【目的】质膜内在蛋白(plasma membrane intrinsic proteins,PIPs)广泛存在于植物细胞的膜系统上,在植物体内水分运输和水分平衡的过程中至关重要。对ZmPIP2;6在植物水分胁迫耐性中的功能进行探究,为玉米培育抗旱耐盐新品种提供优秀基因资源。【方法】分析并比对ZmPIP2;6与其他物种中报道参与水分胁迫的PIPs的氨基酸序列,构建ZmPIP2;6-GFP载体并通过PEG介导转化玉米原生质体,对ZmPIP2;6进行亚细胞定位。采集玉米的不同组织样品,包括根、茎、叶、未成熟雄穗、未成熟雌穗、胚和胚乳;对玉米进行PEG或NaCl处理,在处理的不同时间点采集玉米的根和叶样品。提取总RNA并通过qRT-PCR调查ZmPIP2;6在玉米不同组织以及在水分胁迫下的表达模式。构建ZmPIP2;6超表达载体,发展并鉴定ZmPIP2;6超表达拟南芥材料,观察转基因植株对渗透、盐及干旱胁迫的耐性生理表型,并测量其根长、叶片水分散失率等性状。检测在干旱或盐胁迫条件下,拟南芥胁迫信号通路上的相关基因在ZmPIP2;6超表达植株中的表达。【结果】氨基酸序列分析比对结果显示ZmPIP2;6具有PIP蛋白的典型结构与并且其他物种的PIP蛋白具有很高的同源性。转化玉米原生质体试验结果显示ZmPIP2;6蛋白定位在细胞质膜。qRT-PCR结果显示ZmPIP2;6在玉米未成熟雄穗中表达量最高,并且在玉米受到渗透和盐胁迫后根和叶中的ZmPIP2;6表达受到显著诱导。在MS固体培养基上进行渗透胁迫处理和盐胁迫处理以及进一步的土培试验中进行干旱胁迫处理,ZmPIP2;6超表达拟南芥植株相对野生型都显示出更强的胁迫耐性。在干旱或盐胁迫条件下,拟南芥胁迫信号通路上的相关基因在ZmPIP2;6超表达植株中的表达受到不同程度的影响。【结论】玉米内在质膜蛋白基因ZmPIP2;6在渗透或盐胁迫下表达上调,在拟南芥中超表达ZmPIP2;6会增强植株对渗透、盐和干旱胁迫的耐性,并且在盐或干旱胁迫条件下会影响拟南芥中胁迫相关基因的表达。ZmPIP2;6可能参与植物水分胁迫响应过程。

【目的】筛选玉米蔗糖非酵解型蛋白激酶2(Sucrose non-fermenting protein kinase 2,SnRK2)的底物蛋白,鉴定其在玉米脱落酸(Abscisic acid,ABA)信号转导中的作用,为进一步解析玉米中ABA介导的非生物逆境抗性机制提供参考。【方法】根据前期研究结果,通过与拟南芥SnRK2已知底物蛋白的序列比对和保守基序分析,从磷酸化水平响应ABA诱导且上调的238个蛋白中预测ZmSnRK2作用的底物蛋白,用酵母双杂交试验验证ZmSnRK2家族成员与候选蛋白的相互作用,分析其在玉米ABA信号转导中的作用。【结果】从前期鉴定的玉米磷酸化水平响应ABA诱导且上调的238个蛋白中,预测出10个ZmSnRK2候选底物蛋白,实际扩增出其中8个蛋白的编码基因以及10个ZmSnRK2基因家族成员。酵母双杂交试验结果表明,GenBank序列号为XP_008666965.1、NP_001142137.1和XP_008656995.1的候选底物蛋白,因自体磷酸化不能用酵母双杂交检测,GenBank序列号为NP_001183680.1的候选底物蛋白可以与ZmSnRK2.1、2.2、2.4、2.5、2.7、2.8、2.10、2.11蛋白相互作用,GenBank序列号为NP_001145831.1和NP_001167942.1的候选底物蛋白分别可以与ZmSnRK2.1和ZmSnRK2.10蛋白相互作用。【结论】NP_001183680.1和NP_001167942.1蛋白是ZmSnRK2家族部分成员的磷酸化底物,是玉米ABA信号转导途径的下游组分;NP_001183680.1蛋白与拟南芥丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶同源,NP_001167942.1蛋白为包含SAM结构域的蛋白,这2个蛋白均涉及许多生理生化过程,说明ZmSnRK2下游的ABA信号转导呈发散状。

