胁迫相关蛋白(SAP)与植物的抗逆性

植物在非生物逆境胁迫下会产生多种诱导蛋白以适应胁迫环境,其中SAP蛋白(Stress Associated Protein)因其抗非生物胁迫的能力受到广泛关注.该文介绍SAP家族基因和蛋白的特性、分类以及SAP基因的表达调控、转基因研究的进展,结合课题组对高粱SAP的研究,对该蛋白的应用前景进行了展望.     

利用大麦寡核苷酸芯片进行小麦苗期叶片热胁迫基因表达谱分析

植物感受热胁迫时基因表达发生变化，而这些差异表达的基因对植物耐热性起着至关重要的作用.为揭示小麦热胁迫响应的分子机理，以38℃热胁迫的小麦幼苗为处理组(HS)，同期未经处理的小麦幼苗为对照组(CK)，分别提取叶片RNA与Affymetrix Barley1基因芯片杂交.杂交结果显示，在总共22840个探针中，对照组(CK)和热胁迫组(HS)共检测到8486个阳性探针，占总探针数的37.15%.利用半定量RT-PCR技术对11个差异表达基因的表达模式进行验证，发现10个基因与芯片的表达类型完全一致. 利用Gene Ontology的GO information对差异表达的基因进行了分类，表明差异表达的基因涉及逆境胁迫、信号转导、物质运输、光合作用、蛋白代谢、脂肪代谢、碳水化合物代谢等多个方面.其中有大量热激蛋白和分子伴侣相关基因上调表达.上调表达的热激蛋白包含热激蛋白各个家族，且上调表达的平均倍数明显高于其他基因的上调倍数.另外泛素—蛋白酶体通路中的多个关键酶的基因也发生了差异表达，预示着负责蛋白质选择性降解的泛素—蛋白酶体通路也参与了植物对热胁迫的应答机制.     

甘薯、番茄和拟南芥中丝氨酸羟甲基转移酶基因家族功能研究

丝氨酸羟甲基转移酶(serine hydroxymethyltransferase, SHMT)普遍存在于植物中,在高等植物的一碳代谢和光呼吸过程中起着重要作用,然而该家族在甘薯中的功能尚不清楚。文章通过同源比对获取甘薯、番茄、拟南芥中21个SHMT基因家族的信息,通过系统进化树分析,发现21个SHMT蛋白形成4个分支;利用蛋白motif分析、蛋白结构域分析、基因外显子内含子结构分析、蛋白的二级结构和三级结构预测、蛋白质理化性质分析、核定位序列(nuclear localization sequence, NLS)、亚细胞定位分析预测,发现蛋白高级结构和基因结构在同一分支内更为保守,即同源性越高的蛋白,其结构、性质更为接近。通过对番茄中SHMT基因进行表达量分析,发现SHMT基因可能在番茄种子发育、开花、果实成熟方面发挥作用。另外,通过对拟南芥SHMT(AtSHMT)家族在胁迫条件下的表达水平进行分析,推断多个AtSHMT基因对胁迫尤其是盐胁迫、冷胁迫、热胁迫产生应答,表明SHMT基因家族在胁迫应答中起到调控作用。综上,文章将甘薯、番茄、拟南芥中SHMT基因家族的生物信息学分析及基因表...     

甘蓝型油菜BnHY5基因的表达模式及非生物胁迫响应分析

为探究甘蓝型油菜中HY5的表达情况,首先通过甘蓝型油菜基因组数据分析预测HY5及其同源基因HYH(HY5-Homologous),克隆获得了四个HY5(命名为BnHY5)以及三个HYH(命名为BnHYH)重复基因全长cDNA序列.其次,对BnHY5进行了蛋白结构预测、理化性质分析,研究结果表明:BnHY5蛋白为不稳定、亲水性蛋白,主要结构域为亮氨酸拉链.最后,探究了甘蓝型油菜中该基因的表达情况,用荧光定量PCR分析了BnHY5重复基因表达模式和响应非生物胁迫的情况,BnHY5四个基因中,BnHY5-2的表达水平最高,BnHY5-1、BnHY5-2不存在组织表达差异且表达水平高于BnHY5-3、BnHY5-4.BnHY5基因不仅响应高温、低温、镉、高盐非生物胁迫,而且参与ABA和GA_3激素信号响应,说明BnHY5在逆境胁迫中有重要作用.此外BnHY5重复基因在非生物胁迫下的表达模式发生改变,BnHY5四个基因的表达占比与不同类型胁迫处理相关,存在表达差异.     

