低温锻炼对水稻幼苗叶片中Rubisco的影响

低温锻炼能提高水稻幼苗的抗冷力,低温锻炼虽不能明显提高Ｒｕｂｉｓｃｏ活性,却提高了冷却条件下Ｒｕｂｉｓｃｏ的稳定性和增强了胁迫后正常生长条件下其活性的恢复能力。分别用火箭免疫电泳分析Ｒｕｂｉｓｃｏ蛋白和ＳＤ－ＳＰＡＧＥ分析大,小亚基量表明：低温锻炼未提高Ｒｕｂｎｉｓｃｏ蛋白的合成能力,但增加了大,小亚基的合成量。     

Rubisco的研究进展

Ｒｕｂｉｓｃｏ的研究进展李凤玲（山东省莱阳农学院基础部２６５２００）吴光耀（北京大学生命科学院１００８７１）核酮糖－１,５－二磷酸羧化酶／加氧酶（Ｒｉｂｕｌｏｓｅ１,５－ｂｉｓｐｈｏｐｈａｔｅｃａｒｂｏｘｙｌａｓｅ－ｏｘｙｇｅｎａｓｅ,缩写为Ｒｕｂｉ...     

低温胁迫对水稻幼苗PEP羧化酶的影响

水稻幼苗经低温(0℃)处理后,叶片中PEP羧化酶活性明显地降低.Km值增大。经1—2天低温处理者,增加反应底物的浓度,有减少PEP羧化酶活性降低的幅度;当低温伤害严重时(0℃4天),这种效应则消失。这些结果表明:水稻叶片中PEP羧化酶对低温反应是敏感的,其活性的下降是由于该酶对底物的亲和力的降低。     

蔗糖对水稻幼苗叶片谷氨酰胺合成酶和1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶的影响

报道了在光照和暗处培养下,不同的浓度的蔗水稻幼苗叶片GS及其同工酶、1,5－二磷酸核酮糖羧化酶／加氧酶（Rubisco）的影响。无论是在光照或在暗处,蔗糖对GS活性均有抑制作用,尤其是在较高蔗糖下作用更为明显;虽然Rubisco及可溶性蛋白的水平在光照和暗处有显著的差别,但蔗糖对其未见明显影响。NativePAGE与活性染色表明,在光照下或在暗处,蔗糖对GS2的抑制蔗糖浓度升同而加强,但对GS1未有明显影响。这些结果提示,在水稻幼苗生长中,蔗糖不能象不光一样诱导叶水GS活性及其同工酶表达。     

Rubisco副合基因的构建及其在E.coli中的表达

将编码番茄核酮糖－１,５－二磷酸羧化酶／加氧酶小亚基转运肽的一段ＤＮＡ序列与菠菜Ｒｕｂｉｓｃｏ大亚基的编码区连接,构建了一个Ｒｕｂｉｓｃｏ融合基因。限制性内切酶图谱和ＤＮＡ序列分析证明副合部位的核苷酸序列符合构建前的三联密码子框架。将Ｒｕｂｉｓｃｏ融合基因转入Ｅ．ｃｏｌｉ,用ＩＰＴＧ进行诱导表达。利用蛋白质印迹技术检测到诱导产物的存在。     

低温弱光对黄瓜幼苗Rubisco与Rubisco活化酶的影响

以‘津优3号'黄瓜幼苗为试材,研究弱光(100 μmol·m-2·s-1)下适温(WL:25℃/18℃)、亚适温(ST+WL:18℃/12℃)和低温(LT+WL:10℃/5℃)对黄瓜幼苗光合速率(Pn)、核酮糖-1,5-二磷酸羧化/加氧酶(Rubisco)、Rubisco活化酶(RCA)活性及其基因表达量的影响.结果表明:与对照(25℃/18℃,400 μmol·m-2·s-1)相比,WL、ST+WL和LT+WL处理的单株叶面积和干物质量均明显减小.处理初期,Pn、Rubisco活性及其大亚基基因(rbcL)、小亚基基因(rbcS)表达、RCA活性与基因(CsRCA)表达量大幅度降低,5～7 d后,WL处理趋于平稳,ST+WL处理缓慢回升,而LT+WL处理持续下降,表明黄瓜光合机构对适温弱光和亚适温弱光环境有逐步适应机制.Rubisco和RCA活性及其基因表达对低温弱光的响应与Pn基本一致,表明低温弱光下RCA和Rubisco活性及其基因表达量下降是黄瓜幼苗Pn降低的重要原因.     

