优质蛋白玉米02基因控制赖氨酸超量积累的分析

以３８个ＱＰＭ（或０２）和对照普通玉米为实验材料,进行０２基因控制赖氨酸超量积累的生化和遗传分析。主要实验结果如下：（１）ＱＰＭ玉米０２基因为隐性的单基因遗传,它控制着胚乳、雄穗和幼苗期叶片中赖氨酸的超量积累,一些修饰因子和遗传背景对胚乳物理性状产生影响;（２）ＱＰＭ玉米、普通玉米的胚较之胚乳,或者ＱＰＭ玉米胚乳较之普通玉米胚乳都含有较多的天门冬氮酸、甘氨酸、赖氨酸和精氨酸,含有较少的脯氨酸、谷氨酸、亮氨酸和苯丙氨酸;（３）两种玉米之间,在胚乳蛋白质含量及胚乳可溶性蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白的赖氨酸含量方面没有什么不同;（４）已经育成一批ＱＰＭ或０２玉米自交系,并配制出几个强优势杂交组合。     

优质蛋白玉米胚乳贮存蛋白积累的电泳分析

玉米胚乳的２２ ｋＤ和２０ ｋＤ醇溶蛋白在授粉后１５ 天开始积累,编码２２ ｋＤ 和２０ ｋＤ醇溶蛋白的结构基因在胚乳发育过程中同时表达。优质蛋白玉米和ｏ２ 玉米的胚乳中,２２ ｋＤ和２０ ｋＤ醇溶蛋白的合成受到抑制,即ｏ２ 基因对２２ ｋＤ和２０ ｋＤ醇溶蛋白的合成有负的调节作用。Ｍｏ１７／ｏ２ 和Ｍｏ１７ 胚乳醇溶蛋白的双向电泳结果表明,Ｍｏ１７／ｏ２ 的２７ ｋＤ、２２ ｋＤ、２０ ＫＤ和１５ ｋＤ醇溶蛋白的合成均受到强烈的抑制。遗系０４１／ｏ２ 和遗系０４０／ｏ２ 胚乳醇溶蛋白的双向电泳结果表明,二者只在高分子量的蛋白质斑点区域有一些细微的差别。可溶性蛋白的ＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析表明,Ｍｏ１７／ｏ２ 胚乳的可溶性蛋白比其同型系Ｍｏ１７ 少３８．７ ｋＤ 和２６．７ ｋＤ两条谱带,多２７．２ ｋＤ和２６．１ ｋＤ两条谱带。二者出现的可溶性蛋白的差异是ｏ２ 基因调控的结果。遗系０４１／ｏ２ 胚乳的可溶性蛋白比其同型系０４０／ｏ２ 多１８．６ ｋＤ和１７．６ ｋＤ两条谱带,少４０．２ ｋＤ 一条谱带,这与ｏ２ 基因修饰因子的作用密切关联     

高赖氨酸蛋白基因导入水稻及可育转基因植株的获得

构建了一个植物高效表达质粒,使来源于四棱豆（Psophocarpus tetragonolobus(L.)DC)的高赖氨酸蛋白基因（lys）受控于单子叶植物ubiqutin强启动子下表达。用基因枪法将其导入水稻(Oryza sativa L.)幼胚诱导的愈伤组织,经潮霉素抗性筛选,得到可育的再生植株。经PCR和Southem blotting检测,表明该基因已整合到水稻的基因组织。GUS组织化学染色表明转基因水稻植株的叶、茎和根中均有gus基因的表达。测定112株转基因水稻叶片中赖氨酸叶量,大部分植株有不同程度的提高,最高幅度为16．04％。     

