超甜玉米ADPG-PPase活性与糖份含量的相关分析及评价

以30份超甜玉米杂交种为材料,研究ADPG-PPase活性与糖份含量的相关关系。结果显示,ADPG-PPase活性与还原糖含量呈显著负相关,与蔗糖、水溶性多糖、可溶性总糖含量相关不显著。蔗糖含量与水溶性多糖、可溶性总糖含量呈显著正相关。水溶性多糖含量与可溶性总糖含量呈显著正相关。

陆地棉H^(+)-PPase基因家族全基因组鉴定及表达分析

【目的】鉴定陆地棉跨膜质子泵焦磷酸酶(H^(+)-PPase)基因家族成员,并分析其表达模式,为探究该家族基因的功能和调控机制及优质纤维棉育种提供理论依据。【方法】从Pfam数据库获取H^(+)-PPase基因家族(PF03030)的隐马尔可夫模型文件,从陆地棉基因组中筛选包含H^(+)-PPase家族保守结构域的成员,运用生物信息学方法对其理化性质、进化关系、基因定位、共线性关系、基因结构、顺式作用元件和表达模式进行分析,并利用实时荧光定量PCR检测10个在棉纤维发育中表达的侯选基因表达情况。【结果】从陆地棉全基因组水平上鉴定出20个H^(+)-PPase基因家族成员(GhH_PPase1~GhH_PPase20),分布在12条染色体上,基因长度为2531~11810 bp,编码的氨基酸残基数为575~803个,蛋白分子量为60087.76~85197.58 Da,均为疏水性的酸性蛋白,可分为亚族Ⅰ(4个)、亚族Ⅳ(4个)和亚族Ⅴ(12个)三大分支。片段复制事件是陆地棉H^(+)-PPase基因家族扩张的主要驱动力,位于染色体A05和D05上的H_PPase1、H_PPase2、H_PPase11和H_PPase12可能是进化过程中种间传播的主要基因,且陆地棉基因与单双子叶植物的共线性均较低,可能经历了独立的进化事件。有14个GhH_PPases蛋白含有10个保守基序,且排列顺序完全相同;其余6个基因的保守基序差异较明显,可能具有不同的功能。20个GhH_PPases基因启动子区域存在大量光响应元件、胁迫响应元件和激素反应元件。陆地棉H^(+)-PPase基因家族成员的表达具有时空特异性,且相对于其他亚家族,亚族Ⅴ的较多基因在棉花纤维发育过程中发挥更重要的作用。【结论】陆地棉H^(+)-PPase基因家族发生了一定程度的功能分化,多种响应元件协同参与生长发育和逆境应答,部分基因在陆地棉纤维伸长期和次生壁加厚期发挥重要的调控作用。

K^+营养对NaCl胁迫下盐地碱蓬生长及叶片液泡膜V-H^+-ATPase和V-H^+-PPase活性的影响(英文)

对溶液培养的盐地碱蓬 (SuaedasalsaL .)幼苗进行不同浓度NaCl胁迫并改变培养液中K+ 浓度 ,以了解K+营养对NaCl胁迫下盐地碱蓬幼苗生长及叶片液泡膜V_H+ _ATPase、V_H+ _PPase活性的影响。提高培养液K+ 浓度可明显增加盐胁迫下碱蓬植株的鲜重、干重 ,促进盐地碱蓬叶片及根部组织K+ 积累。盐地碱蓬叶片液泡膜V_H+ _ATPase至少由A、B、C、D、E及c亚基组成 ,其表达量在缺K+ 处理 (12 μmol/LK+ )下随盐胁迫浓度的增加而减小 ,而在正常K+ (6mmol/L)培养下则随盐胁迫浓度的增加而增加 ;盐地碱蓬叶片液泡膜V_H+ _PPase分子量为 72kD ,在缺K+ 和正常K+ 供应情况下 ,V_H+ _PPase均有较高表达。V_H+ _ATPase及V_H+ _PPase活性变化与其亚基表达量变化基本成正相关。结果表明 :K+ 对盐生植物碱蓬的耐盐性有重要作用 ,盐胁迫下 ,K+ 可能参与了V_H+ _ATPase和V_H+

