种子贮藏蛋白质表达调控及应用研究进展

种子在成熟过程中大量积累贮藏蛋白质,且不同植物种子中贮藏蛋白质的种类不同。为了解种子贮藏蛋白质的表达调控模式,对近年来表达调控机制的理论研究和在植物分类研究、分子育种及表达药用蛋白质方面的应用研究进行了综述。理论研究表明,种子贮藏蛋白质的特异性表达是受精确调控的,这些调控包括启动子中的顺式作用元件和反式作用因子。应用研究表明,通过对种子贮藏蛋白质表达的合理调控可提高作物的产量和营养价值,同时种子贮藏蛋白质具有稳定表达的特性,可用于研究植物分类、植物系统进化和表达药用蛋白质。

植物种子贮藏蛋白质及其细胞内转运与加工

高等植物种子成熟过程中贮存大量的贮藏蛋白质作为种子发芽和初期生长的重要营养来源。根据溶解性不同,种子贮藏蛋白质可分为白蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白4类。在种子胚发育过程中,醇溶蛋白在粗面内质网合成后形成蛋白质聚集体,直接出芽形成蛋白体并贮存其中。白蛋白、球蛋白和谷蛋白在粗面内质网以分子量较大的前体形式合成后,根据各自的分选信号进入特定的运输囊泡,经由受体依赖型运输/聚集体形式运输转运至蛋白质贮藏型液泡中,然后经过液泡加工酶等的剪切转换为成熟型贮藏蛋白质并贮存其中。蛋白质的合成、分选、转运和加工等过程影响种子蛋白质的品质及含量。该文对种子贮藏蛋白质的分类和运输、加工以及这些过程对种子蛋白质品质和含量的影响进行了概述。

芸薹属种子贮藏蛋白质亚基构成及亲缘关系分析

采用线性梯度SDS－PAGE分析芸薹属4个种17个品种（系）的种子贮藏蛋白亚基组成，表明种子贮藏蛋白比较复杂，共有58条带，分子量范围是8000～300000D，不同种不同品系带型不同，种间差异主要表现在8000～70000D之间，品种（系）的差异主要在70000～300000D之间，相似度指数也表现出同种内不同的品种之间相似度高，种内品种间相似度大于种间。

内蒙古干旱、半干旱地区野生扁蓿豆种子贮藏蛋白质的变异

扁蓿豆是异花授粉的多年生二倍体植物,分布于内蒙古中东部地区。利用SDS聚丙烯酰胺垂直板凝胶电泳技术对采自内蒙古5个地区的20个居群的种子贮藏蛋白质进行了研究。结果表明,供试材料蛋白质分子量介于140kDa^13kDa之间,共在36个点位出现了蛋白质带。分子量为41kDa、31kDa及13kDa点位的3条带在供试材料中全部出现。另外,第1和第17点位带表现频度比较低。对20个居群蛋白质带信息进行相异性平均聚类分析,共聚为六类:聚类Ⅰ包括赤峰市2个居群和锡林郭勒盟1个居群;聚类Ⅱ包括赤峰市1个居群、锡林郭勒盟2个居群和乌兰察布市2个居群;聚类Ⅲ包括通辽市1个居群、赤峰市2个居群、锡林郭勒盟2个居群和呼和浩特市1个居群;聚类Ⅳ包括呼和浩特市1个居群和乌兰察布市2个居群;聚类Ⅴ包括呼和浩特市和乌兰察布市各1个居群;聚类Ⅵ只有锡林郭勒盟1个居群。据此推测,扁蓿豆是蛋白质多样性的种群。

荔枝种子可溶性贮藏蛋白质的特点

采用蛋白质组织化学染色、SDS-PAGE、双向电泳、蛋白质免疫印迹和间接免疫荧光定位等细胞学和生物化学的技术,分离鉴定荔枝种子中可溶性贮藏蛋白质。荔枝种子富含贮藏蛋白质,积累在子叶和胚乳薄壁细胞的蛋白体里。22ku蛋白质是种子的一种可溶性贮藏蛋白质,为幼苗生长所需氮素的重要来源。该蛋白质与22ku营养贮藏蛋白质有免疫相关性,而且,两者的双向电泳图谱非常相似,表明它们具有较高同源性。由于荔枝22ku营养贮藏蛋白质具有胰蛋白酶抑制剂活性,所以,其同源物积累在种子中可能有抗虫作用。