植物类受体激酶的功能与底物鉴定

受体激酶是一类具有信号肽序列、胞外受体结构区、跨膜区和保守的胞内激酶区的蛋白质,普遍存在于各种生物体内.植物类受体激酶是植物体内信号分子的重要受体,几乎参与了所有的细胞代谢过程,包括生长发育、表达调控和逆境反应等.鉴于激酶的重要性和特殊性,其底物筛选已经成为该领域的研究热点.目前,筛选植物激酶底物的方法主要有酵母双杂交技术和蛋白质芯片技术等,但是,已经进行体内鉴定的底物极其有限.本文总结了植物类受体激酶的功能及其底物与筛选鉴定方法,并介绍了一些激酶的底物.

香茹单核菌丝多态性研究

本文研究了来自香茹不同菌株的单核菌丝的交配型、生长及生化特性。结果表明，单核菌丝在菌落形态、交配型及酯酶同工酶谱上存在着多态性，发现了1种以前未见报道的单核菌丝形态类型。在L26菌株的单核菌丝交配试验中得到了白色子实体材料，对来自L26和241－4的单核菌丝进行杂交，获得了2菌株的杂交材料。

水稻蛋白激酶的规模化克隆、表达及活性研究(简报)

蛋白激酶几乎与所有重要的发育代谢过程有关，已知在植物的发育、自交不亲和、雄性不育、抗逆和抗病等生命活动过程中起重要的调控作用。蛋白激酶在各种生物中广泛存在，根据网络公布的水稻全基因组序列图谱，通过同源序列比对．TIGR Rice Genome Annotation—Release4共找到了1532个具有激酶结构域的蛋白质（PF00069）.

基于转录特征的水稻WRKY转录因子功能注释

转录水平的变化是转录因子功能发挥的重要体现形式,高通量测序技术的发展和应用揭示了丰富的转录数据,对转录数据的深度分析有助于基因的注释和功能研究。本文以水稻WRKY转录因子家族为对象,在总结WRKY基因功能的基础上,对生物和非生物胁迫、发育、营养和激素处理等不同生物学过程中的转录数据进行了系统的整理和挖掘,获得了不同反应中转录变化的特定WRKY基因清单,丰富了水稻WRKY转录因子家族成员的注释信息,以期这些信息为后续的功能研究提供有价值的参考。

研究生分子生物学实验教学中创新能力的培养

分子生物学实验技术已经成为生命科学研究的重要工具。在分析高等农业院校研究生培养目标的基础上,将探究型模式用于河北农业大学研究生的分子生物学实验教学实践中,对教学模式、实验内容、方法、考核和实验室管理等方面进行改革,建立了合理的实验教学体系,旨在培养动手能力强且具有创新精神的高素质人才。

担子菌交配型位点结构及交配型基因功能的研究进展

担子菌的有性发育过程是由交配型基因控制的,多个结构相似、功能相关的交配型基因组成基因簇,交配型位点则由1～2个基因簇组成。目前的研究结果表明,A交配型位点的交配型基因编码两类含相似同源结构域的蛋白质,两类蛋白质相互作用形成异源二聚体,调节依赖于A因子的发育过程。B位点的交配型基因编码信息素及其受体,是核迁移过程所必需的。

担子菌交配型基因的克隆及功能研究进展

担子菌中已有２０多个交配型基因被克隆，Ａ、Ｂ位点的交配型基因具有明显不同的结构特征。Ａ位点的交配型基因编码两类含相似同源结构域的蛋白质，两种蛋白质形成异源二聚体，调节依赖Ａ因子的发育过程；而Ｂ位点的交配型基因编码信息素及其受体。交配型基因编码的同源结构域蛋白质在植物、动物和菌类中都具有广泛的保守性。

基于PSO-SVM的硬件木马检测

针对基于门级网表的硬件木马识别方法中硬件木马识别率低且识别效果不稳定的问题,提出一种基于粒子群优化支持向量机(Particle Swarm Optimization-Support Vector Machine,POS-SVM)算法的硬件木马检测方法。对电路的门级网表特征分析提取出7维特征,利用SMOTE算法对数据进行预处理,改善数据集类别不平衡问题,使用该特征训练支持向量机分类器,用粒子群算法对支持向量机的参数优化以获得较高的识别准确率,利用该分类器达到识别硬件木马的目的。实验结果表明,该算法提高了硬件木马的识别率,实现99.47%线网识别准确率。

