蛋白质可逆磷酸化对花粉管生长的调控作用

花粉管极性生长受多种信号与代谢过程的调控,主要包括Rop GTPase信号途径、磷脂酰肌醇信号通路、Ca²⁺信号途径、肌动蛋白动态变化、囊泡运输、细胞壁重塑等,这些过程都受到蛋白质可逆磷酸化作用的调节。如：(1) Rop调节蛋白(GEF、GDI和GAP)的可逆磷酸化可以改变其活性,从而调节Rop GTPase;同时,蛋白激酶还可能作为Rop下游的效应器分子参与Rop下游信号途径的调节;(2) 蛋白质可逆磷酸化作用既能够激活/失活质膜上的Ca²⁺通道或Ca²⁺泵,又参与调节胞内贮存Ca²⁺的释放,从而调控花粉管尖端Ca²⁺梯度的形成;此外,蛋白激酶还作为Ca²⁺信号的感受器,磷酸化相应的靶蛋白,参与Ca²⁺信号下游途径的调节;(3) 肌动蛋白结合蛋白(ADF和Profilin)的活性也受到蛋白质可逆磷酸化的调节,进而调控肌动蛋白聚合与解聚之间的动态平衡;(4) 蛋白质磷酸化作用调节胞吞/胞吐相关蛋白的活性,并调控质膜的磷脂代谢,从而参与调控囊泡运输过程;(5) 胞质丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶和蔗糖合酶的可逆磷酸化可以调节其在花粉管中的功能与分布模式,参与花粉管细胞壁重塑;(6) 转录调节蛋白与真核生物翻译起始因子的可逆磷酸化可以改变其活性,从而调控RNA转录与蛋白质合成。文章主要综述了花粉管生长过程中重要蛋白质的可逆磷酸化作用对上述关键事件的调节。     

水稻OsPIN1d基因克隆与转化及其在水稻根负向光性中的作用

生长素极性运输输出载体OsPIN1基因家族可能参与调控水稻根负向光性,其中OsPIN1a和OsPIN1b参与水稻根负向光性已得到证实。为了研究OsPIN1d基因与水稻根负向光性形成的关系,依据GenBank数据库中OsPIN1d(Accession number:BR000830)的核苷酸序列,设计特异性引物,通过RT-PCR从水稻根尖的cDNA中扩增出完整的OsPIN1d基因全长。生物信息学分析表明,OsPIN1d的序列全长为1 497bp,编码554个氨基酸,GC含量为64.08%;氨基酸序列多重比对及系统发育树构建表明,OsPIN1d与水稻OsPIN1b、玉米OsPIN4以及拟南芥AtPIN2、OsPIN1c、OsPIN1a和AtPIN1等基因的遗传距离较近。通过构建融合超表达载体pCAMBIA-1301-OsPIN1d∷GFP,转化并获得其转基因水稻,经RT-PCR检测和GUS染色结果显示,外源片段已成功整合到水稻基因组内,并在根部高效表达;受单侧光照射后,转基因水稻种子的根负向光性明显大于野生型,且向光侧OsPIN1d-GFP荧光密度明显弱于背光侧。研究表明,OsPIN1d参与了水稻根负向光性的IAA和NAA的运输,从而促进了根负向光性的形成。     

具有极性的分泌运输是神经元树突发育的形态和走向的基础

神经元在生长发育过程中会定向地生长出一根轴突和多根形态、功能不一的树突。虽然已经有一些关于轴突和树突分化的学说,但是关于树突形成时膜成分加载的细胞学机制仍不清楚。2005年11月Duke大学的Michael D．Ehlers实验室报道,神经元具有极性的分泌性运输方式是产生各种形态和方向树突的基础。在一般细胞内,高尔基体在细胞核周围呈现扁平膜囊的堆叠结构;而在神经元中,高尔基体既包括胞体的膜囊堆叠,又包括了树突内离散的高尔基体“前哨”（outpost;Golgi outposts指一些存在于树突中的高尔基体膜囊,本文译为“高尔基体前哨”）。Ehlers等的实验证明,在培养的海马锥体神经元中,后高尔基体的膜运输是朝向较长的树突的;而在体内,皮层和海马区的锥体神经元都有一根特化的向皮层表面行走的顶树突,后高尔基体的膜运输就朝向这根顶树突。他们发现,小的高尔基体“前哨”选择性地分布在较长的树突中,但不进入轴突。在树突中,高尔基体“前哨”常常集中在树突的分支处进行后高尔基体的运输。     

