绿色杜氏藻的盐度耐受性及高盐胁迫对其蛋白表达的影响

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(新)植物生理学简答题试题库(附答案解析)

（新）植物生理学简答题试题库（附答案解析）1.什么是胁迫(逆境)蛋白?其生理意义如何?近年来由于分子生物学技术的渗透,抗性生理的分子基础研究有了进展,发现多种逆境因子(如高温、缺氧、紫外线、病原菌、低温、干旱、化合物、活性氧胁迫等)抑制原来正常蛋白质的合成,而诱导合成一些新的蛋白质,这就是胁迫蛋白。

这类蛋白除部分已被确定为适应过程必需的酶外,大部分其生理功能不清楚。

2.证明细胞分裂素是在根尖合成的依据有哪些?(1)许多植物(如葡萄、向日葵等)的伤流中有细胞分裂素,可持续数天。

(2)测定豌豆根各切段的细胞分裂素含量,在根尖0～1mm切段的细胞分裂素含量较远根尖切段的高。

(3)无菌培养水稻根尖,根可向培养基中分泌细胞分裂素。

3.试说明有机物运输分配的规律总和来说是由源到库,植物在不同生长发育时期,不同部位组成不同的源库单位,以保证和协调植物的生长发育,总结其运输规律(1)优先运往生长中心;(2)就近运输;(3)纵向同侧运输(与输导组织的结构有关);(4)同化物的再分配即衰老和过度组织(或器官)内的有机物可撤离以保证生长中心之需。

4.从干旱条件下植物可能通过细胞失水或细胞累积溶质两条途径降低水势的事实出发,阐述测定水势中各组分的值比测定总水势更能反映植物水分状况的观点。

当在细胞失水时,、同时降低,引起总水势降低;但当累积溶质时,降低而不变,也引起总水势降低,此时失水很少。

从上述可看出,具有相同总水势的细胞,其水分状况会相差极大。

细胞水分含量的多少与静水压力相关,只有细胞膨压大小更能反映细胞生理活动。

在上述情况下,总水势不能反映水分状况对生理活动的影响。

5.植物为什么选择蔗糖为物质运输的主要物质?它是光合作用的产物。

它是非还原糖,化学性质稳定。

溶解性高。

比葡萄糖等有优越的物理性质,如表面张力低,粘度低等。

6.植物受盐害的原因是什么?造成缺水的胁迫;造成离子的胁迫。

7. 花粉富含水解酶类,其生理意义是什么?花粉体积小,所携带营养物质有限,不能营独立生活。

杜氏盐藻

但是依据我的现状，但是依据我的现状，生产这些物质并不一定要依靠杜氏盐藻，例如生产番茄红素我国就已经有了一套比较完整的产业链，采用酶富集的方法从生产番茄酱产生的废料－－－－番业链，采用酶富集的方法从生产番茄酱产生的废料－－番茄皮渣中提取番茄红素的生产工艺，茄皮渣中提取番茄红素的生产工艺，其领域为生物科技的范围。其特点在于，改变以往的从新鲜番茄、范围。其特点在于，改变以往的从新鲜番茄、番茄酱中提取番茄红素的技术，取番茄红素的技术，同时解决了番茄酱加工产生的废料污染问题。利用番茄酱下脚料－番茄皮渣生产番茄红素，染问题。利用番茄酱下脚料－番茄皮渣生产番茄红素，采用酶及多步富集的方法富集番茄红素蛋白复合物，用酶及多步富集的方法富集番茄红素蛋白复合物，采用丙酮溶媒进行提取，提取率约为４５ｍｇ／１００ｇ，有机４５ｍｇ／１００ｇ，酮溶媒进行提取，提取率约为４５ｍｇ／１００ｇ，有机溶剂用量降低，生产成本低。溶剂用量降低，生产成本低。
世界目前杜氏盐藻产业化发展的状况
目前就全世界来看发展比较成熟的国家有色列、澳大利亚等其产业化所涉及方面主要是β-胡萝卜素类保其产业化所涉及方面主要是胡萝卜素类保健品和藻粉。健品和藻粉。
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我国目前杜氏盐藻的发展现状
我国从1990年开始引入杜氏盐藻，目前大部分都还正处于研究阶段，年开始引入杜氏盐藻，目前大部分都还正处于研究阶段，我国从年开始引入杜氏盐藻已经实现产业化的主要有两方面，一是以生产β-胡萝卜素为主的保健已经实现产业化的主要有两方面，一是以生产胡萝卜素为主的保健二是藻粉的生产。品，二是藻粉的生产。涉及这方面的生产厂家由于受生产条件和地域的限制在我国很少。的限制在我国很少。
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杜氏盐藻

杜氏盐藻信号传导机制研究

杜氏盐藻信号传导机制研究盐藻是一种生存于极端环境下的无细胞壁的单细胞真核绿藻，开发和利用盐藻的耐盐基因资源对于提高农作物的抗盐能力也具有重要意义。

本文概述了盐藻细胞信号传导和耐受盐胁迫的机制。

标签：盐藻信号传导盐藻又名杜氏藻，是一种单细胞真核藻类，属于绿藻纲团藻目，杜氏藻科，杜氏藻属。

盐藻没有细胞壁，原生质外仅有一层糖蛋白组成的外膜。

细胞中的主要细胞器是一个大的杯状叶绿体，体积约占细胞的一半。

细胞前方有两根等长的鞭毛，可以游动。

细胞核位于细胞内的前部，具有双层核膜，核内是典型的核仁。

此外，还具有线粒体、高尔基体、内质网、液泡等细胞器。

盐藻可行无性和有性繁殖，无性繁殖时细胞纵裂为二，类似于原核细胞；有效繁殖为同配方式。

盐藻还具有生长快，世代短、培养时不易被其它生物污染的特点。

因此，盐藻已日益受到了人们的高度重视，人们希望通过对盐藻的研究，了解并获得盐藻与耐受胁迫相关的特异基因，得到各种宝贵的抗逆基因资源，用于通过转基因手段提高高等植物对逆境的耐受能力。

杜氏盐藻是杜氏藻中的一种，它能够在大约0.05 mol/L到饱和（5.5 mol/L 左右）NaCl浓度的广泛盐度范围内生长。

甘油是杜氏盐藻在不同的盐度环境中生存的重要渗透物质，甘油的合成牵涉到两种特殊的酶，NAD～+为辅酶的3-磷酸甘油脱氢酶（G3PDH）和3-磷酸甘油磷酸酶（G3PP），而相反的途径甘油的异化牵涉到NADPH为辅酶的二羟基丙酮还原酶（DHAR）和一种二羟基丙酮激酶（DHAK）。

Ca是细胞内普遍存在的第二信使，在由细胞表面的环境刺激而引起的渗透信号的传导过程中起作用。

盐藻能耐受外界盐浓度的剧烈变化，具有很强的耐盐性，可在含0.05-5.5 mol/L NaCl的培养液中生存，是迄今发现的最耐盐的真核生物。

同时，盐藻对光照（70-1900 μmol quanta.m-2.s-1）、环境pH、温度、营养等变化造成的胁迫也有很好的耐受性。

盐生杜氏藻论文：盐生杜氏藻一氧化氮盐胁迫耐盐机制

盐生杜氏藻论文：盐生杜氏藻一氧化氮盐胁迫耐盐机制【中文摘要】本文从NO的视角对盐生杜氏藻的抗盐胁迫进行了初步的研究,试图找出NO,这种生物学中新的信号分子是否参与了盐生杜氏藻的抗盐胁迫过程。

通过不同盐度对盐生杜氏藻生长、光和作用参数影响的研究结果表明,盐生杜氏藻具有很广的适盐范围,在本实验设定的,5‰、10‰、30‰、60‰、100‰、150‰、200‰、250‰和300‰9个盐度组中,盐生杜氏藻在60‰盐度组中细胞生长状况最好,光合作用情况也最好。

过高(200‰、250‰和300‰)或过低(5‰和10%0)的盐度,对于盐生杜氏藻都是一种胁迫,影响其细胞分裂生长和光合作用的进行。

检测不同盐度下盐生杜氏藻内NO的产生,结果表明盐生杜氏藻在生长过程中会产生NO,相比60‰盐度组,受到胁迫的5‰、10‰、30‰、100‰、150‰、200‰、250‰和300‰盐度组内NO的产量都有所增加,而且胁迫越大,NO的增加量就越大。

由此可以说明,NO很有可能参与盐生杜氏藻抗盐胁迫的过程。

盐生杜氏藻在受到盐胁迫时,体内会启动抗胁迫反应,常见的抗氧化酶系统开始发挥作用,其酶活性会升高,如SOD (Super Oxide Dismutase,超氧化物歧化酶)和CAT (Catalase,过氧化氢酶)的活性。

