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[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
尹赜鹏 莫江玲 齐明芳 孟思达 李天来
蛋白质的磷酸化是一种重要的蛋白质翻译后修饰方式。蛋白质的磷酸化与去磷酸化在植物气孔运动过程中起着关键的调节作用。目前,保卫细胞磷酸化蛋白质组学的主要研究内容包括鉴定磷酸化蛋白、定位磷酸化位点、定量磷酸化水平,进而揭示磷酸化和去磷酸化在植物气孔运动过程中所起的生物学功能。Open Stomata 1 (OST1)/SnRK2.6是蔗糖非酵解型蛋白激酶SnRK2(sucrose non-fermenting receptor kinase)家族的成员,具有典型的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶保守域,并主要在保卫细胞中表达。当植物处于正常生长环境时,ABA的受体PYR/PYL/RCAR不能作用于蛋白磷酸酶2C (PP2Cs,protein phosphatase 2Cs),PP2Cs通过与OST1互作抑制OST1的活性;在逆境胁迫下,PP2Cs解除对OST1蛋白激酶的抑制,随后OST1蛋白激酶启动对下游信号组分的调控作用并引起气孔运动。通过综述磷酸化修饰的定性和定量分析方法,以及蛋白质磷酸化修饰在保卫细胞应对非生物胁迫中的作用机制,提出了保卫细胞磷酸化蛋白组学领域目前存在的挑战和研究前景,旨在为深入了解保卫细胞应答非生物胁迫的气孔运动机制提供参考和新方向。
[期刊] 中国农业科学
[作者]
高星 李欣 李铮 杜曼婷 张彩霞 张德权 丁武
【目的】研究宰后肌肉中肌球蛋白磷酸化与肌动球蛋白解离之间的关系，分析其磷酸化水平的变化对肌动球蛋白解离的影响，探究肌球蛋白磷酸化对宰后肌肉肌节长度与嫩度的作用。【方法】取宰后３０ ｍｉｎ内的羊背最长肌，在４℃条件下分别成熟６、２４、４８和７２ ｈ，通过ＳＤＳ－ＰＡＧＥ电泳、Ｐｒｏ－Ｑ染色和蛋白质免疫印迹测定肌球蛋白的磷酸化水平和肌动球蛋白解离程度随宰后时间的变化；测定肌动球蛋白ＡＴＰ酶的活性，分析宰后不同时间点肌球蛋白与肌动蛋白结合作用力的强弱；采用透射电镜分析宰后肌节长度随时间的变化。【结果】研究发现宰后肌肉中肌球蛋白轻链２的磷酸化水平在０．５—４８ ｈ快速降低（Ｐ
[期刊] 中国农业科学
[作者]
李付振 邱新棉 王美兴 刘传亮
【目的】了解棉花在盐胁迫条件下相关基因的表达,并克隆与抗(耐)盐相关的重要基因。【方法】通过筛选棉花EST数据库,并对目标EST序列进行整合,对中棉所49在非盐胁迫和盐胁迫条件下进行处理并利用RT-PCR的方法克隆了质膜Na+/H+逆向转运蛋白途径中的1个蛋白磷酸化同源基因,命名为GhSOS2,并通过实时荧光定量PCR对其表达特征进行分析。【结果】序列分析表明,该基因成熟mRNA的剪接存在2种可选择性的剪接体,分别命名为GhSOS2a(GenBank登录号:GU188960)和GhSOS2b(GenBank登录号:GU188961),分别编码445和421个氨基酸残基。由于剪接方式的差异,导致...
[期刊] 中国农业科学
[作者]
叶子 黄聪聪 于荣
【目的】探讨在气孔运动的信息传递通路中,保卫细胞微管骨架与蛋白丝氨酸/苏氨酸磷酸化两种因素之间是否存在相互作用,进而深入了解气孔运动机理。【方法】以拟南芥野生型及GFP-α-tubulin-6植株为材料,利用药理学试验、激光共聚焦扫描显微镜观察、免疫印迹等细胞学及生物化学方法研究丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸化对保卫细胞气孔运动及微管骨架的影响。【结果】丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶抑制剂星型孢菌素(staurosporine,STS)能促进光照下气孔开放,微管特异性抑制剂长春花碱(vinblastine)和微管稳定剂紫杉醇(taxol)分别减弱和增强其作用;1/2A型磷酸酶抑制剂冈田酸(okadaic ac...
