杨树HDA902基因在低温胁迫应答反应中的功能

组蛋白去乙酰化酶在植物非生物胁迫应答反应中具有重要的调控作用。利用RT-PCR的方法从毛果杨中克隆了组蛋白去乙酰化酶基因HDA902。利用农杆菌介导法将其遗传转化到烟草中,并对转基因植株进行低温耐受性分析。研究结果表明,HDA902在烟草中的表达显著提高了转基因株系对低温的耐受性。叶片NBT和DAB染色结果表明,在低温处理后转基因烟草比野生型烟草产生较少的活性氧。丙二醛和脯氨酸含量测定结果表明,在低温条件下,转基因烟草叶片的脯氨酸含量显著高于野生型烟草,而丙二醛含量显著低于野生型烟草。这些研究结果表明,HDA902参与低温胁迫应答反应,其过量表达提高了植株耐低温的能力。     

植物磷胁迫蛋白和铁胁迫蛋白研究进展

综述了近十年来国内外有关研究植物磷胁迫蛋白和铁胁迫蛋白的文献。着重阐述了磷胁迫和铁胁迫条件下的植物蛋白质变化,如新的蛋白和新的多肽的特异产生,以及相关的分子生物学进展。     

中介体复合物在植物非生物胁迫应答中的功能

中介体复合物作为真核生物转录机器中的重要共激活子,起着连接RNA聚合酶II和不同转录因子从而调节基因转录的作用。当植物遭遇各种非生物胁迫时,中介体复合物通过整合胁迫信号并激活或抑制靶基因的表达,进而帮助植物适应环境胁迫。本文总结了植物中介体复合物的发现,及其在干旱、盐、极端温度下的功能及调节机制,并探讨了中介体复合体的未来研究方向,有助于理解中介体复合物在非生物胁迫应答中的重要功能。     

microRNA在植物逆境胁迫应答中的作用

逆境胁迫严重影响着全世界范围内的作物产量。为减少逆境胁迫损伤,植物在长期的进化过程中形成了多级别（转录、转录后和翻译、翻译后）的基因表达调控应答机制。最近研究发现,内源microRNA（miRNA）在植物逆境胁迫应答中具有重要的调节作用。在逆境胁迫发生时,一些miRNA会表达上调,而另一些miRNA会表达下调;miRNA正是通过下调胁迫应答过程的负调节子靶基因和上调胁迫应答过程中的正调节子靶基因,来执行生理调控功能。通过综述miRNA在植物逆境应答中的作用,以期全面的了解逆境胁迫调控网络。     

白藜芦醇合成酶基因在基因工程中的应用及功能研究进展

白藜芦醇合成酶(Resveratrol synthase,RS)是白藜芦醇(Resveratrol,Res)合成途径中的关键酶。以往研究报道,RS基因已在多种植物和微生物中进行了转化和表达,并在植物的代谢及调控等方面发挥生物学作用。文中主要围绕RS基因对植物的转化,及异源表达后植物体内代谢产物的变化,转RS基因对植物抗病原菌活性、抗自由基活性和生长发育的影响,以及利用RS基因在微生物中生产Res的相关进展进行了综述。并对RS基因在生物工程方面的应用前景进行展望。     

硫腺苷甲硫氨酸合成酶基因的克隆及其在盐胁迫条件下的不同表达

硫腺苷甲硫氨酸作为甲基供体在转甲基反应中起到重要作用。为了解硫腺苷甲硫氨酸在盐地碱蓬(Suaeda salsa (L.) Pall)耐盐中的作用,我们对可能编码硫腺苷甲硫氨酸合成酶的基因(SsSAMS2)进行了分析.该基因在经400mmol/L NaCl处理的盐地碱蓬地上部分的λ-Zap cDNA文库中克隆到,其播入片段全长1531bp,包含一个395个氨基酸的开放阅读框架,该基因推断的分子量约为43kD.SsSAMS2与长春花(Catharanthus roseus)的SAMS2在氨基酸水平上的一致性为93%.Southern杂交显示,SsSAMS2在盐地碱蓬基因组中可能是两个拷贝.Northern分析显示硫腺苷甲硫氨酸合成酶基因受NaCl等胁迫的正调控.酶活性检测表明,NaCl胁迫条件下该酶活性增强.     