植物组蛋白赖氨酸甲基化建立过程及其遗传性研究进展

表观遗传学主要包括DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA,组蛋白甲基化作为组蛋白修饰中的一种重要修饰,在植物体的发育和环境适应中发挥着重要作用。组蛋白甲基化主要发生在赖氨酸残基上,同时根据不同的赖氨酸位点和每个赖氨酸位点甲基化程度的不同,形成了不同的赖氨酸甲基化修饰。根据对基因的不同功能,通常将组蛋白赖氨酸甲基化修饰分为2大类:(1)能够促进基因表达的,如H3K4me3和H3K36me3;(2)能够抑制基因表达的,如H3K9me2和H3K27me3。不同的组蛋白赖氨酸甲基化去甲基化过程需要相应的阅读(reader)、书写(writer)和擦除(eraser)3种蛋白。同时,组蛋白赖氨酸甲基化的遗传性质目前还不是很清楚。综述了植物中组蛋白赖氨酸甲基化建立与去除过程,以及对组蛋白赖氨酸甲基化可遗传性的探讨。     

新型组蛋白赖氨酸酰基化修饰调控的基因转录及疾病

染色质是人类遗传信息的载体,位于染色质上的基因在不同的时空条件下的精准表达调控与DNA的可接触性和染色质相关复合物的密切关联。组蛋白是染色质的重要组成成份,组蛋白上的多种化学修饰,例如乙酰化、甲基化和磷酸化等构成组蛋白密码,实时调控染色质的开放程度及转录调节复合物与染色质的结合,导致基因转录的激活或抑制。随着高分辨率质谱和专一性化学修饰抗体制备技术的提高,一系列新型组蛋白赖氨酸酰基化修饰,例如巴豆酰化、乳酸酰化和琥珀酰化等被发现,进一步扩展了组蛋白密码的多样性,显著增加了组蛋白密码调控基因转录的复杂性。本文着重概述了新近发现的赖氨酸巴豆酰化、乳酸酰化、琥珀酰化、异丁酰化、甲基丙烯酰化和异烟酰化等新型组蛋白赖氨酸酰基化修饰的书写、阅读及擦除的动态调控分子机制,总结了这些组蛋白酰基化修饰在基因表达中的功能及调控机制,阐述了新型组蛋白酰基化修饰与人类疾病的关联,提出新型组蛋白酰基化修饰研究面临的挑战和未来研究的方向。     

植物组蛋白赖氨酸化修饰参与基因表达调控的机理

组蛋白共价修饰作为表观遗传修饰的重要部分,主要包括乙酰化和甲酰化、甲基化、磷酸化、泛素化和SUMO化等,它们形成一个复杂的网络共同调控基因的表达,其中组蛋白甲基化修饰成为研究的热点,甲基化主要发生在赖氨酸残基上。近年来,随着有关植物组蛋白赖氨酸甲基化修饰研究的不断深入,发现其通过改变自身赖氨酸残基的甲基化状态和甲基化程度,形成转录激活或者转录抑制标记,调控基因的表达,在植物开花和逆境胁迫的响应过程中起着至关重要的作用。H3组蛋白的赖氨酸甲基化修饰能够调控FLC基因和有关抗性基因的表达,具体表现为:H3K4的三甲基化促进FLC的表达,H3K27的三甲基化则抑制FLC的表达;H3K4me3作为转录激活标记,可激活PtdIns5P基因的表达,启动响应干旱的脂质合成信号通路,响应干旱胁迫;相反,H3K27me3作为一种转录抑制标记,低水平的H3K27me3诱导COR15A和ATGOLS3基因表达,它们分别编码叶绿体低温保护蛋白Cor15am和肌醇半乳糖合成酶GOLS,以抵抗寒冷胁迫。文章主要综述了植物组蛋白赖氨酸甲基化修饰参与DNA甲基化、开花过程以及应答逆境胁迫的分子机制。     

植物Mg2+转运蛋白与相关基因及其功能的研究进展

镁离子是植物细胞中最丰富的二价阳离子.在植物的生长发育中起着重要的作用.对Mg2+独特的几何和化学性质,Mg2对植物细胞体内中动态平衡的影响,植物中Mg2+转运相关蛋白与相关基因及其功能的研究进展进行了综述.     