为了比较Ptotein Assay和2-D Quant Kit两种方法测定玉米蛋白质浓度的差异,用Plant Total Protein Extraction试剂盒提取8个玉米高赖氨酸近等基因系的苗期心叶、抽雄期旗叶,授粉后10、20、30和40 d籽粒的总蛋白质,用Ptotein Assay和2-D Quant Kit2种方法测定其浓度。结果表明:籽粒中高于叶片中的总蛋白浓度,且籽粒发育越成熟提取的总蛋白质浓度越高。两种方法测定中,在不同组织提取的总蛋白质间的变化趋势相同,但授粉后10、20、30和40 d籽粒提取的总蛋白浓度间存在极显著差异;苗期心叶提取的总蛋白浓度间存在显著差异;抽雄期旗...

水是植物细胞的重要组成成分,植物水通道蛋白是细胞间和细胞内水分快速运输的主要通道,作为植物水通道蛋白的一个亚类,质膜内在蛋白PIPs定位于原生质膜,为典型的高水分选择性通道蛋白。主要介绍了PIPs的结构特征、生物学功能及其调控机制。高等植物PIPs存在2个高度保守的区域:GGGANXXXXGY和TGI/TNPARSL/FGAAI/VI/VFWF/YN。PIPs分为PIP1和PIP2亚类,PIP1比PIP2具较长的N-端和较短的C-端,并且具有各自的保守氨基酸。通过转基因和非洲爪蟾卵Xenopus oocytes母细胞异源表达研究表明PIPs不仅是水和二氧化碳、甘油等中性小分子选择性通道蛋白,同...

以蛋白质含量高为育种目标之一 ,采用浸胚法将高蛋白玉米马齿黄的总 DNA导入优质早籼稻 91- L 中 ,通过连续 6年的选择 ,从变异后代中选育出 DH早 1,DH早 5 ,DH早 6 ,DH早 8,DH早 9等 5个高蛋白稻新品系 .大田试验表明 ,这些品系能保持原受体较高的产量和抗性等优良性状 .米质分析表明 ,这些品系的绝大多数米质指标达到部颁优质米一级或二级标准 ,平均蛋白质含量达到 13.6 5 % ,其中 DH早 9高达 14.9% .

通过检测鹅血清部分抗氧化指标,探讨玉米蛋白多肽对鹅抗氧化功能的影响。选择1日龄昌图豁鹅240只,采取单因子完全随机设计,随机分为4组,分别按每kg饲料添加500,300,100mg玉米蛋白多肽设置高、中、低剂量3个剂量组,不添加玉米蛋白多肽设置为对照组。饲养30,60d,采集鹅血,制备血清,采用紫外分光光度法检测鹅血清中总抗氧化能力(T-AOC)、超氧化物歧化酶(SOD)活力和丙二醛(MDA)含量。结果表明:随着日龄的增加,呈现鹅血清T-AOC水平和SOD活性增加、MDA含量减少的趋势。鹅饲料中较长时间(60d)添加玉米蛋白多肽可使其血清T-AOC水平增加,且与添加剂量正相关;而低剂量水平(1...

【目的】解析玉米淀粉合成限速酶ADP-葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase-bt2)与糖酵解关键酶甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GPN1)在植物体内是否存在相互作用。【方法】首先克隆获得AGPase-bt2和GPN1基因,然后采用双分子荧光互补技术(BiFC),构建326-CYCHA-AGPase-bt2和326-CYNEE-GPN1双分子荧光表达载体,转化农杆菌EHA105,并用2种载体共同瞬时侵染烟草叶肉细胞,48h后在激光共聚焦显微镜下观察AGPase-bt2与GPN1的相互作用。【结果】AGPase-bt2基因长1 428bp,GPN1基因长1 497bp。双酶切鉴定结果表明,326-CYCHA-...

为探讨玉米AGPL2在籽粒发育时期淀粉积累过程中的功能机制,通过AGPL2基因克隆和构建带有GST标签的原核表达载体PGEX-6 T-1-AGPL2,并利用大肠杆菌诱导表达体系,用0. 5 mmol/L异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)在28℃条件下诱导表达6 h后,GST-AGPL2融合蛋白能够得到高水平表达,然后利用GST(Glutathione S-transferase)标签蛋白纯化介质进行亲和层析纯化,能够得到质量较高的GST-AGPL2融合蛋白;利用纯化所得的GST-AGPL2重组蛋白免疫新西兰大白兔制备了AGPL2多克隆抗体,分离并纯化抗血清,然后用rTEV Protease去除抗原GST-AGPL2融合蛋白的GST标签,并用纯化后的AGPL2多克隆抗体进行Western Blot检测,结果发现,AGPL2多克隆抗体具有较高特异性和灵敏性,可用于检测纳克级抗原蛋白;并利用Western Blot方法研究了AGPL2蛋白在玉米不同组织和不同授粉时期胚乳中的分布和表达模式,结果显示,AGL2蛋白在玉米不同组织中的表达具有组织特异性,且在胚乳中含量最高。AGPL2蛋白在玉米胚乳不同授粉时期表达量先增加后降低,且在授粉中期达到最大值。其结果与玉米籽粒发育过程中淀粉的积累规律一致,说明AGPL2主要存在于玉米胚乳中,且可能参与淀粉的合成,也说明AGPL2多克隆抗体具有很好的特异性,能够识别玉米体内的AGPL2抗原。