[期刊] 中国农业科学
[作者]
李程 路凯 王才林 张亚东
非生物胁迫是造成全球粮食减产的主要因素之一。研究植物逆境相关蛋白的功能及应答机制，对于提高作物抗逆性具有重要意义。三角状五肽重复（PPR）蛋白属于高等植物中最大的核编码蛋白家族，因其包含高度特异性的PPR基序而得名。依据基序类型及其排列，PPR蛋白可分为P和PLS两类，PLS类蛋白又可以根据其羧基末端的结构域进一步分为PLS、E、E+、DYW等亚类。PPR蛋白广泛分布于陆生植物中，主要定位于叶绿体和线粒体，亦有少数定位于细胞核中。作为序列特异性RNA结合蛋白，PPR蛋白参与植物RNA加工的多个方面，包括RNA编辑、RNA剪接、RNA稳定和RNA翻译。PPR蛋白在植物的整个生命进程中发挥多种重要作用，但对其在植物抗逆性中的作用机制还不清楚。本文在总结已有报道的非生物胁迫相关PPR蛋白定位和功能的基础上，重点综述了PPR蛋白参与调控植物非生物胁迫的作用机制（包括转录后调控和逆行信号），并对其进行讨论。转录后调控与PPR蛋白参与RNA转录后的修饰作用有关，其一般被认为通过结合RNA并调节细胞器RNA代谢来调控逆境相关基因的表达，从而影响植物抗逆性。逆行信号方面，PPR蛋白的损伤导致线粒体或叶绿体功能受损，然后产生各类逆行信号（如ROS），进而调控相关基因表达，抵御逆境。然而，由于质体中的逆行信号会受到许多环境因素的影响，这些因素部分还未明确，导致PPR蛋白在逆行信号中的作用机制仍有很多问题有待阐明。此外，PPR蛋白存在一因多效性，部分蛋白在作用于抗逆性的同时，还会对植物的生长和生殖产生重要影响。最后，本文阐述了利用PPR蛋白作为RNA编辑工具的研究现状，探讨了目前PPR蛋白响应植物非生物胁迫方面尚待解决的问题及研究前景，提出了未来研究仍需关注的重点和难点，为深入研究PPR蛋白的功能和作物非生物胁迫抗性育种提供参考。
关键词：
PPR蛋白 植物 非生物胁迫
[期刊] 中国农业科学
[作者]
刘诗航 王彩香 毛新国 刘惠民 李昂 景蕊莲
【目的】克隆小麦蛋白磷酸酶2A(PP2A)调节亚基(PR55)基因TaBβ-1,分析其在非生物胁迫下的表达特性,为小麦抗逆育种提供候选基因。【方法】以小麦品种旱选10号为材料,通过电子克隆和RT-PCR获得TaBβ-1的全长cDNA序列,采用生物信息学软件分析TaBβ-1及其编码蛋白TaBβ-1的序列特征,预测其功能,利用实时荧光定量PCR(real-time quantitative PCR)技术分析该基因在小麦孕穗期不同组织中、不同生育时期新叶中的表达情况,以及在PEG、NaCl、低温及外源激素ABA等非生物胁迫下的表达模式,检测不同水分条件下成株期转基因拟南芥的叶片细胞膜稳定性。【结果】...
[期刊] 华北农学报
[作者]
陈冠旭 秦贵龙 李恩广 赵春梅 乔利仙 王晶珊 隋炯明
为了分析花生中蛋白磷酸酶2C基因(PP2C)的情况,对耐盐花生突变体(S2)和对照(S4)在胁迫处理前后的叶片进行RNA-Seq分析。通过生物信息学分析筛选出了79个具有完整开放阅读框的PP2C基因,它们位于花生A组野生种的10条染色体上,不同染色体上的PP2C基因数目差异很大,分布为1~15个。根据拟南芥中的PP2C基因的聚类分析结果,79个花生PP2C基因能聚到已报道的12个亚族15个亚类。为了分析这些PP2C基因对盐胁迫响应情况,利用突变体S2和对照S4构建了盐胁迫处理前后的表达谱,筛选出35个受盐胁迫诱导表达的PP2 C基因,涉及12个亚族14个亚类,其中A亚族b亚类、G亚族b亚类、I亚族、L亚族所有成员均受盐胁迫诱导表达;而G亚族a亚类的所有成员均不受盐胁迫诱导表达。对这35个PP2C基因的启动子研究发现,绝大多数PP2C基因的启动子存在多种胁迫响应元件:如与高温胁迫相关的调控元件HSE、与干旱诱导相关的MYB转录因子结合位点MBS、逆境胁迫应答元件TC-rich repeats、与抗氧化反应相关的ARE元件等。为花生PP2C基因的功能研究和利用奠定了基础。
关键词：
花生 PP2C基因 盐胁迫 顺式调控元件
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
王国骄 唐亮 范淑秀 王嘉宇
