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相似文献
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1.
植物光合系统对高温胁迫的响应机制   总被引:3,自引:0,他引:3  
温度变化是影响植物生长和发育的一个非常重要的因素,而光合作用是植物对温度变化最为敏感的生理过程.高温胁迫给植物光合器官造成了严重的危害,但在高温胁迫下,植物并不是消极被动的,并且能够在生理生化及分子水平上发生各种变化来渡过逆境.本文结合当今国内外研究进展,从光合系统热量耗散与光合修复的相关因素,如类囊体膜上相关蛋白,热激蛋白,水杨酸,抗过氧化物酶及抗坏血酸等几个方面展开分析,阐述了植物光合系统对高温胁迫的防御机制,并对今后的研究方向进行了探讨和展望.  相似文献   

2.
通过研究螺旋藻(Spirulina sp.)在砷离子胁迫下的蛋白质组变化,从蛋白质表达水平解释螺旋藻对砷离子胁迫的响应机理。螺旋藻经过不同浓度砷离子胁迫7 d后,提取蛋白质进行凝胶电泳,并对差异蛋白进行质谱分析。结果表明螺旋藻在2.0 ppm砷酸盐中暴露10 min光合放氧速率降低27.3%,培养24 h后细胞内的金属硫蛋白、叶绿素、类胡萝卜素及藻胆蛋白相对含量均明显降低。蛋白组学共鉴定出75个差异蛋白,其中26个显著上调,49个呈现下调。这些差异蛋白表明砷离子主要通过破坏螺旋藻光合色素蛋白,干扰电子传递过程,导致能量合成受损,使得依赖光合作用产生能量进行的跨膜运动、蛋白质合成等相关过程受到影响;同时,活性氧清除与防御相关蛋白呈现上调,螺旋藻细胞内抗氧化系统被激活。  相似文献   

3.
核苷二磷酸激酶(NDPK)是一种高度保守的多功能蛋白,具有催化底物磷酸化的作用,能够参与植物的生长发育、非生物胁迫、感病应激、光合作用和能量代谢等过程。为了解地黄核苷二磷酸激酶基因(RgNDPKⅠ)的结构、功能和性质,该研究利用地黄转录组学数据,通过电子克隆的方法获得了RgNDPKⅠ基因的全长cDNA序列,长度为765 bp。生物信息学分析结果表明,RgNDPKⅠ基因的开放阅读框长度为447 bp,编码148个氨基酸,具有典型的核苷二磷酸激酶活性结构域和其他磷酸化活性位点。RgNDPKⅠ基因编码的蛋白质定位于细胞质,是无跨膜区域的亲水性蛋白,该蛋白质与芝麻、紫花风铃的核苷二磷酸激酶相似性较高,分别为97%和96%。在多种生物中已经克隆得到了核苷二磷酸激酶基因,且不同植物核苷二磷酸激酶氨基酸序列中存在多个相似的保守结构域,推测RgNDPKⅠ基因所编码的蛋白质为核苷二磷酸激酶超家族成员。该研究结果为进一步探明RgNDPKⅠ的性质、结构、功能及表达机制提供了重要的理论依据。  相似文献   

4.
6_磷酸果糖激酶(PFK)是糖酵解途径一个关键酶。基于腾冲嗜热厌氧菌基因组中的注释,基因TTE1816可能是PFK的一种,但是,它是否确有生物活性还必须有实验数据的支持。腾冲嗜热厌氧菌在最适温度培养后,提取细菌全蛋白,并采用双向电泳将可溶性蛋白质分离,然后运用质谱鉴定若干染色斑点。实验表明,TTE1816在高温条件下能够表达蛋白质。将TTE1816基因体外克隆至细菌表达载体,并在BL_21大肠杆菌中表达为可溶性蛋白。酶动力学实验表明,重组蛋白TTE1816具有PFK的催化活性,最适反应温度在60℃。它还能够催化葡萄糖、果糖、甘露糖和6_磷酸葡萄糖的磷酸化反应。另外,在高底物浓度和酶浓度的条件下,TTE1816还表现果糖二磷酸酶的特性。结果证明,TTE1816是腾冲嗜热厌氧菌中PFK家族的一个新成员。  相似文献   

