麻疯树核糖体失活蛋白基因的克隆和表达

麻疯树(Jatropha curcas L.)核糖体失活蛋白(curcin)是存在于麻疯树种子中的一种毒性较强的蛋白,它与蓖麻毒蛋白和相思子毒蛋白的性质相似,属Ⅰ型核糖体失活蛋白.从麻疯树种子中分离得到一种分子量为28.2 kD的蛋白质,其对无细胞系统中蛋白质合成的抑制活性较强,IC50为(0.19±0.01)nmol/L,具有RNA N-糖苷酶活性.依据curcin的N端部分氨基酸设计简并引物,通过RT-PCR和5'-RACE技术从未成熟种子总RNA中克隆到curcin全长cDNA序列.该cDNA全长由1 173个碱基组成,包含一个编码293个氨基酸的前体蛋白,前42个氨基酸为信号肽.推测的多肽序列与测定的蛋白质N端序列相同,与多种己发表的Ⅰ型核糖体失活蛋白和Ⅱ型核糖体失活蛋白的A链有一定的同源性.将curcin的编码区与表达载体pQE-30相连后,转入大肠杆菌(Escherichia coil)M15菌株中得到了有效的表达.将表达的融合蛋白纯化后发现,它具有抑制无细胞系统蛋白质合成的能力.     

麻疯树curcin 启动子的分离及其在转基因烟草中的功能分析

核糖体失活蛋白是一类可以使核糖体28S rRNA的保守a茎环结构域脱嘌呤的蛋白质。麻疯树毒蛋白(curcin)前体基因编码麻疯树胚乳I 型核糖体失活蛋白。从麻疯树基因组中克隆得到其5'侧翼区0.6 kb长的片段, 将该片段插入pBI121载体置换其中的CaMV 35S启动子并在相应的转基因烟草中检测报告基因GUS的表达情况。经过GUS活性检测分析发现, 该0.6 kb长的片段能够启动报告基因在种子中的表达, 并且其在种子不同发育阶段的表达活性存在差异。同时, GUS组织化学染色定位分析表明, 在双子叶植物中该启动子片段是胚乳特异性表达的, 它从心形胚时期开始持续地在烟草的胚乳中发挥启动活性。     

麻疯树curcin启动子的分离及其在转基因烟草中的功能分析

核糖体失活蛋白是一类可以使核糖体28S rRNA的保守α茎环结构域脱嘌呤的蛋白质。麻疯树毒蛋白（curcin）前体基因编码麻疯树胚乳I型核糖体失活蛋白。从麻疯树基因组中克隆得到其5＇侧翼区0.6 kb长的片段,将该片段插入pBI121载体置换其中的CaMV 35S启动子并在相应的转基因烟草中检测报告基因GUS的表达情况。经过GUS活性检测分析发现,该0.6 kb长的片段能够启动报告基因在种子中的表达,并且其在种子不同发育阶段的表达活性存在差异。同时,GUS组织化学染色定位分析表明,在双子叶植物中该启动子片段是胚乳特异性表达的,它从心形胚时期开始持续地在烟草的胚乳中发挥启动活性。     

短帚霉发酵脱除小桐子饼的毒性

膏桐饼作为生物柴油产业中产生的最大宗副产物,其高蛋白、低纤维含量的特性有望使其开发成为一种优良的蛋白饲料,但毒性限制了其直接作为饲料利用。发酵是多种饼粕脱毒的常用方法。分离、纯化膏桐根际微生物并分别发酵膏桐饼,用甲醇提取发酵膏桐饼的毒性成分并溶于水中,通过鲤鱼存活时间来评价不同菌株发酵膏桐饼的毒性,筛选获得了一株能够在膏桐饼上快速生长并能有效脱除膏桐饼毒性的短帚霉。脱毒小桐子饼组的小鲤鱼存活时间与对照组相比延长了1.22倍。     