同时,未得到清除的胁迫产物,如脂质过氧化物MDA (Malondialdehyde,丙二醛)等的产量会升高。

不同盐度下,探究NO与SOD、CAT活性以及MDA产量关系的实验结果表明：相比对照组,加入SNP(NO供体),会降低SOD与CAT活性,同时MDA产量也会降低,而加入c-PTIO (NO吞噬剂),相比对照组SOD与CAT活性升高,MDA产量也升高。

这种现象说明,合适量的外源NO,会对处于胁迫生理中的盐生杜氏藻产生保护作用,参与抵抗盐胁迫生理过程,促使盐生杜氏藻恢复正常的生理活动,这时原先用于抵抗胁迫而启动的SOD和CAT等酶活性开始下降,进而胁迫产生的氧化产物MDA等的含量也开始下降。

海洋生物活性物质复习资料2

海洋生物活性物质复习资料2第4章海洋微藻的活性物质微藻：指那些在显微镜下才可清晰辨别其形态的微小藻类的总称。

海洋微藻介绍:蓝藻门——原核藻类、颤藻属、硅藻门、甲藻门、绿藻门、金藻门、黄藻门微藻的生物活性物质：1、利用微藻开发生产生物活性物质具有很多独特的优点：1）微藻种类繁多，有可能提供很多新的独特的生物活性物质；2）许多微藻可以进行人工养殖，且生长速度快，繁殖周期短，能够较好地保证资源供应；3）微藻可塑性强，容易通过改变环境条件等因素来提高其体内生物活性物质的含量，因此开发利用海洋微藻是人类向海洋索取新资源的一条有效途径。

2、微藻开发生产生物活性物质：(1) 色素(2)不饱和脂肪酸(3 )蛋白质(4) 多糖类和甾醇类(5 )生物抗生素(6) 毒素利用藻类生产PUFAS具有以下优点：1）藻类细胞PUFAS含量较高，其相对含量远远高于鱼体内PUFAS的含量；2）从藻细胞提取的PU FAS没有鱼腥味，可用做食品添加剂，而且不含胆固醇，避免了食用鱼油时摄入大量胆固醇的缺点，可作为药用；3）某些藻类所含的PUFAS 种类比较单纯，相对容易进行单一成分提纯；4）藻类的繁殖周期比鱼类要短得多且受环境的影响较小，藻类可以用各种反应器进行培养，可以对营养成分和环境因素作出精确的控制，还可实现纯种培养；5）可对藻类基因改造，使之高效合成单一PUFAS成分等。

4.2 海洋微藻的活性多糖螺旋藻具有β一型糖苷键。

1、螺旋藻多糖：能够提高动物体非特异性的细胞免疫功能并促进机体特异性的体液免疫。

对肿瘤细胞有一定的抑制和杀伤作用。

抗缺氧、抗疲劳、抗辐射，并可以治疗溃疡、糖尿病、肝炎及视觉障碍等多种疾病。

2、绿藻多糖：绿藻多糖有抗炎、抗凝血、抑制肿瘤细胞生长以及调节免疫功能。

3、杜氏藻多糖：杜氏藻多糖复合物具有较强的生物活性，能够增强抗原性和机体免疫功能，增强机体巨噬细胞的吞噬功能，杜氏藻水提物中的硫酸多糖在体内对败血症病毒和非洲猪热病毒的复制有抑制作用。

盐生杜氏藻

盐生杜氏藻盐生杜氏藻编辑盐生杜氏藻（Dunaliella salina）以螺旋藻粉、羧甲基纤维素钠为主要原料制成的保健食品，经功能试验证明，具有增强免疫力的保健功能。

中文学名盐生杜氏藻拉丁学名Dunaliella salina别称杜氏盐藻界植物界门绿藻门纲绿藻纲目团藻目科盐藻科属杜氏藻属价格一般在3300左右形态特征编辑单细胞。

具2条等长顶生的鞭毛。

色素体杯状，近基部有一个较大的蛋白核。

一个大的眼点，位于细胞前端。

因无纤维素细胞壁，在运动时，形状为梨形、椭圆形、长颈形等变化不一。

具1个眼点。

细胞核1个。

盐生杜氏藻细胞中含有一个被淀粉粒包裹成中央淀粉核的、富含叶绿素a和叶绿素b的杯状叶绿体。

在高光、高温、高盐浓度或营养不足的生境条件下，盐生杜氏藻积累大量类胡萝卜素，如胡萝卜素, 并以微滴形式储藏在叶绿体中，以防止叶绿素受到损伤。

盐生杜氏藻细胞中胡萝卜素含量可达细胞干重的14% ( 质量分数) 因此它已成为商业化生产天然胡萝卜素的最好藻种。

澳大利亚、美国和中国等国家已利用其来大规模生产天然胡萝卜素。

自1963 年发现盐生杜氏藻能积累大量胡萝卜素以来，其规模化研究与商业化开发已达半个多世纪，并开发了其他类胡萝卜素产品( 如八氢番茄红素、番茄红素、玉米黄质等) 生产工艺。

营浮游生活,在高盐海水中生长特别好，最适宜的盐度为60～70，可以在4～40℃的水温中存活，在4℃的低温下仍可以运动的营养细胞形式存在，最适宜水温为25～35℃。

对光的适应性强，最适宜光照为2000～6000lx。

繁殖习性无性生殖为游动细胞纵裂成2个子细胞。

有性生殖为同配。

合子核的减数分裂在萌发时进行，结果便形成游动的子细胞。

医学应用编辑以色列生物学家阿姆资教授，在没有生命迹象的死海里了唯一一种能存活在高浓度盐中藻，叫盐生杜氏藻（Dunaliellasalina）。

盐生杜氏藻之所以能养生，甚至能治病，在于它内含的β胡萝卜素与众不同，叫9顺式，这个9顺式的类胡萝卜素，在医学的临床应用方面，是起着非常重要的作用，9顺式的β胡萝卜素在人体当中的酶，经过新陈代谢后给他劈断，劈断以后的9顺式β胡萝卜素就变成了两块，这两块起的协同作用，能把细胞完全包住，这样即保护了好细胞，又救治了坏细胞，细胞的健康决定着免疫系统的健康，研究证实，盐生杜氏藻不但是世界上最强的天然抗衰老剂，还有无与伦比的清洗血液和血管的作用，是名副其实的血管免疫之王。

藻类响应环境胁迫的蛋白质组变化研究进展

藻类响应环境胁迫的蛋白质组变化研究进展摘要环境变化会影响植物的生长与代谢。

近来，藻类植物应答环境胁迫的蛋白质组学研究已成为热点。

整合分析了藻类植物应答各种环境胁迫（盐、重金属、温度、光和营养元素等）的蛋白质组学研究结果，为全面理解藻类植物响应环境胁迫的代谢调控机制提供了重要的信息。

关键词藻类植物；蛋白质组学；环境胁迫；响应中图分类号 q786 文献标识码 a 文章编号 1007-5739（2013）03-0244-02植物生长环境的改变会对植物生长造成危害，这也是农业生产过程中面临的主要问题[1]。

藻类植物是单细胞或无维管组织的多细胞生物。

一些重要藻类植物（如螺旋藻、海带、紫菜等）凭借其生长迅速、易于培养、占用培养空间小等优势，被广泛作为食用或药用植物资源。

近年来，随着藻类基因组资源的丰富，科学家们已经利用不断完善的蛋白质组学技术对藻类植物应对环境胁迫过程的蛋白质表达变化进行了研究。

这对研究藻类植物应对环境胁迫的适应机制、改善作物抗逆能力、提高产量具有重要意义[2-7]。

本文综述了近年来藻类植物应对盐、重金属、温度、光和营养胁迫的蛋白质组学研究进展，为深入认识藻类植物盐胁迫应答机制提供了线索。

1 盐胁迫盐胁迫影响植物重要代谢活动，限制植物增殖，在全世界范围内妨碍农业生产。

mastrobuoni et al [1]分析了莱茵衣藻（chlamydomonas reinhardtii）在盐胁迫条件下代谢组和蛋白质组的动态变化，指出莱茵衣藻主要通过脯氨酸积累响应盐胁迫，并推测脯氨酸代谢的增强主要受蛋白质翻译后修饰调节。

同时，yokthongwattana et al [7]利用双向电泳技术分析了莱茵衣藻（c. reinhardtii）响应盐胁迫的差异表达蛋白质组，其中盐胁迫诱导的蛋白质功能主要参与碳与能量代谢、基础代谢、蛋白质翻译和胁迫应答等功能，其中一些分子伴侣蛋白（如热激蛋白）以及蛋白质翻译相关的蛋白质（如核糖体蛋白质）是重要的持家蛋白质。