甘蓝型油菜CCCH基因BnaA07g26050D的克隆及表达分析

油菜是我国重要的油料作物,它的产量受到各种逆境胁迫的影响.我们之前的研究表明,拟南芥CCCH锌指蛋白At C3H14控制植株生长发育的诸多过程.在本研究中,我们证实甘蓝型油菜CCCH基因Bna A07g26050D(At C3H14的同源基因)响应盐胁迫和干旱胁迫.Bna A07g26050D蛋白C端包含两个串联的CX8CX5CX3H结构域,在酵母中具有转录激活活性,类似于At C3H14.将Bna A07g26050D融合GFP转化拟南芥原生质体,发现其主要定位于细胞质和P-body中.qRT-PCR检测Bna A07g26050D基因的组织表达模式,结果表明该基因主要在上部茎、根和花中大量表达,而在其他组织中表达较低.此外,qRTPCR证实Bna A07g26050D基因在盐胁迫和干旱胁迫下表达量都明显上调,证明该基因可能参与干旱和盐胁迫.我们的研究为利用基因工程技术培育耐盐、旱油菜新品种提供了基因源.     

ASI基因家族结构及表达分析

为研究编码α-淀粉酶/枯草杆菌蛋白酶抑制剂（α-amylase/subtilisin inhibitor, ASI）的基因结构特征及功能,本研究利用NCBI、Phytozome等平台工具鉴定到来源于23种植物的33个ASI基因家族成员,分析其进化特点及其编码蛋白的理化性质和保守基序等信息.同时结合RT-qPCR技术分析水稻ASI在干旱和盐胁迫条件下的表达模式.结果表明,ASI基因家族具有较高的保守性,但其编码蛋白上下游区域的保守性强弱不一,同时顺式作用元件预测结果提示ASI基因可能参与植物生长发育调控、响应生物及非生物胁迫等生理过程. RT-qPCR分析发现,较未胁迫条件下,幼苗期水稻的根、叶鞘和叶片等组织中RASI基因发生了不同的表达变化,提示ASI基因可能具有多样性的生物学功能.     

桃树PpADC基因克隆及逆境胁迫表达分析

多胺广泛参与植物生长、发育等生理生化进程和植物逆境应答反应,精氨酸脱羧酶(ADC)是植物多胺生物合成途径中的关键酶.为研究桃树ADC基因的结构和逆境胁迫转录表达情况,试验利用同源序列法克隆桃树PpADC基因,对基因序列、编码蛋白结构等进行生物信息学分析,应用qRT-PCR检测基因PpADC在不同逆境胁迫过程中的转录表达量.结果表明,桃树PpADC基因含有一个2 178 bp的开放阅读框,编码725个氨基酸,基因序列中不含有内含子结构;该基因编码蛋白与白梨精氨酸脱羧酶相似值高达90.14%,系统进化树分析表明PpADC基因与白梨、苹果和湖北海棠等蔷薇科果树ADC基因亲缘关系较近;低温、脱水、盐和乙烯处理能不同程度上调PpADC基因的转录表达水平,表明该基因在桃树应答逆境胁迫过程中发挥重要作用.     

