拟南芥TGG5基因的克隆、表达和酶学特性

芥子酶是广泛存在于十字花科植物中的一类降解硫代葡萄糖苷的酶。当植物受到病虫侵袭时,芥子酶与其底物硫代葡萄糖苷结合,释放有毒的水解产物形成植物重要的化学防御系统。TGG5是新发现的一类芥子酶基因,对其研究将有利于揭示芥子酶防御系统的功能。试验克隆了拟南芥TGG5基因cDNA,构建酵母表达载体,转化毕氏酵母GS115。经甲醇诱导表达和Ni亲和层析,获得纯化的TGG5重组蛋白。SDS-PAGE分析表明,重组蛋白分子量集中在58kD左右,并有较明显拖尾,呈现典型的糖基化蛋白的特征。进一步探讨了TGG5重组蛋白的酶学特性,结果表明:该芥子酶的Km为1.96mmol/L,Vmax为0.084mmol/(min·mg);酶反应的最适pH为5.5;该芥子酶在37～80℃范围内有较广泛的温度适应性,并具有较好的80℃热稳定性;NaCl对该酶有明显的抑制作用;低浓度抗坏血酸具有激活芥子酶的作用,抗坏血酸终浓度为1.5mmol/L时,酶活力最大。RT-RCR分析,证实了TGG5只在拟南芥根中特异表达,这表明TGG5可能代表了一个芥子酶基因新亚家族。

酵母表达芥子酶基因TGG4、TGG5的酶学特性差异研究

十字花科植物广泛存在芥子酶,并利用芥子酶以抵御病虫害的侵袭。TGG4和TGG5是在拟南芥中发现的新型芥子酶基因,二者基因序列极为相近。本试验通过对转TGG4和TGG5基因酵母的诱导表达及相应重组蛋白的纯化,探讨两个蛋白的酶学差异性。结果表明:TGG4、TGG5的最大Vc激发浓度都为1mmol/L;但是在最适反应温度和最适反应pH上,两个重组蛋白略有不同,TGG4和TGG5的最适温度分别为67℃和57℃,而最适pH分别为6.5和5.5,TGG4比TGG5要耐高温耐碱性;这两个重组蛋白酶活性都受NaCl的抑制。

植物RNA干涉载体的构建并用于拟南芥芥子酶基因的表达

为了研究RNA干涉在抑制芥子酶基因TGG4和TGG5表达中的作用,本文在TGG4、TGG5编码序列中设计IT45 siRNA的特异靶序列,以拟南芥7SL-4基因为模板扩增启动子和终止子,连接并克隆到植物表达载体pBP5中,构建成了si RNA真核表达载体。同时利用花序浸泡法转化拟南芥。最后酶活测定的结果显示,TGG4、TGG5基因的表达受到了大部分抑制。这说明本研究构建的RNAi载体对基因表达沉默是有效的。

TGG晶体偏心生长研究

目前高功率全固态激光器急需使用大尺寸、高质量的铽镓石榴石晶体(Tb3Ga5O12,TGG)。采用提拉法生长(111)方向TGG晶体时,极易发生偏心生长,影响晶体质量与使用效率。针对偏心生长,通过分析TGG晶体组分挥发和熔体特性,解释了其形成机理,并提出了相应的解决方法,最后成功生长出外观完整(44 mm×70mm)的TGG晶体。通过对比圆柱状和螺旋状晶体透过率的不同,进一步解释了偏心生长的原因。

铽镓石榴石晶体多晶合成与单晶生长研究

以(99.99%)Ga2O3和Tb4O7为原料,按照化学计量比并适当富镓配料,采用固相反应法(分段升温工艺)合成高纯、单相的铽镓石榴石(Tb3Ga5O12,简称TGG)多晶料。使用提拉法(CZ)成功生长出44mm×70mm,外观完整无开裂、无螺旋的TGG晶体。经X线衍射分析、密度测试、晶体成分测试表明,生长的晶体结构完整,结晶性好;晶体的密度为7.14g/cm3,与理论值接近;晶体中Tb与Ga摩尔比为66%,可能存在少量Ga空位。