麻疯树逆境蛋白(curcin 2)基因在烟草中的表达

麻疯树（Jatropha curcas）幼苗在干旱、高低温胁迫和真菌浸染下,其叶片中诱导产生了一种新的毒蛋白curcin 2。这意味着curcin 2在其它植物中的异源表达可能会增强植物对外界胁迫的抵抗。curcin 2 cDNA的两个片断：cur2p片断（编码前成熟蛋白）和cur2m片断（编码成熟蛋白）,通过农杆菌的介导分别转化烟草并获得转基因植株。但是,只有在插入了cur2p片断的烟草中检测到了curcin 2蛋白的表达。同时,curcin 2在烟草中的表达增强了植株对烟草花叶病毒（TMV）的抗性。     

Isolation and Characterization of a Curcin Promoter from <Emphasis Type="Italic">Jatropha curcas</Emphasis> L. and Its Regulation of Gene Expression in Transgenic Tobacco Plants

Ribosome-inactivating proteins (RIPs) represent those proteins that universally depurinate conserved α-sarcin loops of large rRNAs. In this study, a 0.6-kb fragment of a 5′ flanking region preceding a curcin gene, encoding a type I RIP curcin, of Jatropha curcas L. endosperm was cloned, and its regulation of expression of the β-glucuronidase (GUS) reporter gene was investigated in transgenic tobacco. Analysis of GUS activities showed that the 0.6-kb flanking fragment of the curcin gene was sufficient to drive the GUS reporter gene expression in tobacco seed. The activity of this flanking fragment was analyzed at different stages of seed development. Histochemical localization of GUS activity indicated that the promoter was specifically active in the endosperm tissue of the dicotyledonous tobacco embryo. Moreover, this activity was first initiated at the heart-shaped embryonic stage during seed development.     

麻疯树种子的研究进展

麻疯树（Jatropha curcas L．）为大戟科（Euphorbiaceae）麻疯树属半肉质小乔木或大灌木,具有很强的抗旱、耐贫瘠的特性。麻疯树的根、树皮、叶和种子均可人药。种子中主要含有脂肪类物质、蛋白质和萜类物质,其毒素为麻疯树毒蛋白和种子油。种仁中的含油量约为50％,可作为理想的生物柴油;毒蛋白、种子油及其他种子提取物可作为生物农药。关于麻疯树种子的发育、脱水行为及其调控研究较少。麻疯树是二种具有重要经济价值的战略资源。     

Isolation of novel microsatellites from Jatropha curcas L. and their cross-species amplification

Jatropha curcas L., a member of the Euphorbiaceae, is widely distributed in different parts of the globe. In the present study, 12 microsatellites were isolated from J. curcas and their cross-species amplification was checked in six species of genus Jatropha. Within J. curcas, observed and expected heterozygosities ranged from 0.94 to 0.54 and from 0.95 to 0.56, respectively. Of the 12 loci, five showed significant deviation from Hardy-Weinberg equilibrium. There was no significant linkage disequilibrium detected between any of the loci. The markers isolated in the present investigation will be useful for assessing the population diversity and genetic structure of J. curcas and also in other species of Jatropha.     

Expression, purification and anti-tumor activity of curcin

Curcin,purified from the seeds of Jatropha curcas,can be used as a cell-killing agent.Understanding the anti-tumor activity of the recombinant protein of curcin is important for its application inclinical medicine.The segment encoding the mature protein of curcin was inserted into Escherichia colistrain M 15,and the recombinant strain was induced to express by isopropyl-β-D-thiogalactopyranoside at aconcentration of 0.5 mM.The recombinant protein was expressed in the form of inclusion bodies andpurified by Ni-NTA affinity chromatography.The target protein was incubated with the tumor cells atdifferent concentrations for different times and the results demonstrated that the target protein could inhibitthe growth of tumor cells (NCL-H446,SGC-7901 and S180) at 5μg/ml.     

