重组色氨酸脱羧酶在烟草不同亚细胞区室的表达

将萜烯类吲哚生物碱代谢关键酶--色氨酸脱羧酶（TDC）的编码基因转到烟草（Nicotiana tabacum L.)植物体内，标定在不同的亚细胞区室表达。通过蛋白免疫印迹法和色胺在植物体内的累积量测定分析，对转基因植物进行筛选。结果表明，TDC在叶绿体和胞液中高效表达，TDC在叶绿体中的表达水平最高，高于在胞液中的表达，在内质网和液泡中表达水平很低，用蛋白免疫印迹法未检出。     

异胡豆苷合成酶在烟草亚细胞区室的表达(英)

异胡豆苷合成酶 (strictosidinesynthase,STR)是吲哚生物碱生物合成的一种关键酶 ,将色胺 (tryptamine)和裂环马钱子 (secologanin)耦合成为吲哚生物碱的前体化合物异胡豆苷。将异胡豆苷合成酶标定在烟草植物不同的亚细胞区室———叶绿体、液泡和内质网中表达 ,通过蛋白免疫印迹分析和STR酶活性的测定 ,表明STR在叶绿体、液泡和内质网中有效表达。STR体外酶活性分析采用间接荧光法检测色胺在反应体系的消耗。STR的酶活性分析表明了STR在烟草中不同的亚细胞区室得以活性表达。分离纯化转基因烟草的叶绿体 ,通过对其分离的不同部分的蛋白免疫印迹分析 ,确定了将STR正确标定在烟草的叶绿体中表达。     

异胡豆苷合成酶在烟草亚细胞区室的表达

异胡豆苷合成酶(strictosidine synthase,STR)是吲哚生物碱生物合成的一种关键酶,将色胺(tryptamine)和裂环马钱子(secologanin)耦合成为吲哚生物碱的前体化合物异胡豆苷.将异胡豆苷合成酶标定在烟草植物不同的亚细胞区室--叶绿体、液泡和内质网中表达,通过蛋白免疫印迹分析和STR酶活性的测定,表明STR在叶绿体、液泡和内质网中有效表达.STR体外酶活性分析采用间接荧光法检测色胺在反应体系的消耗.STR的酶活性分析表明了STR在烟草中不同的亚细胞区室得以活性表达.分离纯化转基因烟草的叶绿体,通过对其分离的不同部分的蛋白免疫印迹分析,确定了将STR正确标定在烟草的叶绿体中表达.     

异胡豆苷合成酶在烟草亚细胞区室的表达

异胡豆苷合成酶（strictosidine synthase,STR）是吲哚生物碱生物合成的一种关键酶,将色胺（trypamine）和裂环马钱子（secologanin）耦合成为吲哚生物碱的前体化合物异胡豆苷。将异胡豆苷合成酶标定在烟草植物不同的亚细胞区室-叶绿林、液泡和内质网中表达,通过蛋白免疫印迹分析和STR酶活性的测定,表明STR在叶绿体,液泡和内质网中有效表达。STR体外酶活性分析采用间接荧光法检测色胺在反应体系的消耗。STR的酶活性分析表明了STR在烟草中不同的亚细胞区室得以活性表达。分离纯化转基因烟草的叶绿体,通过对其分离的不同部分的蛋白免疫印迹分析,确定了将STR正确标定在烟草的叶绿体中表达。     

SARS亚基疫苗-突刺蛋白受体结合区RBD在烟草叶绿体中的高效表达

叶绿体表达系统为植物源重组药用蛋白和亚基疫苗的生产提供了一个有效的途径。为验证SARS亚基疫苗在叶绿体中表达的可行性,以及为植物源SARS亚基疫苗的生产提供一套高效、低成本的技术平台,本研究将人工优化合成的SARS-CoV突刺蛋白(S蛋白)受体结合区序列RBD与载体分子CTB融合基因导入烟草叶绿体基因组中。PCR和Southern杂交分析表明,外源融合基因已整合到烟草叶绿体基因组中,并获得同质化。Western杂交分析表明,重组融合蛋白CTB-RBD在叶绿体转基因烟草中获得表达,且主要以可溶性单体形式存在。ELISA分析表明,在不同生长阶段、不同生长部位和不同时间点烟草叶片中,重组融合蛋白CTB-RBD的表达水平呈现明显的变化。重组蛋白在成熟叶片中的表达水平最高可以达到10.2%TSP。本研究通过SARS亚基疫苗RBD在烟草叶绿体中的高效表达,有望为植物源SARS亚基疫苗的生产以及SARS血清抗体的检测提供一个有效的技术平台。     