乙烯在植物应答水分胁迫和病原菌浸染中的作用

文章介绍乙烯在植物应答水分胁迫及病原菌侵染中作用的研究进展。     

玉米棉子糖合成酶(ZmRAFS)基因响应干旱胁迫的转录调控研究

玉米棉子糖合成酶基因ZmRAFS受干旱诱导表达,但其响应干旱的表达调控机理仍不清楚.本研究通过RNA-seq数据分析及相关实验,发现转录因子ZmHB7在玉米幼苗中响应干旱和ABA处理.通过PCR方法克隆了ZmHB7编码区片段,并构建了其原核表达载体和植物表达载体.体外诱导ZmHB7蛋白表达,纯化回收并制备相应抗体.We...     

miR398在植物逆境胁迫应答中的作用

MicroRNA (miRNA)是一类新型的调控基因表达的小分子RNA, 它作为基因表达的负调控因子, 在转录后水平调节靶基因的表达。miRNA参与调控植物的生长发育, 并在多种非生物与生物胁迫响应中发挥重要作用。miR398是第一个被报道的受氧化胁迫负调控的miRNA。它通过负调控其靶基因Cu/Zn过氧化物歧化酶(Cu/Zn-superoxide dismutase, CSD)的表达, 在多种逆境胁迫响应中扮演重要角色, 如调节铜代谢平衡, 应答重金属、蔗糖、臭氧等非生物胁迫, 以及参与应答生物胁迫等。文章综述了miR398在多种逆境胁迫响应中重要的调节作用及miR398自身的转录调控。     

逆境诱导水稻谷胱甘肽合成酶基因的表达研究

用RACE方法获得了全长的水稻谷胱甘肽合成酶(GS)基因的cDNA,并命名为OsGS(GeneBankaccession No.:AY453405)。该cDNA全长1 892 bp,编码一个由540个氨基酸组成的多肽,预测其氨基端(N端)含有一段定位叶绿体的信号肽。比较水稻基因组定位结果表明OsGS基因位于水稻12号染色体短臂上,转录区全长6 321 bp,由12个外显子和11个内含子组成。通过RT-PCR对OsGS在水稻正常生长条件和逆境条件下的表达进行了研究。结果表明,在正常生长条件下,OsGS在水稻幼苗的根和叶以及抽穗期水稻的根中表达;但不在抽穗期水稻的叶、茎和幼穗中表达,这显示OsGS在水稻中的表达具有发育和组织特异性。利用抽穗期水稻的叶片为材料,经高温、干旱和重金属逆境处理后,OsGS在抽穗期叶片中的转录被诱导表达;而在盐、低温、伤害逆境下则不被诱导。在轻度和中度干旱胁迫4 h后OsGS基因可被诱导表达。外源ABA处理也能够提高OsGS的转录水平,这显示OsGS可能是依赖ABA信号途径的环境胁迫诱导基因。     

The Analysis of Arabidopsis Nicotianamine Synthase Mutants Reveals Functions for Nicotianamine in Seed Iron Loading and Iron Deficiency Responses

Nicotianamine chelates and transports micronutrient metal ions in plants. It has been speculated that nicotianamine is involved in seed loading with micronutrients. A tomato (Solanum lycopersicum) mutant (chloronerva) and a tobacco (Nicotiana tabacum) transgenic line have been utilized to analyze the effects of nicotianamine loss. These mutants showed early leaf chlorosis and had sterile flowers. Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) has four NICOTIANAMINE SYNTHASE (NAS) genes. We constructed two quadruple nas mutants: one had full loss of NAS function, was sterile, and showed a chloronerva-like phenotype (nas4x-2); another mutant, with intermediate phenotype (nas4x-1), developed chlorotic leaves, which became severe upon transition from the vegetative to the reproductive phase and upon iron (Fe) deficiency. Residual nicotianamine levels were sufficient to sustain the life cycle. Therefore, the nas4x-1 mutant enabled us to study late nicotianamine functions. This mutant had no detectable nicotianamine in rosette leaves of the reproductive stage but low nicotianamine levels in vegetative rosette leaves and seeds. Fe accumulated in the rosette leaves, while less Fe was present in flowers and seeds. Leaves, roots, and flowers showed symptoms of Fe deficiency, whereas leaves also showed signs of sufficient Fe supply, as revealed by molecular-physiological analysis. The mutant was not able to fully mobilize Fe to sustain Fe supply of flowers and seeds in the normal way. Thus, nicotianamine is needed for correct supply of seeds with Fe. These results are fundamental for plant manipulation approaches to modify Fe homeostasis regulation through alterations of NAS genes.     

