甜菜镉胁迫应答基因ZAT10的克隆与功能预测

【目的】为了预测甜菜锌指蛋白BvZAT10(LOC 104901462)的结构特点和功能。【方法】以甜菜‘780016B/12优’为试验材料,对BvZAT10基因进行了克隆及生物信息学分析,并利用甜菜响应镉胁迫的转录表达谱数据探究了该基因在镉胁迫下的应答特性。【结果】BvZAT10编码区全长729 bp,编码242个氨基酸,是一种碱性不稳定亲水性蛋白,具有2个C2H2型锌指结构域。该基因编码蛋白共有36处磷酸化修饰位点,蛋白结构以无规则卷曲为主,系统发育分析发现BvZAT10与菠菜和藜麦的ZAT10亲缘关系最近。BvZAT10启动子序列包含植物激素响应、光响应及抗逆相关的多种作用元件。在1、3、5 mmol/L CdCl_(2)处理下,BvZAT10及其预测调控的大部分靶基因,如金属耐受蛋白11(BVRB_2g037080)和ABCG家族成员22(BVRB_5g109050)等,均受到了镉胁迫的正向调控。【结论】推测BvZAT10可能直接或间接地在甜菜应答镉胁迫中发挥重要作用,可将其作为潜在优势抗逆基因深入开展后续研究。

热处理对高强变形锌合金ZAT10组织与性能的影响

以高强变形锌合金ZAT10为研究对象,通过热分析仪(DSC)、X线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)、力学性能测试以及模拟海水腐蚀实验,研究高强变形锌合金的相组成以及热处理对高强变形锌合金的相组织、力学性能和抗腐蚀性能的影响。研究结果表明:高强变形锌合金ZAT10是由η锌相和(α+η)相的层片状共析体组织组成;280～300℃热处理1 h使ZAT10锌合金层片状共析体组织转化为粒状组织,350～360℃热处理1 h则层片状组织消失;热处理温度从250℃升到350℃,ZAT10合金的抗拉强度由391 MPa增加到498 MPa,伸长率由20%下降至5%;随着热处理温度的提高,合金的抗腐蚀性能提高。

ZAT10变形锌合金在不同腐蚀环境中的腐蚀及力学性能变化

通过极化曲线分析、XRD物相分析、扫描电镜形貌观察、微分区成分分析以及力学性能测试等,研究ZAT10合金在自来水、3.5%NaCl溶液(模拟海水)中不同温度下的腐蚀行为以及力学性能的变化。研究结果表明:ZAT10合金在自来水、3.5%NaCl溶液中的腐蚀受均匀腐蚀和局部晶间腐蚀的共同作用,自来水中的抗腐蚀性能较好,温度升高时抗腐蚀能力下降,腐蚀严重;ZAT10在自来水中的表面腐蚀产物以Zn5(OH)8CO3.nH2O为主,3.5%NaCl溶液中的表面腐蚀产物以Zn(OH)2和ZnO为主;腐蚀后的样品力学性能急剧下降,3.5%NaCl溶液中样品的抗拉强度下降的幅度与速率均比自来水中的大。

小桐子转录因子JcZAT10基因的分离与低温表达分析

利用RT-PCR技术克隆小桐子C2H2型锌指蛋白ZAT10转录因子基因c DNA序列,命名为Jc ZAT10,并对其基因结构、功能结构域、系统进化及差异表达进行了分析。结果表明,小桐子Jc ZAT10基因开放阅读框全长753bp,编码250个氨基酸,推测蛋白分子量为26.7k Da,理论等电点为8.45,并鉴定到两个锌指结构域、核定位信号序列以及富Leu保守基序。系统进化分析显示,Jc ZAT10与同属大戟科的蓖麻亲缘关系最近,序列一致性为79.6%。qRT-PCR分析表明,小桐子Jc ZAT10基因存在组织表达特异性,在茎中表达量较高,而在叶片中表达量较低,但在叶片与根中受低温诱导表达,且都在低温胁迫3h时达到最大表达量。本研究为进一步对Jc ZAT10基因进行功能验证以及其在低温信号转导中的机制研究提供了依据。