叶绿体分裂蛋白PDV2表达和纯化

叶绿体是植物光合作用的重要场所。PLASTID DIVISION2(PDV2)是叶绿体外膜上调控叶绿体分裂的关键蛋白之一。PDV2的N末端较大伸向细胞质,C末端较小伸向膜间隙,探索叶绿体分裂蛋白PDV2-213(N末端213氨基酸残基)胞质侧结构域可溶性表达获得高纯度的蛋白质,为叶绿体分裂过程中其结构与功能的研究提供依据。通过pET表达载体的构建,优化原核表达条件,实现PDV2-213蛋白的可溶性表达;运用镍柱亲和层析和分子排阻层析的方法,对目的蛋白进行分离纯化。本研究可溶性表达了PDV2-213胞质侧结构域蛋白质,通过表达条件和镍柱亲和层析的优化,降低杂蛋白对PDV2-213蛋白质纯化过程的影响,获得高纯度的蛋白质。PDV2-213胞质侧结构域的高效可溶性表达和纯化,为叶绿体分裂过程中其结构与功能的研究提供依据。     

增强型绿色荧光蛋白在集胞藻6803中的表达

利用聚球藻7942热休克基因groESL的启动子和报告基因egfp,构建了表达载体pUC-Tegfp并转化集胞藻6803,并通过所制备抗体对转基因藻进行蛋白免疫印迹检测.结果发现,在转基因藻株T-egfp的细胞粗提液中含有能与eGFP抗体特异结合的蛋白质,表明外源增强型绿色荧光蛋白基因(egfp)在集胞藻6803中成功表达.     

高等植物叶绿体表达重组蛋白研究进展

近年来,基因工程技术发展迅速,许多重组蛋白得以表达。其中利用植物生物反应器表达特异药物蛋白为人类一些重要疾病的预防和治疗提供了新途径。植物叶绿体遗传转化和表达系统成为目前植物生物反应器的研究热点。因结构和遗传上的特殊性,高等植物叶绿体在重组蛋白表达方面具有独特优势,外源基因表达量高、定点整合,而且叶绿体母系遗传特性保证了生物安全性。很多重要药用蛋白质在植物叶绿体中表达成功。烟草作为高等植物叶绿体转化模式植物,在疫苗抗原、抗体等药物蛋白和其他重要重组蛋白表达方面取得显著进展。高等植物叶绿体遗传转化也为叶绿体基因的表达和调控机制的研究提供新的技术和方法。文中从叶绿体遗传转化原理、载体构建、重组蛋白和重要药物蛋白在叶绿体中的表达以及重组蛋白表达对植物代谢和性状影响等多个角度,对高等植物叶绿体遗传转化体系研究的新进展进行了综述,以期为叶绿体表达平台的开发和重要药用蛋白质的表达提供新思路。     

拟南芥Psrp-4基因参与光合作用机制的研究

叶绿体核糖体是植物特有的细胞器之一,其主要功能是合成质体基因编码的蛋白质。已有研究表明在叶绿体核糖体内含有6个质体特有蛋白PSRP(plastid-specific ribosomal protein),分别命名为PSRP1~PSRP6。然而,这些蛋白在叶绿体蛋白合成过程以及光合作用中的作用机制研究尚处初级阶段。在本研究中,为了阐明PSRP-4蛋白在叶绿体发育过程中的作用机制,我们利用Gateway系统构建了Psrp-4基因(At2g38140)的RNAi表达载体,转化野生型拟南芥后获得了Psrp-4基因表达量明显降低的psrp-4突变体。研究结果表明:psrp-4突变体比野生型生长略微缓慢,但叶片颜色与野生型差别不大,能够进行正常的光合作用。在高光胁迫条件下,测定psrp-4突变体光合化学效率,发现与野生型差异不明显;进一步的蛋白免疫印记实验证明Psrp-4基因表达量的降低对PSⅡ反应中心D1蛋白的周转也没有明显影响。因此,推测PSRP-4蛋白可能不是叶绿体蛋白合成以及光合作用的正常进行所必需的。     