植物中的非编码RNA及其作用机制

非编码RNA(non-codingRNA,ncRNA)是近年来发现的一类能够转录但不能编码蛋白质、具有特定功能的RNA分子。ncRNA参与了生命过程中的许多重要环节。该文主要介绍植物中的非编码RNA的类型、研究方法以及功能。

城市绿化树种的选择与管理

树木是城市绿化的骨架,它负责对城市的遮荫、降温、隔音、延缓温室效应等功能,它不仅具有装饰性和观赏性,而且对改善城市的小气候也能起到调节作用。因此,在绿化中,应遵循"因地而定、适地适树"的基本原则,为人们营造一个舒适的生活环境。

甜高粱蔗糖积累与茎秆中SPS表达的相关性研究

【目的】以甜高粱为原料生产酒精作为替代能源近年来引起人们的广泛关注,本文试图通过检测蔗糖合成的关键酶-蔗糖磷酸合成酶(SPS)在高粱叶片(源)与茎秆(库)中的表达量,了解高粱体内SPS表达与蔗糖积累的关系,进而探讨蔗糖的代谢机理。【方法】以甜高粱和普通高粱为材料,利用Western blot技术对SPS的蛋白质表达进行检测。【结果】在高粱的生长发育过程中,茎秆中蔗糖含量、叶片和茎秆中SPS蛋白质表达量持续上升,灌浆期达到最高,腊熟期略有下降,它们之间的变化趋势基本一致,甜高粱茎秆蔗糖含量与叶片SPS蛋白质的表达相关系数为0.895,与茎秆SPS蛋白质的表达相关系数为0.781;甜高粱和普通高粱相比,其叶片中SPS表达量差别不明显,而甜高粱茎秆中SPS表达量明显高于普通高粱。【结论】蔗糖为高粱糖分的主要形式,蔗糖积累与叶片和茎秆中SPS的表达相关。在甜高粱中,蔗糖积累主要与茎秆中SPS的表达相关。

水稻叶绿体蛋白质在生长发育过程中的表达研究

在植物中,叶绿体是负责光合作用的细胞器,对叶绿体内的各种生物过程人们已经积累了很多知识,但对叶绿体蛋白质的表达还所知甚少.为了解水稻叶绿体蛋白质在正常生长发育过程中的表达情况,尝试基于抗体的水稻蛋白质组学策略.选取了10个水稻叶绿体基因,利用表达的蛋白质或合成的抗原决定簇片段制备了抗体,用Westernblotting检测了相应蛋白质在5个发育时期的根、茎、叶及穗组织中的表达.发现10个蛋白质均在叶片中表达,在根中不表达.与原初反应相关的叶绿素A/B结合蛋白1和2(CAB1和CAB2)、与电子传递相关的放氧增强蛋白1(OEE1)及与活性氧清除相关的过氧还蛋白过氧化物酶(2-CysP)和硫氧还蛋白(Trx)在茎中表达.而在卡尔文循环中发挥作用的Rubisco活化酶(RCA)、甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GAPDH)、果糖二磷酸醛缩酶(FBPA)和景天庚酮糖-1,7-二磷酸酶(SBPase)蛋白质在茎中不表达.在穗中,这些蛋白质的表达时序不同,CAB2和2-CysP在穗发育的全程表达,CAB1和OEE1在中后期表达,而卡尔文循环中的蛋白质只在中期表达.有意思的是,卡尔文循环中的蛋白质表达模式相似,这一结果从蛋白质表达水平支持它们之间的相互衔接关系.此外,实验还揭示了可能的蛋白质修饰、二聚体及不同的转录本现象.将目标基因的表达谱与转录谱进行比较,发现二者间有一定的平行性,但也有明显的区别.以水稻叶绿体蛋白质为对象,直观并相对定量地揭示了它们的表达模式,为阐释其功能提供了信息,也为基于抗体的水稻蛋白质组学策略提供了一个初步数据.

叶绿体基因编码蛋白质在水稻叶片生长过程中的表达研究

叶绿体是绿色植物把光能转化为化学能的重要细胞器.目前,多种植物的叶绿体基因组序列已经获得,对叶绿体内发生的各种生物学过程人们也已经有相当深入的了解,但对叶绿体基因编码蛋白质的表达还所知甚少.用蛋白质印迹实验系统地检测了15个叶绿体基因编码蛋白质在水稻叶片不同生长时期的表达.其中7个与光合作用相关蛋白质的表达具有相似的模式,其表达量随叶片生长而增加,一般在孕穗期、开花期达到最高峰,在成熟期叶片下降,这种模式与水稻生长对光合作用的需求有明显相关性.4个与DNA复制相关的RNA聚合酶在苗期叶片中表达量达到最高,说明这些聚合酶在较早时期发挥作用.4个NADH脱氢酶蛋白质的表达呈2种不同的模式,其中亚基2和4在种子萌发后的早期叶片中就达到最高峰,亚基5和7的最高峰出现在中后期,反映了它们之间功能上的不同.实验结果直观且相对定量地揭示了叶绿体编码蛋白质的表达与叶片生长之间的关联关系,为深入了解其功能提供了重要的线索.