外源海藻糖对PEG渗透胁迫下小麦Rubisco及其活化酶的影响

以抗旱品种‘晋麦47’和干旱敏感品种‘郑引1号’为材料,通过室内水培试验研究了外源海藻糖对PEG渗透胁迫下小麦叶片净光合速率、1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(Rubisco)和1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶活化酶(RCA)含量和相关基因表达特性的影响。结果表明:(1)外源海藻糖和渗透胁迫均能显著增加2个小麦品种叶片海藻糖含量。(2)渗透胁迫显著降低了2个品种小麦叶片的净光合速率,而外源海藻糖能显著缓解受胁迫小麦叶片净光合速率的降低幅度。(3)渗透胁迫仅使‘郑引1号’Rubisco大亚基基因(rbcL)相对表达量及相应蛋白含量显著降低;渗透胁迫显著降低了小麦RCAα和β亚基基因相对表达量,并显著降低RCA蛋白含量,而外源海藻糖不能缓解RCA蛋白含量的降低;渗透胁迫显著降低了Rubisco总活性、初始活性、活化状态及RCA活性,而外源海藻糖则能显著缓解上述酶活性的下降。(4)小麦叶片净光合速率与其rbcL、RCAα和β亚基基因相对表达量及Rubisco总活性、初始活性、活化状态及RCA活性均呈极显著正相关关系。研究发现,在渗透胁迫条件下,外源海藻糖主要从翻译后层面对小麦叶片Rubisco和RCA的活性发挥显著保护作用,从而缓解了小麦净光合速率的降低。     

水稻叶片Rubisco 活化酶表达的昼夜变化

在 48h的自然光照、连续光照和连续黑暗处理下 ,水稻幼苗rcamRNA的含量均表现出昼夜节奏特性 ,其中以自然光周期中变化最为明显。在光暗交替的条件下 ,RCA含量虽也表现出明显的昼夜变化 ,但连续黑暗处理其含量持续下降 ,连续光照则其含量先上升然后下降 ,说明它不发生节昼现象。这些结果表明RCA表达在转录和翻译水平上的调控机制不同 ,转录既由光暗交替控制又受内生节奏调节 ,而翻译则更大程度上由光调节     

大麦和玉米叶片叶绿体中Rubisco及其活化酶的免疫金标记定位

运用免疫金标记电镜技术研究了禾本科C3植物大麦(Hordeum vulgare L.)和C4植物玉米(Zea mays L.)叶片中Rubisoo及其活化酶(RCA)的细胞定位,结果表明:两种植物叶片解剖结构及叶绿体超微结构差别明显.在大麦叶细胞中,只有一种叶肉细胞叶绿体,Rubisoo和RCA主要分布于叶绿体的间质中.在玉米叶细胞中,存在着维管束鞘细胞和叶肉细胞两种类型叶绿体,Rubisco主要分布于鞘细胞叶绿体的基质中,但在叶肉细胞叶绿体中亦有少量特异性标记;RCA在鞘细胞叶绿体和叶肉细胞叶绿体的基质中都有分布.两种植物叶绿体结构及光合作用关键酶定位的不同,体现了C3植物和C4植物在光合器结构与功能上的差异.     

光和糖对水稻Rubisco活化酶基因表达的影响

水稻黄化苗在光照2h内其Rubisco。活化酶的mRNA和蛋白量明显增加,然后维持在相对稳定的水平。光对水稻Rubisco活化酶的基因表达的诱导作用主要在转录水平上。Rubisco活化酶主要在绿叶中表达,这与Rubisco基因表达的器官特异性完全一致。用等渗葡萄糖喂养成熟的水稻叶片1h,促使水稻Rubisco大、小亚基和Rubisco活化酶可翻译mRNA含量下降。同样蔗糖对Rubisco小亚基和Rubisco活化酶的表达也有抑制,其作用弱于葡萄糖。     

大气CO_2浓度倍增对水稻光合速率和Rubisco的影响

有关植物对环境COZ浓度渐增反应的早期研究,主要集中在生物量和光合速率方面（lhaner1981）。不同植物对COZ浓度增加的短期响应和长期适应的差异很大,有时甚至完全相反。为了研究植物对大气Co浓度增加的响应的机理,现在不少学者已把注意力转移到研究光合碳代谢关键酶Rubisco上（S8g6等1990,Cforll1988）。水稻是一种重要的粮食作物,然而这方面的研究不多（Bater等1990）,高浓度COZ对水稻Rubisco的含量、活性以及InRNA量之间的相互关系尚未见有报道。本文研究了在130Mm－‘s‘光强下大气COZ浓度倍增对水稻的生物量、光合速率…     

Antisense inhibition of Rubisco activase increases Rubisco content and alters the proportion of Rubisco activase in stroma and thylakoids in chloroplasts of rice leaves

