假根羽藻(Bryopsis corticulans)中一种管藻黄素-叶绿素a/b蛋白复合体

经过连续两步的液相色谱层析分离过程, 从假根羽藻(Bryopsis corticulans)类囊体膜直接分离出来一种捕光蛋白复合体(LHCP). 该捕光蛋白复合体的三聚体经蔗糖密度梯度超速离心分离获得. SDS-PAGE电泳分析结果显示, 这个捕光蛋白复合体至少由5种蛋白质组成, 其中分子量约为31 kD的蛋白质此前尚未在高等植物的主要捕光蛋白复合体(LHCⅡ)中发现. 分离获得的假根羽藻捕光蛋白复合体除了含有叶绿素(Chl) a, Chl b, 新黄素和紫黄素外, 还含有一种特殊的类胡萝卜素─管藻黄素. 假根羽藻管藻黄素-叶绿素a/b捕光蛋白复合体中存在的管藻黄素的作用是加强该色素蛋白复合体对蓝绿区域(530 nm)光的吸收, 假根羽藻LHCP具有与高等植物中的黄体素-叶绿素蛋白复合体相似的吸收谱和荧光发射谱. 管藻黄素和Chl b向Chl a的高效传能说明捕光色素分子高度有序地结合于假根羽藻的捕光蛋白复合体上. 管藻黄素-叶绿素a/b蛋白质使有机体得以增强其吸收在深海或潮下带海域分布较多的蓝绿光.     

费氏中华根瘤菌042BS(Rhizobium fredii 042BS)蛋白质组学初步研究

为了从蛋白质水平阐明根瘤菌的固氮机理,扩大其宿主植物范围,应用蛋白质组学技术(2-DE),分析比较了能够在大豆和苜蓿上跨宿主结瘤的费氏中华根瘤菌042BS与已经完成基因组测序的根瘤菌模式菌株苜蓿中华根瘤菌(Rhizobium meliloti 1021)的蛋白质表达图谱差异。经过图像分析检测到二者分别有436和428蛋白点。其中约有50个蛋白点初步认为二者所共有的。     

中国生物固氮研究现状和展望

生物固氮是生命科学中的重大基础研究课题之一, 它在生产实际中发挥着重要作用: 为植物特别是粮食作物提供氮素、提高产量、降低化肥用量和生产成本、减少水土污染和疾病、防治土地荒漠化、建立生态平衡和促进农业可持续发展. 本文在介绍国际生物固氮研究进展的同时, 着重叙述了生物固氮研究取得的重大进展和成果: 收集了根瘤菌资源, 建立了最大的数据库, 修正和发展了国际上对根瘤菌的分类; 发现了固氮基因, 证实了克氏杆菌固氮基因操纵子的连锁性及正调控基因的调节机制和对氧、温度的敏感性; 发现苜蓿根瘤菌结瘤调控基因nodD3的产物对结瘤基因表达的启动不受宿主类黄酮的作用; 发现苜蓿根瘤菌的碳利用基因和固氮生物氮代射和碳代谢基因表达及其调节的偶联作用; 化学合成了根瘤菌的结瘤因子; 在固氮基因表达调节基础上, 构建了固氮基因工程菌株, 并在生产中得到应用; 提出了化学模拟固氮酶的结构和功能, 固氮酶活性中心的模型和合成了模型化合物, 受到了国际高度评价. 根据国际上研究的趋势并结合国内的研究进展, 提出了生物固氮研究的发展方向, 建议在联合(内生)固氮菌固氮基因调控及其提供氮素的作用, 根瘤菌与豆科植物共生结瘤固氮的信号传递和分子相互作用, 氮、碳代谢和固氮与光合作用的偶联与共生结瘤固氮中功能基因组学等方面展开积极研究.     

“构树扶贫”中的黑科技补齐我国畜牧业高品质饲料缺乏的短板

立足于我国粗蛋白饲料原料进口的现状和畜牧业发展形势,针对人畜争粮、饲料紧缺矛盾和食品安全的巨大需求,中国科学院植物研究所培育出耐干旱、耐贫瘠、生长速度快、适应性广、粗蛋白含量高、适口性好,更适合机械化种植和收获的杂交构树新品种,并提出了"以树代粮、种养循环"设想,可以快速实现"当年种植,当年受益",同时能够一次种植,多年收割利用,能有效解决贫困地区农户对饲料的需求,促进贫困地区养殖业的发展。因此,杂交构树被国务院扶贫开发领导小组办公室列入"国家十大精准扶贫工程",成为将科技创新与精准扶贫紧密结合,推进贫困地区畜牧业的发展,带动农民脱贫致富的重要途径。构树扶贫工程有助于实现经济效益、生态效益和社会效益的统一,将成为中科院科技成果转移转化、利国惠民和促进我国经济发展的典范。     

假根羽藻(Bryopsis corticulans)LHCⅡ的聚集态对Chl a电子激发态性质的影响

采用稳态吸收、荧光和皮秒时间分辨荧光光谱手段研究了假根羽藻(Bryopsis corticulans)捕光色素-蛋白复合物LHCⅡ(light-harvesting complexⅡ)的单体、三聚体和寡聚体中叶绿素(Chl)a的电子激发态性质. 稳态光谱结果表明: 选择性激发Chl a或Chl b时, LHCⅡ寡聚体中Chl a的荧光强度减弱并非由Chl b → Chl a传能效率的降低造成, 主要是由聚集体内激发态Chl a的快速猝灭机制引起的. 时间分辨荧光动力学分析表明: 不同聚集态LHCⅡ中Chl a的荧光动力学遵从双指数衰减行为, 长寿命组分(4.1~4.7 ns)来源于LHCⅡ中Chl a的荧光发射; 短寿命组分(135~540 ps)归属为组成聚集体的蛋白单体内Chl a分子间的激发态能量平衡过程, 该能量平衡过程的时间尺度因LHCⅡ的聚集程度不同而异, 在寡聚体(135 ps)中比在单体(540 ps)和三聚体(520 ps)中的平衡显著加快. 上述结果表明, LHCⅡ的三聚体向PSⅡ反应中心传能的本领最强, 而寡聚体则具有较强的猝灭LHCⅡ内Chl a电子激发态的能力, 这可能是一种通过LHCⅡ分子结构的转换来实现光保护功能的机制.     

费氏中华根瘤菌(Sinorhizobium fredii)盐激蛋白质组学研究

用差异显示蛋白质组学方法, 对费氏中华根瘤菌(Sinorhizobium fredii) RT19在无盐以及盐激5和50 min条件下的蛋白质表达图谱进行研究. 结果表明, 在无盐时, 该菌株呈现的蛋白数目是481个. 随盐激时间的延长, 其蛋白质数目减少, 在盐激5和50 min时分别是465和424个蛋白质. RT19在盐激后, 有82个差异蛋白出现, 其中诱导表达的蛋白有26个, 阻抑表达的蛋白有23个, 表达量上调的蛋白有12个, 表达量下调的蛋白点21个. 而且不同的盐激时间还出现不同的差异蛋白, 说明其细胞内存在复杂的应答盐激的蛋白质网络调控. 应用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF/MS)对26个盐激诱导蛋白进行检测, 将获得的肽质纹图谱经过数据库检索, 已初步确定21个诱导蛋白的功能, 其中包括与盐胁迫、γ-丁酰甜菜碱、脂多糖合成、代谢途径和信号传导等有关的酶.