植物中依赖RNA的RNA聚合酶(RDRs)是个大家族,而RNA依赖的RNA聚合酶6(RDR6)是其中的一份子,它能通过基因沉默途径参与植物的生长发育,抗病性等多种生物学过程,对RDR6的结构特点、生物学功能以及作用机制作一介绍,以期为RDR6的进一步研究奠定基础。

利用同源克隆的方法从大豆品种‘科丰一号’中分离出2个RDR6基因,分别将其命名为GmRDR6a和GmRDR6b基因,并对其进行序列分析、植物组织表达以及抗逆境胁迫表达分析。结果表明:GmRDR6a基因位于大豆基因组的6号染色体上,基因全长为4 389 bp,包含一个长度为744 bp的内含子,其ORF长度为3 615 bp,编码1 204个氨基酸,相对分子质量和等电点分别为297.5×103和4.86;GmRDR6b基因位于大豆基因组的4号染色体上,基因全长为4 002 bp,包含一个长度为387 bp的内含子,其ORF长度为3 615 bp,编码1 204个氨基酸,相对分子质量和等电点分别为...

旨在对鸭坦布苏病毒NS5蛋白功能基团RNA依赖RNA聚合酶进行真核表达,同时对其蛋白结构和功能进行生物信息学分析。首先查找GenBank数据库中收录的DTMUV基因序列,以RdRp基因为研究对象,通过软件设计并合成特异性引物,RT-PCR技术扩增RdRp基因,回收PCR产物并与pCMV-N-Flag真核表达载体相连接,构建真核表达质粒pCMV-Flag-RdRp,将测序无误的质粒转染至BHK-21细胞,通过Western Blot和间接免疫荧光技术检测该蛋白在BHK-21细胞内的表达。同时针对RdRp蛋白,利用生物信息学软件进行序列分析、结构解析及功能预测。通过PCR方法成功扩增RdRp基因,构建的真核表达质粒pCMV-Flag-RdRp经双酶切鉴定证明正确,进一步通过间接免疫荧光技术与Western Blot检测发现,重组质粒pCMV-Flag-RdRp在BHK-21细胞内正常表达,生物信息学分析发现,RdRp蛋白编码606个氨基酸,分子式为C_(3091)H_(4810)N_(870)O_(894)S_(41),编码蛋白亲水性平均系数为-0.536,不稳定指数为42.15,含有丰富的磷酸化位点及O-糖基化位点。其二级结构包含46.37%的α-螺旋、12.54%的延伸链以及35.31%的无规则卷曲。上述结果为进一步研究坦布苏病毒致病性打下了基础。

钙是植物必需的大量元素之一,同时钙离子(Ca(2+))是细胞信号转导的第二信使。钙依赖蛋白激酶(calcium-dependent protein kinase,CDPK)作为Ca(2+)的感受器普遍存在于植物和部分原生动物中,是植物特有的一类丝氨酸/苏氨酸型蛋白激酶,参与了多种Ca(2+)介导的信号通路,在植物发育信号和逆境信号转导中具有重要作用。本文概述了钙依赖蛋白激酶在植物体内的分布、结构、底物、功能以及大豆CDPK的研究进展,旨在为今后培育抗逆植物品种提供参考依据。

为促进植物环状RNA(Circular RNAs)的研究进程,利用文献综述法检索近三年(2018—2020)发表的环状RNA文献,从功能发挥、研究手段及应用前景等方面分别对动物和植物环状RNA的研究进展进行整理讨论。结果表明:环状RNA可作为竞争性内源RNA与microRNAs(MiRNAs)特异性结合,间接调控蛋白表达水平。其还可调节来源基因的转录效率、滚环式翻译多肽及作为蛋白支架调控细胞进程。截止目前,临床有关环状RNA的研究最为深入;经过潜在诊断、预断和治疗方法评估后,环状RNA有望成为诊疗疾病的生物标志物。而植物环状RNA在不同生长发育阶段、激素刺激及逆境胁迫等条件下也展现出丰富的差异表达模式,初步体现其功能的多样性。但与动物环状RNA的研究深度相比,植物环状RNA研究还处于兴起阶段,与植物环状RNA相关的数据库和分析工具还有待开发。综上,本文重点评述动植物体内不同类型环状RNA在生成机制、剪切识别位点、功能发挥及应用潜力上的特异性和同源性,讨论动植物环状RNA研究存在的主要问题并对深入开展植物环状RNA研究进行展望。