截形苜蓿液泡膜H^＋ -PPase基因克隆与序列分析

采用EST电子克隆技术,以拟南芥AVP1基因cDNA序列为信息探针,在GenBank中对豆科模式植物截形苜蓿(Medicago truncatula)的同源EST序列进行查询比较和拼接,获得了1个完整的cDNA序列跨叠群(con-tig),并通过RT-PCR成功获得了该cDNA序列,将其命名为MtVP1.该序列包含1个2 298 bp的最大读码框,编码765个氨基酸.MtVP1编码的氨基酸序列与来自绿豆、拟南芥等高等植物的Ⅰ类液泡膜H+-PPase的氨基酸序列的一致性高达84%~93%,疏水性分析和结构预测表明MtVP1编码蛋白是一个典型的膜蛋白,含有13个跨膜区,含有3个在液泡膜H+-PPase中高度保守的区域(CS1、CS2和CS3).从结构分析结果推测MtVP1与AVP1在功能上具有相似性.

海滨雀稗液泡膜H^+-PPase(PvVP1)5′端的克隆和序列分析

根据已公布液泡膜H+-PPase基因家族同源序列保守区设计简并引物,克隆出海滨雀稗中PvVP1基因的中间序列,然后用快速扩增cDNA末端(rapid amplification of cDNA end,RACE)方法,从海滨雀稗中克隆到PvVP15′cDNA序列。该序列ORF长1605bp,编码535个氨基酸,其编码序列、氨基酸序列与玉米相应基因的同源性分别为93%和99%。

小拟南芥液泡膜H^+-PPase基因OpVP1的克隆、序列分析及表达

植物液泡膜质子转运无机焦磷酸酶(V-PPase)酸化植物液泡并为液泡的次级转运系统提供能量,在植物耐盐性起着重要的作用。为了克隆小拟南芥液泡膜H+-PPase基因,采用RT-PCR结合RACE的方法从小拟南芥叶片的cDNA中克隆了1个液泡膜H+-PPase基因,命名为OpVP1。OpVP1基因的cDNA全长为2698bp,开放阅读框(ORF)为2313bp,编码770个氨基酸。OpVP1蛋白与琴叶拟南芥、拟南芥相似性最高,分别为98.6%、98.4%。系统进化分析表明OpVP1基因属于Ⅰ型液泡膜质子焦磷酸酶基因。OpVP1蛋白的分子量是80745.9Da,等电点pI为5.13,含有14个跨膜螺旋结构。三维结构分析表明OpVP1蛋白是由2个单体组成的二聚体蛋白。qRT-PCR表明OpVP1基因在角果中表达高于根、茎、叶和花中的表达。

刚毛柽柳液泡膜H^+-PPase基因的克隆与胁迫下的表达分析

通过对刚毛柽柳转录组分析,鉴定获得1个液泡膜H^+-PPase基因的cDNA序列,命名为ThVP1。该cDNA序列全长3 022bp,开放阅读框为2 298bp,编码765个氨基酸,编码蛋白相对分子质量80.37kD,理论等电点5.25。ThVP1编码蛋白的疏水性较强,含有13个跨膜区。氨基酸多序列比对结果显示,ThVP1具有典型的液泡膜H^+-PPase家族3个高度保守片段(CS1、CS2和CS3),与大豆VP1氨基酸序列一致性最高,为93%。系统进化分析表明,ThVP1属于I型液泡膜H^+-PPase基因。实时荧光定量RT-PCR分析显示,NaCl和PEG胁迫下,ThVP1在柽柳根和叶中均呈现明显上调表达,表达量最高达到对照的20.9倍,暗示ThVP1可能在刚毛柽柳抗旱耐盐过程中发挥重要作用。