盐度对蛋白核小球藻生长、叶绿素荧光参数及代谢酶的影响

总脂含量和抗氧化酶Ｓ０Ｄ活性的提高．
关键词：蛋白核小球藻；盐度；叶绿素荧光；超氧化物歧化酶：碳酸酐酶
中图分类号：Ｑ５１３文献标志码：Ａ文章编号：１００１ — ５１３２（２０１３）０３．０００６．０５
第２６卷第３期，２０１３年７月
Ｖｏ１．２６Ｎｏ．３，Ｊｕｌｙ２０１３
宁波大学学报（理工版）
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＮＩＮＧＢＯＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（ＮＳＥＥ）
收稿日期：２０１３ — ０卜１６．宁波大学学报（理工版）网址：ｈｔｔｐ：／／ｊｏｕｒｎａｌｌｇ．ｎｂｕ．ｅｄｕ．ｃｎ／基金项目：浙江省科技厅公益性研究项目（２０１０Ｃ３３０６６）；浙江省创新团队项目（２００９Ｒ５００１２．６，２０１０Ｒ５００２５）；宁波市科技攻关项目（２０１０Ｃ１００２２）；宁波市国际合作项目（２０１０Ｄ１００１２）．第一作者：江灵芝（１９８７一），女，湖北鄂州人，在读硕士研究生，主要研究方向：藻类生理生化．Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｉｈａｎ１９８７０１０１＠１６３．ｃｏｍ＋通信作者：孙雪（１９７４一），女，山东烟台人，副研究员，主要研究方向：藻类生化与分子生物学．Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｕｎｘｕｅ－＠ｎｂｕ．ｅｄｕ．ｃｎ

四种杀虫药物对盐生杜氏藻生长的致毒效应

四种杀虫药物对盐生杜氏藻生长的致毒效应
马若欣;袁春营;刘宇
【期刊名称】《天津科技大学学报》
【年(卷),期】2010(025)005
【摘要】研究4种杀虫药物对盐生杜氏藻生长的致毒效应,结果表明:虫敌、纤源净、马拉硫磷、虫水安均不同程度上抑制盐生杜氏藻的生长繁殖,超过一定浓度后引起
藻体的负增长,同时采用回归方程求出了4种药物对盐生杜氏藻24、48、72、96h 的半效应浓度EC50.
【总页数】4页(P27-30)
【作者】马若欣;袁春营;刘宇
【作者单位】天津市海洋资源与化学重点实验室,天津,300457;天津市海洋资源与
化学重点实验室,天津,300457;天津科技大学海洋科学与工程学院,天津,300457;天
津市海洋资源与化学重点实验室,天津,300457;天津科技大学海洋科学与工程学院,
天津,300457
【正文语种】中文
【中图分类】X592
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4.4种植物源杀虫剂对葡萄蓟马的致毒作用 [J], 沈登荣;何超;张睿;袁盛勇;田学军;张宏瑞
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温度、盐度和硅酸钠浓度对中肋骨条藻生长的影响

物的养殖中．生产中发现，中肋骨条藻是生物絮团的主要构成藻类之一，在絮团的发育形成中扮演着重要的角色，因此，研究中肋骨条藻在生物絮团培养过程中的生长变化，充分发挥其饵料价值与净水功能，对生物絮团的培养及功能发挥具有重要意义．
关于中肋骨条藻的研究，基于赤潮防除的需要，目前在温度、盐度、光照［６－７］、氮磷营养盐对［８－９］其生长的影响、脂肪酸组成［１０］、自然生态分布等［１１］方面已有所报道．但对于生物絮团培养条件下，中肋骨条藻的生长及其影响因素的研究，还较为鲜见．本文在分离纯化渤海莱州湾海域的一株中肋骨条藻，并对其成功扩大培养的基础上，模拟生物絮团的培养条件，研究了温度、盐度、硅酸钠浓度对其生长速率，培养水体叶绿素ａ含量的影响，旨在为中肋骨条藻
收稿日期：２０１７０９１５基金项目：山东省现代农业产业技术体系资助项目（ＳＤＡＩＴ－１２－０３）．作者简介：王志宝（１９９１），男，山东烟台人，硕士研究生．通信作者：刘立明（ｌｉｕｌｉｍｉｎｇ１９７１＠ｈｏｔｍａｉｌ．ｃｏｍ），讲师，博士，研究方向：水产养殖学、海洋生物学．
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试验容器为１８Ｌ无色透明聚乙烯塑料桶，培养水体为１５Ｌ，温度设置１０、１５、２０、２５、３０、３５℃共６个组，每组设３个平行，使用１００Ｗ电加热棒和大连汇新钛ＨＸＳＷＴ智能温度控制仪控制各组温度．将扩大培养至指数生长期的同一批藻种按照５× １０３个ｍＬ的细胞密度分别添加到各试验桶中，培养液配方参考ｆ／２培养基，未添加微量元素，为满足絮团培养需要另外添加２ｍｇ／Ｌ的ＮＨ４ＣＩ．用１００Ｗ电磁泵进行持续微充气，充气量为（０１１±０１）Ｌ／ｍｉｎ．试验桶上方架设４支２５Ｗ日光灯管，水面光照强度为３０００～３５００ｌｘ，日光暗比１２Ｌ∶１２Ｄ，盐度２８，连续培养１０ｄ．１３不同盐度培养试验

转录组学在植物应答逆境胁迫中的研究进展

转录组学在植物应答逆境胁迫中的研究进展张纯;唐承晨;王吉永;郭龙妹;王莉莉;黎万奎【摘要】Adversity stress is one of the important factors restricting plants′ growth and development, and exploring the molecular mechanism of plants′ response to adversity stress is an important subject for a long time.With the completion of the sequencing of model plant genome, botany research has also entered the functional genomics era.As an important aspect and new field of study on functional genomics, transcriptomics benefits human beings from understanding the response mechanism of plants to environmental stresses at transcriptional level.This study introduced the application of transcriptome in a series of abiotic stress like plants′ response to drought, temperature, salt, heavy metal as well as a series of biological stress such as pathogen violations, and then evaluated the advantages and limitations of transcriptome technology in plant resistance.%逆境胁迫是制约植物正常生长发育的重要因素,探索植物应答逆境胁迫的分子机制也是人们长期探索的重要课题.随着模式植物基因组测序工作的完成,植物学的研究也进入了功能基因组时代.作为功能基因组学的一个重要方面和全新的研究领域,转录组学有助于人们从转录水平上了解植物对环境胁迫的应答机理.介绍了转录组学在植物应对干旱、温度、盐、重金属等一系列非生物胁迫和病菌侵害等生物胁迫中的应用,并对转录组学技术在研究植物抗逆性方面的优势和局限性做出评价.【期刊名称】《生物学杂志》【年(卷),期】2017(034)002【总页数】5页(P86-90)【关键词】非生物胁迫;生物胁迫;转录组;差异表达基因【作者】张纯;唐承晨;王吉永;郭龙妹;王莉莉;黎万奎【作者单位】上海中医药大学中药研究所, 上海 201203;上海中医药大学中药研究所, 上海 201203;上海中医药大学中药研究所, 上海 201203;上海中医药大学中药研究所, 上海 201203;上海中医药大学中药研究所, 上海 201203;上海中医药大学中药研究所, 上海 201203【正文语种】中文【中图分类】Q945.78植物体是一个开放体系，生长在自然环境中常常遇到一些不利于自身生长的环境因素，这些不利环境因素统称逆境。

