【目的】蔗糖是植物体内光合产物运输的主要形式。蔗糖-质子同向运输蛋白(sucrose transporter/sucrose carrier,SUT/SUC)在植物细胞之间的蔗糖跨膜运输以及植物组织和器官之间的蔗糖分配中具有重要作用。水稻SUT家族共有5个成员。已有研究表明,敲除OsSUT1、OsSUT2、OsSUT3、OsSUT4对水稻的生长发育产生显著影响,说明这些基因不可替代。然而,OsSUT5的功能还未见报道。阐明OsSUT5在水稻生长发育中的作用,将为全面了解SUT蛋白在模式植物水稻中的生理功能提供新的依据。【方法】通过对水稻OsSUT5的时空表达特性进行实时荧光定量PCR分析,同时利用OsSUT5的推测启动子驱动GUS在水稻体内表达,获得其基因编码蛋白的组织定位信息,以及在烟草叶片表皮细胞内进行OsSUT5-GFP融合蛋白瞬时表达,对蛋白进行亚细胞定位,比较基因编辑技术(CRISPR-Cas9)创制的OsSUT5不同纯合突变株系与野生型对照水稻的形态和生理特征,获得OsSUT5的功能信息。【结果】转录水平上,OsSUT5在水稻茎、叶、花序和颖果中均有表达,并且该基因编码蛋白在营养器官中的表达集中于维管组织。在生殖器官中,OsSUT5的表达主要位于花药及发育的颖果内。该基因编码蛋白在水稻发育的颖果特别是盾片和胚根鞘中高表达。烟草叶片表皮细胞内的瞬时表达显示OsSUT5-GFP融合蛋白定位于细胞质膜。与野生型水稻相比,3个OsSUT5纯合突变株系均表现为花粉活性以及离体萌发率明显降低。与此相吻合的是,OsSUT5突变株系未授粉的小穗比例相对于野生型显著增加,同时突变株系结实率显著下降。通过对OsSUT5突变株系颖果的观察和比较显示,OsSUT5突变体水稻颖果的垩白相对于野生型明显增多,其颖果长度相对于野生型对照也有一定程度的增加,但统计结果表明OsSUT5突变体水稻的千粒重与野生型无显著区别。【结论】OsSUT5在水稻花粉发育甚至受精过程中可能发挥重要作用;敲除OsSUT5对水稻的结实率、籽粒的形态和品质有明显影响。推断OsSUT5在水稻开花结实中的作用(包括对花粉活性和颖果内胚乳发育的影响)与其蔗糖运输功能密切相关。

【目的】甜菜是重要的糖料作物,块根中的蔗糖含量是其品质的决定因子。利用基因工程技术将葡萄蔗糖转运蛋白基因(VvSUC11和VvSUC12)导入甜菜块根中,以了解蔗糖转运蛋白是否能提高甜菜的含糖量。【方法】利用葡萄蔗糖转运蛋白基因VvSUC11和VvSUC12构建的根特异性表达植物双价表达载体(pCAMBIA2301-SP1-VvSUC11-SP2-VvSUC12),通过农杆菌介导法转化到甜菜(Beta vulgaris L.)品种KWS-9103中。利用PCR和RT-PCR技术检测目的基因是否整合到甜菜中并表达。将获得的转基因甜菜和对照甜菜生根后移栽大田,对其叶片性状、相关的生理指标、块根重和...

为分析甘蔗SUT家族基因新成员的序列特征和基因表达模式,采用cDNA末端快速克隆技术,以甘蔗GT28未成熟茎cDNA为模板克隆蔗糖转运蛋白基因,命名为SoSUT2-h1,GenBank登录号KF808330。该基因的cDNA序列全长为2 132bp,开放阅读框长1 749bp,编码582个氨基酸,预测分子量和等电点分别为61.80ku和6.17。SoSUT2-h1蛋白具有12个跨膜结构。该蛋白具有保守的蔗糖转运蛋白功能域,属于MFS蛋白家族和GPH(蔗糖/H+共转运体)超家族中的一员。荧光定量PCR表明在

本研究从赤霞珠(Vitis viniferaL.cv.Cabernet Sauvignon)葡萄果实中提取RNA,克隆得到葡萄蔗糖转运蛋白基因VvSUC27;从中蔬6号番茄子叶提取DNA,克隆得到番茄果实特异启动子基因E8。以实验室保存的pCAMBIA 1301为起始载体,分别构建了2个植物表达载体pCE8-SUC27vs和pCE8-SUC27。在这两个载体中,VvSUC27的表达均受番茄果实特异启动子E8的调控,pCE8-SUC27vs含有来自拟南芥葡萄糖转运蛋白基因AtVGT1的细胞液泡膜定位的信号肽编码序列和NOS终止子;pCE8-SUC27包含来自葡萄的蛋白质细胞质膜定位的信号肽编码序...