红麻液泡膜质子泵H^+-PPase(Hcvp1)基因的克隆、序列分析和表达

为了阐明红麻耐盐机理,以耐盐性较强的中红麻16号为材料,从红麻耐盐转录组测序结果中获得了1个与AVP1基因高度相似的Unigene,根据该片段的序列设计引物,直接进行PCR扩增,经Sanger测序获得该基因全长c DNA序列。对该基因序列进行生物信息学分析表明:该基因全长2 298 bp,开放阅读框为2 298 bp,编码765个氨基酸,其编码蛋白质的分子量和等电点分别为80.2 k Da和5.25,与雷蒙德氏棉、甜橙、毛果杨、烟草和大豆的H+-PPase基因核苷酸序列的相似性分别为90%,85%,85%,83%,83%,蛋白质序列的相似性分别为96%,93%,91%,93%,94%,说明该基因与AVP1为同源基因,命名为Hcvp1。qRT-PCR分析表明,该基因的表达量随着Na Cl浓度的增加而增加。这将为Hcvp1基因的功能验证和红麻耐盐机理的研究奠定坚实的基础。

转PPase基因对马铃薯块茎休眠相关生理特性的影响

马铃薯块茎的休眠和发芽对于马铃薯栽培、贮藏保鲜和加工等具有十分重要的意义。本研究以25℃室温条件下贮藏90d后的转正义和反义无机焦磷酸酶(PPase)基因马铃薯Favorita的块茎为材料,对贮藏块茎的PPase活性和及Pi、可溶性糖、淀粉、蛋白质含量进行了测定,以探讨PPase基因对马铃薯相关休眠生理特性的影响。结果表明,与对照相比,转正义PPase基因的两个株系F-2-1和F-2-4块茎中的PPase活性、Pi含量和可溶性糖含量增加、淀粉含量和蛋白质含量降低,且与对照相比均达到极显著水平(只有F-2-4淀粉含量与对照相比无显著性变化);转反义PPase基因的两个株系F-1-1和F-1-2块茎中PPase活性、Pi含量和可溶性糖含量降低、淀粉含量增加,与对照相比均达到极显著性水平,而蛋白质含量与对照相比无显著性变化。

多浆旱生植物霸王液泡膜H^+-PPase基因片段的克隆及序列分析

根据其他植物H+-PPase基因的保守序列设计一对简并性引物,以霸王叶片总RNA为模板,采用RT-PCR的方法扩增出H+-PPase基因片段并克隆到PUCm-T载体。阳性克隆经PCR鉴定后进行测序,序列分析结果表明,克隆到3个同源的序列片段(898bp),编码299个氨基酸;所得序列与GenBank中注册的高等植物H+-PPase基因核苷酸序列的同源性均在69%以上、氨基酸序列的同源性达78%以上。

根系限制对番茄幼苗生长、根系呼吸、ATPase和PPase活性的影响

采用营养液水培的方式,研究了根系限制处理对番茄幼苗生长、根系呼吸、质膜和液泡膜上相关酶以及根尖细胞超微结构的影响。结果表明,在处理初期,根系限制促进了番茄幼苗根系细胞色素途径呼吸而抑制了交替途径呼吸;而在后期,根系限制处理显著地抑制了番茄植株的生长,对根系的生长抑制更为明显,且抑制过程伴随着根系总呼吸、细胞色素途径呼吸的降低。此外,根系限制显著抑制了质膜H+-ATPase,液泡膜H+-ATPase和H+-PPase的活性并导致根尖细胞核的解体。