植物在盐胁迫下诱导表达的大分子蛋白

植物在盐胁迫下诱导表达的大分子蛋白2010年8月第29卷第8期绵阳师范学院JournalofMianyangNormalUniversAug.2010V0I.29No.8植物在盐胁迫下诱导表达的大分子蛋白杜世章(绵阳师范学院学位与研究生处,四川绵阳621000)摘要:文章综述了植物在盐胁迫下诱导表迭的大分子蛋白,以及近年来国内外克隆,鉴定的抗盐基因中大分子蛋白基因的来源与作用机制,及它们在转基因植物中的遗传稳定性和转基因植物的抗盐性等.关键词:耐盐;功能蛋白;;调节蛋白;基因转化中图分类号:0226文献标识码:A文章编号:1672-612x(2010)08..0049-07植物在生长发育过程中,受到许多不良环境因素如干旱,盐渍,低温等因子引起的脱水胁迫的影响,其体内发生一系列生理生化变化.蛋白质原来的合成途径受到抑制,同时产生许多新蛋白.这些蛋白质可以分成两大类:一类是功能蛋白,主要包括离子通道蛋白,胚胎发育晚期富集蛋白(LEA),渗调蛋白(Os—motin,OSM),脱毒酶(SOD,APX)等;另一类是调节蛋白,主要包括转录因子,蛋白激酶,磷脂酶C(PLC)和一些信号分子等.1渗调蛋白渗调蛋白(Osmotin,OSM)是在盐胁迫,脱水或低水势条件下,植物在对渗透压力适应的过程中所合成的一类蛋白质,作为蛋白质渗透胁迫保护剂使细胞免受外界逆境的伤害.渗调蛋白广泛存在不同植物的不同组织中,受干旱,盐渍,病原侵染,ABA,水杨酸(SA)等因子的诱导,与植物的抗旱,耐盐和抗病性等有关.渗调蛋白是一种逆境适应蛋白,伴随植物对各种胁迫的适应而产生并大量积累.在盐适应过程中,适应细胞中40%的渗调蛋白是可溶性的,其余的结合在叶绿体和线粒体以外的颗粒上.许多渗调蛋白集中在液泡中,因此,渗调蛋白可能是一种盐适应过程中形成的脱水储藏蛋白.渗调蛋白同时还是一种阳离子蛋白,多数以颗粒状存在.在渗透胁迫下,渗调蛋白本身吸附水分或改变膜对水的透性,减少细胞失水,维持细胞膨压;螯合细胞脱水过程中浓缩的离子,减少离子毒害的作用.还可能通过与液泡膜上离子通道的静电相互作用,减少或增加液泡膜对某些离子的吸人,改变该离子在细胞质和液泡的浓度,来传递胁迫信号,诱导胁迫相关基因的表达,从而增加了植物对胁迫的适应性(何宝坤等,2002).1987年Singh首次报道的烟草细胞盐胁迫蛋白(调渗蛋白)(Singh.N.K,etal,1987),随后在其它植物如番茄,土豆,胡萝卜,棉花,大豆,小米和水稻中也发现了能与烟草26kD调渗蛋白抗血清有交叉反应的蛋白,分子量均在26kD左右.虽然这些调渗蛋白亲缘关系相差很远,但它们之间仍能够进行免疫交叉反应,说明调渗蛋白在进化的过程中有高度的保守性(Singh.N.K,etal,1987).烟草调渗蛋白是一种分子量为26kD的酸性蛋白,其含量高达细胞总蛋白量的12%以上,以水溶型和去垢剂型两种形式存在,分别称为调渗蛋白I和调渗蛋白Ⅱ,两者的比例为2:3(Kononowicz.A.K,etal,1992).在盐诱导的烟草细胞中,调渗蛋白主要存在于液泡内涵体中,少量存在于细胞质中,但在细胞质,细胞壁或细胞膜内都没有特定的位置.除盐和低水势之外,脱落酸(ABA)也能诱导合成调渗蛋白.从细胞和亚细胞水平上看,在适应盐胁迫的烟草细胞中,渗调蛋白主要集中在液泡的内含体中,不存在细胞器,细胞壁或质膜上,稀疏地分布于细胞质中(Singh.N.K,etal,1987).编码调渗蛋白基因属于小基因家族,调渗蛋白通常由几个不同的家族成员所组成.大麦根中等电点为6.3和6.5的26kD蛋白以可溶态以及与微体,细胞壁结合的形式存在,微体部分主要与液泡膜结合,在收稿日期:2010-08-26作者简介:杜世章(1965一),博士,副教授.主要研究方向:分子生物学.50?绵阳师范学院(自然科学版)第29卷胞质基质中含量较低.但在烟草植株中也发现一些渗调蛋白积累于叶片细胞以外的组织(Cutt.J.R,etal,1992).Singh等(Singh.N.K,etal,1989)指出盐适应细胞中渗调蛋白基因表达的调控机理主要有:①转录水平调控,ABA诱导渗调蛋白的mRNA合成或增加其稳定性.短时间渗透胁迫不能使非适应细胞积累水平显着的ABA,也不能大量积累渗调蛋白和mRNA;②转录后调控,在高盐浓度下,渗调蛋白mRNA比其它mR.NA的翻译占优势.在含80mmol/LNaC1的体外翻译体系中(该浓度与盐适应细胞内盐浓度相当),渗调蛋白mRNA能被翻译,而对其它mRNA的翻译却有抑制作用.此外,还可能存在翻译后调控,如信号肽的切除,一些氨基酸残基的糖基化或磷酸化等,使蛋白质以更稳定的形式存在.植物固定生长在土壤中,不能像动物那样靠移动来躲避逆境,只能用加强自身的防御和保护功能来适应逆境.渗调蛋白作为逆境适应蛋白,伴随着植物对逆境的适应而大量积累,受到许多外界环境因子的诱导.在盐胁条件下,细胞内源脱落酸(ABA)的积累,调渗蛋白的合成以及渗透压调控的盐适应等,这些过程是紧密联系和相互依存的(LaRosa.P.C,etal,1989).对于已经适应了NaCI的细胞而言,在无盐条件下即使传到100代之后,使其重新回到盐胁条件下进行培育,其耐盐性仍然比那些从未接触过盐环境的细胞强得多,这说明适盐细胞的耐盐性至少部分地与调渗蛋白的积累有关.因此,人们可以利用渗调蛋白基因培育具有综合抗逆性的作物品种.2水通道蛋白植物水通道蛋白是位于细胞膜上专一陛运输水分的蛋白(aquaporins简称AQP).盐胁迫在分子水平上通过影响水通道蛋白的性质和丰度,改变细胞对水分的吸收,降低细胞膨压,缓解盐分对植物的伤害.植物水通道蛋白与动物水通道蛋白一样,同属于一个古老的跨膜通道蛋白MIP(membraneeintrinsicprotein)超家族(Maure1.C,etal,1997).根据其亚细胞定位,植物的水通道蛋白(AQP)可分为三类:0)PIP(plasmamembranceintrinsicprotein)定位于细胞质膜上.根据PIP氨基酸两端的同源性差异又可分为三个亚类:PIP1,PIP2和PIP3;②TIP类,定位于液泡膜上;~NOD一26类,定位于大豆根瘤共生体膜上.第一个植物水通道蛋白—1'IP是从拟南芥中分离出来(Hofie.H,etal,1992)它位于液泡膜上,因此被命名为TIP(tonoplastintrinsicprotein),通过爪蟾卵母细胞表达系统分析,确认了—rI'IP蛋白运输水的专一性功能(Maure1.C,etal,1993).随后,第一个植物质膜AQP一拟南芥RD28也被发现(Daniels.M.J,etal,1994).到目前为止,在拟南芥,烟草,玉米,豌豆,水稻等多种植物中都发现了AQP.另外,从蛋白数据库中发现大量AQP的同源物,它们广泛存在于单子叶和双子叶植物,c3和c4代谢植物中.根据氨基酸序列的同源性分析,这些AQP的同源物可能也是AQP(Anton.R,etal,1998).越来越多的研究表明,植物中往往存在多个AQP同源物且含量丰富,有时甚至是细胞膜的一个主要成分.如菜豆子叶中含丰富的—TIP同源物,约占细胞可抽提总蛋白的2%;在拟南芥中,PIP1蛋白占叶与根的质膜蛋白的1%以上;菠菜叶肉细胞中含丰富的质膜AQP,占其质膜总蛋白的20%;拟南芥中至少含20个以上的AQP同源物.水通过生物膜的方式有3种:①通过简单扩散穿过类脂双层;②大多数运输其它物质的膜蛋白也有少量水透性;③通过AQP直接运输水,这在快速与大量调节膜水运输能力方面比其它途径更有效,可使水运输效率提高l0—20倍.AQP运输水的机制是顺着膜内外的渗透压梯度被动运输的(Maure1.C,etal,1997).植物AQP的功能可归纳如下:①促进水的长距离运输.水从植物根到叶的长距离运输有3个不同的平行途径:共质体途径(symplasticpathway),质外体途径(apoplastiepathway)和跨细胞途径(transceUularpathway).根据组织类型及发育状况的不同,不同的途径对组织整体水透性的贡献不一样,AQP在跨细胞途径中起主要作用.②促进细胞内外的跨膜水运输,从而调节细胞内外水的平衡,该过程由质膜AQP来完成.③调节细胞的胀缩.通过存在于液泡膜上的TIP,从而使水快速出入液泡以保证细胞能迅速膨胀和紧缩.④运输其它小分子物质.AQP对水具有高度选择性,一般不允许其它物质通过.例如拟南芥一,I1P已被显示对水高度专一(Maure1.C,etal,1993),PIPla与PIP2b也显示对脲,甘油及离子无通透性(Anton.R,etal,1998).