5.
水稻叶片对镉胁迫响应的蛋白质差异表达   总被引:5,自引:2,他引:3  
Xiao QT  Rong H  Zhou LY  Liu J  Lin WX  Lin RY 《应用生态学报》2011,22(4):1013-1019
为揭示水稻镉抗性的分子机理,以抗镉水稻品种P1312777和镉敏感水稻品种IR24为材料,在镉离子浓度为0(对照)、50和100 μmol·L-1条件下水培处理7 d,应用蛋白质组学方法分析了2种水稻叶片对镉胁迫响应的蛋白质差异表达.结果表明:镉胁迫下水稻PI312777叶片中共检测到差异表达蛋白质点31个,通过MALDI-TOF/MS分析,鉴定了其中的24个蛋白质(包括20个不同蛋白质,4个重复检出蛋白质);IR24叶片中共检测到差异表达蛋白质点19个,其中15个蛋白质得到鉴定.PI312777叶片鉴定出的20个蛋白质覆盖了IR24叶片鉴定的15个蛋白质,前者有4个与光合作用相关,11个与细胞防御代谢相关,3个与其他代谢相关,2个为功能未知蛋白.与对照相比,不同浓度镉胁迫下,抗镉水稻PI312777叶片中热激蛋白、谷胱甘肽还原酶、蛋白酶体α亚基6型、果糖1,6-二磷酸醛缩酶、硫氧还蛋白和DNA重组修复蛋白均上调表达;镉敏感水稻IR24叶片中热激蛋白、谷胱甘肽还原酶、蛋白酶体α亚基6型的表达无显著差异,果糖1,6-二磷酸醛缩酶和硫氧还蛋白则下调表达.此外,DNA重组修复蛋白仅在镉胁迫的PI312777叶片中表达.水稻PI312777比IR24具有更强的镉抗性与这些差异表达的蛋白质密切相关.  相似文献   

6.
尽管在腾冲嗜热厌氧菌的基因组注释中缺乏葡萄糖激酶(Glucokinase,GLK)(EC 2.7.1.2),但是该菌的蛋白质表达谱分析表明,TTE0090可能是一种新型的葡萄糖激酶。利用体外克隆表达的方法,表达了重组TTE0090;此蛋白质不仅具备使葡萄糖磷酸化的催化活性,同时在高温下也能参与反应。采用Western blot和阴离子交换层析的方法进一步检验了TTE0090在腾冲嗜热厌氧菌体内的蛋白质表达及其催化活性,发现体内TTE0090蛋白表达量随温度的升高而降低,而酶比活力却与生长温度呈正相关。这可能预示不同温度下腾冲嗜热厌氧菌中的糖酵解途径的催化通量是相对恒定的。实验数据均表明,TTE0090是存在于腾冲嗜热厌氧菌中的一种新型的葡萄糖激酶。TTE0090基因和其蛋白产物的研究工作,将进一步加深人们对嗜热菌的温度适应性以及它们的生存机理的了解。  相似文献   

7.
目的:建立雌/孕激素受体(ER/PR)阴性和阳性乳腺癌的蛋白质表达谱,寻找ER/PR阴性和阳性乳腺癌中差异表达蛋白,为乳腺癌患者提供新的预后预测指标和治疗新靶点。方法:应用蛋白质组学i TRAQ技术建立ER/PR阳性和阴性乳腺癌的蛋白质差异表达谱,鉴定两组乳腺癌的差异表达蛋白,对部分差异表达蛋白进行生物信息学分析,包括蛋白功能注释和分类GO分析和KEGG通路分析。结果:应用i TRAQ蛋白质组学技术对乳腺癌组织进行了蛋白组学分析,鉴定出ER/PR阳性和阴性组间有差异表达的蛋白4999种,以ER/PR阳性:ER/PR阴性≥3为上调标准,确定ER/PR阳性组上调蛋白101种。以ER/PR阳性:ER/PR阴性≤0.5为下调标准,ER/PR阳性组下调蛋白122种。GO分析结果显示ER/PR受体阴性和阳性乳腺癌的差异表达蛋白的分子功能、生物过程、细胞定位较为复杂,并且在上调蛋白和下调蛋白上存在分布差异。KEGG通路分析发现部分差异表达蛋白涉及201条信号通路。结论:ER/PR阳性和阴性乳腺癌间存在差异表达蛋白,这些蛋白涉及复杂的分子功能、生物过程和信号通路。  相似文献   