定位于类囊体膜的PPF1在转基因拟南芥中的表达影响叶绿体的发育

PPF1是一个与植物营养生长相关的基因。它编码的产物可能是一个膜蛋白并与拟南芥叶绿体中的类囊体蛋白ALB3有很高的同源性。免疫电镜分析表明PPF1蛋白同样主要定位于类囊体膜 ,而且在短日照G2豌豆开花两周后仍发育良好的叶绿体中有很高的表达 ,在长日照豌豆同时期非正常叶绿体中丰度非常低。对转基因拟南芥和野生型植株的叶片衰老进程比较发现 ,PPF1在拟南芥中的过量表达可以延缓叶片的衰老 ,而用PPF1反义mRNA抑制拟南芥中的同源基因ALB3则明显加快叶片衰老速度。对转基因拟南芥的超微结构分析显示 ,PPF1在拟南芥中过量表达时 ,转基因植株的叶绿体比野生型植株的叶绿体大并含有更多的基粒和基质类囊体膜 ;相反 ,反义PPF1表达抑制其在拟南芥中的同源物时 ,转基因植株的叶绿体比野生型植株的叶绿体小并含有较少的基粒和发育较差的类囊体膜系统。这些数据表明叶绿体的发育状况与PPF1或拟南芥同源物ALB3的表达水平呈正相关。我们的结果提示PPF1基因可能通过控制叶绿体的发育状况来调节植物的发育。     

Role for dopamine in malonate-induced damage in vivo in striatum and in vitro in mesencephalic cultures

Defects in mitochondrial energy metabolism have been implicated in the pathology of several neurodegenerative disorders. In addition, the reactive metabolites generated from the metabolism and oxidation of the neurotransmitter dopamine (DA) are thought to contribute to the damage to neurons of the basal ganglia. We have previously demonstrated that infusions of the metabolic inhibitor malonate into the striata of mice or rats produce degeneration of DA nerve terminals. In the present studies, we demonstrate that an intrastriatal infusion of malonate induces a substantial increase in DA efflux in awake, behaving mice as measured by in vivo microdialysis. Furthermore, pretreatment of mice with tetrabenazine (TBZ) or the TBZ analogue Ro 4-1284 (Ro-4), compounds that reversibly inhibit the vesicular storage of DA, attenuates the malonate-induced DA efflux as well as the damage to DA nerve terminals. Consistent with these findings, the damage to both DA and GABA neurons in mesencephalic cultures by malonate exposure was attenuated by pretreatment with TBZ or Ro-4. Treatment with these compounds did not affect the formation of free radicals or the inhibition of oxidative phosphorylation resulting from malonate exposure alone. Our data suggest that DA plays an important role in the neurotoxicity produced by malonate. These findings provide direct evidence that inhibition of succinate dehydrogenase causes an increase in extracellular DA levels and indicate that bioenergetic defects may contribute to the pathogenesis of chronic neurodegenerative diseases through a mechanism involving DA.     