但目前发现少量AQP可同时运输其它小分子物质,例如NOD26可同时运输离子及甘油(Dean.R.M,etal,1999).AQP转运水的机制尚不清楚,有推测AQP单体可能形成狭窄的孔道(直径0.3～0.4nm),允许水分子第8期杜世章:植物在盐胁迫下诱导表达的大分子蛋白?51.通过,而排除一些比水更大的分子.AQP的发现提供了对植物水跨膜运输的分子基础的新认识,但有许多问题尚待解决,例如:AQP运输水的分子机制;AQP是否具有其它功能;AQP异构体的功能差异及其分子基础;植物AQP运输水的过程与其它生理过程的联系等.此外,至今仍未见有关AQP的基因启动子分析鉴定的报道,因此,与AQP的基因表达调控有关的信号传递,将是今后研究的一个热点内容.3离子通道蛋白离子通道是(由)细胞膜中蛋白质大分子组成的孔道,这些孔道能被化学或电化学方式激活,控制着离子的顺势流动.H+一ATPase作为植物和真菌的基本离子泵,通过泵出H+形成跨膜电化学势并以此为基本能源推动所有的次级离子转运(Serrano.R,1989).因此,酵母基因PMA1所编码的在植物和真菌中具有高度保守性的H+一ATPase(阳离子通道蛋白)通过调节细胞内H+浓度,在耐盐中起着非常重要的作用.Pma1p突变将抑制细胞生长,对低PH值敏感.而且,由于H+跨膜电化学势的破坏,许多营养成分(包括几种氨基酸)和离子的跨膜吸收受到抑制(V allejo.C.G,etal,1989).但另一方面,这种跨膜吸收的破坏又客观上起到了离子抗性的作用.Nass等人(Nass.R,etal,1998;Nass.R,etal,1997)在研究Pmalp突变的基础上提出了一种Na+耐性机制模式.在此模式中,Pmalp突变导致H+在细胞内的积累,一方面破坏电化学势梯度减少№+的吸收;另一方面激活位于液泡前体膜上(Nass.R,etal,1998)的Na+/H+交换蛋白Nhxl,使Na+被分隔到液泡中从而降低细胞质中Na+的浓度.阴离子通道蛋白Gefl(Greene.J.R,etal,1993)则通过调节阴离子的内流使得液泡膜上的H+一AT_Pase能够形成足够强度的跨膜质子梯度推动Na+/H+交换蛋白Nhxl逆Na+梯度将之分隔到液泡中.由于CaN突变体在离子胁迫(Na+,n+,Ca2+)下对酵母生长所起作用与PmalP突变体正好相反,因此,Withee等(Withee.J.L,etal,1998)认为Pmalp可能受CaN的负调控,但目前尚未发现任何形式的蛋白激酶或磷脂酶对Pmalp起作用.4胚胎发育晚期富集蛋白环境胁迫除了引起代谢变化和低分子量保护性化合物的积累外,植物的许多其它基因可能被激活转录,并导致植物营养组织的新蛋白的积累(Saneoka.H,1995;Skfiver.K,1990),晚期胚胎发生丰富蛋白(LEA蛋白,lateembryogenesisabundantprotein)就是其中一种.LEA蛋白是指胚胎发生后期种子中大量积累的一系列蛋白质(Chandler.P.M,etal,1994),广泛存在于高等植物中,受发育阶段,脱落酸(ABA)和脱水信号的调节.LEA蛋白由LEA基因所编码,具有至少6个家族成员.LEA基因在植物受到干旱,低温和盐渍等环境胁迫后造成脱水的营养组织中有所表达,特别是在种子发育过程中的胚胎晚期高度富集.Lea蛋白首先是在棉花中发现的(ChandlerP.M,etal,1994),随后在不同的植物包括大麦,小麦,水稻,玉米,棉花,葡萄种子和大豆中都发现(Saneoka.H,1995;Dure.L.III,1981)存在Lea蛋白.以LEA蛋白的氨基酸序列域为基础,Lea蛋白可以分为3组(Dure.L.III,1981;Dure.L.III,1992),即Group1Lea蛋白,Group2Lea蛋白,Group3Lea蛋白.Group3Lea蛋白依其羧基末端氨基酸序列的有/无又可以分为Group3I.ea(I)和Group3Lea(Ⅱ)(Baker.J.C,1988).由Lea蛋白的结构推测,LEA蛋白的功能是在种子成熟干燥过程中或者渗透胁迫条件下保护细胞免受水势降低的损伤(Dure.L.III,1981;Dure.L.III,1992;Dure.L.III,1993).在胁迫条件下,Lea蛋白在植物细胞中起保护作用,该种保护作用对于植物在极端压力条件下存活是必要的(Saneoka.H,1995;Skriver.K,1990;Dure.L.III,1981;Dure.L.III,1993).在许多植物中,LEA基因表达或Lea蛋白积累与抗胁迫之间的正相关性,为Lea蛋白在植物受到胁迫时起保护作用提供了大量的证据.例如,在严重脱水的小麦幼苗里,Group3Lea蛋白大量积累,并与组织脱水耐受性相关(Dure.L.III,1989).其它的Group3Lea蛋白有小麦的pMA2005(Shang.G,1995),pMA1959(Ried.J.L,etal,1993),pMA1949(Dure.L.III,1993)的cDNA编码的蛋白质,胡萝卜DC3基因(Dure.L.III,1993),DC8基因(Morris.C.F,1991)以及大麦HV A1基因(Curry.J,1993),pHV al基因(Curry.J,1993),HVA22基因(Hong.B,1988)编码的蛋白质,棉花的Group3Lea蛋白(Shen.Q,1993)和葡萄种子的Hea76基因编码的Group3Lea蛋白(Quartrano.R.S,1986),大豆pGmPM2的cDNA编码的蛋白质(Harada.J.J,52?绵阳师范学院(自然科学版)第29卷1989),这些Group3Lea蛋白的积累都与植物的渗透胁迫抗性正相关.Y amaguehi等以3种印度稻变种为材料,通过WesternBlotting显示,Group2Lea蛋白(也称Dehydin)和Group3a蛋白在根中积累的水平,在耐盐能力最强的品种pokkMi中最高,在耐盐能力次强的品种Donna—Bokka中次之,在盐敏感品种TaichungN1中最低(Hsing.Y.C,1992).Group2Lea蛋白和它的cDNA克隆已在水稻中筛选出来,Group2LEA基因的4个成员在一个位点上串联排列,协调水稻的不同组织对ABA,干燥,盐胁迫产生应答反应(Moons.A,1995).同属Dehydin还有小麦pMA80的cDNA 编码的蛋白(Y amago—ehi,etal,1989),小麦的Dehydin(Y amagochi,etal,1989),水稻的Dehydin(Chandler.P.M,etal,1994),棉花的Dehydin(Dure.L.III,1981)和其它植物的Dehydin(Y amagoehi,etal,1989).在所有已知的Group3Lea蛋白中,有关大麦Group3Lea蛋白HA V1的研究较多.HAV1蛋白最先是在大麦的糊粉层里发现的,HA V1基因在糊粉层及种子发育晚期胚胎外周区域里特异地表达,但在淀粉质胚乳里未检测到HA VI基因转录物和HA V1蛋白,它与种子的干燥作用阶段有关,可被ABA,干旱,冷害,热激和盐胁迫诱导表达.利用小麦一大麦染色体附加系已将HA V1基因定位在大麦的第5条染色体上(Cur-r)r.J,1993).S~aub等人分离了一个HA V1基因的大麦基因组克隆(Blackman.S.A,1991),它包含400bp5'上游序列,一个109bp内含子,以及整个的编码序列.通过诱变和瞬时表达发现HAVI基因的启动子中受ABA调节的4因子的功能有所不同.其中的两个因子C盒和推测的ABRE1(ABAresponsiveele.ment),均包含一个ACGT核心,它们突变时HAV1基因的转录水乎并无明显变化.相反地,另外2个因子pABRE2和pABRE3的突变引起转录水平下降到野生型启动子的lO%一20%.因而认为,高水平的HAV1基因的表达依赖于pABRE2和pABRE3.有趣的是,尽管转录水平很低,但用ABA 处理时,突变的启动子仍能产生少量转录物.因此推测大麦HAV1基因受pABRE2和pABRE3的协同复合控制,从而调节HAV1基因表达的绝对水平.这2个因子的任一个都可以调节ABA的诱导能力.系统发育分析表明,大麦HA VI基因和小麦pMA2005的cDNA(Shang.G,1995;Ried.J.L,I993;Baker.J.C,1988),无论从核苷酸水平还是从推测的氨基酸顺序都极为相似.这两个单子叶植物的LEA基因,与同属IA基因的双子叶植物棉花D7基因(Dure.L.III,1981),胡萝卜De3基因(Dure.L.III,1993)共同拥有相似的结构基因组成.