SWEET蛋白在植物生长发育中的功能作用研究进展

光合作用同化物分配供给是果实和种子发育的主要限制因子,增加蔗糖分配转运到果实和种子是增产优质的潜在策略。SWEET(sugar will eventually be exported transporter)是近年来被鉴定较多的一类糖转运蛋白,该蛋白质通过从源叶运输营养物质调控库组织发育,参与植物生长发育以及生物和非生物胁迫反应。SWEET蛋白定位于膜结构,属于MtN3家族,通常包含7个跨膜结构域,其中包含2个MtN3/saliva结构域。随着染色体加倍、片段复制和串联复制等,SWEET基因在物种中得到扩张。SWEET4和SWEET39基因是作物驯化改良过程中选择的关键基因;SWEET9蛋白是蜜腺特异性糖转运蛋白,参与植物蜜腺的进化;SWEET16和SWEET17蛋白参与植物根系生长发育;SWEET11和SWEET15蛋白参与植物种子胚乳填充。本文系统综述了SWEET蛋白的结构、数量、分类、亚细胞定位、成员扩张与进化,分析了SWEET蛋白在叶、茎、根系发育,花药发育,花蜜分泌,种子填充和果实发育等植物生长发育中的功能作用,强调了SWEET蛋白在作物改良中的应用,说明增强源库强度对作物产量提高的可持续性具有重要意义。

小麦花药蛋白质组双向电泳技术体系的优化

以小麦单核期花药为材料,比较了两种不同蛋白质提取方法TCA/丙酮法和酚提取法及不同的蛋白质裂解液组成对双向电泳的影响,并在蛋白质上样量和SDS-PAGE胶浓度等方面也进行了探索与优化。结果表明,采用TCA/丙酮提取法比用酚提取法提取的蛋白质所得的2-DE胶图谱上蛋白质点数增加,图谱背景也比较清晰;样品溶解于含有硫脲和TBP的蛋白质裂解液Ⅱ中,可显著提高蛋白质的溶解性,在2-DE图谱上可分辨出554个蛋白质点,比用蛋白质裂解液Ⅰ提取的蛋白多39个点。以TCA-丙酮法提取小麦花药组织中的蛋白,用蛋白质裂解液Ⅱ[7mol/L尿素、2mol/L硫脲、4%CHAPS、2%TBP、65mmol/L DTT、0.2%载体两性电解质（其中0.1%pH 3-10,0.1%pH4-6）]溶解蛋白,以pH4-7线性17cm的IPG胶条进行双向凝胶电泳,在上样量为800μg,13%SDS-PAGE胶浓度下,蛋白质得到了更好的分离,2-DE图谱上可分辨出631个蛋白点,图谱质量最佳。优化后的双向电泳技术体系,适合于小麦花药全蛋白质的双向电泳分析。

小麦遗传型与生理型雄性不育花药蛋白质双向电泳分析

为了研究小麦雄性不育蛋白表达机制，以具有异质同核的3个亲本：即遗传型不育系ms（S）-西农1376、对应的保持系（A）-西农1376和生理型（化学杀雄剂SQ-1诱导）雄性不育系ms（A）-西农1376为材料，利用IEF／SDS-PAGE凝胶电泳技术，对发育到单核后期的花药全蛋白特异性进行了比较分析，得到320～350个清晰的蛋白点。结果表明：遗传型和SQ-1诱导的生理型不育系蛋白质图谱与正常保持系在蛋白质（多肽）表达量上存在一定的差异，同时发现有几种蛋白质的表达有明显的特异性，两个不育材料2D胶上共有几个明显的特异蛋白点，而在保持系中未发现；两个不育材料又分别具有自己的特异蛋白表达，不育机理不同；比较分析可知，不育系中某些蛋白的表达受到了抑制，并开启了与花药败育有关的特定蛋白的表达，可能使物质能量代谢受阻导致雄性不育的发生。