植物蔗糖合酶的结构、功能及应用

蔗糖合酶（Sucrose synthase, EC 2.4.1.13, SuS）是植物中广泛存在的一种糖基转移酶,能催化蔗糖的分解及合成反应,是叶片光合作用产物蔗糖进入各种代谢途径所必需的关键酶之一,在植物的生长发育过程中发挥着至关重要的作用．近年研究表明,蔗糖合酶不仅在植物淀粉合成、提高植株抗逆性和影响植株生长等方面扮演着重要的角色,也能为机体提供核苷单糖供体,而这个特性也使得蔗糖合酶基因可以作为一个催化成分被用于核苷单糖的生物合成,具有广泛的应用前景．本文对蔗糖合酶家族基因的染色体定位及功能、蔗糖合酶的结构及亚细胞定位,以及其所具有的生物学功能进行了综述,旨在为蔗糖合酶的进一步研究奠定理论基础．     

Analysis of Upstream Region of Nicotianamine Synthase Gene from Arabidopsis thaliana: Presence of Putative ERE-like Sequence

Nicotianamine (NA) is present in all plants so far examined, and is thought to chelate transition metal ions. Previously, we isolated three nicotianamine synthase (NAS) genes of Arabidopsis thaliana (AtNAS1, 2, and 3) and showed that each NAS gene is differentially expressed. Deletion analysis of the 5' flanking region of AtNAS3 found a putative ethylene-responsive sequence, ATTTTCAAA.     

植物肌醇半乳糖苷合酶的生理功能和调控机制

植物肌醇半乳糖苷合酶（galactinol synthase, GolS）是高等植物棉子糖类寡糖合成途径中的关键酶,为棉子糖系列寡糖提供活化的半乳糖基,调控植物体内棉子糖（raffinose, RFO）系列寡糖的生物合成与积累。编码该酶的基因属于糖基转移酶（glycosyltransferases, GTs）GT8基因家族的亚家族。GolS参与合成的最终产物棉子糖家族低聚糖（raffinose family oligosaccharides,RFOs）是植物中重要的碳水化合物存在形式,在细胞内可溶性强,可作为脱水保护剂;还能发挥稳定膜结构的作用。同时,GolS催化合成的直接产物肌醇半乳糖苷（galactinol）和RFOs都能作为羟基自由基捕获分子参与活性氧的清除。因此,GolS参与的代谢途径在植物碳同化物的贮存与运输、生物和非生物逆境响应、种子的脱水效应等生命过程中均发挥了重要作用。GolS基因结构差异与表达模式不同,导致不同GolS基因参与的生物学功能具有很大的差异。研究植物中不同GolS基因的结构特征,组织特异性表达特性及它们响应不同生长发育阶段、环境变化的表达特性,对了解GolS参与的生物学功能具有重要意义。同时,在分子生物学水平上,深入了解调控植物GolS基因的分子调控机制,为通过遗传工程或分子辅助育种等手段,利用GolS改良农林作物的经济性状提供理论支持。本文针对近年来植物中GolS基因的生理功能和调控机制的研究进行了综述。     

