贵州省烟草科学研究院通过2014年度CORESTA-FAPAS转基因烟草检测能力验证
烟草花多酚对α-淀粉酶及α-葡萄糖苷酶的抑制作用及机制分析
引文格式:孙振春, 姜天丽, 葛永辉, 等. 烟草花多酚对α-淀粉酶及α-葡萄糖苷酶的抑制作用及机制分析[J]. 云南农业大学学报(自然科学), 2023, 38(5): 808−815. DOI: 10.12101/j.issn.1004-390X(n).202211040烟草花多酚对α-淀粉酶及α-葡萄糖苷酶的抑制作用及机制分析*孙振春1, 姜天丽1,2, 葛永辉2, 杨 慧1, 苏贤坤1 **(1. 贵州省烟草科学研究院,贵州 贵阳 550081;2. 贵阳学院 食品与制药工程学院,贵州 贵阳 550005)摘要: 【目的】研究烟草花多酚对α-淀粉酶及α-葡萄糖苷酶的抑制作用及机制。
【方法】采用酶抑制、酶动力学、荧光光谱和分子对接等试验方法对烟草花多酚的体外降糖活性及机理进行研究。
【结果】烟草花多酚对α-淀粉酶及α-葡萄糖苷酶的半抑制质量浓度(IC 50)分别为0.188 5 mg/mL 和0.002 5 mg/mL ,抑制类型均为混合型抑制,且多酚与2种酶均发生静态猝灭,分子对接显示小分子与酶蛋白之间通过疏水和氢键等作用结合而发挥抑制作用。
【结论】烟草花多酚的体外降糖活性显著,具有天然酶抑制剂开发的潜力。
关键词: 烟草花;多酚;α-淀粉酶;α-葡萄糖苷酶中图分类号: S572.01 文献标志码: A 文章编号: 1004–390X (2023) 05−0808−08Inhibitory Effects and Mechanism Analysis of Polyphenols fromTobacco Flower on α-Amylase and α-GlucosidaseSUN Zhenchun 1,JIANG Tianli 1,2,GE Yonghui 2,YANG Hui 1,SU Xiankun 1(1. Guizhou Tobacco Science Research Institute, Guiyang 550081, China;2. Food and Pharmaceutical Engineering Institute, Guiyang College, Guiyang 550005, China)Abstract: [Purpose ]To study the inhibitory effects and mechanism of polyphenols from tobacco flower on α-amylase and α-glucosidase. [Methods ]The hypoglycemic activity and mechanism of polyphenols from to bacco flower in vitro were studied by enzyme inhibition, enzyme kinetics, fluores-cence spectroscopy and molecular docking experiments. [Results ]The 50% inhibiting mass concen-tration (IC 50) of polyphenols on α-amylase and α-glucosidase were 0.188 5 mg/mL and 0.002 5 mg/mL,respectively; the inhibition type was mixed type, and the static quenching of polyphenols and the en-zyme protein occurred. The molecular bonding showed that the inhibition activity between small mo-lecules and enzyme protein was formed through hydrophobic and hydrogen bonding. [Conclusion ]Pol-yphenols from tobacco flower have significant hypoglycemic effect in vitro and have the potential to de-velop natural enzyme inhibitors.Keywords: tobacco flower; polyphenols; α-amylase; α-glucosidase云南农业大学学报(自然科学),2023,38(5):808−815Journal of Yunnan Agricultural University (Natural Science)E-mail: ********************收稿日期:2022-11-22 修回日期:2023-09-10 网络首发日期:2023-10-09*基金项目:中国烟草总公司贵州省公司项目(2021XM25);贵州省生物制药工程研究中心项目(黔教合KY 字[2019]051);贵州省特种经济作物示范型国际合作基地项目(黔科合平台人才[2020]4102);贵州省科技计划项目(黔科合支撑[2021]一般138)。
贵州省烟草种子标准化检验技术的初步构建
普遍为包衣种 , 所以本检验技术主要针对烟草包衣种 构建 , 在传统指标纯度 、 净度 、 发芽率 、 水分等基础上 , 另外增加了有籽率 , 单籽率等其他几项指标 。当种子 室内和 田间检验均结束时, 才能签发检验结果证书, 表 示种子检验完毕。
收稿 日期 :0 1— 8— 9 2 1 0 2 基金项 目: 贵州省烟草专卖局( 公司) 科技项 目专项( 同号 : 10 ) 合 2 08 。 0 作者简介 : 李振华 ( 94一) 男 , 18 , 内蒙古 呼和浩特人 ; 硕士 , 主要从 事于 烟草种子科 学与 工程 方 面研 究 ; . a : in 一 9 4 04 E m i l i 18 1 1 @ l xg
样 、 样 和分 样 ) 然后 是 种 子 质 量 各 指标 的 检验 ( 混 ; 包 括室 内检验 和 田间 检验 ) 由于 目前 生产 上 烟草 种 子 。