【目的】解析玉米淀粉合成限速酶ＡＤＰ－葡萄糖焦磷酸化酶（ＡＧＰＡｓｅ－ｂｔ２）与糖酵解关键酶甘油醛－３－磷酸脱氢酶（ＧＰＮ１）在植物体内是否存在相互作用。【方法】首先克隆获得ＡＧＰＡｓｅ－ｂｔ２和ＧＰＮ１基因，然后采用双分子荧光互补技术（ｂｉＦＣ），构建３２６－ＣＹＣＨＡ－ＡＧＰＡｓｅ－ｂｔ２和３２６－ＣＹＮｅｅ－ＧＰＮ１双分子荧光表达载体，转化农杆菌ｅＨＡ１０５，并用２种载体共同瞬时侵染烟草叶肉细胞，４８Ｈ后在激光共聚焦显微镜下观察ＡＧＰＡｓｅ－ｂｔ２与ＧＰＮ１的相互作用。【结果】ＡＧＰＡｓｅ－ｂｔ２基因长１ ４２８ｂＰ，ＧＰＮ１基因长１ ４９７ｂＰ。双酶切鉴定结果表明，３２６－ＣＹＣＨＡ－．．．

【目的】植物特异性转录因子NLPs（NIN-likeproteins）是硝酸盐响应顺式元件（NRE）的结合蛋白，在硝酸盐调控的下游基因表达中起转录激活作用。玉米转运蛋白ZmSTP1和ZmAAP2在植物碳氮产物的运输和卸载过程中发挥作用，且基因启动子区域均含有一个硝酸盐响应顺式元件。本研究旨在证实玉米ZmNLPs家族成员ZmNLP3、ZmNLP4是否为ZmSTP1和ZmAAP2基因启动子中NRE的结合蛋白。【方法】以玉米B73为试验材料，首次利用酵母单杂交技术检测ZmNLP3、ZmNLP4转录因子分别与ZmSTP1和ZmAAP2基因启动子区域的相互作用。【结果】在线预测网站Plantcare对ZmSTP1和ZmAAP2基因转录起始位点上游2000 bp序列分析表明，位于2个基因转录起始点上游-577～-589 bp和-909～-921 bp区域均包含一个序列长12 bp的NRE元件，结构分别为5'-ATTTAATACTCA-3'和5'-ATATATAAGTCA-3'；诱饵菌株AbA~(r)基因表达检测显示，能抑制诱饵菌株Y1H（pAbAi-ZmSTP1）和Y1H（pAbAi-ZmAAP2）本底表达的最低AbA浓度均为200 ng/mL；将pGADT7-ZmNLP3/4分别转化Y1H（pAbAi-ZmSTP1）和Y1H（pAbAi-ZmAAP2）菌株后，在对照培养基（SD/-Leu）和含AbA浓度为200 ng/mL的筛选培养基中Y1H[（pAbAi-ZmSTP1）/（pGADT7-ZmNLP3）]、Y1H[（pAbAi- ZmSTP1）/（pGADT7-ZmNLP4）]、Y1H[（pAbAi-ZmAAP2）/（pGADT7-ZmNLP3）]、Y1H[（pAbAi-ZmAAP2）/（pGADT7-ZmNLP4）]菌株均能正常生长。【结论】玉米转录因子ZmNLP3、ZmNLP4均能与ZmSTP1和ZmAAP2基因启动子区域相互作用，是靶基因ZmSTP1和ZmAAP2启动子区域NRE的结合蛋白。本研究为深入了解ZmNLPs家族成员参与的硝酸盐信号响应提供理论基础，也为玉米增产和氮素增效提供分子标记和理论依据。

【目的】分析玉米2个光敏色素A基因(ZmPhyA1和ZmPhyA2)的蛋白结构及可能存在的功能区段,明确其响应于不同光线处理的表达模式。【方法】通过RT-PCR方法获得ZmPhyA1和ZmPhyA2编码的完整cDNA序列,推断2个基因编码蛋白的保守结构域,利用酵母双杂交测试其结构域间的物理互作,利用半定量RT-PCR技术分析不同光处理条件下ZmPhyA1和ZmPhyA2的表达模式。【结果】遗传进化树分析表明,ZmPHYA2与高粱光敏色素A的遗传关系要比与ZmPHYA1更近。ZmPHYA1与ZmPHYA2蛋白中含有1个GAF结构域、1个Phytochrome结构域、2个PAS结构域、1个HisK...