小麦lncRNA27195及其靶基因TaRTS克隆及表达分析

长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)是一种大于200 bp的非编码RNA,大量存在于植物体中,其可通过调节基因表达或蛋白功能,在植物生长发育与胁迫应答中发挥重要作用。前期在研究光照和温度对小麦光温敏核雄性不育系BS366育性诱导中,利用转录组测序筛选获得与育性相关的lncRNA(lncRNA2719)。为研究小麦lncRNA27195的功能,本研究在BS366中克隆lncRNA27195及其靶基因TaRTS,并对TaRTS进行生物信息学分析,结果显示,TaRTS基因全长315 bp,编码104个氨基酸,且发现该RTS蛋白仅存在于禾本科植物中。通过实时荧光定量PCR,对lncRNA27195及TaRTS基因在不同组织不同光温处理及茉莉酸甲酯处理下进行表达模式分析,发现lncRNA27195和TaRTS均在雄蕊中高表达,呈显著的正相关,且两者在不同光温条件下呈现出不同的表达模式。光照和温度均对lncRNA27195和TaRTS有调控作用,适当浓度的MeJA促进两者的表达,SA抑制两者表达。以上结果表明,在光周期、温度和植物激素的诱导下,lncRNA27195正向调节TaRTS基因表达,进而影响花粉育性,本研究结果有助于促进对小麦光温敏核型雄性不育系的机理研究和生产应用。

大白菜新型细胞质雄性不育生理生化机制的研究

以大白菜新型细胞质雄性不育系及其保持系为材料,对花蕾发育全过程中氨基酸、可溶性糖、蛋白质含量及同工酶谱带进行了动态比较研究。结果表明:不育系花药中可溶性糖、可溶性蛋白质含量低于其相应的保持系;其游离氨基酸总量和保持系无明显差异,但不育系的脯氨酸含量显著低于其相应的保持系;不育系花药中MDH,AAT,EST,POD,COD和PPO同工酶谱带与保持系相比存在明显差异。认为不育系花药中结构物质、营养物质、能量物质的亏损,同工酶表达的差异与小孢子败育密切相关。

糯玉米、优质蛋白玉米花培反应率的研究初报

用82-1培养基对14份糯玉米和10份优质蛋白玉米的花培反应率进行了离体培养研究。结果表明,14份糯玉米材料中有13份具有花培反应,占参试糯玉米材料的92.86%,其中反应率最高的是作登糯玉米(出愈率3.16%);10份优质蛋白玉米材料中有5份具有花培反应,占参试优质蛋白玉米材料的50.00%,其中反应率最高的是CML170(出愈率0.65%)。3份糯玉米材料即田东作登糯、都安良昌糯、天峨糯能产生正常绿苗,占参试糯玉米材料的21.43%,正常绿苗率分别为4.08%、9.09%、25.00%;1份优质蛋白玉米材料(CML170)产生正常绿苗,正常绿苗率占参试优质蛋白玉米材料的10.00%。试验结果还表明,糯玉米材料的出愈率以及绿苗率均比优质蛋白玉米材料高;糯玉米与优质蛋白玉米的花培反应同普通玉米一样存在基因型依赖性。

小麦BNS雄性不育系及其转换系花药差异蛋白鉴定与分析

BNS是一个新发现的温敏核型小麦雄性不育系,它有良好的不育性和转换性,被认为在小麦杂种优势利用上有重要价值。为探讨BNS的不育机制,以不育系及其转换系的单核早期、单核晚期到二核期花药为材料,用2-DE和MALDI-TOF-MS方法分离鉴定2个系的差异蛋白。结果发现,在转换系中,ATP合酶α和β亚基、胞质苹果酸脱氢酶、线粒体醛脱氢酶亚基、Rubisco亚基等呼吸、光合能量代谢蛋白表达丰富,但在不育系中这些蛋白缺失或下调。在不育系中还分离出山梨醇脱氢酶、组蛋白H2B.2、Harpin诱导子1、延伸因子TU等非小麦正常代谢蛋白。根据这些差异蛋白的功能,推测ATP合酶α、β亚基蛋白最可能是BNS不育的源头蛋白,它的表达可能受其上游的温度感应子调控。BNS的温度感应子隐性突变后转录启动温度阈值上调,在较低温下,α、β亚基基因不表达或表达量小,导致ATP合酶数量减少,继而影响ATP合成。ATP数量减少,使小孢子ATP供应短缺,进一步影响到小孢子的发育,使代谢异常,花粉败育。