蛋白质赖氨酸残基的琥珀酰化修饰

蛋白质的琥珀酰化修饰是一种普遍存在于真核生物和原核生物中的翻译后修饰。修饰的蛋白质遍及细胞膜、细胞质基质、各种细胞器及细胞核等细胞的各个部分,它们参与了细胞内包括糖代谢、三羧酸循环和脂肪酸代谢等各种代谢反应,与生命体的活动息息相关。本文综述了琥珀酰化蛋白质活性变化、修饰位点周围氨基酸的特异性及空间结构的分析、亚细胞分布情况、琥珀酰化与乙酰化之间的相互作用及碳源和生长阶段对蛋白质琥珀酰化水平的影响等内容,以期为后续蛋白质的琥珀酰化科研提供一定的参考。     

聚(L-赖氨酸)及其嵌段聚物的基因转染性能研究

聚左旋赖氨酸(poly(L-lysine))可以作为基于载体应用于基于转染。但由于DNA转染效率较低,现在对于聚左旋赖氨酸的研究更多的集中在对于其修饰上。本实验是在前人的基础上对已合成的PLLz和mPEG-PLLz进行脱保护,得到了重复单元为80、100、120的PLL,mPEG-PLL,对得到的材料进行了细胞毒性,荧光素梅转染定性以及定量的实验。分析得出结论相同重复单元的mPEG-PLL的转染效率要高于PLL。     

玉米耐铝毒基因的分离

以抑制消减杂交（SSH）为手段,以玉米对铝敏感的自交系Mo17和耐铝的自交系TL94B为材料,分别构建它们的正向和反向消减文库,分别筛选获得了124、47、103和64个阳性克隆。对文库的鉴定表明,插入片段分布在0.25-1．0kb之间,阳性克隆率在18％左右。对338个阳性克隆进行测序,得到232种表达序列标签（EST）,其中70．2％的EST可推测其功能。结果表明,玉米的铝离子胁迫反应涉及胁迫因子的信号传导、响应基因的转录表达与调控、物质的合成与运输、细胞结构和功能的改变等。     

P53蛋白赖氨酸甲基化与去甲基化

P53作为肿瘤抑制因子和转录调节因子在控制细胞周期、凋亡和DNA修复方面发挥重要作用。P53蛋白的稳定性和转录激活活性的调节主要依赖磷酸化、乙酰化、泛素化等多种翻译后修饰。最近研究发现一些组蛋白赖氨酸甲基转移酶和去甲基化酶可使P53蛋白C-端赖氨酸残基发生甲基化或去甲基化,调节P53蛋白的稳定性和转录激活活性。甲基化和去甲基化与其它翻译后修饰相互作用构成“P53密码”调节P53蛋白功能。     

与男性不育相关基因的研究进展

生殖是所有哺乳动物的生存所需的,基础研究有助于确定这些基因及男性和女性生殖系统发展、功能和调节机制。目前人类已经在生殖领域取得了一些进展,但是将这些科研成果应用于临床的速度也非常缓慢。但总而言之：近年来在对能控制人类生殖的分子基础的理解上的进步是非常巨大的并最终将改善病人的治疗效果。本文就近年来发现的几种常见的基因对男性生育能力的影响。     

两个玉米矮花叶病显性互补抗病基因的发现和定位

玉米矮花叶病是世界普通发生危害严重的玉米病毒病害之一,迄今为止,只有少数几个抗病基因被发现并定位,优良自交系四一是鉴定出定的玉米筹花叶病新抗源,它表现为全生育抗性,通过连续两年的经典遗传学研究发现,四一的成株期抗性表现为一种新的抗病遗传模式,该抗性是由两个显性互补抗病基因控制,87对微卫星标记分析进一步证实了以上推论,并把两个抗病基因分别定位在第三和第六染色体上,第三染色体上的抗病基因与微卫星标记phi029相距14.5cM,第六染色体上的抗病基因与微卫星标记phil26相距7.2cM.     