植物“液泡膜”H^+ -PPase的功能与应用

H+-PPase是一类将焦磷酸水解与质子转运相耦联的焦磷酸酶。在植物中,主要定位在液泡膜,少量定位于细胞质膜,除具有酸化液泡、有助于有毒离子的液泡区室化功能外,还有调控质膜H+-ATPase介导的根际酸化,促进氮、磷吸收的功能。本文就植物"液泡膜"H+-PPase的定位、结构与性质、调控与作用机制及其在基因工程中的利用等方面展开论述,旨在使研究者系统地了解"液泡膜"H+-PPase的研究进展,为未来通过调控H+-PPase的表达来改进植物的生长发育、抗盐耐旱能力、氮、磷肥的利用效率等生产应用提供参考。

百脉根液泡膜H^+-PPase基因的cDNA克隆与分析

采用EST电子克隆和RACE技术从豆科模式植物百脉根中克隆到一个液泡膜H+-PPase基因的cDNA,命名为LcVP1。该cDNA长为2962bp,含2304bp的完整开放阅读框,编码767个氨基酸,其推测的氨基酸序列与绿豆、拟南芥等I类液泡膜H+-PPase的氨基酸序列同源性在80%以上,且有很高的功能区段保守性。该cDNA序列已提交GenBank,登录号为EF440187。半定量RT-PCR表明,LcVP1在根、茎、叶中的表达不同,叶中表达最多,茎中最少。

寒地超级稻SS酶、ADPG焦磷酸化酶及光合特性与灌浆速率关系研究

试验对黑龙江省寒地超级稻品种松粳9号的蔗糖合成酶、ADPG焦磷酸化酶、光合特性及其与灌浆速率的关系进行了研究。结果表明:籽粒ADPG焦磷酸化酶活性、蔗糖合成酶活性与灌浆速率极显著正相关,功能叶蔗糖合成酶活性和RuBP羧化酶活性、净光合速率与灌浆速率分别呈显著正相关和极显著正相关,高产寒地超级稻品种松粳9号的酶活性与净光合速率均高于常规品种松粳6号,且差异达极显著水平。将蔗糖合成酶和ADPG焦磷酸化酶、RuBP羧化酶活性、净光合速率的高低作为超级稻品种选育的生理指标是可行的。

灵武长枣果实质膜和液泡膜H^+-ATPase和H^+-PPase活性与果实糖分积累

以不同发育时期灵武长枣(Ziziphus jujuba cv.Lingwuchangzao)的果实为材料,通过测定与分析果肉组织中细胞质膜、液泡膜H+-ATPase和H+-PPase活性、果实糖分含量变化,研究了灵武长枣果实质膜、液泡膜H+-ATPase和H+-PPase活性与糖积累特性的关系。结果表明:(1)果实第二次快速生长期之前主要积累葡萄糖和果糖,之后果实迅速积累蔗糖,葡萄糖和果糖含量则逐渐下降,成熟期果实主要积累蔗糖。(2)在果实发育的缓慢生长期S1,质膜H+-ATPase活性最低;第一次快速生长期,质膜H+-ATPase活性最高;缓慢生长期S2,其活性降低;第二次快速生长期,质膜H+-ATPase活性升至次高;完熟期,质膜H+-ATPase活性下降幅度较大。(3)在果实发育过程中,液泡膜H+-ATPase和H+-PPase活性的变化趋势相似。缓慢生长期S1,液泡膜H+-ATPase和H+-PPase活性较低;从缓慢生长期S1至第一次快速生长期缓慢下降至最低;从第一次快速生长期开始,液泡膜H+-ATPase和H+-PPase活性呈现为逐渐增高的变化趋势;除第二次快速生长期以外,液泡膜H+-PPase活性始终高于H+-ATPase。由此推测,质膜H+-ATPase和液泡膜H+-ATPase、H+-PPase对灵武长枣果实糖分的跨膜次级转运起到重要的调控作用。