干旱、极端温度、盐害和重金属等非生物胁迫因子是制约作物生长发育、影响作物产量和质量的关键因子。非生物胁迫会导致细胞内活性氧(ROS)迅速增加,对蛋白质、脂质和DNA造成伤害,破坏细胞内的膜结构。作物具有一系列的抗氧化机制清除ROS,以适应或忍耐环境胁迫。研究表明,作物对非生物胁迫的耐性与其抗氧化系统清除ROS的能力密切相关。综述了ROS对细胞的伤害作用以及抗氧化酶和非酶抗氧化剂清除ROS机制等方面的研究进展,以期为提高作物对非生物胁迫的耐性提供有益参考。
[期刊] 中国农业科学
[作者]
吕晓苏 李宇轩 苗英 陈良珂 沈元月 秦岭 邢宇
【目的】通过分析草莓果实生长发育过程中蛋白磷酸化水平的变化以期揭示蛋白磷酸化在果实生长发育成熟衰老过程中的作用。【方法】以ｉＴｒａｑ（ｉｓｏｂａｒｉｃ Ｔａｇｓ ｆｏｒ ｒｅｌａＴｉｖｅ ａｎｄ ａｂｓｏｌｕＴｅ ｑｕａｎＴｉｆｉｃａＴｉｏｎ）定量蛋白质组学结合ｌｃ－Ｍｓ／Ｍｓ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｈｒｏＭａＴｏｇｒａｐｈｙ－Ｍａｓｓ ｓｐｅｃＴｒｏＭｅＴｒｙ）的方法对草莓果实的５个不同发育时期（小绿果时期、大绿果时期、白果时期、果实成熟期、果实成熟后期）的蛋白磷酸化水平进行综合分析，并对这些鉴定到的磷酸化蛋白进行生物过程分类、亚细胞定位分类和分子功能分类。通过综合分析多个数据库的比对结果，对所鉴．．．
[期刊] 华北农学报
[作者]
徐萍 刘瑞香 曾卫军 李国婧 王瑞刚 王水平
利用RT-PCR技术检测VHA-c基因对高盐、水和ABA胁迫的响应,结果表明所有的VHA-c基因都参与了V-ATPase的抗盐胁迫反应;在响应水胁迫的反应中VHA-c2、VHA-c4和VHA-c5基因的表达量增加;在ABA胁迫反应中VHA-c1,VHA-c2,VHA-c3和VHA-c4基因的表达水平均提高,但是VHA-c1和VHA-c3基因只在早期的ABA胁迫中增加其表达量。
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
吕子豪 王春燕 林同
[目的]本文旨在鉴定重要林业害虫黄野螟(Heortia vitessoides Moore)的糖原磷酸化酶(glycogen phosphorylase,GP)基因,并分析其序列、时空表达特征及对温度胁迫的响应,为进一步研究黄野螟的抗寒机制奠定基础。[方法]基于黄野螟转录组文库获得GP基因的全长c DNA序列,通过同源比对和系统发育树对其进行鉴定,利用RT-qPCR分析其时空表达谱及对温度胁迫的响应。[结果]将筛选出的基因命名为Hv GP(Gen Bank登录号:MG517442),其开放阅读框(ORF)长2 526 bp,共编码841个氨基酸。蛋白序列相似性比对和系统进化关系分析表明:Hv GP与亚洲玉米螟(Ostrinia furnacalis)对应蛋白的相似性最高(95%),亲缘关系最近;与烟粉虱(Bemisia tabaci)对应蛋白相似性最低(78%),亲缘关系较远。RT-qPCR分析显示:Hv GP在5龄幼虫虫态时表达量最高,为对照的1.77倍; Hv GP在黄野螟不同组织均有表达,且在组织间存在表达差异,幼虫脂肪体的表达量是其体壁的72.85倍;在成虫阶段,翅中表达量最高,足中最低。在5、10、15、20℃低温胁迫下,Hv GP的表达量均高于对照处理(25℃),在30、35、40℃高温胁迫下,Hv GP的表达量呈逐渐下降趋势。[结论]根据黄野螟不同发育阶段与不同组织表达模式推测,Hv GP可能与黄野螟的组织分化、摄食及运动等生命活动有关。Hv GP基因在温度胁迫下的响应表明Hv GP能响应低温信号,高温与Hv GP的表达量存在负相关关系。
[期刊] 华北农学报
[作者]
曹丽茹 马晨晨 庞芸芸 叶飞宇 王振华 鲁晓民