8.
【目的】马铃薯甲虫Leptinotarsa decemlineata是一种世界性检疫害虫,对温度胁迫具有极强的适应性,为进一步明确其对温度胁迫适应性的分子机制,研究了热激蛋白HSP60在马铃薯甲虫温度胁迫应答过程中的作用。【方法】采用RT-PCR及RACE技术克隆马铃薯甲虫热激蛋白HSP60基因的cDNA全长序列;利用生物信息学软件分析该基因及其编码蛋白质的序列特性;运用实时荧光定量PCR技术分析该基因在温度胁迫下的表达模式。【结果】克隆得到马铃薯甲虫热激蛋白HSP60基因,命名为Ld-HSP60(Gen Bank登录号:KC556801),其cDNA全长2 234 bp,开放阅读框(ORF)长1 731 bp,编码576个氨基酸,相对分子量约为61.27 kD,理论等电点为5.51,5'端非翻译区(UTR)长101 bp,3'UTR长402 bp。氨基酸序列中含有HSP60家族典型的特征序列。实时荧光定量PCR结果表明,低温胁迫(-10和0℃)下未检测到马铃薯甲虫雌雄成虫中Ld-HSP60的诱导表达;高温胁迫(38和44℃)诱导马铃薯甲虫雄成虫Ld-HSP60上调表达,随着胁迫温度的升高LdHSP60表达量呈现先升高后降低的趋势,38℃高温胁迫下表达量最高,胁迫时间越长Ld-HSP60表达量也越高。【结论】相比其他热激蛋白,HSP60对温度敏感性较低,推测HSP60可能在马铃薯甲虫雄成虫抵御高温胁迫中发挥作用。  相似文献   

9.
抗阿维菌素朱砂叶螨的热激反应及热激蛋白   总被引:1,自引:1,他引:0  
冯宏祖  刘映红  何林  杨大兴  李明  卢文才 《昆虫学报》2008,51(11):1164-1169
选用朱砂叶螨Tetranychus cinnabarinus阿维菌素抗性品系和敏感品系,测定了热预刺激后其在极限高温下的存活率,并应用SDS-PAGE技术研究了热激蛋白(HSPs)的种类及其含量。结果表明:非致死的热预刺激能显著提高朱砂叶螨耐极限温度的能力。两个品系在不同温度热激处理后,其蛋白质种类和含量发生了变化。正常情况下,朱砂叶螨敏感品系与阿维菌素抗性品系相比缺失8条条带;敏感品系热激后,增加了分子量分别为97.2,74.3,62.4,53.0和30.3 kDa的5条条带; 抗性品系热激后没有特异蛋白带的产生,但进一步高温胁迫后有些蛋白表达增强。此结果有助于解释朱砂叶螨抗性品系存在高温适合度优势现象。  相似文献   

10.
生物体在其生长过程中要经受一系列非生物环境的胁迫,这些胁迫条件都将影响细胞的基因转录、蛋白质表达物等一系列的变化,以尽快适应周围变化的环境。利用双向电泳和质谱技术考察了高温胁迫对酿酒酵母细胞壁蛋白质组的影响。结果表明,高温胁迫的酿酒酵母FFC2146细胞壁蛋白质中新增Ssa2和小分子鸟苷三磷酸酶,无机焦磷酸酶上调表达,而丙酮酸激酶缺消失,同时6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶和3-磷酸甘油醛脱氢酶下调表达。上述结果说明热休克蛋白Ssa2保护细胞壁在高温下保持完整,使细胞继续生长繁殖;高温胁迫下酿酒酵母的糖酵解途径受阻,在转酮醇酶的作用下糖酵解途径转向磷酸戊糖途径途径,获取足够的能量,维持细胞正常的新陈代谢。  相似文献   