植物RNA病毒群体的快速演化是其流行成灾的一个重要原因,研究其遗传演化机制对制定病害防治策略具有重要指导意义。目前,已研究证明植物RNA病毒可通过高频突变保持一个动态的遗传变异群体(准种),也可通过基因重组产生新的变异类型。高度变异的病毒群体在进行细胞间运动、组织间系统侵染及植株间水平传播等过程中均会遭遇遗传瓶颈而使群体数量大幅度减少。此时,自然选择或遗传漂变会发挥对群体中不同变异基因型进行筛选的作用。另外,基因漂移也是影响病毒群体遗传结构的一个重要因素。

在真核生物中,RNA结合蛋白(RBPs)是一类重要的转录后调控因子,通过与RNA结合形成核糖核蛋白复合物来调节真核生物细胞的RNA代谢过程,包括RNA的转移、修饰、翻译及降解。RNA结合蛋白广泛存在于动物、植物以及微生物中,约占真核生物基因编码蛋白的2%—8%。近年来,对RNA结合蛋白的研究已成为备受关注的热点。RNA结合蛋白与人类健康密切相关,许多RNA结合蛋白的突变都会导致人类疾病。RNA结合蛋白(尤其是三角状五肽重复区蛋白)不仅在植物中大量存在,而且作为重要的调控因子在RNA代谢、生长发育以及应激反应过程中发挥重要作用,这已引起人们的广泛关注。相对于动物RNA结合蛋白的大量研究,植物RNA结合蛋白的功能研究还相对较少。文中详细总结了近几年植物RNA结合蛋白的功能研究、作用机制以及同其他RNA结合蛋白之间的相互关系,并在此基础上重点阐述了5类RNA结合蛋白家族在植物中的功能研究进展,包括富含丝氨酸-精氨酸的RNA结合蛋白(SR蛋白)、富含甘氨酸的RNA结合蛋白(GR-RBPs)、三角状五肽重复区蛋白(PPR蛋白)、DEAD-box RNA解旋酶(DEAD-box RHs)以及RNA分子伴侣。主要在拟南芥、水稻和小麦等模式植物或经济作物中对上述5类植物RNA结合蛋白的功能基因进行介绍,总结每类RBPs在植物的RNA代谢、生长发育以及逆境胁迫响应过程中的重要作用,从而为基础研究和农业生产实践提供了重要的理论依据。在这5类RBPs中,SR蛋白主要作为重要的选择性剪接因子参与RNA代谢,从而在植物的生长发育和胁迫响应中发挥关键的调节作用;许多GR-RBPs家族成员具有功能多样性,一方面可能通过介导植物激素信号通路来调节植物的胁迫耐受性和各种生长发育过程;另一方面作为RNA分子伴侣参与RNA折叠反应并因此在低温和干旱等非生物胁迫响应过程中发挥关键作用。PPR蛋白主要参与线粒体和叶绿体的RNA代谢,调节植物的胁迫响应和生长发育过程;DEAD-box RHs作为细胞核和细胞器重要的RNA剪接因子,在植物生长发育以及非生物胁迫响应中发挥多种功能;作为非特异性RNA结合蛋白的RNA分子伴侣,通过参与RNA折叠反应而维持RNA分子的正常功能。此外,前4类RNA结合蛋白中有许多RBPs具有RNA分子伴侣活性,这使得同一蛋白可能具有功能多样性,从而赋予植物在逆境下具有较强的胁迫耐受性。

RNA沉默是真核生物用来抵抗病毒入侵的一种普遍而又古老的防御机制,而病毒在进化过程中也相应地产生了一些与之抗衡的功能,其中编码沉默抑制子就是对抗RNA沉默的有效策略。它们分别能够在不同阶段,以不同的方式干扰来自于寄主的RNA沉默,从而有效地建立侵染。本文主要针对目前已经发现的由植物病毒编码RNA沉默抑制子的作用特征、鉴定方法以及作用副效应进行综述,并讨论了RNA沉默抑制子的研究及应用前景。