BACKGROUND AND AIMS: Ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase (Rubisco) activase (RCA) is a nuclear-encoded chloroplast protein that modifies the conformation of Rubisco, releases inhibitors from active sites, and increases enzymatic activity. It appears to have other functions, e.g. in gibberellin signalling and as a molecular chaperone, which are related to its distribution within the chloroplast. The aim of this research was to resolve uncertainty about the localization of RCA, and to determine whether the distributions of Rubisco and RCA were altered when RCA content was reduced. The monocotyledon, Oryza sativa was used as a model species. METHODS: Gas exchange and Rubisco were measured, and the sub-cellular locations of Rubisco and RCA were determined using immunogold-labelling electron microscopy, in wild-type and antisense rca rice plants. KEY RESULTS: In antisense rca plants, net photosynthetic rate and the initial Rubisco activity decreased much less than RCA content. Immunocytolocalization showed that Rubisco in wild-type and antisense plants was localized in the stroma of chloroplasts. However, the amount of Rubisco in the antisense rca plants was greater than in the wild-type plants. RCA was detected in both the chloroplast stroma and in the thylakoid membranes of wild-type plants. The percentage of RCA labelling in the thylakoid membrane was shown to be substantially decreased, while the fraction in the stroma was increased, by the antisense rca treatment. CONCLUSIONS: From the changes in RCA distribution and alterations in Rubisco activity, RCA in the stroma of the chloroplast probably contributes to the activation of Rubisco, and RCA in thylakoids compensates for the reduction of RCA in the stroma, allowing steady-state photosynthesis to be maintained when RCA is depleted. RCA may also have a second role in protecting membranes against environmental stresses as a chaperone.     

Heat sensitivity of Rubisco,Rubisco activase and Rubisco binding protein in higher plants

During the past few years the investigations concerning Rubisco and the changes of its activity and properties at elevated temperature were reconsidered with special reference to the important role of Rubisco activase and Rubisco binding protein. The major changes in Rubisco, Rubisco activase and Rubisco binding protein reported recently are presented in this review. New information on these proteins, including their changes under heat stress conditions, is discussed together with open questions.     

水稻转绿型白化突变系W25转绿过程中Rubisco、Rubisco活化酶活性与光合速率的变化

水稻 (OryzasativaL .)转绿型白化突变系W2 5在转绿过程中叶绿素、可溶性蛋白质和Rubisco含量的动态变化过程表明 ,白化突变体内叶绿素、可溶性蛋白质和Rubisco含量极低 ,随着转绿过程各组分含量迅速提高 ,转绿至第 30天时超过野生种 2 177s;Rubisco初始活力与Rubisco活化酶含量呈极显著正相关。Rubisco活化酶基因表达的研究结果表明 ,突变体的Rubisco活化酶表达高于野生种 2 177s。在转绿过程中 ,Rubisco活化酶含量的提高要先于Rubisco和光合速率     

诱抗剂诱导水稻抗寒蛋白研究

诱抗剂是从中草药中筛选出来的植物性药剂,它能显著提高水稻抗寒和抗稻瘟病能力,为了进一步明确诱抗剂诱导水稻抗寒机制,进行了诱抗秀导水稻抗寒 蛋白研究,用1000倍诱抗剂浸种湘早籼9号,89－229和V56三个水稻品种或相合,三叶期喷1000倍诱抗剂经6度低温胁迫48h后,进行SDS－PAGE分析,结构表明三个水稻品种经诱抗剂诱导均未发现分子质量在14ku-97ku之间新的蛋白质。     

水稻Rubisco和RCA的日变化及其细胞定位

采用免疫胶体金标记电镜技术对水稻(0ryza sativa subsp.indica cv.浙农952)叶片中的Rubisco及其活化酶(RCA)进行细胞器定位和定量,同时用免疫扩散法进行叶片含量分析,研究了这两种酶含量及活力的日变化.结果表明Rubisco主要分布于叶绿体,RCA分布于叶绿体和线粒体中;光合速率(Pn)、Rubisco初始活力和RCA活力与光合日变化密切相关;在光照最强的13时,出现光合"午休",叶绿体中Rubisco的密度有一定程度降低,而全叶的总Rubisco保持稳定,Rubisco初始活力也有明显的"午休",这意味着体内Rubisco的活力除受RCA调节外,可能还与叶绿体中Rubisco的分布有关.RCA活力变化与叶绿体中RCA含量变化较为一致,表明RCA在叶绿体中的分布对调节其本身活力和Rubisco活性有重要作用.     

Rubisco活化酶的研究进展

Rubisco活化酶是近年中发现的一种可以调节Rubisco活性的酶 ,它能使Rubisco在植株体内条件下达到最大活化程度。Rubisco活化酶不仅具有活化Rubisco的活性 ,而且具有ATP水解酶活性。在ATP水解过程中 ,Rubisco活化酶促使各种磷酸糖抑制物从Rubisco上解离下来 ,恢复Rubisco活性。Rubisco活化酶的发现与研究使许多Rubisco体内活化中的疑难问题得到了阐明。本文还介绍了Rubisco活化酶的分子特性、酶作用机制以及环境因素对它活性影响等方面的最新研究进展。