Cdc25B蛋白过表达可使小鼠胚胎突破2-细胞期阻滞

目的：探讨Cdc25B蛋白过表达对小鼠2-细胞期胚胎发育的影响。方法：利用体外转录试剂盒将Cdc25B转录成mRNA,将mRNA显微注射入小鼠2-细胞期胚胎中,观察胚胎发育情况和卵裂率。用蛋白激酶活性测定方法和Western印迹分别检测Cdc25B蛋白过表达小鼠胚胎MPF的活性及Cdc2-Tyr15的磷酸化状态。结果：hCG后48 h,mRNA注射组有超过40%的2-细胞期胚胎分裂到4-细胞期而对照组仍停留在2-细胞期;激酶活性测定显示注射Cdc25B mRNA后,MPF的活性显著升高;Cdc2-Tyr15的磷酸化状态变化与激酶活性测定结果一致。结论：Cdc25B蛋白过表达可以激活有丝分裂促进因子（MPF）,从而使小鼠2-细胞期胚胎突破2-细胞期阻滞,发育到4-细胞期。     

鹅观草×黑麦杂种F_1的形态及细胞遗传学研究

以鹅观草作母本,黑麦作父本进行杂交,采用杂种幼胚培养技术,首次成功地获得了F_1杂种。杂种穗形呈双亲的中间类型,完全雄性不育。花粉母细胞减数分裂中期在Ⅰ平均染色体配对构型为:27.01Ⅰ+0.47Ⅱ+0.02Ⅲ,后期Ⅰ形成大量的落后染色体以及发生不均等的两极分裂和多极分裂,进而形成多分体。花粉粒发育过程中出现不同数目的微核。     

糖原靶向运动的理论新探

概要阐述了肝细胞内糖原靶向运动的细胞生物学机制,对原有学说提出了质疑,并从诱导因子、糖原的化学极性以及内质网在细胞内的运动三卜方面,试图构建一个全新的纯理论框架——动态平衡理论(the theory of dynamic balance),以期合理地解释糖原的靶向运动。     

脊椎动物心传导系统的发生

在成熟的心脏中,人们一般将心脏的工作肌与传导系统区分开来.成熟的传导系统由窦房结、房室结、房室束、束分支以及浦肯野纤维组成.每一部分都有不同的功能并有不同的基因表达.主要对心传导系统的主要组成结构和各部分的发生发育模式进行了综述.     

昆虫母体效应基因功能研究进展

本文主要综述了昆虫母体效应基因对后代生长发育的影响。目前发现昆虫母体效应基因可以诱导胚胎前后极性和背腹极性的形成、调节卵滞育、增强免疫力、影响后代型性分化和发育历期等。随着CRISPR等新技术的不断发展和应用,将会拓展母体效应基因功能研究的范围和深度,这将有助于开发新的技术去改善经济昆虫的性状和控制农业害虫的危害。     

第20届国际生物学奥林匹克竞赛(10)实验考试

实验考试4 细胞生理 总分91,考试时间:90 min. 这个考试部分有下列2个任务: 任务1:研究细胞周期(61分). 任务2:研究单细胞藻类运动机理(30分). 必须把你的结果和答案写在答题纸上.回答在问卷上的答案不能得分. 请确定你拿到了所有列出的材料和设备.如果缺少,请举手示意. 考试结束时,将答题纸和问卷放回信封.考试教师会来收取.