它们的编码区始于一个编码少于20个氨基酸的一个外显子,其后是一小的内含子,紧接一个大的下游外显子.DepingXu等利用基因枪法将大麦的HAV1基因转入水稻的悬浮细胞系,得到了大量的转基因水稻植株,在水稻ACTIN1启动子的作用下,转基因水稻HAV1基因的表达无论在根中还是在叶中都达到很高的水平.第二代转基因水稻植株显示出增强的对水分缺乏和盐胁迫的耐受性.在盐胁迫下,转基因植株比非转基因对照植株有更高的生长速率,这种增强的抗性还体现在延迟由胁迫引起的损伤症状的发生和去胁迫后改善植株的恢复状况.同时还发现,转基因水稻抗胁迫的能力与HAV1蛋白积累的水平呈正相关.Imai(Imai.R,etaz,1996)等将西红柿(LycapersiconeSCUlenturn)的Le25基因转入酵母中,使其大量表达显着提高了酵母细胞的耐寒和耐盐性.这些研究为支持a 蛋白在植物抗水分和盐胁迫时起保护作用的假说提供了直接的证据.因此人们可以利用转基因的技术手段,在其它植物特别是有经济价值的作物中,通过转基因,使转基因植物积累Lea蛋白,从而提高非盐生植物的抗渗透胁迫能力(Shang.G,1995).随着分子生物学理论的发展以及技术手段的日益完善,相信Lea蛋白诱导及信号传递和LEA基因的表达调控机制能得到更加科学的阐述(卢萍等,1999).5植物的抗氧化蛋白逆境导致的氧化胁迫是绿色植物中存在的一种普遍现象,许多环境胁迫至少部分地通过引起植物的氧化伤害而施加其影响,由于盐害而引起的水分胁迫造成的次级氧化胁迫尤其引人注目.Shinozaki等指出,植物体内氧爆发产生的活性氧很可能就是植物发生水分胁迫响应的一个触发因子(Shinozaki.k,1997).大量研究也表明,环境胁迫对植物的伤害在很大程度上与植物体内产生过量的活性氧有关(Alscher.R.G.,etal,1997;Forer.C.H,etal,1997),这些活性氧分子损伤膜,膜结合结构和大分子,尤其以对线粒体和叶绿体的伤害最为严重,从而造成氧化胁迫.所以,植物活性氧清除系统中抗氧化蛋白酶活性的高低往往决定着植物抗逆能力的大/b(Bowler.C,etal,1992).尽管不同细胞和组织中抗氧化蛋白成分之间复杂的相互作用目前尚未完全阐明,但作为活性氧产生的主要部位一叶绿体中活性氧脱毒机制的Halliwell—Asada途第8期杜世章:植物在盐胁迫下诱导表达的大分子蛋白?53?径已基本明确(Bowler.C,etal,1992).超氧化物歧化酶(SOD)几乎是所有植物抗氧化防御机制中不可或缺的蛋白成分,它能够迅速与超氧阴离子反应并将之歧化为H202,被视为植物抗氧化系统的第一道防线.根据其金属辅助因子的不同可以将SOD同工酶分为3个不同类型:Cu/ZnSOD,MnSOD和FeSOD,这3种SOD都是由核基因编码的,通过NH2末端靶序列定位运输到相应的细胞器(Bowler.C,etal,1992).大量研究表明,植物体内SOD活性的增加与植物抗氧化能力呈正相关(Bowler.C,etal,1992;See1.W.E,etal,1992;See1.W.E,etal,1998)).转基因实验也证实SOD确有提高某些植物抗旱能力的作用.采用不同的转运肽以烟草Mn—SOD的cDNA转化苜蓿,过量表达SOD使其中SOD含量明显升高,经3年大田种植实验证实,转基因植株的产量和对干旱胁迫的抗性也显着增强(Mckersie.B.D,etal,1996).但是,Meke~ie指出不能简单地认为所观察到的现象就是因为导人Mn—SOD而引起的,比较合理的解释是在所产生的过氧化物作用下,整个胁迫防御系统的功能提高了(Meke~ie.B.D,etal,1996),因为另有实验证明其它一些赋予胁迫忍耐的基因表达同时也得以提高(Meke~ie.B.D,etal,1996).在活性氧清除过程中,SOD常常与过氧化氢酶(CA T)或过氧化物酶(POD)协同作用,SOD主要清除超氧自由基,而过氧化氢酶和氧化物酶则清除随后产生的过氧化物(Holmberg.N,etal,1998).CAT是一具有高效而低亲和性的,可将SOD的作用产物进一步转化为H20和分子氧的植物脱毒蛋白.转入反义结构使植株CA T活性下降为野生型酶活性的1000,同时,植株对各种胁迫导致的次级氧化伤害防御能力也明显下降(WiHekens.H,etal,1997).谷胱甘肽还原酶(GR)是一类黄素蛋白氧化还原酶,除了叶绿体谷胱甘肤还原酶外,还有线粒体和细胞质谷胱甘肤还原酶.GR的同工酶在结构,组成及性质上都存在一定的差异,而且在不同的环境条件诱导下,在植物对不同胁迫环境的响应中发挥不同的作用(Doulis.A.G,1993;Foyer.C.H,etal,1995).这些研究使我们对于这些酶在植物中的角色有了较为深入的认识,并且很多实验清楚地显示提高植物体内的自由基清除系统可以部分防护由氧化造成的损伤,这表明这个策略可以用于提高植物的耐盐性.6钙调磷酸酶钙调磷酸酶(ealeineurin)是Ca2+/CaM依赖性的异源二聚体蛋白磷酸酶,它属于pp2B类.钙调磷酸酶的A亚基为保守性不强的催化亚基,B亚基为调节亚基.研究表明,内向K+通道蛋白磷酸化后被激活,钙调磷酸酶使通道蛋白去磷酸从而阻止K+进入细胞.钙调磷酸酶正是通过抑制Na+内流或其它阳离子进入细胞质从而提高植物耐盐性.由于钙调磷酸酶有抑制阳离子通道蛋白的功能,其研究日益受到人们重视.最初认为,钙调蛋白(CaM)是唯一的B类亚基.对植物细胞的早期研究表明,各种CaM差异性不大,最多只有1～2个序列变化,因此认为植物信号转导过程中脱磷酸的特异性属于某些独特的钙信号.事实上,众多的激素,生理生化变化,胁迫信号等都诱导了植物细胞内Ca2+浓度的瞬时提高.在产生高Ca2+浓度的瞬间,每一个信号都诱导了独特的信息通路.而且,与动物细胞不同,植物细胞包含许多CaM的同工型.据目前的记录,小麦已有l3种CaM,它们在小麦细胞的定位,表达和分布的特殊性赋予了至少13种钙调磷酸酶活性.同时,钙调磷酸酶B亚基增加了特异钙调磷酸酶活性的潜在数目.B亚基与CaM可交替地调节钙调磷酸酶活性(Trewavas.A,1999).对植物钙调磷酸酶B亚基的认识一直是个谜.直到最近,Kudla等(Kudla.J,etal,1999)从拟南芥中得到了一种类似钙调磷酸酶B亚基的蛋白质(AtCBL1),它由213个氨基酸残基组成,分子量为22.5kD,与CaM的相关序列相似性较低.AtCBL1与来自小鼠的钙调磷酸酶B亚基有32%一致,56%相似,也有Ca2+结合模体(motif).通过酵母双杂交系统证明,AtCBL1与小鼠的钙调磷酸酶A亚基能相互作用,并能够恢复酵母钙调磷酸酶B亚基突变体的盐耐受性.在拟南芥盐胁迫反应中,AtCBL1表达量增加,提高了拟南芥的抗逆性,表明AtCBL1在植物胁迫反应中充当了调节亚基的作用.与酵母钙调磷酸酶B亚基相似,AtCBL1的N端也有一段保守的豆蔻酰化位点,通过豆蔻酰转移酶可使钙调磷酸酶附着在膜上,这更让人确认钙调磷酸酶的一个功能:通过位于质膜上的通道调节内向K+,Na+的流动.CaM也附在质膜上,它可能对钙调磷酸酶起着辅助作用.酿酒酵母钙调磷酸酶A亚基由N端的催化核心,免疫亲和素及免疫抑制剂作用区,CaM结合区和自我54?绵阳师范学院(自然科学版)第29卷抑制区构成.其催化核心包括B亚基结合区.然而,关于植物钙调磷酸酶A亚基仍不清楚.关于钙调磷酸酶的功能,Mendoza等(Mendoza.I,,etal,1996)曾对酿酒酵母做出了以下结论:钙调磷酸酶是调节Na+,H+和Mn2+耐受的Ca2+依赖性的信号转导途径中的重要成员.钙调磷酸酶通过限制Na+进入细胞,提高Na+流出细胞,从而抑制细胞内Na+的累积.钙调磷酸酶诱导一种编码PA TP酶的基因ENA1的转录,这种位于质膜的PA TP酶是Na+流出细胞所必需的.另外,Lapinkas等(Lapinkas.P,etal,1995)认为,钙调磷酸酶还通过正调控高尔基体和液泡膜上的P型离子泵及负调控液泡H+/Ca2+交换器而参与胞内Ca2+的平衡.由于钙调磷酸酶是酵母盐耐受信号转导中不可缺少的成分,这个信号转导途径通过调节Na+流入和流出而影响NaCL耐受性,所以已有学者开始了转钙调磷酸酶基因植物的研究.Pardo等(Paxdo.J,eta/,1998)利用酵母细胞的剔除了CaM结合区和自我抑制区的钙调磷酸酶A亚基基与完整B亚基基因共转化烟草,得到了有高度表达钙调磷酸酶活性的转基因烟草,明显提高了烟草对盐胁迫的耐受性.同时还提。