bZIP转录因子广泛存在于植物中，在调节植物生长发育和非生物胁迫应答中起着重要作用。为探究bZIP转录因子在玉米干旱胁迫响应中的功能，在玉米苗期干旱胁迫处理5 d和复水3 d时，利用转录组测序技术对转录因子基因的表达变化进行分析，筛选到一个响应干旱和复水处理的bZIP转录因子(ZmbZIP26),共表达网络分析发现，ZmbZIP26处于网络调节的核心节点位置。ZmbZIP26基因含有558 bp的开放阅读框，编码185个氨基酸，属于亲水性蛋白。蛋白质进化树及保守序列分析发现，ZmbZIP26蛋白与高粱和芒草同源蛋白的同源性较高，而且在同一氨基酸位置上的保守基序相同。启动子顺式作用元件分析表明，ATG上游2 000 bp区域内含有干旱响应元件、激素响应元件和光响应元件等。qRT-PCR分析发现，ZmbZIP26是组成型表达基因，在幼茎、雌穗和根中高表达，且ZmbZIP26基因积极响应干旱、高温、高盐、氮胁迫及恢复正常的过程，可能在植物的抗逆过程中发挥着重要作用。亚细胞定位分析发现，ZmbZIP26属于核蛋白，定位在细胞核上。蛋白质互作预测发现，ZmbZIP26可能与锌指蛋白、丝氨酸蛋白、钙依赖性蛋白、谷胱甘肽转移蛋白等互作构建了一张调控网络，协同调控玉米生长发育和胁迫应答过程。
[期刊] 中国农业科学
[作者]
李永春 张春艳 张宁 孟凡荣 任江萍 牛洪斌 王翔 尹钧
【目的】分析小麦质膜蛋白基因TaPM19-1的特征及其对非生物胁迫的响应,并探讨其在小麦抗逆调控过程中的生物学功能。【方法】利用RACE技术克隆了该基因cDNA全长,采用生物信息学方法分析克隆基因编码蛋白的特性,并通过半定量RT-PCR分析该基因在非生物胁迫条件下的表达特性。【结果】TaPM19-1的cDNA全长1 090 bp,无内含子,编码蛋白包含182个氨基酸,分子量为19.02 kD,包含有典型的AWPM19保守域;依据氨基酸序列将来源于不同植物的16个AWPM19类蛋白分为3组,TaPM19-1与2个来源于大麦及1个二穗短柄草的AWPM19类蛋白亲源关系最近,同属于第三组。高级结构分...
[期刊] 中国农业科学
[作者]
宣宁 柳絮 张华 陈高 刘国霞 边斐 姚方印
【目的】ZmAN14是玉米A20/AN1型锌指蛋白基因家族成员,该家族在水稻中广泛参与非生物胁迫应答。通过分析玉米旱21(H21)及转ZmAN14烟草在非生物胁迫下的表达情况,为玉米ZmAN14及其家族的功能和分子机制的全面解析提供新信息。【方法】通过对ZmAN14进行序列分析,发现其属于玉米A20/AN1型锌指蛋白基因家族。以玉米自交系H21为研究材料,在三叶期时对其进行非生物胁迫和ABA诱导处理,0、1、3、6、12和24 h时取整株样品,同时在玉米不同生长期取根、茎、叶、胚芽鞘、雌蕊、雄蕊、花丝、苞叶等不同组织样品,利用实时荧光定量PCR方法对ZmAN14的组织表达谱和非生物胁迫及ABA...
[期刊] 水产学报
[作者]
喻叶 魏涯 陈胜军 黄卉 岑剑伟 潘创 李春生 王迪 王悦齐 冯阳 赵永强
蛋白质磷酸化修饰可影响肌肉品质，为探究外源酶添加对罗非鱼肌原纤维蛋白蛋白质磷酸化水平的影响，在向罗非鱼肌原纤维蛋白溶液中分别加入蛋白激酶A (protein kinase A,PKA)和碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,AP)后进行体外孵育，通过十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳和荧光染色测定不同时间段内的磷酸化水平变化。并通过将罗非鱼肌肉浸泡在不同浓度ATP溶液中测定肌原纤维蛋白的蛋白磷酸化水平以探究ATP对其的影响。结果显示，在0～72 h,PKA组磷酸化水平均显著高于对照组和AP组，PKA组整体磷酸化水平从0 h的0.35±0.01上升至12 h的0.37±0.01，而后下降至72 h的0.29±0.01，呈先上升后下降的趋势，其中，肌球蛋白重链磷酸化水平和肌动蛋白磷酸化水平分别从0 h的0.73±0.01、0.86±0.01下降至72 h的0.58±0.02和0.68±0.01。当孵育时间为0、4、24和48 h时，3组磷酸化水平均具有显著差异。在外源添加0.3 mol/L ATP后，结果显示肌原纤维蛋白整体磷酸化水平(0.46±0.00)显著高于对照组(0.42±0.01)。PKA可促进罗非鱼肌原纤维蛋白磷酸化修饰，AP则使其去磷酸化。研究表明，宰杀后罗非鱼肌肉中的ATP含量、PKA及AP活性水平是影响蛋白质磷酸化水平的关键因素。本研究可为探明罗非鱼品质变化机制与调控策略提供理论依据。
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