植物响应盐胁迫组学研究进展

盐胁迫对植物生长的影响主要表现在离子毒害、渗透胁迫以及次级氧化胁迫等,植物遭受盐胁迫时迅速启动相关基因,进行转录调控,进而合成相应蛋白质来控制代谢物合成和离子转运以调节渗透平衡。随着现代分子生物学迅速发展,对植物耐盐机理研究也深入到了转录组、蛋白质组、代谢组及离子组等水平,"组学"研究为耐盐基因鉴定及标志性代谢物的挖掘等提供了有力手段。该文对近年来国内外有关转录组学、蛋白质组学、代谢组学、离子组学的主要研究方法及在盐胁迫中的应用研究进展进行综述,以揭示植物耐盐机理,为优良耐盐碱植物的筛选与培育提供支持。     

我国人轮状病毒不同基因型NSP4的致病性研究

对我国轮状病毒流行株NSP4基因变异特点的分析表明,NSP4基因主要可分为Wa组和Kun组,在Wa组内可形成三个亚组,形成了4种NSP4基因型.为了进一步阐明人轮状病毒流行株NSP4基因变异与其致病性变化是否存在联系,我们首先利用杆状病毒载体对NSP4蛋白进行表达,获得了对应4种不同NSP4基因型的重组杆状病毒rvBac97B6,rvBac97S34,rvBac97S36和rvBac97SZ8.用这些病毒感染Sf-9细胞后,检测细胞内Ca2+浓度的变化,发现与野生型杆状病毒感染细胞相比,重组病毒感染细胞内的Ca2+浓度显著升高,但各个重组病毒之间无显著性差异.在此基础上,我们进一步在E.coli中分别表达纯化了代表Wa和Kun基因分组的97S34和97SZ8流行株的NSP4.分别用纯化的重组NSP4蛋白攻击乳鼠后,发现不同基因型的NSP4蛋白的致腹泻活性没有明显差异,这种作用可被NSP4抗体拮抗,但这种拮抗作用存在基因型特异性.上述结果表明人轮状病毒流行株NSP4氨基酸序列间的变异并没有使其钙调节及致腹泻能力产生改变,在致腹泻作用中发挥关键作用(或决定性作用)的氨基酸位点在不同NSP4基因型间可能是相对保守的.针对NSP4抗体的有效性也为新型轮状病毒疫苗和药物研究提供了线索.     

副产物途径的缺失对大肠杆菌合成D-1,2,4-丁三醇的影响

【目的】敲除副产物途径,提高重组大肠杆菌D-1,2,4-丁三醇(D-1,2,4-Butanetriol,BT)产量。【方法】利用Red重组技术敲除木糖途径xyl AB基因及2-酮-3-脱氧木糖酸代谢途径的yag E及yjh H基因,考察其对重组菌生长、BT生产及副产物积累的影响。【结果】敲除xyl AB基因后,重组菌生物量降低57%,BT产量降低20%,单位菌体产量提高84%,木糖酸积累量提高52%。yag E或yjh H基因单独缺失重组菌生物量分别提高10%和5%,BT产量提高36%和14%。基因共同缺失后重组菌生物量降低了21%,BT产量提高184%,达到2.44 g/L,单位菌体产量提高258%。而共同敲除两途径,生物量降低了72%,虽然单位菌体产量提高了约4倍,但BT产量仅提高43%。p H调控下,重组菌木糖酸积累量下降,BT产量进一步提高,最高达3.11 g/L。【结论】xyl AB基因缺失后,虽有利于提高BT途径的效率,但由于木糖无法进入PPP途径及木糖酸积累,造成生物量降低,不利于BT合成。单独敲除yag E或yjh H后BT产量略有提高,而共同敲除这两基因更为有效地调整碳流向BT合成偏转。两途径共同敲除利于BT的合成,但由于菌体量的减少,无法大量获得BT。     

新型γ－氨基丁酸受体：GABAc受体

众多的证据表明,在神经系统,特别是视觉神经通路中,除通常的ＧＡＢＡＡ和ＧＡＢＡＢ受体之外,还存在着一种具有不同药理特性的ＧＡＢＡＣ受体。这种受体不为荷包牡丹碱（ｂｉｃｕｃｕｌｌｉｎｅ）所阻遏,亦不为氯苯氨丁酸（ｂａｃｌｏｆｅｎ）所激活,在激活后并不显示失敏现象,可能在视网膜中视杆通路的信,自传递和调控中起重要作用。     

粪便微生物宏基因组来源的热稳定性邻苯二酚1,2-双加氧酶异源表达及酶学性质

【目的】克隆倭蜂猴粪便微生物宏基因组的邻苯二酚1,2-双加氧酶基因cat PLCgl,并对该酶进行异源表达及酶学特性研究。【方法】利用宏基因组高通量测序技术获得cat PLCgl,并对其氨基酸序列进行分析。将cat PLCgl重组到载体p EASY-E2中并转化到大肠杆菌BL21(DE3)中异源表达,研究其酶学性质。【结果】cat PLCgl全长852 bp,G+C含量48%,编码283个氨基酸,理论分子量为33.56 k D。重组Cat PLCgl酶学性质分析显示最适作用p H为7.0,其中在p H 7.0–10.0范围内处理1 h后,酶活剩余90%以上;最适作用温度为40°C,在25°C和40°C条件下稳定性较好,耐受210 h酶活性几乎不变。重组酶在最适条件下的动力学参数K_m、V_(max)和k_(cat)分别为24.9μmol/L、8.3 mmol/(min·g)和13.7 s~(-1);Fe~(2+)、Hg~(2+)、Cu~(2+)、Triton X-100、SDS、Ag+强烈抑制该酶活性,而其它金属离子及有机试剂影响较小。【结论】从倭蜂猴粪便微生物宏基因组中克隆得到邻苯二酚1,2-双加氧酶基因cat PLCgl,并对重组Cat PLCgl酶学性质进行研究,该酶具有较好的热稳定性和耐碱性,在降解环境中的邻苯二酚和生产顺,顺-己二烯二酸方面具有应用潜力。     