玉米与其他六种植物NBS类抗病基因的进化比较分析

具有核苷酸结合位点(nucleotide binding site,NBS)的抗病基因在植物抵抗各种病原菌侵染中起关键作用。对玉米全基因组中具有NBS结构的基因进行鉴定和分析,并结合水稻、高粱、拟南芥、百脉根、苜蓿和杨树的NBS类基因比较其在数量、复制、染色体定位和亲缘关系上的进化差异。发现玉米NBS类基因数量、复制数和成簇基因数均明显少于其他植物。低复制频率可能导致玉米NBS类基因较少,并推测可能导致其功能具有多样性。在基因染色体定位上,除高梁外,玉米与其他五种植物相似,呈不均衡分布。此外,进化树分析表明玉米NBS类基因与高粱的亲缘关系最近,与拟南芥的最远,在物种间表现出较高的保守性。结果对掲示玉米NBS基因的进化特点与发掘有益的NBS类抗病基因提供了重要的理论依据。     

视黄醇结合蛋白及其基因的分子生物学

视黄醇结合蛋白（RBP）是一类维生素A（VitA）的运载蛋白,参与血清和细胞内视黄醇/视黄酸的转运,是疏水小分子结合蛋白家族的成员。这类RBP主要在肝脏中合成并释放入血液进而进入各种组织。血清RBP通过与视黄醇、前白蛋白及细胞表面受体相互作用,在VitA 的储存、代谢、转运到周围靶器官中具有重要功能;细胞RBP则主要在细胞内发挥类似作用。本文介绍了视黄醇结合蛋白的作用机理、组织定位和发育性表达,还介绍了视黄醇结合蛋白基因的结构、染色体定位以及与动物繁殖性能的关系。Abstract: Retinol-binding proteins (RBPs) are a kind of circulating carrier proteins for serum and cellular retinol and retinol acid, which are lipid-soluble vitamins, and are members of hydrophobic binding protein family. Serum RBPs were synthesized primarily in liver, then was released into blood streams, and then to various tissues. Under the interaction with substances such as retinol, pre-albumin and the receptors of cellular surface, they play important roles in storage, metabolism of VitA and transport of VitA to the target cells. Cellular RBPs play the similar function as serum RBPs in intracell. This review introduces action mechanism, tissue localization and developmental expression of retinol-binding proteins. This review also introduces the structure, chromosome mapping and their relationships with reproductive performance of retinol-binding protein genes.     

Characterization of polysomes and incorporation in vitro of leucine and lysine in normal and opaque-2 zea mays endosperm during development

Polysome preparations obtained from opaque-2 and normal maize endosperms during development did not show any significant difference in sedimentation coefficient or nucleotide composition. The pattern of incorporation in vitro of lysine and leucine, however, differed quite distinctly in these two preparations. During early stages of maturity the polysomes from opaque-2 incorporated substantially more lysine and less leucine as compared with those from normal maize. Although the trend was reversed at 25 days post-pollination, this did not result in any significant zein accumulation since very little total protein was synthesized after that stage in opaque-2 maize endosperm. It is, therefore, suggested that the opaque-2 gene exerts a regulatory control on mRNA synthesis, required for zein formation at early stages of maturation.     

尼可霉素(Nikkomycins)多组分结构及其生物合成相关基因的研究进展

尼可霉素是一种新的抗真菌抗生素,在分离到的20多种活性单组分中,X、Z、I、J为主要生物活性组分。本文介绍了尼可霉素的结构,结构与活性的关系及其生物合成途径中有关基因的研究进展。     

小麦加工品质相关贮藏蛋白、基因及其遗传改良研究进展

随着小麦以及相关近缘种属基因组测序的完成,各类分子生物学技术应用于小麦品质相关蛋白基因的研究越来越多,新蛋白和新基因的发现为小麦品质遗传改良提供了更大的研究空间。本文简要概述了传统贮藏蛋白的研究现状,着重介绍了目前新发现的与小麦加工品质相关的贮藏蛋白和基因的研究进展,从遗传改良的角度上提出目前存在的问题及发展方向,以期为我国小麦品质研究提供有价值的理论参考,促进品质研究更好的应用于小麦育种的实践。     

种子发育相关基因的研究进展

种子发育是被子植物繁殖的中心环节,涉及众多基因及其互作。新近的研究集中在雌雄基因组的差异表达、后生过程的控制机理和发育调控网络等方面。对胚和胚乳发育相关基因的研究,可使人们在分子水平上解析种子发育和无融合生殖的分子机制,更有效地开展植物种子产量和品质改良的基因工程。