水稻OsDHHC13基因参与氧化胁迫响应的初步研究

DHHC型锌指蛋白参与细胞内蛋白质的棕榈酰化修饰,对细胞和个体的生长发育起着重要的调控作用.OsDHHC13是典型的DHHC型锌指蛋白基因.生物信息学分析发现,OsDHHC13的启动子区域含有胁迫及光响应元件,而且其编码蛋白是具有4个跨膜结构域的典型膜蛋白.对OsDHHC13过表达株系进行H2O2的氧化胁迫处理发现,过表达株系幼苗的根显著长于野生型,说明OsDHHC13能解除H2O2对根生长的抑制,提高了抗氧化胁迫的能力.随后H2O2含量测定发现,OsDHHC13过表达株系幼苗根部的H2O2含量显著低于野生型.进一步的qRT-PCR分析发现,与清除H2O2相关的酶基因的转录水平在过表达株系中显著升高,说明OsDHHC13能促进清除H2O2的相关酶基因的表达,调节内源性H2O2的动态平衡.总之,本研究结果初步证明锌指蛋白基因OsDHHC13正调控水稻的抗氧化胁迫能力.     

利用寡核苷酸芯片进行拟南芥SO2胁迫基因表达谱分析

运用拟南芥寡核苷酸芯片ATH1,分析SO2胁迫对拟南芥基因表达谱的影响.在22 810个探针中共检出30 mg*m-3SO2胁迫组与对照组间表达改变1倍以上的基因494个,其中上调220个,下调表达274个,主要涉及与细胞代谢(189个)、结合(177个)、转录调控(74个)、结构分子(55个)、信号转导(53个)、物质运输(39个)等功能相关的基因.胁迫组中与细胞防御相关的基因,包括防御酶基因、病程相关蛋白PRs和细胞壁防御相关基因等表达上调.结果表明,SO2胁迫时植物细胞能够通过对基因转录的调控,从分子水平上改变细胞的生理过程,提高植株对逆境的适应性.     

马铃薯近缘种Solanum etuberosum的耐盐性鉴定及相关基因的表达分析

以Solanum etuberosum(etb)和栽培马铃薯为材料,利用200 mmol/L NaCl溶液进行处理,发现etb与栽培马铃薯比较,耐盐性较强.并进一步检测了盐处理条件下etb的鲜重、叶片萎蔫度、相对电导率和叶绿素含量.对植株在0、6、12 h和24 h处理后进行转录组数据分析,发现与0 h比较,etb中共有3 587个基因表达上调,4 311个基因表达下调,其中3个时间点共有的差异表达基因为1 250个,差异表达基因主要富集在代谢途径以及次生代谢生物合成通路.通过Blast比对已知功能的基因,鉴定出了36个持续响应盐胁迫的差异表达基因,其中6个基因来自2C类蛋白磷酸酶(PP2C)家族,21个基因来自类钙调蛋白(CML)家族;还包括离子转运体阳离子质子交换蛋白(CHX20)、钾离子反向转运蛋白(KEA3)、钾离子转运蛋白(KT17)、离子通道钾离子四聚体通道蛋白(KCTD)、慢阴离子通道蛋白(SLAC1)、b型氯离子通道(CLC-b)和c型氯离子通道(CLC-c).对这些基因的表达量进行分析,发现大部分基因在盐胁迫下表达量持续降低,暗示其可能通过负调控参与响应盐胁迫.     

植物中的DREB类转录因子

DREB转录因子属于AP2/EREBP转录因子家族.AP2/EREBP转录因子是特异存在于植物中,与植物发育密切相关的一类转录因子的总称.该家族有五个亚家族,其家族成员的蛋白质序列均含有保守的AP2 domain.其中,DREB转录因子特异地与DRE顺式作用元件相结合,在调节低温,干旱和高盐等胁迫反应时具有重要作用.一个DREB转录因子可以调控下游的多个抗逆基因,从而使植物产生抗逆性.植物抗逆反应是一个非常复杂的过程,目前人们对其信号转导正在进行进一步的探究.     

