菌,许多环境因子的胁迫作用影响了该菌在田间的生防效果.[目的]热休克蛋白酪蛋白溶解蛋白酶(Heat Shock Protein Casein Lytic Proteinase,Hsp100/Clp)是一类 ATP 依赖型 Hsp100家族...     

植物天冬氨酸蛋白酶的研究进展

天冬氨酸蛋白酶是四大类蛋白水解酶之一,广泛存在于多种生物中,参与了很多重要的生理过程。相对于其他生物而言,对植物天冬氨酸蛋白酶的研究相对滞后。自20世纪末以来,这一领域的工作取得了重大进展。经典的植物天冬氨酸蛋白酶除了具有保守的蛋白酶结构域外还有一段植物特有的插入片段;在动植物分离之后,植物天冬氨酸蛋白酶基因家族进行了大规模的扩增;该类蛋白酶在植物的整个生长发育过程中发挥重要的功能,尤其是胁迫反应、有性生殖、衰老和程序性死亡以及蛋白质的加工和降解。对近些年植物天冬氨酸蛋白酶的研究进展进行综述,并对其未来的发展进行展望。     

甜荞木瓜类半胱氨酸蛋白酶基因FeRD21的克隆与表达分析

该研究以旱区小杂粮作物甜荞(Fagopyrum esculentum)为材料,采用同源克隆、RACE技术和实时荧光定量RT-PCR方法,对其半胱氨酸蛋白酶基因(FeRD21)进行了分离和表达分析。结果表明:(1)FeRD21基因cDNA全长1 750bp,包含1个1 407bp的完整开放阅读框,编码468个氨基酸。(2)蛋白序列比对发现,甜荞FeRD21全酶包括信号肽、N末端自主抑制前体区域、蛋白酶、脯氨酸富含结构域和C末端颗粒体蛋白结构域,同时,其蛋白酶结构域包含1个木瓜类蛋白酶家族保守的催化三连体活性位点:Cys168-His304-Asn324。(3)分子系统发生分析证实,其与拟南芥的RD21一致性最高,属类RD21半胱氨酸蛋白酶类。(4)基因表达分析表明,FeRD21能被干旱、高盐、ABA和衰老胁迫诱导。     

泛素化结合酶E2抑制剂对草菇15 ℃保鲜的影响

为了改进草菇低温保鲜方法,在15 ℃贮藏条件下,采用泛素化结合酶E2 (UBEV2)抑制剂对草菇子实体进行处理,并开展相关生理指标和基因表达检测。结果表明,使用100 μmol/L的UBEV2抑制剂L345-0044维持了草菇较好的品质,提高了草菇可溶性糖的含量。低温明显提升抑制剂处理下的碱性蛋白酶和中性蛋白酶活力,并证实了低温胁迫显著提高了抑制剂处理下的一种类型蛋白酶肽基赖氨酸金属内肽酶的表达。本研究证实了草菇可溶性糖和高活性的冷诱导金属内肽酶对于延长草菇的低温保鲜时间是必须的。     

沙葱萤叶甲丝氨酸蛋白酶基因GdSP的克隆及对温度胁迫的响应

【目的】丝氨酸蛋白酶(serine protease,SP)是一类以丝氨酸为活性中心的重要的蛋白水解酶。本研究旨在克隆获得沙葱萤叶甲Galeruca daurica丝氨酸蛋白酶基因,分析其对温度胁迫的响应,以期为进一步揭示沙葱萤叶甲耐温性的调控机制及其他生理功能奠定基础。【方法】根据沙葱萤叶甲2龄幼虫转录组数据,采用RACE技术克隆得到沙葱萤叶甲丝氨酸蛋白酶基因的cDNA全长序列,并进行生物信息学分析;应用qPCR技术检测其在不同温度(-10,-5,0,5,25和35℃)下处理1 h后及25℃下恢复30 min后在沙葱萤叶甲2龄幼虫中的表达量变化。【结果】自沙葱萤叶甲克隆获得一个丝氨酸蛋白酶基因,命名为GdSP(GenBank登录号:MG797556)。该基因全长1 110 bp,开放阅读框969 bp,编码322个氨基酸;蛋白预测分子量35.41 kD,等电点5.61;编码蛋白具有丝氨酸蛋白酶的典型特征,具有一个跨膜结构,无信号肽。同源序列比对和系统发育分析表明,GdSP与光肩星天牛Anoplophora glabripennis SP的同源性最高,氨基酸序列一致性为30.53%。qPCR测定结果表明,不同温度处理间2龄幼虫中GdSP表达量差异不显著,但对各高低温(-10℃除外)胁迫处理回温后GdSP表达量显著上升。【结论】快速冷驯化对沙葱萤叶甲丝氨酸蛋白酶基因表达无显著影响,而回温可诱导其上调表达。     

甜荞木瓜类半胱氨酸蛋白酶基因FeRD21的克隆与表达分析（英文）

该研究以旱区小杂粮作物甜荞(Fagopyrum esculentum)为材料,采用同源克隆、RACE技术和实时荧光定量RT-PCR方法,对其半胱氨酸蛋白酶基因(FeRD21)进行了分离和表达分析。结果表明:(1)FeRD21基因cDNA全长1 750bp,包含1个1 407bp的完整开放阅读框,编码468个氨基酸。(2)蛋白序列比对发现,甜荞FeRD21全酶包括信号肽、N末端自主抑制前体区域、蛋白酶、脯氨酸富含结构域和C末端颗粒体蛋白结构域,同时,其蛋白酶结构域包含1个木瓜类蛋白酶家族保守的催化三连体活性位点:Cys168-His304-Asn324。(3)分子系统发生分析证实,其与拟南芥的RD21一致性最高,属类RD21半胱氨酸蛋白酶类。(4)基因表达分析表明,FeRD21能被干旱、高盐、ABA和衰老胁迫诱导。     

百子莲ApSPI基因原核表达及其重组菌的抗逆性研究

丝氨酸蛋白酶抑制剂(Serine Protease Inhibitor,SPI)通过抑制靶蛋白活性参与调节内源蛋白平衡,并在植物发育、防御机制中发挥重要作用。该研究利用RACE技术克隆获得百子莲(Agapanthus praecox ssp.orientalis)ApSPI基因全长序列,构建了E.coli Transetta(pET-32a-ApSPI)重组菌株,并检测重组菌株在不同非生物胁迫下的耐受性。结果显示:(1)ApSPI基因全长为652 bp,开放阅读框为366 bp,编码122个氨基酸。(2)ApSPI蛋白含有一个N端信号肽和一个典型的Kazal结构域,是一种Kazal型丝氨酸蛋白酶抑制剂。重组蛋白最佳诱导温度为37℃,诱导时间6 h,IPTG浓度为0.1 mmol·L~(-1),且主要以可溶性形式存在。(3)重组菌非生物胁迫耐受性研究发现,重组菌Transetta(pET-32a-ApSPI)对NaCl(200～400 mmol·L~(-1))、KCl(200～400 mmol·L~(-1))和PEG6000(5%)的耐受性明显高于对照菌株Transetta(pET-32a)。研究表明,过表达ApSPI蛋白增强了大肠杆菌对盐、干旱胁迫的抗性,为进一步研究ApSPI在植物抗逆中的作用奠定了基础。