小分子RNA是一类长约20～30个核苷酸的非编码RNA分子,其介导的转录后基因调控是植物中的一种新型基因调控机制。它在植物的生长发育和适应外界各种环境胁迫的过程中起着非常重要的作用。植物中小分子RNA数量巨大、种类繁多,而高通量测序技术的出现大大加快了它们的发现过程。本文在简要介绍目前已知植物小分子RNA的类型及特点的基础上,综合阐述近年来利用高通量测序技术克隆和分析植物小分子RNA的研究成果,以期反映当前植物小分子RNA的基因组分布规律、功能和进化等方面的最新研究进展。

AGAMOUS LIKE6(AGL6)基因家族是植物MADS-BOX基因中一个古老的亚家族,近几年关于AGL6基因研究已取得了很多新进展,特别是对水稻、玉米、矮牵牛等物种的AGL6基因功能解析。文章从AGL6基因的起源、进化及表达模式和生物学功能等方面,综述了近年来有关AGL6的主要研究进展,并对该基因家族的研究趋势进行了展望。

嫁接诱导植物变异是一种普遍存在的现象,已被广泛应用于物质运输、花期调节和信号的长距离传导机制等方面的研究。本文分析嫁接诱导变异的原因,并重点总结嫁接植物体内长距离传递的3类RNA(外源类病毒或RNA病毒、非编码的小RNA、植物内源mRNA);系统综述RNA在嫁接植物体中传递机制方面的国内外最新研究进展,对今后利用嫁接技术开展育种研究及存在的问题进行探讨。

蔗糖合酶(sucrose synthase)是植物糖代谢过程的关键酶,催化蔗糖的合成与分解,在淀粉和纤维素的合成、果实品质的形成、固氮的建立、生殖生长以及糖信号转导等过程中发挥了重要的调控作用。为系统地认识蔗糖合酶及其在植物生命活动中的重要作用,本文概括地介绍了植物蔗糖合酶在结构与定位、生理功能、分子特征、合成与分解活性动态变化以及遗传改良等方面的研究进展,并展望了植物蔗糖合酶的研究趋势,以期为蔗糖合酶的研究提供参考。

蔗糖作为光合作用的主要产物之一，在植物体内有着多种多样的生理功能。而蔗糖合酶作为糖基转移酶家族的一类，在蔗糖代谢过程中起着重要的作用。在植物体内，蔗糖合酶可逆的催化蔗糖与二磷酸核苷(NDP)分解生成二磷酸核苷葡萄糖(NDPG)和果糖，该反应是糖代谢过程中最重要的限速步骤。蔗糖合酶在植物体内以基因家族的形式存在，系统发育显示，蔗糖合酶存在3个亚族，且不同亚族存在不同的表达模式。近些年来的研究表明，蔗糖合酶在植物体内主要有几大生理功能，如参与大分子糖类的合成、逆境响应、参与生殖生长、调控果实品质等。综述了蔗糖合酶近些年来的研究进展，并对未来研究方向进行展望以期为后面的研究做出参考。

MITE(miniature inverted repeat transposable element)是一种新近发现的DNA转座元件,其结构与非自主元件相似,具有TIR或TSD结构,但又具有反转录转座元件的高拷贝性。MITE广泛分布于真核生物基因附近或内部,主要包括Tourist和Stowaway两种类型,通过相应的自主转座元件编码的反转录酶识别TIR序列完成扩张。它插入位点的倾向性以及高度重复性,使其在基因的表达调控和遗传进化上发挥重要的作用。本文在简要介绍MITE转座元件的结构及转座机制的基础上,综述了植物MITE元件在基因表达调控、遗传多样性评价及基因(组)进化方面的研究进展,并对MI...

控释肥料具有重要的经济效益和生态效益,目前世界上应用最多的控释肥料是聚合物包膜肥料。简要阐述了聚合物包膜肥料的研究现状和聚合物模型膜,并对养分释放的模拟进行了探讨。影响聚合物包膜肥料养分释放的因素主要有:膜厚、颗粒半径、扩散系数、养分组成及其溶解特性。国内聚合物包膜肥料的应用还处于起步阶段,随着经济的发展,聚合物包膜肥料在国内具有巨大的应用潜力。中国有关聚合物包膜肥料的研究取得了较好进展,但与发达国家相比,仍然处于较低水平。因此,推出具有中国独立知识产权的商品化聚合物包膜肥料要求加强理论基础研究,并加快产业化进程。