过氧化氢脱毒前后小桐子油饼营养成分分析

小桐子(Jatropha curcas Linn.)又名麻疯树,属于大戟科(Euphorbiaceae)麻疯树属(Jatropha Linn.)植物,在中国西南各省均有大规模种植基地。小桐子树皮和叶片具有多种生物活性[1-2];种子含丰富油脂,可作为生物柴油的原料[3]。小桐子油饼是一种在小桐子生物柴油生产过程中大量产生的副产品,其中的蛋白质含量较高、氨基酸组成合理,是优     

麻疯树分子生物学研究进展

麻疯树Jatropha curcas L.作为一种新兴的生物柴油型能源树种已经得到广泛的认可,关于它的各项研究持续升温。文中综述了近年来国内外关于麻疯树分子生物学方面的研究进展,一是揭示麻疯树遗传多样性和系统分类的分子标记研究;二是全面解析麻疯树分子网络的基因组、转录组和蛋白质组研究;三是以培育优质高抗品系为目标的代谢和发育调控相关基因的分离、克隆和功能研究;最后讨论了目前研究的不足和麻疯树未来分子生物学研究的方向。     

土壤水、氮供应对麻疯树幼苗光合特性的影响

在盆栽半控制试验中, 采用两因素的随机区组设计, 在3个土壤水分梯度(分别为80%、50%和30%的田间持水量(FC))下研究了施氮肥和不施氮肥处理麻疯树(Jatropha curcas)幼苗的光合特性。比较了不同水分和氮素供应条件下麻疯树幼苗的光合-光响应和CO₂响应曲线、PSII的最大光化学效率(F_v/F_m)、氮含量和光合色素含量之间的差异。结果表明: 1)施氮肥处理中, 随着土壤水分含量的增加, 叶片表观量子效率(AQY)、光补偿点、最大净光合速率、羧化效率、光呼吸速率、暗呼吸速率和叶片氮含量均呈现增加的趋势, 而且均在80% FC下最高。2)不施氮肥处理中, 随着土壤水分含量的增加, 麻疯树各光合参数均与施氮肥处理呈现相反的变化趋势。3)在30% FC下, 施氮肥处理和不施氮肥处理相比, 氮含量显著增加, AQY、F_v/F_m、光合色素含量无显著的变化, 其他各项指标均显著降低。这些结果表明, 水氮耦合效应对麻疯树光合特性有显著影响, 尤其是在80% FC下增施氮肥的效果最为明显。因此, 在土壤氮素含量不高的情况下, 麻疯树更适宜在较低的土壤水分下生长, 土壤水分较高反而不利于麻疯树的光合作用; 而如果增施氮肥, 麻疯树在土壤水分含量较高时生长更好。     

金沙江干热河谷地区麻疯树单粒种子核糖体失活蛋白含量及其与种子性状的相关性

对金沙江干热河谷地区麻疯树(Jatropha curcas L.)种子中具有抗肿瘤活性的核糖体失活蛋白curcin含量及其生物学性状进行研究。结果表明,用酶联免疫吸附法测定麻疯树单颗种子的curcin含量为0.275～3.183 mg g-1,平均(1.369±0.055)mg g-1。Pearson相关性分析表明:单粒麻疯树种子的curcin含量与种子其他性状的相关性均未达显著水平,但与种子质量、种仁质量及含油量存在一定程度的负相关,而与出仁率和可溶性蛋白含量存在一定的正相关,且与可溶性蛋白含量的正相关系数(0.190)和与含油率的负相关系数(–0.177)较高。这表明可在金沙江干热河谷地区开展高curcin含量麻疯树种质资源收集和选育工作,以及培育高含油量、高curcin含量的双高品种,以提高麻疯树生物燃油产业的综合效益。     

中国麻风树种质资源SSR遗传多样性的研究初报

麻风树（Jatropha curcas）是世界上最有潜力的能源植物之一。本研究针对来自全国6省区的219份麻风树种质资源,应用SSR分子标记对其进行了初步的遗传多样性分析。根据公共数据库中的所有序列设计出了20对SSR及4对eSSR引物,这些引物均能很好地扩增麻风树DNA片段。在上述24个SSR标记中,有8个（33.33%）探测到麻风树群体的DNA多态性。这24个SSR标记共扩增出36个位点,平均每个标记扩增1.5个位点,其中12个（33.33%）位点显现出多态性。这表明中国麻风树是一个具有中等SSR多态性水平的物种,其多态百分率为33.3%。     