【目的】创制过量表达TaSUT1A的转基因小麦,分析TaSUT1A在转基因小麦中的遗传及其对干旱胁迫的应答反应,选育抗旱的转基因小麦新种质。【方法】采用基因重组技术构建了TaSUT1A表达载体,利用基因枪介导法将该载体转入小麦品种科农199,通过Bialaphos筛选、转化植株基因组DNA PCR验证获得转基因T0植株;利用RT-PCR检测TaSUT1A在转基因T3植株中的表达情况,在此基础上,对3个转基因系的T4转基因植株进行抗旱性鉴定和抗旱相关生理指标分析,验证其抗旱能力。【结果】经PCR检测和RT-PCR验证,获得了转TaSUT1A小麦阳性植株,与非转基因对照相比,20%PEG胁迫处理显...

蔗糖是绿色植物光合作用的最终产物之一,也是绝大多数高等植物体内光合产物运输与分配的主要形式。蔗糖转运蛋白在介导蔗糖在植物体内的转运及分配中发挥着重要作用。目前已从31种双子叶植物和6种单子叶植物中克隆到83个蔗糖转运蛋白基因。前人主要是从整体角度对蔗糖转运蛋白的研究现状进行综述,未研究过双子叶植物与单子叶植物蔗糖转运蛋白之间的差异。本研究主要介绍双子叶和单子叶植物蔗糖转运蛋白的基因克隆、分类、系统发生、结构、分布和功能等方面的研究进展。

对红莲型细胞质雄性不育水稻小孢子发育二核期花药总蛋白质进行双向电泳分离,通过考马斯亮蓝染色,获得分辨率和重复性较好的双向电泳图谱。采用基质辅助激光解析电离飞行时间质谱鉴定12个蛋白质点,液相色谱质谱/质谱联用技术鉴定另外7个蛋白质点,这些蛋白质分别参与糖类物质的合成及代谢(5个点)、蛋白质生物合成及代谢(3个点)、转录(2个点)、次生代谢产物合成(2个点)、信号转导(1个点)、细胞疾病和死亡(1个点)及未知功能蛋白(5个点)。除1个蛋白酶亚基(点9)仅在不育系中表达外,其他18个蛋白质点在不育系中缺失或表达量降低,因而花粉发育过程中糖类及蛋白质的正常积累受到影响,与花粉不能正常发育密切相关。

应用石蜡切片技术和脱氧核糖核苷酸转移酶介导的缺口末端标记法(TUNEL),对光敏核不育水稻农垦58S和可育水稻农垦58N的花粉及花药壁发育过程进行了研究。结果表明:农垦58S雄性败育起始于花粉母细胞形成期,在发育过程中持续进行,终结于单核晚期,形成典败型花粉;TUNEL检测显示,农垦58S的绒毡层细胞在花粉母细胞时期启动细胞程序性死亡(PCD),但解体过程缓慢,一直持续到花粉发育后期,使单核花粉无法获得所需的营养物质而败育。

【目的】阐明水稻铵转运蛋白基因OsAMT1;4和OsAMT5的编码蛋白特征、功能和表达。【方法】采用生物信息学技术,揭示目的基因的编码蛋白特征;通过铵离子吸收缺陷的酵母突变体功能互补技术,鉴定上述基因编码蛋白的功能;采用RT-PCR技术,研究基因的表达特征。【结果】OsAMT1;4和OsAMT5的编码阅读框为1497bp和1377bp,分别编码498和458个氨基酸残基。OsAMT1;4和OsAMT5均具有11个跨膜域,分别归属与AMT1和AMT2亚家族。OsAMT1;4和OsAMT5均具有使NH4+吸收缺陷的酵母突变体重新恢复吸收NH4+的能力。OsAMT5在叶中特异表达,随NH4+浓度增加...