11.
生物体在其生长过程中要经受一系列非生物环境的胁迫,这些胁迫条件都将影响细胞的基因转录、蛋白质表达物等一系列的变化,以尽快适应周围变化的环境。利用双向电泳和质谱技术考察了高温胁迫对酿酒酵母细胞壁蛋白质组的影响。结果表明,高温胁迫的酿酒酵母FFC2146细胞壁蛋白质中新增Ssa2和小分子鸟苷三磷酸酶,无机焦磷酸酶上调表达,而丙酮酸激酶缺消失,同时6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶和3-磷酸甘油醛脱氢酶下调表达。上述结果说明热休克蛋白Ssa2保护细胞壁在高温下保持完整,使细胞继续生长繁殖;高温胁迫下酿酒酵母的糖酵解途径受阻,在转酮醇酶的作用下糖酵解途径转向磷酸戊糖途径途径,获取足够的能量,维持细胞正常的新陈代谢。  相似文献   

12.
为鉴定不同抗性苹果(Malusdomestica)品种响应轮纹病菌胁迫的抗性相关蛋白表达差异,以抗病品种华月及易感品种金冠为试材,采用高通量同位素标记定量(IBT)技术结合液相色谱-串联质谱(LC-MS)鉴定技术,对病原菌处理前后抗、感病品种叶片的蛋白质组差异表达进行分析,共鉴定出171个差异表达蛋白(DEPs)。GO富集及KEGG通路分析表明,在细胞组分、分子功能和生物过程3类中共注释到686个GO条目,其中52个DEPs注释于KEGG通路的18个显著差异途径(P0.05)。亚细胞定位预测分析表明, 171个DEPs中有170个分别定位于8类细胞器。蛋白功能注释分析表明, 46个DEPs注释于7类抗性相关蛋白,包括类甜蛋白、过氧化物酶、多酚氧化酶、过敏原蛋白、几丁质酶、内切葡聚糖酶以及主乳胶蛋白。此外,还对抗性相关蛋白的表达特点及基因定量结果进行了分析。该研究结果可为进一步解析抗、感病苹果品种应答轮纹病菌胁迫的抗性机制提供参考。  相似文献   

13.
植物在遭受环境胁迫时会产生一系列应激反应,而热激转录因子可通过介导热激蛋白或其他热诱导基因的转录和表达,来参与调控植物抵抗逆境胁迫过程和其他生命活动。主要介绍了植物热激转录因子的基本蛋白结构域,阐述了3类热激转录因子在抗极端温度(高温、低温)胁迫、干旱胁迫、高盐胁迫、活性氧胁迫中的功能与作用机制,并探讨和展望了植物热激转录因子在植物育种和提高植物抗逆性的研究中的发展与应用前景,以期为深入研究热激转录因子在调控植物抵抗逆境胁迫中的生物学功能与机制提供理论参考。  相似文献   

14.
随着温室效应的加剧,全球气候变暖已经成为现代农业生产体系所面临的严峻挑战.高温灾害性气候是影响作物产量的一种主要的非生物胁迫.因此,对于农作物生产而言,研究植物耐热信号转导机制不仅有重要的科学意义,而且有现实的紧迫性.最近几年,在阐明植物耐热信号转导机制的研究方面取得了很多重要的进展,这些进展涵盖植物高温胁迫的感受机制、热激转录因子和热激蛋白的表达调控、热激转录因子结合蛋白参与耐热性调控的分子机制等几个主要的方面.热胁迫影响细胞膜系统、RNA、蛋白质的稳定性,同时改变酶的活性和细胞骨架系统.当热胁迫来临时,植物的转录组会发生显著变化,所涉及的基因大约占基因组的2%.这些高温胁迫响应基因构成了热激响应网络,是植物抵御热胁迫的第一道防线.植物的耐热性分为基础耐热性和获得性耐热性.基础耐热性是植物固有的耐热性.获得性耐热性是温和的热驯化诱导的耐热性.获得性耐热性状的形成反映了植物在自然生长环境下适应高温胁迫的生理机制.  相似文献   