成2 个或者更多种子批 , 直到重量不大于 l g然后 0k , 再分别进行检验。袋装种子和小包装种子在包装前要 做好 定量 标准 。
T c n lg n Guz o r vn e e h oo y i ih u P o i c
L h nh a ONG Migj Y igy n , E ii XU a -ig IZ e -u ,L n -n, E D n -o g CH N L - , E Xiobn ,GU N C a gj i l A h n -e i
批种子 难 。因此 , 在种子 检验 时 , 对烟草 种子 批在 数
量方 面有 一 定 的限 制 , 于其 千 粒 重 非 常 小 , 般 为 由 一 6 0~10m , 以 单 个 种 子 批 所 允 许 的 最 大 重 量 为 0 g 所 1 g 0k 。若 一批 烟 草 种 子 重 量 超 过 了 1 g则 必 须 分 Ok ,
国际烟草科学研究合作中心(CORESTA)2008年第一次理事会会议在上海召开
国际烟草科学研究合作中心(CORESTA)2008年第一次理事
会会议在上海召开
佚名
【期刊名称】《中国烟草学报》
【年(卷),期】2008(14)1
【总页数】1页(PF0003-F0003)
【关键词】国家烟草专卖局;科学研究;理事会;上海;合作;国际;中国烟草;成员单位【正文语种】中文
【中图分类】TS4;G301
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烟草镰刀菌根腐病病原生物学特性及其优势种的代谢表型特征
黄玉凤,李 菲,汪汉成,等.烟草镰刀菌根腐病病原生物学特性及其优势种的代谢表型特征[J].江苏农业科学,2024,52(7):124-132.doi:10.15889/j.issn.1002-1302.2024.07.017烟草镰刀菌根腐病病原生物学特性及其优势种的代谢表型特征黄玉凤1,2,李 菲1,汪汉成2,蔡刘体2,陈兴江2,邱学柏2(1.贵州师范大学生命科学学院/西南喀斯特山地生物多样性保护国家林业和草原局重点实验室,贵州贵阳550001;2.贵州省烟草科学研究院,贵州贵阳550081) 摘要:为明确烟草镰刀菌根腐病(tobaccoFusariumrootrot)病原生物学特性和代谢表型特征,采用菌丝生长速率法和活体接种法分别测定了3种烟草镰刀菌根腐病病原[腐皮镰刀菌(Fusariumsolani)、木贼镰刀菌(Fusariumsolani)、尖孢镰刀菌(Fusariumoxysporum)]在不同温度、光照条件下的生长速率和致病力,同时采用Biolog代谢表型技术测定其优势种腐皮镰刀菌的碳氮源、渗透压和pH值下的代谢表型。
结果表明,3种病原菌菌丝生长适宜温度均为25~30℃,木贼镰刀菌M417菌丝生长速率最快,可达10.71mm/d;腐皮镰刀菌F421产孢量最高,可达9.15×106个/cm2;连续黑暗条件均有利于菌丝生长和产孢。
尖孢镰刀菌J419和腐皮镰刀菌F503致病力较强,7d时的病斑面积分别为1.05cm2和1.35cm2。
代谢表型结果表明,腐皮镰刀菌碳氮源代谢能力强,可高效代谢丙三醇、D-甘露醇、D-松二糖等54种碳源,以及L-鸟氨酸a-氨基-N-戊酸、L-鸟氨酸等大部分氮源;其pH值适应范围为3.5~8.5,最适pH值为6,表现出强脱羧酶活性和弱脱氨酶活性;在1%~5.5%NaCl、5%~10%乙二醇、1%甲酸钠、2%~3%尿素、7%~9%乳酸钠、10~50mmol/L硫酸铵(pH值=8)、10~100mmol/L硝酸钠、10~40mmol/L亚硝酸钠等环境下均可正常生长。
GGE双标图在烤烟新品种重要经济性状筛选布局中的初步应用
GGE双标图在烤烟新品种重要经济性状筛选布局中的初步应用赵杰宏1,谢升东1,蒲文宣2,王毅3,戴秀梅4,孙渭5,张玉芹6,王轶1*(1.烟草行业烟草分子遗传重点实验室,贵州省烟草科学研究院,贵阳 550081;2.湖南中烟工业有限责任公司,长沙 410007;3.湖北省烟草科研所,武汉 430030;4.重庆市烟草科学研究所,重庆 400715;5.陕西省烟草研究所,西安 710061;6.山东省烟草公司,济南 250100)摘要:为深入研究和评价烤烟新品种的丰产性、稳定性和品种生态布局,通过引入新型分析工具GGE模型,对2011年中间香型烟叶产区7个试点、11个烤烟新品种(系)的产量和产值进行了直观比较分析。
结果表明,GGE双标图解释了产量总变异的71.9%和产值总变异的64.4%,具有真实代表性。
GGE双标图显示,参试材料间丰产和稳产性差异很大,有些材料对某些环境具有特殊适应性。
11个新品种(系)中,毕纳1号和贵烟1号总体表现为丰产、稳定和广适,同时毕纳1号、秦烟98和HB032分别为区1(遵义、武隆、桑植)、区2(旬阳、蒙阴)和区3(贵定、咸丰)的丰产新品种(系)。
这为中间香型烟叶产区烤烟新品种的筛选和评价提供了借鉴。
关键词:GGE 双标图;烤烟;品种评价;中间香型中图分类号:Application of GGE Biplot to Evaluate Economic Characters of Flue-curedTobacco CultivarsZHAO Jiehong1, XIE Shengdong1, PU Wenxuan2,WANG Yi3, DAI Xiumei4, SUN Wei5, ZHANG Yuqin6 ,WANG Yi1*(1. Key Laboratory of Molecular Genetics, CNTC, Guizhou Academy of Tobacco Science, Guiyang 550081, China; 2. ChinaTobacco Hunan Industrial Co., Ltd, Changsha 410007, China; 3. Tobacco Research Institute of Hubei Province, Wuhan 430030, China; 4. Tobacco Research Institute of Chongqing, Chongqing 400715, China; 5. Tobacco Institute of Shanxi