“绿色革命”新进展:赤霉素与氮营养双重调控的表观修饰助力水稻高产高效育种

以半矮秆育种为代表的“绿色革命”极大地提高了作物产量,但也带来氮营养利用效率降低的严重问题。“绿色革命”主要基于调控赤霉素的代谢和信号转导而实现。前期的研究发现,赤霉素信号转导关键因子DELLA蛋白通过调控GRF4而负调控氮素的吸收利用,为半矮秆品系氮利用效率低的问题提供了解决方案。最近的一项研究进一步揭示了GA信号途径与氮响应交叉互作的新机制。该研究发现水稻(Oryza sativa)NGR5是氮素调控分蘖数目的一个关键基因,其表达受氮诱导。通过招募PRC2,NGR5对D14和OsSPL14等分蘖抑制基因所在位点进行H3K27me3甲基化修饰,从而抑制其表达。而在半矮秆背景下超表达NGR5可以提高低氮水平下的水稻产量。NGR5同时也被发现为赤霉素受体GID1的一个新靶标,受到其负调控。该研究发现了调控赤霉素信号通路的新机制,并对高产高效的新一代“绿色革命”育种实践具有重要启示。     

植物蛋白SUMO化修饰检测方法

SUMO化是一种重要的蛋白质翻译后修饰,对植物正常生长发育不可或缺。到目前为止已筛选到上千个可能的SUMO底物,但由于SUMO化修饰水平普遍很低,其生物学功能研究相对较少。该文详细描述了检测蛋白SUMO化修饰的常用方法,包括体外和体内SUMO化实验,以及SUMO化修饰位点的检测方法,旨在为深入研究植物蛋白SUMO化修饰提供技术支持。     

自沼气池中分离的一株甲烷利用菌

自沼气池中分离到一株甲烷利用菌,其主要生理特性是利用甲烷或甲醇作碳源和能源,生活史中具有休眠体,形成固氮菌型的孢囊,在利用甲烷的生长中不被乙酸盐、苹果酸、琥珀酸盐抑制,应是甲基杆菌属(Methylobacter)中的一新种,定名为淡橙黄色甲烷氧化杆菌(Mcthylo-batter luteolo-croceus sp. Nov.)。     

氧化塘中细菌种群组成动态

对武汉地区氧化塘中的细菌数量、细菌种类、种群组成、优势种及群落多样性进行了初步研究。从氧化塘中分离的细菌经鉴定属于12个属,主要有假单胞菌属(Pseudomonas)、棒杆菌属(corynebacterium)、无色杆菌属(Achromobacter)和微杆菌属(Microbacterium),其它菌属是芽孢杆菌属(Bacillus)、色杆菌属(Chromobacterium)、短杆菌属(Brevibacterium)、葡萄球菌属(Staphylococcus)、微球菌属(Micrococcus)、黄杆菌属(Flavobacterium)、埃希氏菌属(Escherichia)和链球菌属(Streptococcus)。在5个小塘中,细菌数量、种群组成和群落多样性指数都有不同,这与各塘的污染程度有关。由此,多样性指数可用于监测氧化塘的净化效果。     

长叶车前花叶病毒(HRV_(sh))外壳蛋白赖氨酸残基的修饰

我们曾报道长叶车前花叶病毒上海分离株(简称HRVsh)的外壳蛋白有二个赖氨酸残基,在PH8.5无变性剂存在的条件下,完整病毒颗粒表面的赖氨酸残基可与三硝基苯磺酸(TNPS)起反应,反应后的TNP-HRVsh病毒颗粒的感染力丧失达90％以上。 本文又进行了甲基乙亚胺甲酯(MEI)对HRVsh赖氨酸残基的修饰反应,修饰后的MEI-HRVsh病毒颗粒的感染力也同样丧失90％以上。 从三硝基苯磺酸修饰的病毒颗粒(TNP-HRVsh)中分离得到的RNA能与天然的HRVsh的外壳蛋白重建病毒颗粒,并具有感染力,说明修饰过程中核酸并不受影响。 进一步用同位素~(35)S,~(32)P双标记病毒,再以TNPS修饰标记的病毒,得到(~(35)S,~(32)P)-HRVsh及TNP-(~(35)S,~(32)P)-HRVsh。将两者分别接种于系统寄主青菜(Brassica chinensis)的一片叶片,一天后在非接种叶片上都可测得~(35)S,~(32)P的放射计数。其中,(~(35)S,~(32)P)-HRVsh的~(35)S/~(32)P比值降低了,而TNP-(~(35)S,~(32)P)-HRVsh的~(35)S/~(32)P比值保持不变。说明HRVsh外壳蛋白赖氨酸残基的修饰并不影响病毒颗粒进入寄主细胞,以及在寄主细胞间的转移。同位素双标记的结果表明,其感染力丧失的原因可能是由于上述修饰作用阻止了病毒在感染中所必须的脱壳过程。     

肝素修饰尿激酶某些性质的研究

本文对比研究了溴化氰活化及高碘酸活化肝素修饰的两种修饰尿激酶的性质。结果表明尿激酶在溴化氰活化肝素(肝素CN),高碘酸钠活化肝素(肝素I_4)的共价修饰后,其残余自由氨基分别是64％和52％;酶活性分别保留94％和90％;抗胃蛋白酶水解以及抗冻融变性的能力均高于天然酶;在离体血浆中的失活速变低于天然酶。本文还对修饰酶进行了萤光及紫外差光谱的分析,讨论了修饰过程对构象的影响。     

甲烷氧化细菌的一个新种

从沼气发酵装置中,分离出一株H型专性甲烷氧化细菌81Z菌株。它具有甲烷氧化细菌的一般典型性状。根据其极生单鞭毛和过氧化氢酶阴性的特征,该菌株明显地区别于已知的任何一种甲烷氧化细菌,被认为是一个新种并命名为沼气甲基弯菌(Methylosinus methanica)。本文还讨论了它在厌氧条件下的生命活动。     

厌氧消化器中的甲烷氧化菌

自产沼气的厌氧消化器中分离到两株甲烷氧化菌。对这类菌在厌氧消化器中的数量变化及其对产甲烷菌生成甲烷活性的影响作了初步探讨。