15.
为鉴定不同抗性苹果(Malus domestica)品种响应轮纹病菌胁迫的抗性相关蛋白表达差异, 以抗病品种华月及易感品种金冠为试材, 采用高通量同位素标记定量(IBT)技术结合液相色谱-串联质谱(LC-MS)鉴定技术, 对病原菌处理前后抗、感病品种叶片的蛋白质组差异表达进行分析, 共鉴定出171个差异表达蛋白(DEPs)。GO富集及KEGG通路分析表明, 在细胞组分、分子功能和生物过程3类中共注释到686个GO条目, 其中52个DEPs注释于KEGG通路的18个显著差异途径(P<0.05)。亚细胞定位预测分析表明, 171个DEPs中有170个分别定位于8类细胞器。蛋白功能注释分析表明, 46个DEPs注释于7类抗性相关蛋白, 包括类甜蛋白、过氧化物酶、多酚氧化酶、过敏原蛋白、几丁质酶、内切葡聚糖酶以及主乳胶蛋白。此外, 还对抗性相关蛋白的表达特点及基因定量结果进行了分析。该研究结果可为进一步解析抗、感病苹果品种应答轮纹病菌胁迫的抗性机制提供参考。  相似文献   

16.
抗氧化酶和热激蛋白是双孢蘑菇Agaricus bisporus抵御逆境胁迫的重要蛋白,高温胁迫下菌丝会通过二者基因的差异表达来减少对自身的损伤。通过对双孢蘑菇菌丝进行40℃热胁迫处理0-120min后发现,随着热胁迫时间延长,菌丝生长速度降低、气生菌丝增多和菌丝分叉明显。转录组分析抗氧化酶和热激蛋白基因差异表达发现,在热胁迫30-60min时抗氧化酶基因gpxppo3cat3与热激蛋白基因hsphsp70-1和hsp70-17上调表达明显,而在90-120min时抗氧化酶基因ppo1ppo2cat2与热激蛋白基因hsp16hsp70-14、hsp70-3和hsp70-16上调表达明显。跟踪抗氧化酶活性发现,热胁迫能激活过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD),使酶活性提高2-3倍;同时热胁迫降低了超氧化物歧化酶(SOD)酶活性,而对多酚氧化酶(PPO)影响不明显。此外,研究还发现热胁迫能使双孢蘑菇积累更多的超氧阴离子氧化自由基(O 2-),从而对菌丝造成损伤。因此,双孢蘑菇在热胁迫过程中可以通过启动不同的抗氧化酶和热激蛋白基因表达来抵御高温胁迫对菌丝造成的损伤,其中CAT和POD可能起到主要清除氧化自由基的作用,对双孢蘑菇耐高温基因的初步研究为选育耐高温品种奠定基础。  相似文献   

17.
杜照奎  李钧敏  钟章成  董鸣 《生态学报》2014,34(10):2589-2598
为揭示UV-B辐射增强处理降低花生光合速率和花生抵御UV-B辐射增强的分子机制,应用蛋白质双向电泳与质谱联用技术对自然光环境下补增UV-B辐射(54μW/cm2)处理24h的苗期花生叶片差异表达蛋白质变化进行了分析。结果表明:补增UV-B处理下,花生叶片中共检测到丰度变化在2.5倍以上的差异表达蛋白点39个(其中22种蛋白质表达下调,17种表达上调),经过MALDI-TOF-TOF分析及数据库检索,成功鉴定出其中的27种蛋白质。被鉴定的27种蛋白质按其功能大致可归为8类,第Ⅰ类:光合作用相关的蛋白质,包括质体蓝素、1,5-二磷酸核酮糖羧化酶小亚基、放氧复合物增强子蛋白1、PsbP结构域蛋白6和果糖二磷酸醛缩酶;第Ⅱ类:糖代谢相关蛋白质,包括苹果酸脱氢酶;第Ⅲ类:能量合成相关蛋白质,包括ATP合酶;第Ⅳ类:氨基酸代谢相关蛋白质,包括半胱氨酸合成酶;第Ⅴ类:蛋白质加工相关蛋白质,包括热激蛋白;第Ⅵ类:蛋白质翻译相关蛋白质,包括核糖体循环因子;第Ⅶ类:防御相关蛋白质,包括几丁质酶、过氧化物酶、Cu-Zn超氧化物歧化酶、二羟肉桂酸3-O-转甲基酶和类萌发素蛋白;第Ⅷ类,未知功能蛋白质。这些研究结果为进一步研究花生抵御UV-B辐射的分子机理提供了有意义的线索。  相似文献   