Province, Xi'an 710004; China; 6. Shandong Provincial Tobacco Company, Jinan 250100, China)Abstract:In order to evaluate the yield ability, stability, and eco-distribution of tobacco cultivars effectively, genotype main effect and genotype-environment interaction (GGE) biplot was introduced as a new and powerful approach to analyze the leaf yields of 11 flue-cured tobacco (cultivars or lines) tested at 7 planting areas of middle flavor type. The results showed that the GGE biplot was highly representative, which explained 71.9% of the total variation of production value and 64.4% of the total yield variation. The cultivars with highest yields and of most stability and most adaptability were “Bina 1” and “Guiyan 1”. The 7 test sites were broadlyregion three including Guiding and Xianfeng, in which the best genotypes were “Bina 1”, “Qinyan 98”, and “HB032”respectively. The result of some genotypes specifically adapted to certain environments is useful for special cultivars screening.Keywords:GGE biplot; flue-cured tobacco; cultivars evaluation; middle flavor type烤烟品种对烟叶的质量风格特色及其彰显度有重要贡献,是特色优质烟叶开发的前提和基础。
转基因烟草检测技术研究
摘 要 : 本 研 究建 立 了转 基 因烟 草 常 用 调 控 基 因 3 S启 动 子 和 , 终 止 子 、 标 记 基 因 n t 5 p -H和 目的 基 因 T - P的 MV C
P R 检 测 技 术 ,并 用 经 构建 的 p C 8质 粒 提 纯 的 3 S启 动 子 和 , 终 止 子 基 因经 地 高 辛 标 记 后 制 成 了基 因 探 针 , C U 1 5 建
中图 分 类 号 :Q 8 ;Q 8 7 1 74
文 献 标 识 码 :A
St y o de e tv t c ud n t c i e e hni que f r n g n c t ba c or t a s e i o c o
JA Ja -u H U X a —i O G J n,HU u - i IWe — u I i jn,Z O io l,D N u n A Q n Y n g i ,L ,
r s l h w t a mp i e p o u t r 3 S r moe d , e u t s o Байду номын сангаасt a l d r d cs f 5 p s h i f o o tr a n
tr n t r a e s e i c b y r iain.A b v n e mi ao p cf y h b i z t r i d o l a o e i—
tr n . e mi a
tr mak r g n pt a d tr e e e MV C wa h sn a ag ttmpae ra l iain T e h v o, r e e e n —H n ag t g n T - P s c o e tre e lts f mpic t , h n we a e s o f o
转基因烟草检测标准
转基因烟草检测标准转基因烟草是指经过基因工程技术改造的烟草植株,其基因组中携带了外源基因或者对内源基因进行了改造。
随着转基因技术的不断发展,转基因烟草的种植和应用已经成为一个备受关注的话题。
为了保障公众健康和市场秩序,对转基因烟草的检测标准显得尤为重要。
一、转基因烟草检测方法。
1. PCR法。
PCR法是目前应用最为广泛的转基因检测方法之一。
通过PCR技术,可以扩增转基因烟草中特定的外源基因序列,从而进行检测。
该方法具有高灵敏度、高特异性和高效率的特点,能够准确鉴定转基因烟草的存在。
2. 蛋白质检测法。
蛋白质检测法是通过检测转基因烟草中特定的蛋白质来进行鉴定。
这种方法操作简单,且对样品的处理要求较低,适用于大规模的转基因烟草检测。
3. 基因芯片技术。
基因芯片技术是一种高通量的检测方法,可以同时检测多个外源基因的存在。
该技术具有高度自动化和高效率的特点,能够满足大规模样品的检测需求。
二、转基因烟草检测标准制定。
1. 样品采集。
对于转基因烟草的检测,首先需要进行样品的采集工作。
采集样品时要注意避免外源污染,确保样品的纯度和完整性。
2. 检测方法选择。
针对不同的检测目的和需求,可以选择不同的转基因烟草检测方法。
在制定检测标准时,需要明确检测方法的选择和应用范围,确保检测结果的准确性和可靠性。
3. 检测标准制定。
在制定转基因烟草检测标准时,需要考虑到检测方法的灵敏度、特异性、稳定性等因素,确保检测结果能够满足监管和市场需求。
同时,还需要考虑到转基因烟草的种类和用途,对不同类型的转基因烟草制定相应的检测标准。
4. 质控要求。
在转基因烟草检测过程中,需要建立严格的质控体系,确保检测结果的准确性和可靠性。
质控要求包括实验室条件、设备校准、样品处理、数据分析等方面,对每个环节进行严格把控。