西南地区麻疯树天然种群遗传多样性的等位酶变异

为了揭示麻疯树(Jatropha curcas)天然种群的遗传多样性和遗传结构, 采用聚苯烯酰胺凝胶垂直平板电泳技术, 对采自四川、云南、贵州3个省的10个麻疯树天然种群的叶片样本进行了同工酶分析。7个酶系统10个位点的检测结果表明: 麻疯树种群水平上的遗传多样性较高, 每位点平均等位基因数为2.428 6, 多态位点百分率为97.14%, 平均期望杂合度为0.396 4。种群间遗传分化系数为0.041 3, 种群间总的基因流较高, 为5.808 9, 种群间遗传一致度较高(Shannon信息指数为0.921 7- 0.995 3)。非加权类平均法(UPGMA)聚类结果显示, 10个种群的遗传距离与地理距离相关性不显著。麻疯树天然种群具有较低程度的遗传分化、较高的基因流, 种内及种群内多样性丰富, 这为麻疯树优良品种的选育提供了良好的遗传基础。     

镉胁迫下麻疯树转录组测序分析

麻疯树是一种能适应多种恶劣环境条件的能源植物,目前关于其抵抗重金属胁迫的分子调控机理尚不清楚。从组学水平整体分析其基因表达模式对于筛选关键基因、解析镉胁迫响应调控网络和促进分子育种具有重要意义。利用Illumina测序技术对水培条件下培养的处理组(Cd 100)和对照组(CK)麻疯树幼苗叶的转录组进行高通量测序,两个数据库的测序数据经de novo组装得到50448条高质量的Unigene。两个样品中发现了2551条差异表达基因,其中539条上调基因,2012条下调基因。根据不同数据库的注释信息,发现麻疯树镉胁迫引起叶片中多种代谢途径的变化,包括碳代谢,光合作用,植物激素信号转导以及植物病原响应途径。DAVID分析显示镉胁迫引起了麻疯树叶中与离子转运相关基因的变化,导致叶片中Na离子和铁离子稳态的变化。转录因子分析发现WRKY和ZIP在镉胁迫中发挥重要作用。用qRT-PCR技术对随机挑选的5个基因进行荧光定量验证,结果与测序数据一致,证实了差异表达基因数据的有效性。深入探讨了麻疯树镉胁迫的分子机理,为进一步应用于基因工程和植物修复提供基础。     

基于最大信息熵模型的能源物种麻疯树潜在适宜区

麻疯树(Jatropha curcas L.)为传统能源植物,是作为生物柴油最具希望的植物资源之一。本研究通过收集麻疯树分布点的经纬度数据,基于气候、土壤和地形等37个相关生态因子,采用最大信息熵模型,预测麻疯树的潜在适宜区域,分析影响其生长的主要生态因子特征。结果显示,麻疯树生长最适宜区域主要分布在我国华南地区的广东、海南、香港、台湾和西南地区的广西、云南、四川;对麻疯树分布贡献率较大的主要生态因子为:最暖季度降水量(53.5%)、温度季节性变化标准差(15.8%)、降水量变异系数(9.3%)、年均温变化范围(5.8%)、最湿季度降水量(3.6%)、最干月降水量(3.2%);Maxent模型预测的AUC值大于0.9,表明对麻疯树潜在分布的预测结果较准确。本文对麻疯树潜在分布区域以及影响其分布的主要生态条件的研究结果,可为麻疯树的种植栽培提供科学依据。     

Preliminary Study on Development,Germination and Desiccation Tolerance of Jatropha curcas (Euphorbiaceae)

The developmental changes in morphology and germinability of Jatropha curcas seeds, effects of temperature and light on seed germination , and changes in desiccation tolerance of mature seeds were studied in this paper. The results indicated that J. curcas seeds reached a physiological maturation at 58 days after anthesis, and that seed germination percentage reached a peak at physiological maturation, and then decreased. The optimal germination temperature was 25 to 30℃. J. curcas seeds were insensitive to dehydration at physiological maturation . There was not a notable effect of light on seed germination. Therefore, J. curcas seed was a non-photoblastic and orthodox seeds .