油菜不同器官高质量总蛋白提取方法和双向电泳体系的优化

以显性核不育油菜Shaan—GMS不育株和可育株的花序和叶片为材料，采用TCA（三氯醋酸）-丙酮法提取油菜花蕾、花药及叶片总蛋白，对总蛋白提取方法、IPG（固定pH梯度）胶条种类、聚焦程序、凝胶浓度、上样量等环节进行了优化。结果表明，采用理想的蛋白质裂解液（7mol／L尿素，2mol／L硫脲，4％CHAPS（3-[3-（胆酰氨丙基）二甲氨基]丙磺酸内盐），65mmol二硫苏糖醇，0．5％IPG缓冲液pH3～10或pH4～7，全蛋白酶抑制片剂（片／10mL））裂解蛋白，以150μg上样，按IEF程序Ⅱ（30V，12h；200V，1h；500V，1h；1000V，0．5h；10000V，2h；10000V，8h）进行等电聚焦，10％SDS—PAGE胶浓度进行第二向电泳，银染方法检测，可得到背景清晰、分辨率较高的油菜花蕾、花药及叶片蛋白质电泳图谱。高质量油菜蛋白的提取方法和蛋白质分离双向电泳体系的优化可为油菜蛋白质组学研究奠定技术基础。

广西野生稻种质在高蛋白育种中的应用初探

以15份栽培稻为母本,16份含有高蛋白质的普通野生稻为父本,通过杂交,将野生稻高蛋白基因导入栽培稻中,把获得的9个高蛋白组合进行花药一次培养,平均愈伤组织诱导率3.70%,平均绿苗分化率6.69%,并获得一批性状与栽培稻接近但蛋白质含量高于母本的高蛋白花粉植株,为水稻高蛋白育种的进一步发展奠定了基础。

西瓜G_(17)AB不育花药的细胞形态学及组织化学研究

观察研究表明 ,不育花药绒毡层细胞异常 ,造成花粉母细胞不能进行正常减数分裂 ,败育发生于四分体形成之前 ,无花粉粒形成。雄性不育花药组织内的不溶性多糖和蛋白质含量较可育花药低。

基于iTRAQ技术的不同耐热性水稻花药差异蛋白分析

为从蛋白质水平揭示耐热与热敏感水稻花药响应高温胁迫的分子机制,本研究以耐热水稻品系996和热敏感水稻品系4628为材料,采用iTRAQ技术对高温和适温条件下水稻花药进行差异蛋白质组学分析。结果表明,在996高温-996适温、4628高温-4628适温、996高温-4628高温和996适温-4628适温4个比较组中,共筛选到957个差异表达蛋白,其中上调表达蛋白398个,覆盖率达20%以上的蛋白占鉴定总蛋白的50. 96%。GO分析显示,抽穗开花期花药差异蛋白主要集中于代谢过程和细胞过程,在细胞组成方面主要分布于胞内部分、细胞器和细胞,分子功能主要涉及催化活性、绑定等。花药差异蛋白通路分析显示,来源于bZIP和DOF家族的2个转录因子差异表达,DOF家族基因上调,b ZIP家族基因下调; 18个HSPs基因中大部分表达上调;与植物激素和信号传导相关基因大部分表达下调; 10个活性氧(ROS)相关基因中5个表现为上调;与次生代谢相关基因大部分下调。本研究结果为揭示水稻花药高温胁迫的应答分子调控机制提供了一定的理论基础。

预处理过程中大麦花药蛋白质变化的研究

以大麦花粉胚胎发生高频和低频品系Ｉｇｒｉ和Ｈａｒｒｉｎｇｔｏｎ为材料，采用ＳＤＳ－ＰＡＧＥ法研究了低温预处理和甘露醇预处理过程中花药可溶性蛋白质的变化。结果发现：Ｉｇｒｉ花药经过低温预处理后能产生一种低分子量的蛋白质，不同天数之间无差异。而在第１４ｄ处产生２种特异的蛋白质。Ｈａｒｒｉｎｇｔｏｎ经过低温预处理后只能引起花药蛋白质含量下降，没有产生特异蛋白质。２种基因型材料经过甘露醇预处理后均能引起花药蛋白质快速降解。但是Ｈａｒｒｉｎｇｔｏｎ从预处理一开始即产生一种特异蛋白质，一直保持到第７ｄ，含量变化不大；而Ｉｇｒｉ经过甘露醇预处理以后，没有产生任何特异蛋白质。

硒的热化学研究 Ⅲ.硒和箬叶多糖F_Ⅲ对大肠杆菌作用热动力学特征

用微量热法研究了Ｎａ２ＳｅＯ３和箬叶多糖ＦⅢ对大肠杆菌作用的产热曲线，得到了大肠杆菌在不同条件下的生长速率常数ｋ等参数．实验结果表明，Ｎａ２ＳｅＯ３在低浓度下对大肠杆菌生长有促进作用，在高浓度时有很强的抑制作用；箬叶多糖ＦⅢ和硒箬叶多糖ＦⅢ对大肠杆菌生长代谢无抑制作用。