5. 结果判定。
针对转基因烟草检测结果,需要制定相应的结果判定标准,明确转基因烟草的存在与否。
判定标准应该具有明确的界限值和判定依据,能够对检测结果进行客观、准确的评定。
烟草行业烟草病虫害监测与综合治理重点实验室
烟草病虫害绿色防控技术:研究开发病虫害生物防治技术、农药减量增效技术、保健栽培、生态调控以及物 理电子控制技术等,突出多项防治技术协调应用,安全有效的控制病虫害危害,减少农药使用量,节约防治成本, 提高烟叶安全性。
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科研条件
科研条件
烟草行业烟草病虫害监测与综合治理重点实验室测试科研平台拥有高效液相色谱仪、全自动发酵罐、基因分 析仪等贵重精密仪器设备,为本实验室圆满完成各类科研项目、提高科学研究水平、培养高层次创新人才起到重 要作用,同时还支持了高校、科研院所和企业的研发及人才培养工作等。
2013年实验室进行了升级改造工作,重新调整了实验室布局,分别建立了植物病理学、病毒学、昆虫学、生 物防治学和农药学专业实验室,建立了生物培养室、消毒室、分子检测室、生测室、菌种库、农残分析室、生物 观察室等,形成了结构合理、功能完备的实验室布局。投资20万元,对实验Байду номын сангаас水、电和地面进行了改造,铺设了 实验室专用防静电地板,购进了全温震荡培养箱、自动进样仪等仪器6台套,价值20万元。
科研成就
科研成就
2014年,烟草病虫害测报综放中心获省部级科技进步二等奖成果1项,鉴定省部级成果4项,其他获奖成果1 项、鉴定成果1项。共发表论文SCI论文8篇,其中顶尖SCI期刊1篇(第二完成单位),院选核心SCI期刊2篇,累 计影响因子21.576。发表国际会议论文1篇,中文论文12篇,其中EI收录1篇,院选中文核心5篇。主编著作2部, 参编著作1部。2014年,研究室共获授权发明专利7项,实用新型专利1项,制定行业标准1项,软件著作权3 项。
烟草Rubisco分离鉴定及生物信息学分析
第54卷㊀第5期河南农业大学学报Vol.54㊀No.52020年㊀㊀10月Journal of Henan Agricultural UniversityOct.㊀2020收稿日期:2020-04-19基金项目:中国烟草总公司贵州省公司科技项目(中烟黔科合重大专项字 2018 3号)作者简介:王胜优(1994 ),女,贵州黔南人,硕士研究生,主要从事蛋白分离纯化研究㊂通信作者:谭艾娟(1963 ),女,贵州安顺人,教授㊂文章编号:1000-2340(2020)05-0733-07烟草Rubisco 分离鉴定及生物信息学分析王胜优1,2,艾仁丽1,孙海峰1,谭艾娟1,2(1.贵州大学生命科学学院,贵州贵阳550025;2.贵州省烟草科学研究所,贵州贵阳550003)摘要:利用热沉法提取Rubisco ,通过SDS -PAGE 进行蛋白鉴定,将凝胶回收后进行蛋白质谱测序,数据结果利用生物信息学方法对Rubisco 的氨基酸组成㊁亲疏水性㊁跨膜区域㊁蛋白二和三级结构等进行分析预测㊂结果表明,Rubisco 是由大小亚基各8个组成的16聚体蛋白,大亚基由476个氨基酸组成,相对分子质量为55kD ,小亚基由179个氨基酸组成,相对分子质量为13.6kD ㊂蛋白稳定性高,为亲水性蛋白,是一种胞内蛋白,不具有跨膜区域,没有信号肽序列㊂二级结构主要由α-螺旋㊁无规则卷曲㊁β-折叠组成,三级结构预测模型可信度高㊂拉曼图谱表明,预测结构稳定㊂通过生物信息学方法得到的Rubisco 预测结果具有可靠性,Rubisco 具有耐热抗氧化蛋白的显著特征,且氨基酸含量丰富,可作为新型蛋白开发利用㊂关键词:SDS -PAGE ;蛋白质谱;氨基酸序列;生物信息学中图分类号:S 572㊀㊀㊀㊀文献标志码:ATobacco Rubisco isolation and identification andbioinformatics analysisWANG Shengyou 1,2,AI Renli 1,SUN Haifeng 1,TAN Aijuan 1,2(1.College of Life Sciences,Guizhou University,Guiyang 550025,China;2.Guizhou Tobacco Research Institute,Guiyang 550003,China)Abstract :Rubisco was extracted by heat sink method,protein identification was performed by SDS-PAGE,and the protein spectrum was sequenced after the gel was recovered.The data bioinformaticsmethods were used to determine and analyse the amino acid composition,hydrophilicity and hydropho-bicity,transmembrane region,protein second and third levels and to predict the structure.The results show that:Rubisco is a 16-mer protein composed of 8large and small subunits,the large subunit is composed of 476amino acids and the relative molecular mass is 55kD,and the small subunit is com-posed of 179amino acids and the relative molecular mass is 13.6kD.The protein having high stability,is a hydrophilic and intracellular protein,without a transmembrane region,and has no signal peptide sequence.The secondary