植物含跨膜域RING E3泛素连接酶研究进展

植物含跨膜域ＲＩＮＧＥ３泛素连接酶研究进展孙林静　张融雪　苏京平　王胜军　佟　卉　刘燕清　孙　癑（天津市农作物研究所，天津３００３８４）［摘　要］　Ｅ３泛素连接酶（ｕｂｉｑｕｉｔｉｎｌｉｇａｓｅｅｎｚｙｍｅ）能识别底物蛋白并将其泛素化，导致底物蛋白通过２６Ｓ蛋白酶体进行降解，是调节蛋白水平的重要因子。

植物Ｅ３泛素连接酶在调控激素响应、参与形态建成、抗病防御反应和非生物胁迫响应方面起着重要作用。

ＲＩＮＧ（ＲｅａｌｌｙＩｎｔｅｒｅｓｔｉｎｇＮｅｗＧｅｎｅ１）家族是含环指结构（ＲＩＮＧｆｉｎｇｅｒｄｏｍａｉｎ）的Ｅ３泛素连接酶家族，一般定位于细胞核。

含有跨膜结构域（ｔｒａｎｓｍｅｍｂｒａｎｅｄｏｍａｉｎ，ＴＭＤ）定位于膜的ＲＩＮＧＥ３泛素连接酶（ＴＭＤ－ＲＩＮＧ）是该家族中较为特殊的亚家族。

通过对植物中含有跨膜域ＲＩＮＧＥ３泛素连接酶的研究进展进行总结，以期为此类基因研究提供借鉴和帮助。

［关键词］　泛素；Ｅ３泛素连接酶；环指结构；跨膜域ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓｏｆＰｌａｎｔＲＩＮＧＥ３ＵｂｉｑｕｉｔｉｎＬｉｇａｓｅｗｉｔｈＴｒａｎｓｍｅｍｂｒａｎｅＤｏｍａｉｎＳｕｎＬｉｎｊｉｎｇ　ＺｈａｎｇＲｏｎｇｘｕｅ　ＳｕＪｉｎｇｐｉｎｇ　ＷａｎｇＳｈｅｎｇｊｕｎ　ＴｏｎｇＨｕｉ　ＬｉｕＹａｎｑｉｎｇ　ＳｕｎＹｕｅ（ＴｉａｎＪｉｎＣｒｏｐｓＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｔｉａｎｊｉｎ３００３８４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｅ３ｕｂｉｑｕｉｔｉｎＬｉｇａｓｅｓｒｅｃｏｇｎｉｚｅａｎｄｕｂｉｑｕｉｔｉｎａｔｅｓｕｂｓｔｒａｔｅｐｒｏｔｅｉｎｓｗｈｉｃｈｌｅａｄｔｏｓｕｂｓｔｒａｔｅｐｒｏｔｅｉｎｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｂｙ２６Ｓｐｒｏｔｅａｓｏｍｅ．Ｅ３ｕｂｉｑｕｉｔｉｎＬｉｇａｓｅｓａｒｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｆａｃｔｏｒｉｎｔｈｅｐｒｏｔｅｉｎｌｅｖｅｌｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ．ＰｌａｎｔＥ３ｕｂｉｑｕｉｔｉｎｌｉｇａｓｅｐｌａｙｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｉｎｒｅｇｕｌａｔｉｎｇｈｏｒｍｏｎｅｒｅｓｐｏｎｓｅ，ｐａｒｔｉｃｉｐａｔｉｎｇｉｎｍｏｒｐｈｏｇｅｎｅｓｉｓ，ｄｉｓｅａｓｅｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｎｄｄｅｆｅｎｓｅ，ａｎｄａｂｉｏｔｉｃｓｔｒｅｓｓｒｅｓｐｏｎｓｅ．ＲＩＮＧｆａｍｉｌｙｉｓａｃｌａｓｓｏｆＥ３ｕｂｉｑｕｉｔｉｎｌｉｇａｓｅｆａｍｉｌｙｗｉｔｈＲＩＮＧｆｉｎｇｅｒｄｏｍａｉｎ，ｇｅｎｅｒａｌｌｙｌｏｃａｔｅｄｉｎｔｈｅｎｕｃｌｅｕｓ．ＴｈｅＲＩＮＧＥ３ｕｂｉｑｕｉｔｉｎｌｉｇａｓｅｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｔｈｅｔｒａｎｓｍｅｍｂｒａｎｅｄｏｍａｉｎ（ＴＭＤ）ｗｉｔｈｍｅｍｂｒａｎｅｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎｉｓａｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｓｐｅｃｉａｌｓｕｂｆａｍｉｌｙ．ＴｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆＴＭＤ－ＲＩＮＧＥ３ｕｂｉｑｕｉｔｉｎｌｉｇａｓｅｓｉｎｐｌａｎｔｓｗｅｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．ＩｔｉｓｈｏｐｅｄｔｈａｔｔｈｉｓｐａｐｅｒｃａｎｐｒｏｖｉｄｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅａｎｄｈｅｌｐｆｏｒｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆＥ３ｕｂｉｑｕｉｔｉｎｌｉｇａｓｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｕｂｉｑｕｔｉｎ；Ｅ３ｕｂｉｑｕｉｔｉｎｌｉｇａｓｅ；ＲＩＮＧｆｉｎｇｅｒｄｏｍａｉｎ；ｔｒａｎｓｍｅｍｂｒａｎｅｄｏｍａｉｎ基金项目：国家重点研发计划（２０１７ＹＦＤ０１００５０５）；转基因重大专项（２０１６ＺＸ０８００１００４－００２）第一作者简介：孙林静（１９７１－），女，黑龙江佳木斯人，天津市农作物研究所杂交粳稻研究中心副研究员。

盐度对三角褐指藻生长及有机质积累的影响

盐度对三角褐指藻生长及有机质积累的影响赵萍;邹宁;孙东红;邵明伟【摘要】以三角褐指藻为材料,探究盐度对该藻生长、总脂等有机质含量的影响,探讨有利于油脂生产的盐度条件.结果显示,盐度变化对三角褐指藻生物量和有机质积累均有显著影响.在盐度70‰的海水中培养的细胞,其比生长速率比正常海水盐度(35‰)培养组降低了8.2％.正常海水盐度下,生物量及总脂含量最高,分别达1.92g/L和29.98％,且总脂单位体积产量极显著(p＜0.01)地高于其他各组,藻油产量高达47.67mg· L-1·d-1.在盐度17‰时,多糖含量最高,达5.5％.在盐度70‰时,蛋白质含量最高,达17.82％.【期刊名称】《中国油料作物学报》【年(卷),期】2013(035)002【总页数】4页(P217-220)【关键词】三角褐指藻;盐度;总脂;微藻油;蛋白质;多糖【作者】赵萍;邹宁;孙东红;邵明伟【作者单位】鲁东大学生命科学学院,山东烟台,264025;鲁东大学生命科学学院,山东烟台,264025;鲁东大学生命科学学院,山东烟台,264025;鲁东大学生命科学学院,山东烟台,264025【正文语种】中文【中图分类】Q949.93微藻是一类古老低等，在陆地、海洋、淡水湖泊等分布广泛的光合自养植物，能够利用无机小分子大量合成蛋白质、油脂(主要是甘油三酯)、多糖、色素等物质，使其在医药工业、食品工业、动物饲料、环境检测、环境净化、生物技术、可再生能源制造等领域具有很好的开发前景。

近年来，全球范围内的能源危机与环境问题日益加剧，与环境友好的可再生能源成为各国研究者们关注的焦点。

生物柴油是一种新兴的可再生生物质能，硫化物等有害气体排放量低，生物降解率高达98%，降解速度快，且可直接添加至柴油机中使用。

生物柴油在欧美、巴西等国家已经开始部分取代化石燃料市场，生物柴油在我国的研究与应用正蓬勃发展。

传统生产生物柴油的原料多为菜籽、大豆和棕榈等油料农作物，在国家“不能与粮争地”、“不能与人争粮”、“不能与人争油”、“不能污染环境”的“四不”政策下，微藻被认为是能够替代化石燃料的最有希望和前途的原料。