植物热激蛋白研究进展

热激蛋白是一类在有机体受到高温等逆境刺激后大量表达的蛋白,主要参与生物体内新生肽的运输、折叠、组装、定位以及变性蛋白的复性和降解,是细胞内含量最丰富的蛋白质之一,已成为当今分子生物学、蛋白质生物化学和植物抗逆生理学的一个重要研究内容.论述了植物热激蛋白的研究概况、合成及分布、生物学功能、基因表达调控,提出植物热激蛋白今后的研究方向。     

Alterations in phosphoproteome under salt stress in Thellungiella roots

High salinity stress is a major environmental factor that limits plant’s distribution and productivity. An Arabidopsis-related halophyte, Thellungiella halophila, is an emerging model system used for plant abiotic stress tolerance research. Previous studies have suggested that protein phosphorylation has a crucial role in the high salinity response in plants. However, the phosphoproteome differential expression under high salinity stress in halophytes has not been well studied. In this report, phosphoproteome differential expression was analyzed under high salinity stress in Thellungiella roots. Twenty-six putative phosphoproteins were found to have changed expression pattern at the post-translational level. Twenty of these were identified by mass spectrometric analysis, including 18 upregulated and two downregulated phosphoproteins. These proteins were involved in a variety of cellular processes, such as signal transduction, ROS detoxification, energy pathway, protein synthesis and protein folding. While most of these salt-responsive putative phosphoproteins are known salt-stress-related proteins, some of them have not been previously reported. Our results provide not only new insights into salt stress responses in Thellungiella but also a good foundation for further investigation of these high salinity-regulated phosphoproteins.     

热矿振动筛筛箱温度场测试及热应力计算分析

对唐钢烧结厂3．1m×8．3m热矿振动筛筛箱温度场现场实测．用SAP5p软件研究了热矿筛的热应力与静应力，做出了等效应力曲线，找到了筛箱最大热应力点，为以后热矿筛的设计和研究提供厂一些参考数据．     

植物抗逆分子机制研究进展

随着分子生物学技术的不断发展,植物抗逆性机制成为当前研究的热点,对植物适应逆境机制的研究从生理水平步入分子水平,研究的目的在于从分子水平上解释植物适应逆境的机制及获得各种抗逆基因,用于作物的抗逆育种。在各种非生物胁迫逆境中,干旱胁迫、盐胁迫、低温胁迫对植物的影响尤为突出。本文就植物在抵御干旱、盐、低温胁迫等三方面的分子机制研究进展作以概述。     

Advances in researches on the immune dysregulation and therapy of severe acute pancreatitis

During the development and progression of severe acute pancreatitis (SAP), conspicuous immune dysregulation develops, which is mainly manifested as excessive immune response in the early stage and immunosuppression in the late stage. This process involves complex changes in a variety of immune molecules and cells, such as cytokines, complements, lymphocytes, and leukocytes. With the gradual deepening of studies on the development and progression of SAP, the role of immune dysregulation in the pathogenesis of SAP has attracted more and more attention. In this article, we review the advances in research on the immune dysregulation in SAP and the immunotherapy of this disease through exploring the formation of excessive immune response and immune suppression as well as their mutual transformation.     

植物的盐胁迫生理

对近年来植物抗盐机理的研究进展作了概述.阐述了盐胁迫对植物的伤害;抗盐品种的培育.从生理和细胞水平上综述了盐生植物的抗盐机理,并对抗盐基因的研究进行了初步探讨和展望.     

Involvement of DEG5 and DEG8 proteases in the turnover of the photosystem II reaction center D1 protein under heat stress in Arabidopsis thaliana

Deg5,deg8 and the double mutant,deg5deg8 of Arabidopsis thaliana were used to study the physiological role of the DEG proteases in the repair cycle of photosystem II (PSII) under heat stress. PSII activity in deg mutants showed increased sensitivity to heat stress, and the extent of this effect was greater in the double mutant, deg5deg8, than in the single mutants, deg5 and deg8. Degradation of the D1 protein was slower in the mutants than in the WT plants. Furthermore, the levels of other PSII reaction center proteins tested remained relatively stable in the mutant and WT plants following high-temperature treatment. Thus, our results indicate that DEG5 and DEG8 may have synergistic function in degradation of D1 protein under heat stress.     

舰用钢丝绳在挤压力下的有限元分析

采用8结点六面体单元，在考虑钢丝间挤压条件下，用SAP84有限元软件计算分析了受轴向拉伸的钢丝绳中钢丝的弹性应力分布，给出了钢丝绳横截面上各钢丝的应力分布和钢丝绳的极限承载力，并对计算结果的误差进行了分析，计算结果可为钢丝绳的结构设计和应用提供依据．