structure is mainly composed of α-helix,random curl and β-fold,and theprediction model of the tertiary structure has high reliability.The Raman graph shows that the predic-ted structure is stable.The prediction result of Rubisco obtained by bioinformatics method is reliable.Rubisco has the prominent characteristics of heat-resistant and antioxidant protein,and has rich amino acid content,which can be used as a new protein development.Key words :SDS-PAGE;protein profile;amino acid sequence;bioinformatics734㊀河㊀南㊀农㊀业㊀大㊀学㊀学㊀报第54卷㊀㊀Rubisco,全称为1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/氧化酶,主要存在于叶绿体中,是植物光合作用过程中固定CO2的关键酶[1]㊂1947年WILDMEN和BONNOR首次发现了Rubisco,直到1965年人们才第1次从菠菜中纯化得到了这个酶[2]㊂它存在于所有能进行光合作用的生物体内,包括C3,C4植物及藻类等,根据Rubisco大小亚基的组成方式及来源不同,可分为4类(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ型)[3]㊂Ⅰ型Rubisco最为常见,由8个相对分子质量为50~55 kD的大亚基和8个相对分子质量为12~18kD的小亚基组成的十六聚体,相互结合形成双层结构,每一层都含有4个大亚基和4个小亚基,蛋白完整相对分子质量为520~550kD[4-5],存在于所有的真核生物㊁蓝细菌㊁化能自养及光养的自变菌中㊂Rubisco占烟草可溶性蛋白的45%~50%㊂Rubisco 含有全部氨基酸,且有的必需氨基酸含量远超FAO/WHO标准㊂含硒Rubisco抗氧化性极强,高纯度的烟草含硒Rubisco可以作为保健药品开发利用㊂烟草硒蛋白已经被中国卫健委批准作为医药保健品的添加剂,开发利用烟草蛋白,以此为烟草行业去库存,稳种植,增加烟农收入,进而对促进中国烟草行业可持续发展和产业结构调整均具有重要意义[6-7]㊂目前,对于Rubisco的提取研究较少,都是以碱溶酸沉法或等电点沉淀法为主,但因为烟草可溶性蛋白种类较多,即使是等电点沉淀法获得的粗蛋白中均含有大量的杂蛋白,导致纯化工艺烦琐㊁成本过高等,难以工业化应用㊂关于Rubi-sco的理化性质研究比较多,但是也仅涉及等电点㊁溶解性等㊂关于Rubisco生物信息学分析少为报道㊂因此,通过分析烟草Rubisco的生物信息学特性而针对性的设计提取纯化方法变得尤为重要㊂本研究根据Rubisco具有耐热性使用热沉法提取Rubisco,应用生物信息学的方法对烟草Rubisco的结构㊁理化性质等进行预测和分析,以期为烟叶Rubisco的多用途开发利用提供理论依据㊂1㊀材料与方法1.1㊀材料1.1.1㊀试验材料㊀云烟87(旺长期烟叶,2019年贵州产,由贵州省烟草科学研究所提供,洗净后沥干多余的水分,储存于-80ħ超低温冰箱中,蛋白含量3.75%)㊂1.1.2㊀试验试剂㊀丙烯酰胺㊁甲叉双丙烯酰胺㊁Tris㊁TEMED(索莱宝生物科技有限公司),均为分析纯;低相对分子质量蛋白Marker㊁超高相对分子质量蛋白Marker(购自上海源叶生物科技有限公司)1.1.3㊀主要仪器㊀湖南平凡湘仪离心机,湖南湘仪试验仪器开发有限公司;721N可见分光光度计,上海精密科学仪器有限公司;电泳仪,北京君意东方电泳设备有限公司;定时恒温磁力搅拌器,上海沪西分析仪器厂有限公司;Thermo Scienti Rubiscoc 波长酶标仪,赛默飞世尔(上海)仪器有限公司;试验型冷冻干燥机,上海皓庄有限公司㊂1.2㊀方法1.2.1㊀Rubisco的粗提取(0~4ħ)㊁分离㊀新鲜烟草ң加入碱液匀浆㊁浸提ң滤布过滤ң硅藻土脱色除杂ң热沉ң离心ң粗蛋白㊂称取100g云烟87叶片,加入预冷的10倍液料比蛋白提取液(0.05mol㊃L-1磷酸缓冲液pH 8.0,1%PVP,0.01mol㊃L-1亚硫酸钠),匀浆后静置匀浆液40min㊂硅藻土抽滤除杂后将滤液置于恒温水浴锅中50ħ保温20min,冰浴降至室温后,以3000r㊃min-1的转速离心20min,沉淀即为Rubisco粗蛋白㊂粗蛋白沉淀用2mol㊃L-1氯化钠溶解后,通过凝胶层析柱进行纯化,收集合并蛋白质组分1,冷冻干燥浓缩,储存于-80ħ冰箱㊂1.2.2㊀SDS-PAGE电泳㊀参考文献[8-9]的方法,配制15%分离胶㊁5%浓缩胶,设置电压为120 V,稳压待溴酚蓝迁移至离凝胶底部2cm的位置时停止电泳,染色30min㊂脱色直到蛋白条带清晰,以背景脱为无色为终止㊂通过制作Marker的迁移率标准曲线,测定计算蛋白相对分子质量㊂1.2.3㊀Rubisco蛋白质谱鉴定分析㊀SDS-PAGE 切胶回收,蛋白质的还原烷基化如下:加入终浓度10mmol㊃L-1二硫苏糖醇(DTT)还原蛋白质,接着加入终浓度55mmol㊃L-1碘乙酰胺(IAM),最后加入1μg的Trypsin酶,过夜酶解8~16h㊂酶解产生的多肽用C18柱层析除盐,已经除盐的多肽抽干后用15μL Loading Buffer(0.1%甲酸,3%乙腈)溶解多肽㊂多肽上LC-MS/MS(ekspertTM-nanoLC;AB Sciex TripleTOF5600-plus)仪器进行分析,上机条件参考王土连法[10]㊂LC-MS/MS下机后,将原始下机数据直接提交到与AB SCIEX Triple TOF TM5600plus质谱仪连接的Proteinpilot 软件中进行数据库检索㊂通过NCBI数据库中Blast比对,再次验证是否获得正确的目的蛋白㊂通过ProtParam软件对Rubisco的氨基酸组分进行分析,通过ProtParam软件对Rubisco进行不稳定系数分析,通过Prot