甜高粱蔗糖合酶表达与蔗糖积累的相关分析

以甜高粱为原料生产酒精是一种有潜力的生物能源途径,了解甜高粱蔗糖积累机理对生物能源开发具有重要意义。以两个甜高粱品种为材料,利用Western blotting技术检测高粱叶片和茎秆中蔗糖合酶(sucrose synthase,SS)的表达,分析其与蔗糖积累的相关性。结果表明,甜高粱叶片和茎秆中的SS蛋白质表达量在发育早期(拔节期、抽穗期)较低,发育后期(开花期、灌浆期和腊熟期)明显升高,在开花期最高。同2个普通高粱品种相比,在发育后期2个甜高粱品种叶片和茎秆中SS的表达明显增加,且与茎秆中的蔗糖积累相关,推测这是甜高粱与普通高粱蔗糖含量差异的重要原因。试验结果为选育甜高粱品种和提高茎秆蔗糖含量提供了一条可能的策略。

五个WRKY转录因子在水稻叶片生长和抗病反应中的表达研究

WRKY是植物基因组中最大的转录因子家族之一,它们在抗病及其他信号转导途径中发挥着重要的调控作用.为了解水稻WRKY的功能,我们选择了5个WRKY转录因子,用免疫印迹技术调查了它们在水稻叶片生长和在Xa21介导的白叶枯病抗性反应中的表达丰度变化.结果表明,OsWRKY13、23和71在叶片中表达,且随叶片生长而逐步增加,至成熟期略有下降,但在叶片中检测不到OsWRKY45和OsWRKY53的表达信号.在Xa21介导的白叶枯病抗性反应中,OsWRKY45、53和71均受诱导表达,而OsWRKY13和OsWRKY23蛋白质的表达没有可见的变化.进一步比较OsWRKY45、OsWRKY53和OsWRKY71在抗、感和对照(Mock)反应中的表达,发现它们在抗、感反应中均发生相似变化.上述结果说明,OsWRKY13和OsWRKY23可能在叶片正常生长过程中发挥作用,OsWRKY45和OsWRKY53可能在水稻-白叶枯病菌互作过程中发挥作用,而OsWRKY71在二种条件下均有功能.

水稻转录因子WRKY42的转录、表达及其与W-box的结合特征分析

WRKY是植物中最大的转录因子家族之一.本文对水稻WRKY42基因的转录分析发现,该基因在水稻苗期和花药中转录,其蛋白质可在各时期的叶片中检测到.在Xa21介导的抗白叶枯病过程中,接菌后期可检测到明显的诱导表达条带,比较其在抗、感和对照反应中的表达丰度发现,在抗、感反应中的表达相似但均明显大于对照反应,推测WRKY42蛋白质在水稻-白叶枯病菌互作反应中发挥作用.我们克隆并在细菌中表达了WRKY42蛋白质,采用微量热泳动(microscale thermophoresis)技术,调查了WRKY42与病程相关基因PR1a和PR1b启动子区顺式元件W-box的互作,发现它们之间可发生特异结合,其解离常数分别为73.3μmol/L和58.3μmol/L.上述数据提供了WRKY42调控下游基因的直接证据,支持WRKY42在水稻抗病过程中发挥作用.文章提出了WRKY转录因子在水稻与白叶枯病菌互作过程中的作用模式.

水稻几丁质酶基因的转录与表达特征

几丁质酶与植物的生长发育、抗逆和防御反应相关。水稻PR3家族几丁质酶编码基因有19个成员,本文分析其转录特征,了解到有些基因属于组成型转录,有些基因属于组织特异型转录,分析几丁质酶蛋白质的结构域,并对其进行聚类和亚家族分类。利用免疫印迹技术分析几丁质酶蛋白质的表达谱,发现CHIT5的表达量在水稻叶片生长过程中下调,而CHIT6、CHIT14、CHITC1和CHITC2的表达量上调。在水稻与白叶枯病菌(Xoo)的不亲和反应中,CHIT1、CHIT2、CHIT5、CHIT6、CHIT10、CHIT15和CHIT16的表达量上调,CHIT14、CHITC1和CHITC2的表达下调。进一步比较几丁质酶蛋白质在水稻-Xoo不同互作反应中的表达,发现其在亲和及不亲和反应中的表达模式类似,但一般在亲和反应中强度变化较大。此外,CHIT6蛋白质在对照反应中的表达量上调,提示CHIT6的表达受创伤的诱导。本文比较系统地揭示了水稻PR3家族几丁质酶编码基因的转录和蛋白质表达特征,为其功能解析提供了线索。