盐度和无机碳对蛋白核小球藻生长、胞外碳酸酐酶活性及其基因表达的影响

盐度和无机碳对蛋白核小球藻生长、胞外碳酸酐酶活性及其基因表达的影响王玮蔚;孙雪;王冬梅;沈佳;徐年军【摘要】为探讨小球藻中碳酸酐酶对环境调控的响应规律,提高小球藻的生物量及对无机碳的利用,实验采用生化和荧光定量PCR方法研究了盐度和2种无机碳对蛋白核小球藻生长、胞外碳酸酐酶(CA)活性及3种亚型碳酸酐酶基因(ca)表达的影响.结果发现,培养至第9天时盐度15和30培养藻生长较快,盐度45藻细胞密度降为盐度15的0.83倍;CA活性随着盐度增加而降低,盐度45长时间处理酶活性降低更为明显,3种亚型ca基因表达量则随盐度升高而增加.2倍空气CO2浓度培养藻密度可达空气CO2浓度的1.23倍,但CA活性较低,第8天为空气CO2浓度组的0.41倍,α-ca和γ-ca基因表达量比空气CO2浓度组略有升高.在0 ～ 10 mmol/L HCO3-条件下,蛋白核小球藻随HCO3-含量升高生长加快,CA活性在5 mmol/L HCO3-最高,而3种亚型ca基因表达量在1 mmol/L HCO3-处理组最高.研究表明,蛋白核小球藻生长比较适合中低盐度、2倍空气CO2浓度和高HCO;处理,其CA活性可被低盐、空气CO2浓度和5 mmol/L HCO3-所诱导,而ca基因表达在高盐、2倍空气CO2浓度和低HCO3-条件下较高.【期刊名称】《水产学报》【年(卷),期】2014(038)007【总页数】9页(P920-928)【关键词】蛋白核小球藻;盐度;CO2;碳酸酐酶;ca基因【作者】王玮蔚;孙雪;王冬梅;沈佳;徐年军【作者单位】宁波大学海洋学院,浙江宁波315211;浙江省海洋生物工程重点实验室,浙江宁波315211;宁波大学海洋学院,浙江宁波315211;浙江省海洋生物工程重点实验室,浙江宁波315211;宁波大学海洋学院,浙江宁波315211;浙江省海洋生物工程重点实验室,浙江宁波315211;宁波大学海洋学院,浙江宁波315211;浙江省海洋生物工程重点实验室,浙江宁波315211;宁波大学海洋学院,浙江宁波315211;浙江省海洋生物工程重点实验室,浙江宁波315211【正文语种】中文【中图分类】S917.3海洋微藻的光合固碳量约占全球总光合固碳量的50%，是海洋碳循环系统中的重要组成部分［1］。

环境胁迫对西藏拟溞SOD、CAT活性和MDA含量的影响

环境胁迫对西藏拟溞SOD、CAT活性和MDA含量的影响魏杰;班艳丽;王媛;赵文;谢玺;李培培【摘要】采用实验生态学方法,研究了高盐(20和25)和高温(20℃和25℃)胁迫对西藏拟溞幼溞和成溞的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性及丙二醛(MDA)含量的变化.结果发现:1)在高盐胁迫下,幼溞的SOD、CAT活性增强,MDA 含量降低;成溞的SOD活性变化不明显,CAT活性和MDA含量均降低.2)在高温胁迫下,幼溞的SOD、CAT活性显著增强,MDA含量也显著增加;成溞的SOD、CAT 活性增强,MDA含量则降低.研究表明幼溞对高盐胁迫的应激能力较强,而对高温胁迫的应激能力较弱,成溞则相反.%The present study investigated the effects of salinity (20 and 25) and temperature (20℃ and 25℃) stress on activities of SOD(Superoxide Dlismutase),CAT(Catalase) and MDA(Maldondialdehyde) content in juvenile and adult of Daphniopsis tibetana Sars,by method for experimental ecology,respectively.The result showed that high concentration of salt stress treatment increased the activities of SOD and CAT and reduced MDA content in juvenile.There were no significant differences in adult SOD activity induced by high salinity stress.And the activity of CAT and MDA content were higher in experimental group (salinity 20 and 25) compared with the control group (salinity 16).High temperature stress (20℃ and 25℃) obviously increased the activities of SOD and CAT,MDA content in juvenile.While the adult under high temperature treatment showed the increase SOD and CAT activities,yet the decrease of MDA content.The results indicated that the juveniles were more tolerant to high salinity stress,less tolerant to high temperaturestress than the adults.The results were opposite in adults compared with juveniles under high salinity or temperature stress.These results provide some basic data for the research on antioxidative enzyme system in other cladocerans species under environmental stress,and scientific base for the domestication and large-scale culture of Daphniopsis tibetana Sars.【期刊名称】《生物学杂志》【年(卷),期】2017(034)003【总页数】5页(P42-46)【关键词】环境胁迫;西藏拟溞;超氧化物歧化酶;过氧化氢酶;丙二醛【作者】魏杰;班艳丽;王媛;赵文;谢玺;李培培【作者单位】大连海洋大学辽宁省水生生物学重点实验室, 大连 116023;大连海洋大学辽宁省水生生物学重点实验室, 大连 116023;大连海洋大学辽宁省水生生物学重点实验室, 大连 116023;大连海洋大学辽宁省水生生物学重点实验室, 大连116023;辽宁省海洋水产科学研究院, 大连 116023;大连海洋大学辽宁省水生生物学重点实验室, 大连 116023【正文语种】中文【中图分类】Q178.1西藏拟溞(Daphniopsis tibetana Sars，1903)是我国唯一有文献记录的拟溞属枝角类[1]，主要分布于西藏、新疆、青海等盐水水体，水温-2℃～18℃、pH 9.0～10.4、盐度2～35，水体多为碳酸盐型。

急性高盐胁迫对绿鳍马面鲀幼鱼存活、鳃组织及肝脏抗氧化能力的影响

急性高盐胁迫对绿鳍马面鲀幼鱼存活、鳃组织及肝脏抗氧化能力的影响陈莹;张广明;李凤辉;边力;陈四清;张子阳;张宇傲;朱金超;严俊丽【期刊名称】《海洋渔业》【年(卷),期】2024(46)2【摘要】为探究绿鳍马面鲀(Thamnaconus septentrionalis)在高盐胁迫下的适应能力和生理生化调控机能,设置不同盐度条件,对绿鳍马面鲀幼鱼进行96 h的胁迫实验,比较研究绿鳍马面鲀幼鱼在不同盐度下的存活率、鳃组织结构、Na^(+)/K^(+)-ATP酶活性以及肝脏抗氧化能力。

结果显示,在盐度30~35范围内,绿鳍马面鲀幼鱼的存活没有受到盐度变化影响,而盐度40以上对幼鱼存活具有显著性影响(P<0.05),幼鱼在胁迫24、48、72、96 h所对应的高盐半致死盐度LC50分别为47.062、46.279、45.886和45.736。

高盐胁迫下,与对照组相比,盐度35组中绿鳍马面鲀幼鱼的鳃组织结构无显著变化,而盐度40和45组中幼鱼的鳃组织出现了不同程度的鳃小片弯曲变粗、萎缩变短、排列紊乱、基部增生、融合以及细胞空泡化等现象。

除了丙二醛含量指标,3个盐度组的Na^(+)/K^(+)-ATP 酶活性和肝脏抗氧化能力在各胁迫时间的值均显著高于对照组(P<0.05),且大多在胁迫时间48 h时达最大值,72 h降低。

研究表明,在高盐胁迫下,绿鳍马面鲀幼鱼机体会产生一系列应激反应,其鳃组织结构会做出不同程度的适应性变化,且幼鱼存活率、鳃丝Na^(+)/K^(+)-ATP酶活性及肝脏抗氧化能力均有明显变化,绿鳍马面鲀幼鱼可适应的盐度为35,盐度40以上环境会对绿鳍马面鲀幼鱼的存活和生长产生负面影响。

研究结果可为绿鳍马面鲀的人工海水养殖和耐盐品系的选育提供基础数据和理论依据。

【总页数】11页(P206-216)【作者】陈莹;张广明;李凤辉;边力;陈四清;张子阳;张宇傲;朱金超;严俊丽【作者单位】上海海洋大学水产与生命学院;中国水产科学研究院黄海水产研究所;山东畜牧兽医职业学院【正文语种】中文【中图分类】S965.399【相关文献】1.低盐胁迫对黄鳍棘鲷幼鱼存活率、鳃ATP酶和肝脏抗氧化酶的影响2.低盐胁迫对红鳍东方鲀幼鱼肝脏的酶活性、组织结构及免疫基因表达的影响3.投喂频率对绿鳍马面鲀幼鱼生长、生理指标及肝脏hsp70基因表达丰度的影响4.镉对绿鳍马面鲀幼鱼急性毒性、肝脏抗氧化能力及组织结构的影响5.急性低盐胁迫对绿鳍马面鲀幼鱼存活、鳃组织结构及肝脏抗氧化能力的影响因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。