转柽柳晚期胚胎富集蛋白基因烟草T_1代的耐盐性评价

目的:验证转柽柳晚期胚胎富集(LEA)蛋白基因烟草T1代的耐盐性。方法:采用盐胁迫方式,对转柽柳LEA蛋白基因烟草T1代的6个株系及非转基因对照烟草T1代进行不同浓度NaCl胁迫处理,分析了NaCl胁迫下转基因烟草的生长量、根系的发育及盐害程度。结果:各转基因烟草T1代组培苗在150mmol/L的NaCl培养基上根系生长良好,平均增重(鲜重)是非转基因对照的7.72倍,平均高生长是非转基因对照的3.51倍,盐害指数低于或等于50%;而非转基因对照烟草T1代组培苗生长缓慢,根系几乎不能生长发育,盐害指数达65%。结论:柽柳LEA蛋白基因的导入提高了T1代烟草的耐盐性。

大豆Em(LEA1)蛋白保守结构域的结构和聚集特性

采用圆二色谱(CD)和核磁共振波谱(NMR)方法研究了大豆Em(LEA1)蛋白保守基序Em-C和Em-2M多肽在不同环境中的结构及聚集行为。研究表明,在水和DMPG溶液中,两种多肽主要以无规结构形式存在。在50%TFE溶液中,Em-C多肽折叠结构增加,含疏水残基的部分区域可能形成α-螺旋结构,且分子以二聚体形式存在;而Em-2M则以单体形式存在,且有序结构较少。以上结果表明,环境变化可能导致两种多肽的空间结构和聚集行为改变,这有助于理解Em蛋白在不同环境中的结构特点,及其重要区域在全长蛋白中所起的作用。

花生AhLEA18蛋白基因的克隆与表达分析

LEA蛋白家族是一类在种子胚胎发育晚期丰富表达的蛋白,在种子的正常发育过程中大量积累,同时在植物处于干旱、寒冷、盐胁迫等逆境条件下高水平表达,推测该类蛋白在缺水条件下具有一定的生理保护功能。根据蛋白序列特点,该蛋白家族分为多个组,LEA18蛋白属于其中一组蛋白。PvLEA18蛋白在干燥种子、花粉粒中大量积累,也参与到对水分缺失、ABA处理的生理应答过程。该文从栽培种花生鲁花14中克隆得到一个LEA18基因,命名为AhLEA18。对其序列的生物信息学分析表明,AhLEA18具有典型LEA18蛋白序列特征。通过半定量RT-PCR的方法对该基因在花生植株不同组织及不同发育时期的种子中的表达情况进行了分析。

应用荧光光谱法研究植物LEA3蛋白11-氨基酸基序的保护功能

胚胎晚期富集蛋白(late embryogenesis abundant,LEA)是增强生物抵抗干旱、低温和盐渍等多种胁迫的重要功能蛋白,但其保护机理仍不清楚。本文利用紫外光谱法证实,含多拷贝11-氨基酸基序的多肽(如PM2D和PM2E)可较好的保护经冻融的乳酸脱氢酶(LDH)活性。进一步通过荧光光谱法证实,含多拷贝11-氨基酸基序的多肽可通过多位点协同结合模式,稳定LDH酶的结构。而含低拷贝11-氨基酸基序的多肽(如PM2F和PM2G)与LDH酶只有一种结合位点,二者的结合强度较弱,因而不能表现出对LDH酶活性的保护作用。此外,含多拷贝11-氨基酸的多肽与海藻糖在保护LDH酶活性上存在协同作用,且二者有着不同的保护机理。

自然生境下芦苇细胞中的未折叠蛋白反应

晚期胚胎富集蛋白(LEA蛋白)在芦苇中广泛存在,是影响芦苇抗逆的一种重要的功能蛋白。文章分析了LEA基因在不同自然生境下芦苇中的表达差异,并利用RT-PCR方法探究了LEA基因对于芦苇品种化鉴定的适用性。