18.
柳峰松  李娟  唐婷  张迪  董晓寅 《四川动物》2012,31(4):558-563
硫氰酸生成酶同源结构域普遍存在于古细菌、真细菌以及真核生物的多种蛋白分子内,这些蛋白构成一个功能多样的硫氰酸生成酶超家族。本研究根据家蝇转录组序列信息,分拣到一条硫氰酸生成酶样基因的EST序列,经分析发现其编码蛋白C末端含有典型的硫氰酸生成酶同源结构域,属于硫氰酸生成酶超家族,将其命名为家蝇硫氰酸生成酶样基因(Md-Rhodlike)。应用实时定量RT-PCR技术,分析了Md-Rhodlike在热激、镉胁迫条件下的表达量变化。Md-Rhodlike的mRNA水平在高温和镉处理后上调,提示该基因可能参与家蝇对高温及镉金属等环境胁迫因子的耐受,是一种新的家蝇应激相关蛋白。  相似文献   

19.
[目的]本研究旨在通过转录组测序技术分析低温胁迫引起的阿尔泰蝠蛾Hepialus altaicola Wang幼虫基因转录差异及上调表达基因的主要功能类群和参与的主要代谢通路.[方法]采用Illumina HiSeq TM 2500测序平台对阿尔泰蝠蛾幼虫进行转录组测序、组装,利用Blast软件进行数据库比对和基因功能注释,用DEGSeq R软件包分析4℃低温处理与室内适温饲养试虫的差异表达基因,并对上调表达基因进行GO和KEGG代谢途径富集分析.[结果]经序列拼接后共获得100300个unigenes,总长度81600309 bp,平均长度813 bp,N50长度1719 bp.与7大数据库同源比对,共获得34691(34.59%)条unigenes.低温胁迫转录组分析得到11569个差异表达基因(DEGs),7158条基因上调,4411条基因下调.富集到47个GO类群,217个KEGG途径.其中代谢过程、催化、结合活性类群占有重要比例,核糖体、碳代谢、剪接体等途径显著富集.另外,热激蛋白、昆虫表皮蛋白、海藻糖酶、超氧化物歧化酶等非生物胁迫相关基因显著上调表达.[结论]阿尔泰蝠蛾幼虫低温胁迫转录组分析揭示,代谢过程、细胞过程、生物调节、对刺激的反应等生物学过程相关基因和部分非生物胁迫响应基因显著上调表达,提示蝠蛾幼虫可能从抗氧化防御、分子伴侣、体温调节和维持细胞的渗透平衡等多方面应对低温胁迫.  相似文献   

20.
[目的]本研究旨在通过转录组测序技术分析低温胁迫引起的阿尔泰蝠蛾Hepialus altaicola Wang幼虫基因转录差异及上调表达基因的主要功能类群和参与的主要代谢通路.[方法]采用Illumina HiSeq TM 2500测序平台对阿尔泰蝠蛾幼虫进行转录组测序、组装,利用Blast软件进行数据库比对和基因功能注释,用DEGSeq R软件包分析4℃低温处理与室内适温饲养试虫的差异表达基因,并对上调表达基因进行GO和KEGG代谢途径富集分析.[结果]经序列拼接后共获得100300个unigenes,总长度81600309 bp,平均长度813 bp,N50长度1719 bp.与7大数据库同源比对,共获得34691(34.59%)条unigenes.低温胁迫转录组分析得到11569个差异表达基因(DEGs),7158条基因上调,4411条基因下调.富集到47个GO类群,217个KEGG途径.其中代谢过程、催化、结合活性类群占有重要比例,核糖体、碳代谢、剪接体等途径显著富集.另外,热激蛋白、昆虫表皮蛋白、海藻糖酶、超氧化物歧化酶等非生物胁迫相关基因显著上调表达.[结论]阿尔泰蝠蛾幼虫低温胁迫转录组分析揭示,代谢过程、细胞过程、生物调节、对刺激的反应等生物学过程相关基因和部分非生物胁迫响应基因显著上调表达,提示蝠蛾幼虫可能从抗氧化防御、分子伴侣、体温调节和维持细胞的渗透平衡等多方面应对低温胁迫.  相似文献   

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