为比较不同方法提取的玉米叶片蛋白质对双向电泳效果的影响。采用TCA-丙酮沉淀和TRIzol试剂盒2种方法,提取国审玉米品种郑单958叶片全基因组蛋白质,并对提取的蛋白质样品进行双向电泳。结果表明:TCA-丙酮方法提取的蛋白质一向水平聚焦电压上升缓慢且达不到程序设置的电压,而TRIzol试剂盒方法实时监测图与程序设置图相吻合;对电泳胶图分析后可知,TRIzol试剂盒法分离出的蛋白点多于900个,低丰度蛋白质得到充分显现,大多数蛋白点分子量为20~80 k Da,p H值为4~7,蛋白点的形状较规则;TCA-丙酮沉淀法分离出的蛋白点仅有350个,表明样品中蛋白质分离种类较少,高丰度蛋白质过度显现,...

【目的】乙烯是影响水果品质及货架期的关键植物激素。本研究利用高场强超声波（HIU）对玉米醇溶蛋白（zein）进行物理改性处理，使其蛋白结构舒展，内部活性官能团暴露；利用超声改性zein膜中的活性官能团（如巯基等）与乙烯发生“点击反应”吸附乙烯，从而达到延长水果货架期的目的。【方法】将5 g zein溶于80%醋酸溶液中，选用频率为20 kHz、功率为400 W的超声波经不同时长（0、5、15和30 min）的预处理后，分别取2 mL蛋白溶液移至培养皿（55.0 cm~2）中，放置于40℃烘箱干燥24 h，分别得到zein-0膜、zein-5膜、zein-15膜、zein-30膜，通过圆二光谱、内源性荧光、粒径电位仪和扫描电镜分析不同条件超声处理后蛋白结构及形貌的变化；借助物性分析仪和VOC检测仪表征zein膜的力学性能和乙烯吸附性能。以香蕉为研究对象，将超声处理后的zein膜与香蕉放置于同一塑封袋中，室温密闭放置10 d，基于香蕉表皮的褐变程度、香蕉果肉的硬度变化和香蕉失重率分析zein膜延长水果货架期的性能。【结果】高场强超声波处理对蛋白质的高级结构具有修饰作用，频率为20 kHz、功率为400 W超声处理15 min后，zein的平均粒径降低（1 013.3±6.9 nm),α-螺旋结构的比例降低（45.86%),β-折叠结构的比例升高（12.20%），上述现象表明适度超声处理使zein结构舒展。同时，zein-15膜的乙烯吸附性能与zein-0膜（未经超声处理）相比增加了9.486 mg·m~(-3)·h~(-1)，阻氧性能与zein-0膜相比增加了0.75×10~(-16) kg·m·m~(-2)·s~(-1)·Pa~(-1)。本研究以呼吸跃变型水果的香蕉为代表，zein-15膜能有效降低香蕉的失重率，延缓香蕉表皮的褐变和香蕉果肉硬度的降低，延长了香蕉的货架期。【结论】一定条件的超声处理（20 kHz、400 W、15 min）能够诱导zein结构舒展，暴露出更多的活性官能团，提高其乙烯吸附性能。zein-15膜具有良好的阻氧性和力学性能，有效延长了香蕉的货架期和乙烯吸附膜的使用寿命。

利用已公布的玉米黑粉病菌基因组全序列数据及信号肽预测软件SignalP v3.0、亚细胞器中蛋白定位分布预测软件Tar-getP v1.01、跨膜螺旋结构预测软件TMHMMv2.0和膜锚定位点预测软件Big-PI Predictor预测分析了玉米黑粉病菌基因组编码蛋白的作用位点。结果表明,在6522个ORF中,具有分泌功能的有543个,占全基因组基因总数的8.3%;作用位点在线粒体的有1552个,占全基因组基因总数的23.4%;具有跨膜结构的有1269个,占全基因组基因总数的19.5%;锚定在膜上的有56个,占全基因组基因总数的0.9%。