刺梨花药愈伤组织培养过程中生理生化特性研究

在刺梨花药愈伤组织增殖过程中，在0～5d，愈伤组织干重、可溶性糖、可溶性淀粉、可溶性蛋白质、核酸的含量增加缓慢；5～15d，愈伤组织干重、可溶性糖、可溶性淀粉、可溶性蛋白质、核酸的含量迅速增加，在20d，可溶性糖、可溶性蛋白质、核酸的含量达到最高；5d以后，它们的含量逐渐减少。结果表明：4种重要物质的变化趋势和愈伤组织生长周期曲线基本一致，因此，刺梨花药愈伤组织培养最佳的继代周期为20-25d。

小分子热激蛋白基因在番茄花药中的转录

选择 8个耐热性不同的番茄品种种植在地处亚热带的日本最南部石垣市 ,测定夏季高温环境下花粉粒的败育率 ,并据此将其分成耐热型和热敏型品种 ,分析高温胁迫下花药中 4类小分子热激蛋白的转录。结果表明 ,番茄花药中含有组成性的细胞质小分子热激蛋白和线粒体小分子热激蛋白mRNA ;高温季节细胞质小分子热激蛋白和线粒体小分子热激蛋白基因转录明显 ;

温敏核不育水稻双低-S单胞期花药蛋白质的固相双向电泳分析

对温敏感核不育水稻双低-S不同温度下的单胞期花药蛋白质进行固相双向电泳分离,经银染后,获得了清晰而稳定的图谱。以300ug左右的蛋白质进行电泳,分离开的蛋白点(多肽)可超过500个.在32℃温度下的花药蛋白点要比19℃温度下多,其中蛋白质点(MW14KD,pI5.4)在19℃可育条件时稳定出现。32℃不育条件时却缺失;而蛋白质点(pI7.6)和蛋白质点(pI7.8)非常明显的在不育条件下出现,而在可育条件下缺失。

小麦花药培养初期可溶性蛋白及同工酶的变化

小麦花药培养初期,可溶性蛋白有新带出现,过氧化物酶同工酶活性升高,酯酶同工酶和淀粉酶同工酶的活性均呈增强趋势.

光周期诱导光敏感核不育水稻花药蛋白变化的研究

采用双向电脉技术对不同光周期条件下，光敏感核不育水稻（农垦５８ｓ）的可育与不育花药蛋白的变化进行分析，发现花粉发育的不同阶段中，不育花药具有四个特异蛋白ｐＩ６．２／ｂＭＷ７０ＫＤ，ｐＩ６．２／ＭＷ６８ＫＤ，ｐＩ６．２／ＭＷ３８ＫＤ和ｐＩ７．４／ＭＷ３７ＫＤ．对游离组蛋白的分析表明．长日照诱导的不育花药中游离组蛋白的相对百分率均明显低于短日照下的可育花药．据此推测长日照诱导不百花药蛋白质组成和代谢变化．不育花药中游离组蛋白含量低，可能受ＤＮＡ合成数量少的影响．

粳型光敏核不育水稻7001s的光温反应特性与花粉育性转换及其过程中花药蛋白质的变化

粳型光敏核不育水稻7001s在控制光长和温度条件下试验结果说明它对光周期反应强,光周期反应日数为107天;在长光照(14.5小时)雄性不育基因表达稳定,植物在稻穗雌雄蕊原基分化前长光照对穗发育有不利作用,但分化后对长光照反应不敏感。温度对7001s稻穗发育和小穗育性亦有一定的影响,在20℃低温抽穗延迟,但每穗总小穗数增加,结实率降低;30℃高温下每穗总小穗数及结实率均降低。播种在上海地区自然条件下的育性转换的抽穗期在9月上旬。在育性转换过程中可育的花药可溶性蛋白质含量高于不育的,蛋白质组分亦有差异,在SDS-PAGE图谱中显示出可育的花药比不育的花药多两条分子量约为43和40KD蛋白质谱带,说明花药蛋白质含量和组分的变化与育性之间有一定的关系。

冬小麦花粉植株无性系选育高蛋白种质研究

经继代的一株花粉植株幼穗无性系农艺性状稳定的后代,种子蛋白质含量变异类型多,频率高,并呈正态分布,从中选出5个种子蛋白质含量高的种质:526-3,21.33％～21.78％;510—6,19.71％;516—5,19.87％～20.24％;522—6,19.16％～20.77％;528—2,19.08％～19.97％。