NaCl胁迫对骆驼蓬幼苗液泡膜H^＋-ATPase和H^＋-PPase活性的影响

研究了不同浓度NaCl胁迫对骆驼蓬幼苗Na+、K+含量及液胞膜H+-ATP酶(H+-ATPase)和H+-焦磷酸酶(H+-PPase)活性的影响。结果表明,NaCl胁迫浓度的增加使骆驼蓬幼苗根、叶中的K+含量下降,Na+含量和Na+/K+比及K+对Na+的吸收和运输选择性增高;根、叶液胞膜H+-ATPase和H+-PPase活性升高,H+-ATP酶耦联比率无显著变化;根液胞膜依赖ATP和PPi的质子泵活性及Na+/H+逆向转运活性先升后降,叶依赖ATP的质子泵活性及Na+/H+逆向转运活性升高,依赖PPi的质子泵活性先升后降。说明液泡膜H+-ATPase和H+-PPase驱动的质子泵和Na+/H+逆向转运活性对Na+在液泡内的积累及其骆驼蓬的耐盐性起重要作用。

百脉根液泡膜H^+-PPase基因LcVP1植物表达载体构建与转基因毛白杨的获得

为通过基因工程手段进行杨树耐盐性状的遗传改良,笔者分析已克隆的百脉根液泡膜H+-PPase基因LcVP1的cDNA序列,根据其与植物表达中间载体pGN上的酶切位点设计1对带酶切位点的特异性引物,以测序质粒为模板,PCR扩增百脉根液泡膜H+-PPase基因开放阅读框片段。双酶切PCR回收产物和pGN载体,将目的片段定向连接构建成植物表达载体pGVP,并转入根癌农杆菌;在此基础上,利用根癌农杆菌介导的叶盘转化法,将百脉根液泡膜H+-PPase基因转入毛白杨基因组中。转基因杨树的获得,为获得耐盐性提高的杨树品系提供了基础。

LaCl_3和CPZ对磷饥饿番茄液泡膜H^+-ATPase和H^+-PPase活性的影响

采用水培法研究了LaCl3和氯丙嗪(CPZ)对磷饥饿番茄幼苗液泡膜H+-ATPase和H+-PPase活性的影响。结果表明:LaCl3处理抑制了液泡膜H+-ATPase活性,但提高了H+-PPase活性;而CPZ处理既抑制了液泡膜H+-ATPase活性,又抑制了液泡膜H+-PPase活性。同时,CPZ处理引起磷饥饿番茄幼苗可溶性蛋白质含量下降,LaCl3处理引起可溶性蛋白质含量增加。

银杏种子ADPG焦磷酸化酶研究初探

以广东南雄市产银杏（ＧｉｎｋｇｏｂｉｌｏｂａＬ．）种子为材料，研究ＡＤＰＧ焦磷酸化酶的特性实验结果表明，银杏种子中ＡＤＰＧｐｐｌａｓｅ最适温度为３０～３２℃，最适ｐＨ为８０～８３，二价阳离子Ｍｇ２＋、Ｚｎ２＋、Ｂａ２＋、Ｃｕ２＋对其有明显影响，而Ｐｂ２＋有强烈的抑制作用ＡＤＰＧｐｐｌａｓｅ在银杏幼小种子中活性较低；在种子膨大期，其活性迅速而显著地增强；在种子成熟期。

南极嗜冷假单胞菌7197的分离和无机焦磷酸酯酶（PPase）基因ppa的克隆

从南极普利兹湾深海沉积物中筛选到一株耐冷菌株7197。16S rDNA序列分析表明,该菌株属于假单胞菌属（Pseudomonas）。从该菌的全基因组DNA中克隆到编码无机焦磷酸酯酶（PPase）的ppa基因完整的开放阅读框（ORF）,其全长为531bp。该基因编码一个由176AA残基组成的分子量预计为19631 Da的PPase蛋白质,其氨基酸序列与Psy-chrobacter sp.273-4的PPase有97%的相似性,与Neisseria meningitidisZ2491的PPase有79%的相似性,与Mannheimia succiniciproducens MBEL55E的PPase有75%的相似性。