植物抗冻蛋白研究进展

抗冻蛋白（ＡＦＰｓ）最初是从极区海鱼中发现的一种适应低温的特异蛋白质，它能阻止体液内冰核的形成与生长，维持体液的非冰冻状态．对近年来植物ＡＦＰｓ的发现过程，ＡＦＰ的生化特性，抗冻作用机制，抗冻蛋白基因工程及其应用前景等作了系统的综述．

抗冻蛋白及其在植物抗冻基因工程中的应用

从应用的角度系统综述了抗冻蛋白 ( AFPs)的特性、活性、用途、生化特征、在细菌中的表达、在植物抗冻生理中的作用及其基因工程 ,简洁地讨论了抗冻蛋白的研究现状和最新进展。

胡萝卜Daucus carotavar.sativus Hoffm Deutschl抗冻蛋白基因的克隆及测序

以宁夏吴忠胡萝卜、陕西华县胡萝卜和陕西汉中胡萝卜 3个地方品种为材料 ,用PCR (polymerasechainreaction)的方法克隆了中国胡萝卜的抗冻蛋白基因 (afp) ,测定了其核苷酸序列 ,并和英国胡萝卜的afp序列进行了对比。在所测 10 0 4个核苷酸中 ,两变种碱基不同者有 36个 ,占 3.6 % ,其中无义突变 2 1个 ,有义突变 15个。按有义突变计 ,同源性为98.5%。

植物抗冻蛋白及抗冻性分子改良

概述了植物抗冻蛋白及其相关基因的研究现状,主要包括植物低温诱导蛋白、具有热滞活性的植物抗冻蛋白及其相关基因的分离、鉴定与表达调控,以及植物抗冻性基因工程研究动态。在此基础上,讨论了该领域研究中的主要问题、发展趋势及近期研究热点。

绿色荧光蛋白及其在植物分子生物学中的应用

绿色荧光蛋白(greenfluorescentprotein,GFP)是源于海洋生物多管水母属(AequoriaVictoria)的一种发光蛋白,能够自身催化形成生色团并在蓝光或紫外光激发下发出绿色荧光,能在活细胞内稳定表达。GFP的荧光反应不需要任何底物及辅助因子,使表达检测非常简单。同时,GFP在细胞中呈自主表达,没有细胞种类、位置和种属的特异性。GFP对受体细胞无毒性,对目的基因没有影响。因而可以很方便的对活体进行观察,来研究GFP基因的表达。由于GFP对光漂白、氧化剂、还原剂、酸、碱以及其它许多化学试剂具有极强的稳定性,因此,GFP作为报告基因可用来监测转基因的表达、信号转导、蛋白运输与定位等。本文对GFP基础理论研究及在植物分子生物学中的应用作了综述。

茶树抗冻机制研究进展

从形态结构、生理生化和分子生物学3个层面综述了茶树抗冻性方面的研究成果,并提出,茶树抗冻机制研究不仅要服务于茶树防冻减灾和抗冻育种,为解决茶树冻害奠定理论基础,还应将其作为解读常绿木本植物与草本和落叶木本植物间冷驯化差异分子机制的切入点。

茶树蛋白质提取及双向电泳的改良方法

研究了茶树芽叶蛋白质提取纯化及双向电泳技术,在样品制备、电泳及染色等方面进行了技术改进,解决了茶树芽叶中富含色素、多酚类化合物及其氧化产物等对双向电泳严重干扰的问题,探索出一种可获得重复性好,清晰度高的蛋白质双向电泳图谱技术;同时发现一种辨别茶树蛋白质样品质量好坏的简便方法。电泳图谱可分辨出茶树芽叶蛋白质斑点数500个左右,蛋白质相对分子量约在14.0 kD～100.0 kD范围内,主要分布在14.0 kD～67.0 kD之间;等电点约在4～9.5范围内,主要分布在4～6.5。

番茄SlWDR141基因的克隆及功能研究

为研究番茄WD40蛋白基因(SlWDR141)的功能,对SlWDR141蛋白进行生物信息学分析,发现SlWDR141蛋白在进化过程中高度保守,与土豆的同源性最高。在克隆SlWDR141基因全长序列的基础上,构建了亚细胞定位和酵母双杂交表达载体,证实SlWDR141蛋白主要定位在细胞核中,与DDB1具有相互作用。实时荧光定量PCR(real-time PCR)分析SlWDR141基因在组织中的表达谱,发现它在各个组织中均有表达,但在根中的表达量最高。为研究该基因的生物学功能,进一步构建了SlWDR141基因的干涉载体,用农杆菌介导法转化番茄得到转基因阳性番茄,荧光定量PCR鉴定出3个表达量下调的独立转基因株系。NaCl胁迫和Pst DC3000侵染野生型和转基因植株发现,转基因植株相对于野生型植株抗盐性和抗病性均下降,表明SlWDR141基因对盐胁迫和细菌侵染均起正调控作用。

转昆虫抗冻蛋白基因增强甘薯抗冻能力

为明确昆虫抗冻蛋白基因转入甘薯(Ipomoea batatas)后是否能提升其抗冻能力,进而为培育甘薯抗冻育种材料奠定基础,将黄粉虫(Tenebrio molitor)抗冻蛋白基因TmAFP导入植物基因表达质粒,经农杆菌介导的遗传转化获得抗冻甘薯新材料。以甘薯品种Huachano为受体材料建立甘薯植株高效再生体系,并采用不同成分的体细胞胚成熟培养基培养胚性悬浮细胞。胚性愈伤组织对除草剂的敏感性测试结果表明,转基因阳性植株筛选的最适培养基为MS+0.2 mg·L–12,4-D+0.8 mg·L^–1 GAP+100 mg·L^–1 Carb。将表达质粒分别转化Huachano后共获得7个胚性愈伤团并最终获得42株再生抗性植株,其中转pSUIBEV3-AFP有23个株系,转pCAMBIA-AFP有19个株系,经PCR、Southern杂交和RT-PCR检测后证实TmAFP基因已整合至甘薯基因组中并获得表达。将转基因甘薯及对照植株在–1℃下处理15小时后转移至室温,结果表明,转基因甘薯植株的抗冻能力显著提升。

植物抗冻蛋白研究进展

温度是决定植物地理分布的主要环境因子之一,分布于高纬度、高海拔地区的寒地植物,在其生活史周期内通常会遭遇一段时期的零度以下低温。当环境温度降至冰点以下,植物体内水分子趋向于形成冰晶体,不断增大的冰晶对植物组织结构造成致命损伤。为适应冷冻环境,寒地植物病程相关蛋白(PR)及相关的WRKY转录因子进化成为能与冰面特异吸附结合、高效抑制冰晶形成和生长的抗冻蛋白(AFPs)。目前,已从冬黑麦(Secale cereale)等近百种植物中分离鉴定了AFPs。与昆虫AFPs相比,植物AFPs具有极高的重结晶抑制活性,可有效防止形成体内大冰晶。低温和病原菌均可诱导寒地植物合成AFP。有趣的是,仅冷诱导合成的AFPs有水解酶/抗冻活性双重分子功能。然而,越来越多的证据表明,PR-AFP仅具有水解酶/抗冻活性的其中一种,其转化由翻译后肽差异折叠控制/调节。AFP因具有独特的分子功能与广阔的应用前景而逐渐成为植物学领域的研究热点。该文对近年来相关领域取得的研究进展进行系统综述。