植物肌醇半乳糖苷合酶的生理功能和调控机制

植物肌醇半乳糖苷合酶（galactinol synthase, GolS）是高等植物棉子糖类寡糖合成途径中的关键酶,为棉子糖系列寡糖提供活化的半乳糖基,调控植物体内棉子糖（raffinose, RFO）系列寡糖的生物合成与积累。编码该酶的基因属于糖基转移酶（glycosyltransferases, GTs）GT8基因家族的亚家族。GolS参与合成的最终产物棉子糖家族低聚糖（raffinose family oligosaccharides,RFOs）是植物中重要的碳水化合物存在形式,在细胞内可溶性强,可作为脱水保护剂;还能发挥稳定膜结构的作用。同时,GolS催化合成的直接产物肌醇半乳糖苷（galactinol）和RFOs都能作为羟基自由基捕获分子参与活性氧的清除。因此,GolS参与的代谢途径在植物碳同化物的贮存与运输、生物和非生物逆境响应、种子的脱水效应等生命过程中均发挥了重要作用。GolS基因结构差异与表达模式不同,导致不同GolS基因参与的生物学功能具有很大的差异。研究植物中不同GolS基因的结构特征,组织特异性表达特性及它们响应不同生长发育阶段、环境变化的表达特性,对了解GolS参与的生物学功能具有重要意义。同时,在分子生物学水平上,深入了解调控植物GolS基因的分子调控机制,为通过遗传工程或分子辅助育种等手段,利用GolS改良农林作物的经济性状提供理论支持。本文针对近年来植物中GolS基因的生理功能和调控机制的研究进行了综述。     

Nicotianamine,a Novel Enhancer of Rice Iron Bioavailability to Humans

Background

Polished rice is a staple food for over 50% of the world''s population, but contains little bioavailable iron (Fe) to meet human needs. Thus, biofortifying the rice grain with novel promoters or enhancers of Fe utilization would be one of the most effective strategies to prevent the high prevalence of Fe deficiency and iron deficiency anemia in the developing world.

Methodology/Principal Findings

We transformed an elite rice line cultivated in Southern China with the rice nicotianamine synthase gene (OsNAS1) fused to a rice glutelin promoter. Endosperm overexpression of OsNAS1 resulted in a significant increase in nicotianamine (NA) concentrations in both unpolished and polished grain. Bioavailability of Fe from the high NA grain, as measured by ferritin synthesis in an in vitro Caco-2 cell model that simulates the human digestive system, was twice as much as that of the control line. When added at 1∶1 molar ratio to ferrous Fe in the cell system, NA was twice as effective when compared to ascorbic acid (one of the most potent known enhancers of Fe bioavailability) in promoting more ferritin synthesis.

Conclusions

Our data demonstrated that NA is a novel and effective promoter of iron utilization. Biofortifying polished rice with this compound has great potential in combating global human iron deficiency in people dependent on rice for their sustenance.     

茶树黄酮醇合成酶基因的克隆与原核表达

本研究采用EST测序技术和RT-PCR技术,获得了一个茶树茶多酚代谢中的重要基因--黄酮醇合成酶(FLS)基因,在GenBank登录(GenBank accessionNo.EF205150),其序列全长1317 bp,其中开放阅读框长996bp,编码331个氨基酸,3′端有一个明显的多聚腺苷酸加尾信号,推测的蛋白分子量约为37.5kD,理论等电点为5.80.序列分析表明它与葡萄FLS基因序列的亲缘关系比较近.将该基因重组到表达载体pET-32a(+)中进行原核表达,经IFTG诱导、SDS-PAGE检测,结果表明茶树黄酮醇合成酶基因能在大肠杆菌BL21中表达,电泳检测到一条大约61 kD的外源蛋白,与预测的融合蛋白分子量相符.用Ni-NTA亲和层析柱对融合蛋白进行纯化,得到了纯度在90%以上的纯化蛋白,为进一步研究PET-FLS融合蛋白的活性及功能奠定了基础.     

植物MADS盒基因的功能和调节机理

植物中的ＭＡＤＳ盒基因是一个序列特异的调节基因家族。它和它所编码的蛋白转录因子在植物的生长发育过程中起着重要的调节作用。文中综述了植物中的ＭＡＤＳ盒基因的分子生物黉主其作用机理,展望了ＭＡＤＳ盒基因研究的意义和前景。     

VIGS技术在植物基因功能研究中的应用

文章就病毒载体选择、目标基因插入片段设计、病毒嫁接技术、环境条件控制、沉默植株检测等方面对应用病毒诱导的基因沉默(VIGS)技术研究植物基因功能应遵循的基本原则进行介绍,并讨论了其在应用中存在的一些问题。