2018年中国植物科学若干领域重要研究进展

2018年中国植物科学继续呈现快速发展的态势, 我国科学家在国际植物科学主流学术刊物发表论文数量大幅增加, 取得了多项具有重要影响的成果。调控植物生长-代谢平衡实现可持续农业发展入选2018年度中国科学十大进展; 中国被子植物区系进化历史研究入选2018年度中国生命科学十大进展。以水稻为代表的农作物和果蔬等经济作物研究在国际上已呈现出明显的优势, 若干领域已从“追赶”状态跨越到“领跑”地位。该文对2018年中国科学家在植物科学若干领域取得的重要研究成果进行了概括性评述, 旨在全面追踪和报道当前中国植物科学领域的发展前沿和热点, 展示中国科学家所取得的杰出成就。     

2017年中国植物科学若干领域重要研究进展

2017年中国植物科学继续保持高速发展态势, 重大成果频出, 具体表现在中国植物学家在国际顶级学术期刊发表的文章数量平稳上升。中国植物科学领域的研究工作者成果精彩纷呈, 如新型广谱抗病机制的发现、水稻广谱抗病遗传基础及机制和疫霉菌诱发病害成灾机制研究等。2017年中国生命科学领域十大进展评选中, 有两项植物科学领域的研究成果入选。水稻生物学、进化与基因组学和激素生物学等领域学科发展突出。另外, 值得一提的是, 长期从事高等植物与代谢途径调控分子网络研究和水稻品种设计育种的李家洋院士的研究成果“水稻高产优质性状形成的分子机理及品种设计”荣获2017年国家自然科学一等奖。这一具有重大国际影响的开创性贡献标志着中国植物科学在该领域的国际科学前沿居于引领和卓越地位。该文对2017年中国本土科学家在植物科学若干领域取得的重要研究成果进行了系统梳理, 旨在全面追踪和报道当前中国植物科学领域发展的最新前沿动态, 与广大读者共同分享我国科学家所取得的辉煌成就。     

我国葫芦科植物离体培养研究进展

葫芦科植物包括多种瓜类蔬菜,对其进行离体培养研究具有重要的理论和实践意义。综述了国内在葫芦科植物器官培养、体细胞胚胎发生、花药培养、原生质体培养和体细胞杂交及离体遗传转化等方面取得的研究进展,并对葫芦科植物离体培养、遗传转化与育种的前景作了展望。     

SSTR5 ablation in islet results in alterations in glucose homeostasis in mice

Somatostatin (SST) peptide is a potent inhibitor of insulin secretion and its effect is mediated via somatostatin receptor 5 (SSTR5) in the endocrine pancreas. To investigate the consequences of gene ablation of SSTR5 in the mouse pancreas, we have generated a mouse model in which the SSTR5 gene was specifically knocked down in the pancreatic beta cells (betaSSTR5Kd) using the Cre-lox system. Immunohistochemistry analysis showed that SSTR5 gene expression was absent in beta cells at three months of age. At the time of gene ablation, betaSSTR5Kd mice demonstrated glucose intolerance with lack of insulin response and significantly reduced serum insulin levels. Insulin tolerance test demonstrated a significant increase of insulin clearance in vivo at the same age. In vitro studies demonstrated an absence of response to SST-28 stimulation in the betaSSTR5Kd mouse islet, which was associated with a significantly reduced SST expression level in betaSSTR5Kd mice pancreata. In addition, betaSSTR5Kd mice had significantly reduced serum glucose levels and increased serum insulin levels at 12 months of age. Glucose tolerance test at an older age also indicated a persistently higher insulin level in betaSSTR5Kd mice. Further studies of betaSSTR5Kd mice had revealed elevated serum C-peptide levels at both 3 and 12 months of age, suggesting that these mice are capable of producing and releasing insulin to the periphery. These results support the hypothesis that SSTR5 plays a pivotal role in the regulation of insulin secretion in the mouse pancreas.     