紫花苜蓿MsLEA4-4基因的克隆、表达分析及遗传转化

胚胎晚期富集蛋白(LEA)广泛参与植物对多种逆境胁迫的反应。本研究利用同源克隆的方法,从紫花苜蓿中克隆了一个LEA4类基因的开放阅读框(ORF),命名为Ms LEA4-4。该基因编码512个氨基酸,结构分析显示MsLEA4-4包含5个重复的由11个氨基酸TAQAAKEKTQQ组成的序列特征。利用实时荧光定量PCR检测了Ms LEA4-4在不同逆境下的表达量,结果显示,该基因受干旱、NaCl、Cu^(2+)、Zn^(2+)和外源ABA诱导表达上调,其中Na Cl胁迫2h、Cu2+和Zn2+胁迫8 h,Ms LEA4-4基因表达量最高;冷胁迫和干旱胁迫下,该基因的表达量随处理时间的延长呈逐渐上升趋势,表明该基因可能参与了紫花苜蓿的抗逆性调控。构建植物超表达载体p CAMBIA3301-Ms LEA4-4,采用农杆菌介导法侵染拟南芥花序,通过草铵膦(PPT)筛选和分子检测,7株抗性苗呈阳性,表明目的基因已成功导入拟南芥基因组中。本研究为进一步探索Ms LEA4-4基因在紫花苜蓿抗逆性调控中的作用奠定了基础。

胚胎晚期富集蛋白与生物的干旱胁迫耐受性

胚胎晚期富集蛋白(Late embryogenesis abundant,LEA)是参与生物体抵抗干旱胁迫的一类重要蛋白。LEA蛋白可分为7组。大多数LEA蛋白具有亲水性及热稳定性。LEA蛋白在水溶液中通常为无折叠状态,但脱水胁迫可诱导其转变为α-螺旋。近年来关于LEA蛋白的研究取得了较多进展。研究结果表明LEA蛋白可定位于细胞内的多种细胞器中,且LEA蛋白可能具有多重保护作用,如保护蛋白质及酶活性、或保护细胞的膜结构、或具有抗氧化作用、结合离子或保护DNA等。以下主要介绍了LEA蛋白的功能、二级结构及保护作用机制。

丹参晚期胚胎富集蛋白基因的克隆及表达模式分析

目的克隆丹参晚期胚胎富集蛋白(late embryogenesis abundant protein,LEA)基因,并进行生物信息学和表达模式分析。方法对丹参转录组数据库进行BLAST同源性比对,发现一条新的与LEA基因家族同源性较高的序列,命名为Sm LEA2,Gen Bank登录号为HQ676610。进一步利用PCR和RT-PCR技术从丹参g DNA以及c DNA水平克隆得到了Sm LEA2基因全长。采用软件分析蛋白质结构性质和系统进化关系。利用实时荧光定量PCR的方法对不同部位、不同发育时期以及不同处理丹参的Sm LEA2表达量进行检测。结果获得Sm LEA2 g DNA长1 961 bp,由1个外显子和1个内含子组成,并且内含子位于ATG的上游;开放阅读框长为960 bp,共编码319个氨基酸。生物信息学分析显示,Sm LEA2是存在于细胞质中的亲水蛋白,无跨膜结构域和信号肽,其相对分子质量为35 340,等电点为4.77。该基因在丹参的根、茎、叶中均有表达,并且在茎中的表达量最高。随着花的成熟和种子的发育,该基因表达量逐渐升高,并且该基因的表达受茉莉酸甲酯(Me JA)以及脱落酸(ABA)的诱导作用影响。结论克隆得到的丹参Sm LEA2可能参与种子发育过程,并在丹参防御反应中发挥作用。