水稻U-Box蛋白质在不同发育时期的表达分析

真核生物基因组中广泛存在U-Box基因,其编码蛋白大部分是泛素系统中决定底物特异性识别的E3蛋白,其构象与RING-finger极其相似.U-Box蛋白质能促进底物蛋白泛素化降解,对细胞内异常蛋白的降解及质量控制方面发挥着重要的作用.水稻基因组中有77个U-Box蛋白质,系统了解它们的表达可为功能研究提供数据.制备针对水稻U-Box蛋白质的抗体,了解水稻中U-Box蛋白质在不同发育时期的表达信息,为功能研究积累数据.选取了4个水稻U-Box蛋白质,其共同结构特点为U-Box结构在N端,C端有ARM结构.用计算机软件预测抗原决定簇,细菌体系体外表达、纯化U-Box蛋白质的片段,免疫动物制备多克隆抗体,用Westernblotting检测U-Box蛋白质在水稻品种93-11苗期地上部和地下部、分蘖期根和茎、孕穗期剑叶和幼穗、开花期剑叶和穗子、成熟期剑叶和种子中的表达,并与EST数据库中公布的U-Box蛋白质EST数据进行了比较分析.体外克隆表达后,获得了纯化的蛋白质,制备的抗体特异性强,蛋白质印迹(Westernblotting)检测可见一条明显的主带,其中Os06g01304和Os12g38210两个蛋白质的表观分子质量与预测分子质量相符,Os01g66130和Os08g01900两个蛋白质的表观分子质量低于预测分子质量.4个U-Box蛋白质在水稻生长发育的不同时期或部位基本上是组成型表达,且表达量接近.对NCBI上公布的来自274个文库100万条以上的EST进行分析,可以看出4个U-Box蛋白质EST的数量分布大致均匀,与Westernblotting结果揭示的组成型表达平行,与ATPase、HSP81-3、EGF-1alpha和RuBisCo等对照基因相比,U-Box基因的EST数目相对很少,说明它们属于低丰度转录的基因.选取了4个水稻U-Box蛋白质,通过抗原决定簇预测,表达片段蛋白,制备了特异性抗体,证明了这一技术路线的可行性.利用抗体对水稻不同发育时期材料进行蛋白质表达谱研究,发现这些U-Box蛋白质呈组成型表达,与EST数据揭示的结果具有平行性.所制备的抗体也为相关功能研究,如免疫共沉淀、ChIP-on-chip、Pull-down以及在抗病、抗逆反应中U-Box蛋白质的表达等,积累了资源.

水稻抗白叶枯病基因Xa21的研究进展

Xa21是最早克隆的水稻抗病基因,作为类受体激酶类广谱抗病基因它受到广泛的关注。转基因Xa21材料,很可能成为世界上第一个被批准进行大田释放的水稻转基因材料。文章在简要回顾Xa21的发现、定位和克隆过程之后,总结了目前Xa21基因的抗病作用机理和育种应用研究现状,包括XA21蛋白质激酶的生化特性、AvrXa21的鉴别、Xa21介导的抗病途径、抗病机理等,并对今后的研究进行了展望。

水稻类钙调磷酸酶亚基B蛋白质在逆境胁迫下的表达

【目的】了解水稻CBL蛋白质在逆境胁迫下的表达模式进而探讨水稻耐逆的分子机理。【方法】采用基于抗体的蛋白质组学策略,以超级杂交稻父本9311为材料,采用免疫印迹(western blotting,WB)技术调查了CBL家族主要成员在冷、热、旱、淹和盐胁迫等5种逆境中的表达特征。【结果】发现CBL1、CBL5和CBL6在冷胁迫中表达下调,CBL1和CBL2在热胁迫中表达下调,CBL1和CBL5在旱胁迫中表现下调,而CBL6、CBL8和CBL10在旱胁迫中表现上调,CBL1、CBL5、CBL6、CBL8和CBL10在淹涝胁迫中表达上调,而CBL2表现下调。【结论】鉴定了水稻在重要逆境胁迫下发生丰度变化的6个CBL蛋白质。