高强变形锌合金ZAT10的组织及TTT曲线

以高强变形锌合金(ZAT10)为研究对象,通过热分析仪(DSC)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)以及力学性能测试,研究了高强变形锌合金的相组成,并采用硬度法绘制ZAT10的TTT曲线。结果表明:高强变形锌合金ZAT10是由η锌相和(α+η)相的层片状共析体组织组成;ZAT10的时效孕育期从260℃至120℃经历先变短后变长的过程,在210℃左右的时效孕育期最短。

pH和柠檬酸钠含量对变形锌合金镀镍层质量的影响

固定其它工艺参数,改变镀液pH值和柠檬酸钠含量对ZAT10变形锌合金进行电镀镍,通过金相显微镜、场发射扫描电镜(SEM-EDS)和超景深三维显微镜记录镀镍层的形貌,以镀液稳定性、镀层表观合格性和出现裂纹与否为依据,对整个实验区进行划分,获得了关于镀液pH值-镀液柠檬酸钠含量与镀液稳定性和镀层性能的关系示意图,并结合EDS分析镀层成分和涂膏法、热震试验分析镀层性能的结果,最终确定了示意图上镀液稳定、镀层质量好的区域。

拟南芥AMP1负调控植物对高盐胁迫的反应

高盐胁迫严重影响植物的生长发育及农作物产量,因此鉴定盐胁迫响应相关基因至关重要。拟南芥的AMP1编码一个推测的谷氨酸羧肽酶,参与植物的生长发育、光形态建成与种子休眠。研究证明了AMP1的一个新功能,它的缺失提高了缺失突变体amp1的抗高盐胁迫的能力,研究证明amp1突变体的强抗高盐胁迫表型一方面是由于在高盐胁迫下amp1突变体比野生型中积累了更多的甜菜碱和脯氨酸降低了突变体细胞的水势,另一方面高盐胁迫条件下amp1突变体中高盐胁迫响应的下游基因RD29A,以及AHA3的表达量也高于野生型,后者可促进Na+的外排;高盐条件能够对植物造成氧化胁迫,研究发现AMP1的缺失还上调了抗氧化相关基因ZAT10/12的表达量,进而降低了在高盐胁迫条件下amp1突变体内过氧化物的积累水平,减轻对细胞的损伤和生长的抑制,这些都提高了amp1突变体的抗高盐胁迫的能力。以上结果证明在拟南芥中AMP1负调控植物对高盐胁迫的反应过程。

含Ni变形锌铝合金的耐蚀性能研究

为开发耐腐蚀的高强变形锌铝合金,采用极化曲线、阻抗谱、扫描电镜和能谱微区分析等方法,研究了Ni元素的添加对挤压态和稳定化热处理态ZAT10变形锌铝合金在3.5%NaCl溶液中腐蚀行为的影响。结果表明:挤压态ZAT10-xNi(x=0,0.3,0.5,0.7)在3.5%NaCl溶液中表现出明显的钝化现象,钝化后随着电极电位继续增加至失效电位,电流密度再次开始快速上升,合金电极处于过钝化状态,过钝化使合金表面出现局部溶解,造成点蚀。稳定化热处理可以减弱ZAT10-xNi合金的钝化现象,降低合金的腐蚀速率。与ZAT10、ZAT10-0.3Ni和ZAT10-0.7Ni相比,在3.5%NaCl溶液中挤压态、热处理态的ZAT10-0.5Ni均表现出最好的耐蚀性能。添加适量的Ni和稳定化热处理可以改变ZAT10合金在3.5%NaCl溶液中腐蚀产物的形貌、分布,使其尺寸减小、分布更加均匀,但没有改变腐蚀产物的主要化学成分。