天麻晚期胚胎富集蛋白表达与抗寒性研究

目的研究天麻晚期胚胎富集蛋白(LEA2)与抗寒性的关系。方法根据天麻种子转录组测序结果,得到天麻晚期胚胎富集蛋白基因序列,获得重组质粒后导入大肠杆菌进行低温实验。结果获得两条天麻LEA2基因c DNA序列。GeLEA2-1和GeLEA2-2全长分别为477和942 bp,编码158和313个氨基酸,其编码蛋白理论相对分子质量为17.30×103和34.85×103。系统发育分析显示,天麻LEA2基因分别与拟南芥和水稻LEA2基因具有较高相似性。此外,天麻LEA2基因与已知的多种植物的LEA2蛋白具有相似的功能结构域。低温实验显示,与对照组相比,含有GeLEA2重组质粒的大肠杆菌的抗寒性较差。结论推测天麻LEA2为抗寒相关的负向调节基因。

转MsLEA4-4基因拟南芥株系的耐盐性分析

为了深入研究紫花苜蓿(Medicago sativa)MsLEA4-4基因的抗逆性,本试验对前期获得的转MsLEA4-4基因的拟南芥(Arabidopsis thaliana)株系进行不同浓度盐胁迫处理,以验证MsLEA4-4基因在拟南芥植株体内的耐盐性。试验结果表明:盐胁迫后转基因株系的发芽率达到55%,比对照植株(Control plant,CK)高81%;转基因株系的鲜重、叶绿素含量均高于CK(P<0.05);盐胁迫后转基因株系的存活率比CK提高75.0%~81.3%;盐胁迫明显抑制根系生长,但转基因植株的侧根数量比CK多4~5根(P<0.05);盐胁迫后转基因株系体内的可溶性糖含量(P<0.05)和超氧化物歧化酶(P<0.01),过氧化氢酶(P<0.01),过氧化物酶(P<0.05)活性均高于CK,脯氨酸(P<0.01)和丙二醛(P<0.05)含量均低于CK。综上可得,MsLEA4-4基因参与了拟南芥体内的耐盐性调控,提高了转基因拟南芥对盐胁迫的耐受性。本研究为进一步探索MsLEA4-4在转基因紫花苜蓿盐胁迫中的功能及培育耐盐性紫花苜蓿品种提供依据。

转紫花苜蓿MsLEA2基因提高拟南芥耐铝毒性研究

MsLEA2基因是从紫花苜蓿中克隆到的胚胎晚期富集蛋白基因,属于LEA_2家族。以转基因拟南芥T_3代植株的3个株系为材料,从表型、生理和分子生物学三个方面研究铝胁迫下转MsLEA2基因拟南芥的耐铝毒性能。结果表明:铝胁迫下转基因株系的脯氨酸含量高于对照(野生型),丙二醛含量和电导率则低于对照且差异显著(P<0.05),CAT、POD和SOD活性显著高于对照。初步证明转MsLEA2基因拟南芥的耐铝毒性能明显高于对照,紫花苜蓿的MsLEA2基因具有提高植物耐铝毒胁迫的能力。

大豆PM1蛋白对脂质体及兔红细胞的稳定作用

利用浊度法、粒径法和相差显微镜技术研究反复冻融条件下大豆PM1蛋白(属于第4组胚胎晚期富集蛋白)对1-棕榈酰基-2-油酰基卵磷脂(1-palmitoyl-2-oleoyl-sn-glycero-3-phosphocholine,POPC)脂质体的保护作用.结果发现,与未经冻融处理的POPC样品相比,经冻融胁迫POPC脂质体浊度升高、粒径增大,在Gm PM1存在时,经冻融的POPC脂质体浊度和粒径增大程度明显降低,脂质体聚集物明显减少.在冻融条件下,Gm PM1蛋白对兔血红细胞有明显保护作用.在低温胁迫中,Gm PM1可能通过稳定细胞膜的磷脂起到保护细胞膜的作用.

植物耐盐的分子机理研究进展

盐胁迫是造成作物减产的主要非生物胁迫之一。植物抵抗盐胁迫是一个复杂的过程。综述了近年来植物耐盐分子机理领域的进展,对渗透调节物质、离子平衡、解毒作用等与植物耐盐功能相关的机理进行了总结与分析。