毕氏海蓬子SbDREB基因的克隆与表达分析研究

以毕氏海蓬子的基因组为模板,通过PCR技术扩增到一个编码DREB蛋白AP2保守结构域的基因片段;根据该片段序列设计引物,以毕氏海蓬子经NaCl处理的植株肉质茎cDNA为模板,应用RACE技术获得该基因的cDNA全长,命名为SbDREB(GenBank登录号:JF894301)。SbDREB基因cDNA全长1206bp,包含一个编码284个氨基酸的完整开放阅读框。对氨基酸序列比对分析表明,该蛋白在靠近N端具有典型的AP2/EREBP保守结构域,且该结构域与一些高等植物DREB类转录因子的AP2区域具有高度同源性。进化树分析表明SbDREB属于DREB亚家族中的A-6亚族。实时荧光定量PCR结果显示:干旱、高盐和ABA能够诱导其表达,而低温则使其表达下调,表明该基因在毕氏海蓬子植株对干旱、盐和低温等非生物胁迫的应答中起作用。     

水分胁迫下臭柏（Sabina vulgaris Ant.）光合特性和色素组成的季节变化

在室内砾耕栽培条件下,通过培养液中加入PEG(Polyethylene glycol 分子量为6000)以调节溶液渗透势,设置对照、弱水分胁迫和强水分胁迫3种处理 (培养液渗透势分别为0.02,-0.1,-0.34 MPa), 从1997年开始对臭柏进行长期干旱胁迫模拟实验.2003年测定了臭柏叶片光合色素和光合特性的季节变化.结果表明:对照区气孔导度季节变化在5月和9月份形成了典型的双峰曲线.尽管对照区的气孔导度明显高于其他两个处理,但日光合量却低于弱水分胁迫区.3个处理Chl a/b的比值在11月至翌年3月的低温期内均升高,以强水分胁迫区的增幅最大,其它月份该比值在3个处理之间没有显著的差异.3个处理的叶绿素总量(Chl a+b)在生长季的5～9月份均有不同程度的上升,但其中以强水分胁迫区增幅最小.在11月至翌年3月的低温期,各处理均大幅提高叶黄素总量(V+A+Z)和热耗散色素比例(A+Z)/(V+A+Z) (V:紫黄质、A:单环氧玉米黄质、Z:玉米黄质);在5～7月份的生长高峰期,各处理则明显降低了叶黄素总量和热耗散色素比例.这种趋势在强水分胁迫区表现的更为显著.     

长效促胰岛素降糖酵母的构建及其对糖尿病模型小鼠的治疗效果

益生菌生物药物是指通过口服表达药用多肽(蛋白)的重组益生菌活细胞达到治疗疾病的新型口服给药系统。为了构建一种能有效防治2型糖尿病的酵母生物药物,文章首先构建了酿酒酵母(S.cerevisiae)整合型表达载体pNK1-PGK,并且通过绿色荧光蛋白(GFP)证明其表达功能正常,利用该载体将10×GLP-1 (Glucagon-like peptide-1)基因转化到酿酒酵母INVSc1中,通过营养缺陷型和Western blotting成功筛选出表达10×GLP-1的长效促胰岛素降糖酵母(Long-acting GLP-1 hypoglycemic yeast, LHY)。该酵母生长迅速,外源基因10×GLP-1表达稳定,表达量达到1.56 mg/g细胞湿重。通过链脲佐菌素和高脂高糖饮食联合诱导的方法构建了2型糖尿病小鼠模型,用LHY对其进行口服灌胃治疗,证明LHY具有较好疗效,明显降低血糖水平。     

用DNA杂交技术检测绿脓杆菌氨基糖甙类钝化酶基因的研究

目前已知的氨基糖甙类抗菌素钝化酶基因有许多种,2″—0—腺苷转移酶[ANT(2″)]基因为其中之一。本文从一株含ANT(2″)基因的重组质粒pFCT3103的基因克隆株,分离出310bp的ANT(2″)基因片段,将它制成基因探针,用该探针检查了30株绿脓杆菌是否含有氨基糖甙类钝化酶基因的存在情况,结果表明ANT(2″)基因的检出率为43.3%。     

CO2浓度升高对不同品种水稻镉吸收和根形态的影响

为了探讨CO2浓度升高下不同水稻品种荣优398 (RY)和粤杂889(YZ)吸收重金属Cd差异性的原因,利用水培试验研究了不同浓度Cd处理下两种水稻吸收Cd的差异及根形态的变化特征.结果表明:低Cd处理(5、10、20 μmol·L-1)显著增加水稻生物量;当Cd浓度高于50 μmol·L-1时,Cd胁迫效果开始显现,水稻生物量减少.CO2浓度升高显著增加了水稻的生物量,增加了YZ茎Cd含量而降低了RY茎Cd含量.在5～200 μmol·L-1的Cd浓度下,CO2浓度升高增加了YZ活性根在总根长中的比例,降低了RY活性根的比例.CO2浓度升高下不同水稻品种根形态的变化是导致其对Cd吸收差异性的原因之一.