Scale对Rubisco的疏水性特征进行预测分析,通过Signal P5.0Sever在线分析软件进行信号肽预测,通过TMHMM Server对第5期王胜优,等:烟草Rubisco 分离鉴定及生物信息学分析735㊀蛋白的跨膜区域进行预测,通过SOPMA 对蛋白的二级结构进行预测分析,通过SWISS-MODEL 对Rubisco 的三级结构进行预测分析㊂2㊀结果与分析2.1㊀烟草SDS -PAGE 电泳将经过Sephadex G -200纯化后收集组分1进行SDS-PAGE 电泳,结果如图1所示㊂每个样品点样2次,孔1,2为购买所得标准品(纯度>95%),3,4孔为组分1㊂由图1可见,组分1的大小亚基相对分子质量与标准品相符,通过迁移率标准曲线计算得到,组分1的大小亚基相对分子质量分别为55,13.6kD,其相对分子质量与标准品接近,推测该组分为Rubisco㊂图1中样品相对标准品而言的杂带较少且颜色较浅,说明试验纯化所得Rubisco 纯度高于标准品纯度的95%[11-12]㊂2.2㊀烟草Rubisco 生物信息学分析2.2.1㊀烟草Rubisco 氨基酸序列比对㊀对测序获得样品氨基酸序列和NCBI 数据库进行Blast 比对,纯化后得到的样品大亚基氨基酸亚基序列与数据库中烟草的二磷酸核酮糖羧化酶(Rubisco)长链氨基酸序列相似度最高为100%;其次,是颠茄中的二磷酸核酮糖羧化酶(Rubisco)长链氨基酸序列相似度为99.79%;纯化后得到的小亚基氨基酸序列与假想蛋白(芽孢杆菌FJAT -21351)基因序列相似度最高,为100%,其次,马铃薯中的二磷酸核酮糖羧化酶(Rubisco)小链氨基酸序列相似性为95.00%㊂烟草中的二磷酸核酮糖羧化酶(Rubi-sco)小链氨基酸序列相似性为93.68%,小亚基氨基酸序列与数据库对比发现有11个氨基酸缺失或改变㊂这些序列的不同可能是烟叶品种㊁烟叶生长环境等造成的差异而导致碱基的突变,使翻译表达的氨基酸不同[13-14]㊂经过相似度对比,可确定纯化所得即为Rubisco㊂样品大小亚基与烟草Rubi-sco(Rubisco)亚基氨基酸序列比对如图2所示㊂注:M.低相对分子质量蛋白质Marker;1,2.Rubisco 标准品(来源于菠菜,纯度>95%);3,4.Sephadex G -200纯化的样品㊂Note:M.Low molecular weight protein Marker;1,2.Rubisco standardproduct (from Spinach,purity>95%);3,4.Sephadex G -200puri-fied sample.图1㊀样品SDS-PAGE 电泳图谱Fig.1㊀Sample SDS-PAGEelectropherogram图2㊀RbcL 和RbcS 氨基酸序列Blast 比对结果Fig.2㊀RbcL and RbcS amino acid sequence blast alignment results2.2.2㊀烟草Rubisco 氨基酸组成分析㊀通过Prot-Param 软件对烟草Rubisco 的氨基酸组分进行分析,结果如图3㊂烟草Rubisco 含有20种氨基酸,且8种必需氨基酸的含量都远超联合国粮农组织(FAO)标准,谷氨酸的组成高达7.7%,其金属螯合及质子供体能力有利于增强抗氧化活性㊂KONG 等[15]认为,甘氨酸㊁丙氨酸㊁缬氨酸的侧链基团㊁结构等有利于自由基的结合,从而提高抗氧化活性,烟草Rubi-736㊀河㊀南㊀农㊀业㊀大㊀学㊀学㊀报第54卷sco 中仅这3种氨基酸组成占比就高达24.5%㊂脯氨酸㊁谷氨酸作为维持蛋白热稳定性的重要蛋白,两种氨基酸含量高达12.7%㊂因此,分析认为烟草Rubisco 具有较高抗氧化活性㊂注:∗为必需氨基酸㊂Note:∗is an essential amino acid.图3㊀Rubisco 的氨基酸组成Fig.3㊀Amino acid composition of Rubisco protein2.2.3㊀烟草Rubisco 不稳定系数分析㊀通过Prot-Param 软件对烟草Rubisco 的大小亚基进行不稳定系数分析,结果如图4所示㊂大亚基的不稳定系数为38.1,小亚基的不稳定系数为36.75,一般都认为低于40属于稳定性较好,且蛋白的结构与功能是相互适应的,较稳定的结构表明蛋白具有较高的耐热性,较稳定的蛋白结构为提取高活性蛋白奠定基础㊂图4㊀Rubisco 大亚基和小亚基的不稳定系数Fig.4㊀Instability coefficients of Rubisco largeand small subunits2.2.4㊀烟草Rubisco 的亲疏水性预测与分析㊀通过Prot Scale 预测工具对烟草Rubisco 的疏水性特征进行预测分析,结果如图5所示㊂大于0为疏水性,反之亦然㊂比较代表疏水峰面积和亲水峰面积的氨基酸所占的百分率,若疏水峰值大于0的氨基酸超过氨基酸组成的一半,可以认为由氨基酸合成的整个蛋白质更可能表现出疏水性,反之为亲水性[16]㊂预测结果显示,Rubisco 的亲水峰面积均大于疏水峰,均为亲水性,Rubisco 更可能偏为亲水性㊂这一结果与丁彦蕊等[17]对各家族中高低温3种类别蛋白的氨基酸变化规律进行试验得出的结论相背㊂他们认为,高温蛋白中疏水性氨基酸的含量要显著高于普通蛋白㊂这可能与耐高温蛋白同时具有抗氧化特性相关,一般抗氧化蛋白的N 端多为疏水性氨基酸,而C 端多为亲水性氨基酸㊂这次预测的各亚基的N 端都是疏水性氨基酸(甲硫氨酸),靠近C 端都是亲水性氨基酸(大亚基为赖氨酸㊁小亚基为酪氨酸)㊂所以Rubisco 受抗氧化和耐高温特性双重影响,蛋白更偏向于亲水性㊂图5㊀Rubisco 亲疏水性预测Fig.5㊀Rubisco hydrophilicity prediction2.2.5㊀烟草Rubisco 的信号肽预测与分析㊀通过Signal P 5.0Sever 在线分析软件,分析Rubisco 是否具有信号肽,如图6和图7所示㊂蛋白质可以具有Sec 信号肽(Sec /SP Ⅰ),脂蛋白信号肽(Sec /SP Ⅱ),Tat 信号肽(Tat /SPⅠ)或根本没有信号肽(其他)㊂预测结果显示,大亚基具有SP (Sec /SP Ⅰ)/LIPO(Sec /SP Ⅱ)/TAT (Tat /SP Ⅰ)信号肽的可能性为0.0037,小亚基具有SP (Sec /SP Ⅰ)/LIPO(Sec /SP Ⅱ)/TAT (Tat /SP Ⅰ)信号肽的可能性为第5期王胜优,等:烟草Rubisco 分离鉴定及生物信息学分析737㊀0.0014,因此,Rubisco 不具有信号肽序列,不含有信号肽的蛋白,分泌到胞外的可能性很低㊂如果要分泌到胞外就需要额外添加信号肽㊂图6㊀Rubisco 大亚基信号肽预测Fig.6㊀Rubisco large subunit signal peptideprediction图7㊀Rubisco 小亚基信号肽预测Fig.7㊀Rubisco small subunit signal peptide prediction2.2.6㊀烟草Rubisco 的跨膜区预测与分析㊀通过TMHMM Server 对蛋白的跨膜区域进行预测,由图8和图9可知,Rubisco 不存在跨膜区域㊂说明蛋白质合成后就于合成处发挥作用,不存在运输,因此,不可能是分泌蛋白或膜蛋白㊂还有一种可能,是带有信号肽的前体蛋白到了运输部位跨膜之后,信号肽被切除了,则烟草Rubisco 只可能是定位在细胞质基质或细胞器基质中的蛋白㊂烟草Rubisco 是光合作用中固定二氧化碳的关键酶,说明Rubi-sco 应该是存在于叶绿体基质中㊂烟草Rubisco 大亚基是由核基因编码,小亚基为叶绿体基因编码,二者在细胞质中组装成全酶,经跨膜运输到叶绿体内参与卡尔文循环㊂对蛋白跨膜区域的预测可为提取工艺的选定以及异源表达获取蛋白提供一定的依据[18]㊂2.2.7㊀烟草Rubisco 的二级结构预测与分析㊀通过SOPMA 对蛋白的二级结构进行预测,结果如图10所示㊂大亚基参与构成β转角的氨基酸为105.45%,小亚基为2.78%,小亚基的无规则卷曲为48.89%,大亚基为35.64%,小亚基的α-螺旋占比为44.23%,比大亚基含有的α-螺旋占比28.33%要多㊂此外,螺旋结构集中靠近肽链的N 末端或者C 末端,这样有利于提高蛋白的耐热性㊂α-螺旋形成大量的偶极子,偶极子通过与N 末端的带负电的残基或C 末端带正电的残基相互作用来提高蛋白的稳定性[19]㊂2.2.8㊀烟草Rubisco 的三级结构预测与分析㊀通过SWISS-MODEL 对Rubisco 的三级结构进行预测,结果如图11所示㊂在预测结构中Rubisco 是由大小亚基各8个组成的超高相对分子质量十六聚体,其三级结构形成需要8个帽子结构㊁8个Mg 2+作为配体,每个帽子结构与22个残基连接,连接16~17个褶皱的交互作用㊂每个Mg 2+与6~7个残基连接,参与连接2个褶皱的交互作用㊂预测显示每个FI 蛋白需要8个Mg 2+作为配体连接残基㊂若蛋白需要在体外活化,则需要考虑Mg 2+的添加㊂738㊀河㊀南㊀农㊀业㊀大㊀学㊀学㊀报第54卷图8㊀Rubisco 大亚基跨膜区域预测Fig.8㊀Rubisco large subunit transmembrane regionprediction图9㊀Rubisco 小亚基跨膜区域预测Fig.9㊀Prediction of Rubisco small subunit transmembraneregion图10㊀Rubisco 大亚基和小亚基二级结构预测Fig.10㊀Prediction of the secondary structure of Rubisco large and smallsubunits图11㊀Rubisco 3D 结构预测Fig.11㊀Rubisco 3D structure prediction3㊀结论与讨论热沉法得到的组分1通过SDS-PAGE 及蛋白质谱测序可证实其确为Rubisco㊂Rubisco 含有人体所需的全部8种必需氨基酸和10种非必需氨基酸,属于优质蛋白㊂但是,在对蛋白的氨基酸组成分析中发现,本试验的某些氨基酸的含量低于KUNG 等[20]的研究结果,而有些氨基酸含量高于后者,与郭培国等[21]的方法得到的氨基酸含量也有差异㊂推测可能是因为KUNG 等用于测定氨基酸含量的是蛋白晶体纯度较高,且烟叶品种㊁烟叶生长环境等也会导致差异的产生,甚至是基因序列的改变,所以表达的氨基酸也会存在差异㊂从营养第5期王胜优,等:烟草Rubisco分离鉴定及生物信息学分析739㊀的角度来看,蛋白的营养价值取决于氨基酸的组成及比例,尤其是必需氨基酸的组成及比例㊂联合国粮农组织/世界卫生组织(FAO/WHO)的蛋白评分模式指出,必需氨基酸(EAA)/总氨基酸(AA)的比值在40%左右为优质蛋白,而Rubisco的评分为40.7%,已经达到该标准㊂Rubisco稳定性高且为亲水性蛋白,不存在信号肽及跨膜区域,说明可考虑使用异源表达的方式获取蛋白,但是需要额外添加信号肽序列㊂余方伟等[22]和薛楠等[23]认为α-螺旋是二级结构中最为稳定的结构,这种结构有利于蛋白耐热性的提高,而Rubisco的大小亚基中该结构的占比都是最多的,尤其是小亚基甚至达到44.23%,所以通过对蛋白质谱结果进行分析,推测Rubisco应该具有较高的耐热性,且具有一定的抗氧化活性,这两种性质并未叠加,而是相互影响直至达到一种平衡状态,从而使得Rubisco具有独特性㊂因此,在蛋白提取试验中可针对蛋白的耐热性选择热沉法沉淀提取蛋白,可有效降低杂蛋白的干扰㊂对蛋白的疏水性分析结果显示,Rubisco偏亲水性且具有抗氧化蛋白的显著特性,二级结构预测也显示出蛋白具有较高的耐热性㊂蛋白中的三级结构预测图与Manajit Hayer-Hartl的大亚基结构一致性为100%,小亚基为89.80%,说明建模预测具有较高可靠性,其小亚基存在的差异可能是种属来源及建模数据库不同造成的㊂参考文献:[1]㊀何亚飞,李霞,谢寅峰.Rubisco与Rubisco活化酶的分子机理研究进展[J].分子植物育种,2017,15(8):3295-3301.[2]㊀陈晓.小麦叶片中与Rubisco大亚基降解相关的蛋白酶的生化特性㊁合成定位及分离纯化研究[D].南京:南京农业大学,2011.[3]㊀姜振升.黄瓜Rubisco与Rubisco活化酶对低温弱光的响应与适应[D].泰安:山东农业大学,2010.[4]㊀陈候鸣,陈跃,王盾,等.