【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。

通过对雄性银鲫的新鲜精液进行分级抽提得到精子的不同组份,包括精浆、精头的膜、鞭毛和脱膜精头等,在荷包红鲤和雌性银鲫杂交时加入其中的可溶性精头膜蛋白组分,研究精子膜蛋白在雌核发育银鲫异源受精中的作用。研究发现,加入同源精子膜蛋白后的雌核发育银鲫异源受精卵的孵化率比对照组低很多,并且在子代培育过程中,发现了生长速度快、表型和父本相似、基因型基本和父本基因型相同的特殊子代。在某种程度上表明:精子膜蛋白可能是雌核发育银鲫卵子进行雄核发育的关键因素。

研究了一个甜椒品系405和一个辣椒品系伏地尖果实在生育期内主要糖含量和蔗糖代谢关键酶活性的变化。结果表明:在绿熟期和转色期甜椒品系405的可溶性总糖、蔗糖含量都明显高于辣椒品系伏地尖,绿熟期甜椒品系405的可溶性总糖含量为213.3 mg/g,而辣椒品系伏地尖则为97.6 mg/g,但红熟期两者相差不大;与辣椒品系相比甜椒品系蔗糖和淀粉含量在绿熟期后有一个升高又降低的过程;两品系蔗糖代谢关键酶活性变化趋势差异不大,酸性转化酶与中性转化酶活性在果实快速生长期和成熟期较高,而在绿熟期较低;蔗糖磷酸合成酶活性在绿熟期较高,而在快速生长期和成熟期较低。虽然甜椒品系与辣椒品系之间糖含量存在显著差异,但两...

为了探讨枸杞Ｌｙｃｉｕｍ果实糖积累差异及其品质形成的生理机制，以４种枸杞为试材，在枸杞果实发育期间，测定果实糖质量分数与蔗糖代谢酶活性变化。结果表明：宁夏枸杞Ｌｙｃｉｕｍ ｂａｒｂａｒｕｍ果实中检测到１０种糖，云南枸杞Ｌ．ｙｕｎｎａｎｅｎｓｅ和中国枸杞Ｌ．ｃｈｉｎｅｎｓｅ果实中检测到７种糖，北方枸杞Ｌ．ｃｈｉｎｅｎｓｅ ｖａｒ．ｐｏｔａｎｉｎｉｉ果实中检测到６种糖；成熟期枸杞果实以果糖、葡萄糖和蔗糖为主。在果实发育过程中４种枸杞果糖和葡萄糖质量分数整体呈现出逐渐升高趋势，果实发育的后期升高幅度高于初期；而蔗糖质量分数呈现出２种变化趋势，不同发育时期种间有差异。４种枸杞蔗糖代谢酶活性在枸杞果实发．．．

【目的】对蒺藜苜蓿MtROP5的功能进行研究,为阐明植物ROP在共生互作过程中的调控机制奠定基础。【方法】采用PCR方法克隆MtROP5的启动子序列,并构建了MtROP5的相关表达载体。利用发根农杆菌介导的遗传转化方法,对MtROP5启动子的表达模式以及MtROP5的功能进行了分析。【结果】克隆了MtROP5翻译起始位点上游2.1kb左右预测的启动子序列,MtROP5启动子驱动GUS在根系的各个部位中都有表达,在维管束组织和侧根起始的分生组织中表达较强,并且其启动子转录活力在受到根瘤菌侵染后诱导增强表达;MtROP5的过量表达和组成型激活突变均能显著促进根毛的伸长,相比对照转化根系,根毛长度分...

为明确花期不同梯度高温对玉米开花特性和花粉活力的影响,以热敏感基因型玉米品种‘驻玉309’为试验材料,于花期(吐丝前8d～吐丝后8d)进行不同程度高温(31、34和37℃)处理,测定受精结实率、雄穗性状、开花时间、花粉活力及花粉超显微结构,分析生育期前后的高温对受精结实、开花特性及花粉活力的影响。结果表明,花期高温胁迫显著降低玉米受精结实率,对抽雄吐丝间隔期无显著影响,但盛花期提前;极端高温则导致玉米抽雄期显著提前、开花期和盛花期延后,抽雄吐丝间隔期延长;花期高温使花粉粒形态皱缩、萌发孔内陷,显著降低花粉活力,且温度越高,花粉活力降低幅度越大。因此,花期前后高温通过影响玉米影响雄穗开花特性、延长抽雄吐丝间隔期、影响花粉粒形态、降低花粉活力,从而降低玉米的小花受精率和籽粒结实率。