2018年中国植物科学若干领域重要研究进展

2018年中国植物科学继续呈现快速发展的态势, 我国科学家在国际植物科学主流学术刊物发表论文数量大幅增加, 取得了多项具有重要影响的成果。调控植物生长-代谢平衡实现可持续农业发展入选2018年度中国科学十大进展; 中国被子植物区系进化历史研究入选2018年度中国生命科学十大进展。以水稻为代表的农作物和果蔬等经济作物研究在国际上已呈现出明显的优势, 若干领域已从“追赶”状态跨越到“领跑”地位。该文对2018年中国科学家在植物科学若干领域取得的重要研究成果进行了概括性评述, 旨在全面追踪和报道当前中国植物科学领域的发展前沿和热点, 展示中国科学家所取得的杰出成就。     

我国葫芦科植物离体培养研究进展

葫芦科植物包括多种瓜类蔬菜,对其进行离体培养研究具有重要的理论和实践意义.综述了国内在葫芦科植物器官培养、体细胞胚胎发生、花药培养、原生质体培养和体细胞杂交及离体遗传转化等方面取得的研究进展,并对葫芦科植物离体培养、遗传转化与育种的前景作了展望.     

Changes in aquatic vegetation in Rhine floodplain streams in Alsace in relation to disturbance

Abstract. Changes are described in aquatic vegetation in oligotrophic, groundwater-fed Rhine floodplain streams in Alsace (eastern France), resulting from disturbance. Disturbance factors include changes in nutrients, either permanent ones - effluent from a waste water treatment plant or trout hatcheries - or periodic ones: flooding. Regular inputs of high levels of phosphate and ammonia modified the macrophyte vegetation in these streams. The floristic composition, which was characteristic of oligotrophic waters upstream of the eutrophicated sector, changed to that of a eutrophic situation as originally found downstream. Periodic disturbance by floods which normally occur once a year, irregularly eutrophicates the small streams, causing the development of a mixture of eutrophic and oligotrophic species. Six macrophyte communities are distinguished, indicating different trophic levels. The aquatic vegetation is adapted to the variations of phosphate and ammonia levels. Hence, aquatic macrophytes can be used as bio-indicators of fluctuations in water nutrient levels in relation to the type of disturbance.     

Apoptosis in experimental myocardial infarction in situ and in the perfused heart in vitro

We report the appearance of apoptotic cells in experimental myocardial infarction (rabbit heart) in in situ and in vitro preparations. Apoptosis was recognized by intravital staining with Hoechst 33342 (Ho342), by nick-end labeling (TUNEL) and by DNA laddering. A steady rise in the relative number of apoptotic cardiomyocytes (apoptotic index) was noted in in situ preparations. Apoptosis was first noted 6 h after the onset of ischemia with its highest value occurring after 72 h. Apoptotic nuclei were absent in remote areas of the left and right ventricles. Apoptotic nuclei within the infarcted area showed diminished intensity of Ho342 fluorescence. Three days after ischemia, a border zone adjacent to the infarcted area consisting of apoptotic macrophages was recognized. A novel finding was the appearance of apoptotic cardiomyocytes in the isolated perfused ischemic heart. Occurring as early as 50 min after the onset of ischemia, a high apoptotic index was present adjacent to the ligature placed around the coronary artery. This observation provides the opportunity to selectively examine factors leading to apoptosis in the ischemic heart under controlled experimental conditions.     

节肢动物内共生细菌研究进展

节肢动物门是动物界最大的门,占整个动物种数的80%,全世界约有120万现存种。节肢动物在生长发育过程中会感染多种微生物,这些微生物会与其形成协同进化和互利共生的关系。内共生细菌是一类广泛分布于节肢动物体内的共生微生物,能够进行垂直传播和水平传播,对宿主的生长发育、生殖代谢、适应性、免疫功能和进化等诸多方面均具有重要的作用。目前,随着现代分子生物学理论和技术的发展,节肢动物内共生细菌相关研究主要集中在对其宿主的生殖调控功能、与其宿主、宿主寄主植物以及其宿主体内微生物和宿主天敌间互作关系等方面。因此,利用内共生细菌对昆虫种群动态的生殖调控功能,阻断热带蚊虫带来的疾病或植物病害的传播并对宿主昆虫进行种群压制或种群替换,可达到防控害虫的目的。本文从节肢动物内共生细菌的传播方式、对其宿主生物学效应以及内共生细菌与其宿主、宿主寄主植物、宿主天敌和宿主体内微生物互作关系等多方面进行概述,并对内共生细菌今后研究方向进行展望,以期为生物进化、物种形成和种群压制提供参考。