核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶活化酶在植物抗逆性中的作用[J].植物生理学报,2016,52(11):1637-1648.[5]㊀JOHAL S,BOURQUE D P,SMITH W W,et al.Crys-tallization and characterization of ribulose1,5-bisphos-phate carboxylase/oxygenase from eight plant species[J].Journal of Biological Chemistry,1980,255(18):8873-8880.[6]㊀饶国华.利用低次烟叶蛋白制备生物活性肽及烟用香精的研究[D].广州:华南理工大学,2006. 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烟草转基因研究常用遗传元件筛查策略
烟草转基因研究常用遗传元件筛查策略余婧;张孝廉;赵丹;邹颉;赵杰宏【期刊名称】《中国烟草学报》【年(卷),期】2014(000)001【摘要】通过检索国内外近10年烟草转基因研究的相关文献,建立了转基因烟草常用转化遗传元件的数据库,统计了每个遗传元件及组合元件的使用频率后,发现利用7种遗传元件,包括:启动子P-35S、标记基因NPT II、HPT、Bar和aadA、报告基因GUS及终止子T-NOS作为靶标元件组合,能使目前烟草转基因事件的理论筛查率达到100%,从而构建出转基因烟草的优化筛查策略。
【总页数】6页(P78-83)【作者】余婧;张孝廉;赵丹;邹颉;赵杰宏【作者单位】贵州省烟草科学研究院,烟草行业烟草分子遗传重点实验室,贵州贵阳550081; 贵州烟叶复烤有限责任公司铜仁复烤厂,贵州铜仁554300;贵州省烟草科学研究院,烟草行业烟草分子遗传重点实验室,贵州贵阳550081;贵州大学贵州省农业生物工程重点实验室,贵州贵阳550025;贵州省烟草科学研究院,烟草行业烟草分子遗传重点实验室,贵州贵阳550081;贵州省烟草科学研究院,烟草行业烟草分子遗传重点实验室,贵州贵阳550081【正文语种】中文【中图分类】TS413【相关文献】1.芪合酶基因的遗传转化及其转基因烟草抗根黑腐病的研究 [J], 周文丽;唐永红;陈耀锋;成巨龙;王会强;杨梅2.烟草顺式作用元件aps的分离及其在转基因水稻中的功能分析 [J], 刘峰;赵伊英;郑金贵3.转基因烟草生产生物可降解塑料(PHA)遗传稳定性的初步分析 [J], 马超;洪葵4.转基因大动物常用载体频数分析及筛查策略 [J], 刘晓飞;王勤;李晓琳;刘丹丹;仇松寅;林祥梅5.外源SOD和APX基因在转基因烟草中的表达与遗传 [J], 刘飞虎;梁雪妮;周玮;刘明求因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
两个烟草Nup96基因的分子克隆及其表达分析
两个烟草Nup96基因的分子克隆及其表达分析林世锋;王仁刚;史跃伟;张孝廉;邹颉;任学良;余婧【摘要】为研究烟草低温早花的分子机理,采用RT-PCR结合RACE法,从烟草品种NC82中克隆到2个Nup96基因cDNA全长序列,分别命名为NtNup96a和NtNup96b,GenBank登陆号分别为KU558693和KU558694.序列分析表明2个基因均编码1037个氨基酸残基的蛋白,氨基酸序列一致性为97%,与拟南芥Nup96蛋白(NP 178183)的序列一致性为60%;2个基因编码蛋白具有典型的植物Nup96结构特性,包含1个Nup96结构域和1个自酶解结构域.荧光定量PCR分析表明:在正常的生长条件下,NtNup96a和NtNup96b在烟草各组织中均有表达,在叶片中的表达量较弱,且随着植株生长其表达量显著下降;在12℃处理10天后,在烟草叶片中2基因的表达都出现了明显的下调,这一结果提示Nup96可能是烟草开花时间调控的抑制因子,其受低温诱导下调表达可能与NC82低温敏感,易早花特性相关.【期刊名称】《中国烟草学报》【年(卷),期】2016(022)004【总页数】6页(P83-88)【关键词】烟草;Nup96;基因克隆;表达分析【作者】林世锋;王仁刚;史跃伟;张孝廉;邹颉;任学良;余婧【作者单位】贵州省烟草科学研究院,烟草行业分子遗传重点实验室,贵州贵阳龙滩坝路29号550081;贵州省烟草科学研究院,烟草行业分子遗传重点实验室,贵州贵阳龙滩坝路29号550081;贵州省烟草科学研究院,烟草行业分子遗传重点实验室,贵州贵阳龙滩坝路29号550081;贵州省烟草科学研究院,烟草行业分子遗传重点实验室,贵州贵阳龙滩坝路29号550081;贵州省烟草科学研究院,烟草行业分子遗传重点实验室,贵州贵阳龙滩坝路29号550081;贵州省烟草科学研究院,烟草行业分子遗传重点实验室,贵州贵阳龙滩坝路29号550081;贵州省烟草科学研究院,烟草行业分子遗传重点实验室,贵州贵阳龙滩坝路29号550081【正文语种】中文12℃处理10天后,在烟草叶片中2基因的表达都出现了明显的下调,这一结果提示Nup96可能是烟草开花时间调控的抑制因子,其受低温诱导下调表达可能与NC82低温敏感,易早花特性相关。
国家烟草专卖局关于对“转几丁质酶基因烟草对真菌病害的抗性鉴定
国家烟草专卖局关于对“转几丁质酶基因烟草对真菌病害的抗性鉴定及应用研究”项目进行鉴定的通知
【法规类别】烟草专卖
【发布部门】国家烟草专卖局
【发布日期】2003.07.11
【实施日期】2003.07.11
【时效性】现行有效
【效力级别】部门规范性文件
国家烟草专卖局关于对“转几丁质酶基因烟草对
真菌病害的抗性鉴定及应用研究”项目进行鉴定的通知
青州烟草研究所及有关单位:
“转几丁质酶基因烟草对真菌病害的抗性鉴定及应用研究”是青州烟草研究所承担的国家烟草专卖局1998年科研课题(合同号981013)。
该课题组经过4年的科学研究,基本完成合同指标。
经审查,鉴定所需的技术材料基本齐全,符合鉴定要求。
国家局定于2003年7月27日在山东省临沂市召开“转几丁质酶基因烟草对真菌病害的抗性鉴定及应用研究”项目鉴定会。
现将有关事宜通知如下:
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