水稻阶段性返白突变体的鉴定和候选基因分析

从粳稻品种中花11 的后代中发现了一个叶色突变体sgra, 该突变体幼苗期叶色正常, 而6~8 叶期以后新生叶白化, 随后白化叶转绿. 突变体的遗传分析表明, 该突变体表型受1 对隐性核基因控制. 利用籼粳杂交F2群体对突变位点进行了基因定位, 将其定位于水稻第11 染色体的2 个标记ID343-11 和PSM415 之间, 遗传距离分别为0.9 和1.0 cM. 随后, 利用已公布的水稻序列和SSR标记, 在两标记间发展了9 对新的标记, 进一步将SGRA基因定位在IDM-2 和RM26739 之间, 物理距离约为17.6 kb. 对野生型和突变体候选区段基因组DNA 测序分析表明, 候选基因编码一个ABC 转运蛋白.     

MFS超家族转运蛋白结构基础及转运机制

MFS(major facilitator superfamily)转运蛋白家族是目前已知的最大的膜转运蛋白家族之一.该家族膜转运蛋白广泛存在于整个生物界,其功能也与很多生命活动现象息息相关.作为膜转运蛋白,其基本功能是协助完成物质的跨膜转运.为了更好地理解MFS超家族蛋白如何实现物质的跨膜转运,科研人员致力于对其进行结构生物学研究.至今为止,总共有16个MFS超家族蛋白成员的结构得到解析.有限的结构信息可以提供一些线索,帮助我们理解跨膜物质转运的机制.本文除了介绍MFS超家族蛋白结构生物学和转运机制的研究进展外,还通过对已有结构和转运机制的介绍,实现对将来研究的展望.     

甲酸转运蛋白FocA的分子结构揭示其是以五聚体形式存在的一个通道蛋白

FocA是甲酸-亚硝酸转运蛋白家族(FNT)的一个代表性成员,在细菌、古细菌、真菌、藻类和寄生虫中负责短链酸的转运。甲酸-亚硝酸转运蛋白家族中所有成员蛋白的分子结构和转运机制都是未知的。在这项工作中,我们解析了大肠杆菌中FocA蛋白的三维晶体结构,分辨率高达2.25。这个晶体结构显示,FocA构成了一个对称的五聚体,其中每个单体包含6个跨膜螺旋片段。而且,尽管FocA与水通道蛋白Aquaporin在序列上缺乏同源性,但它们的单体整体结构却异常相似。这些结果意味着FocA应该是一个跨膜通道蛋白,而不是此前认为的转运蛋白。进一步的结构分析识别出了通道中的重要氨基酸残基,明确了通道路径,并揭示了两个对通道起收紧作用的位点。但是与水通道蛋白Aqua-porin不同,FocA对水分子并没有通透性,却允许甲酸通过。在结构生物学和生物化学方面的进一步研究为阐明FocA的通道活性机理提供了重要线索。     

植物ABCG转运蛋白功能的研究进展

高等植物中细胞器及细胞之间是由生物膜分隔开来,但在植物的生理代谢及应对逆境胁迫的过程中,细胞器及细胞之间需要大量的信号与物质的交流.多数情况下,这些跨膜交流由膜上的转运蛋白来执行,其中以ABCG亚家族为代表的ABC转运蛋白家族是一类介导多种不同类型物质的跨膜转运以完成相应功能的转运蛋白.植物比其他真核生物拥有数量更多的ABCG转运蛋白,表明植物中ABCG转运蛋白具有多样且重要的功能. ABCG转运蛋白不仅参与植物正常生长发育过程中许多物质的转运,执行诸多重要的生理功能,还广泛参与植物对干旱、重金属、温度、渗透和抗生素等非生物胁迫,以及病原菌、害虫和植物化感作用造成的生物胁迫响应过程中的信号与物质转运,说明ABCG既与植物的正常生长发育相关,也在植物抵抗逆境胁迫中发挥重要作用.本文对植物ABCG转运蛋白的结构、分类、生理功能及在抗生物与非生物逆境胁迫的功能进行系统总结,为深入了解植物ABCG转运蛋白多样化功能、研究趋势和利用植物分子育种技术对ABCG基因进行表达调控以获得具有优良特性的植物新种质提供重要借鉴和参考.     

植物类赖氨酸/组氨酸转运蛋白LHT基因家族的进化及在大豆中的功能研究

利用9种具有全基因组数据的代表植物,通过生物信息学和分子生物学的研究手段,分析了被子植物LHT基因家族的进化机制,探讨了该基因家族在大豆中的功能分化。结果表明：(1)在选取的9个被子植物代表物种中,共含有114个LHT同源基因,大豆中含有25个,内含子数目1～9。(2)进化分析表明被子植物LHT可聚为7个亚家族Ⅰ—Ⅶ,其中Ⅱ的成员最多,Ⅲ为单子植物特有;编码的大豆氨基酸数量为56～543,相对分子量为6.3×10³～57.1×10³,理论等电点为6.03～9.51,均为跨膜蛋白。(3)大豆中GmaLHT表达模式分析表明,该基因家族的表达受到根瘤菌侵染的诱导,在根瘤侵染后部分成员在根和根瘤中特异性表达。大豆GmaLHT家族基因表达模式在不同亚家族的差异化结果表明,其在进化过程中受到选择的作用。(4)GmaLHT17基因超表达植株中该基因mRNA的表达水平为对照植株的13.6倍,且超表达植株的结瘤数目较对照植株有明显的增加。     

小分子团水在鸡血红细胞膜上的转运速率

研究了小分子团水在鸡血红细胞膜上的转运速率.采用低渗水样处理鸡血红细胞悬液、倒置显微镜观察细胞吸胀过程并拍照记录,统计了显微拍摄照片中的细胞胀破率,比较了各水样在鸡血红细胞膜上的转运速率.结果表明,在低渗条件下,小分子团水在鸡血红细胞膜上的转运速率小于普通水.鸡血红细胞悬液和碳酸氢钠水溶液混合后观察细胞胀破率,发现随着p H值增大,水分子在鸡血红细胞膜上的转运速率变慢.小分子团水低渗处理效果与碳酸氢钠水溶液(较高p H值)低渗处理效果类似.在低渗条件下小分子团水在鸡血红细胞膜上的转运速率比普通水更慢,可能与小分子团水的高p H值相关.     

牡丹蔗糖转运蛋白基因PsSUT1的功能研究

蔗糖转运蛋白属于MFS家族，该家族是已知最大的转运体家族。本研究采用“TA”克隆技术，从‘洛阳红’牡丹中得到牡丹蔗糖转运蛋白基因PsSUT1,基因序列全长为1 846 bp,包含1 557 bp的开放阅读框，编码519个氨基酸。进化树分析显示该基因序列在进化过程中是保守的。蔗糖转运活性试验表明PsSUT1的表达使SUSY7/ura3酵母菌株能够在蔗糖为唯一碳源的培养基上生长，说明PsSUT1编码的蛋白具有蔗糖转运活性。亚细胞定位试验结果表明该蛋白定位于细胞膜。将PsSUT1基因异源转化拟南芥，结果表明PsSUT1转基因阳性苗与野生型拟南芥相比，地上部分干重平均增加了46.35%,株高增加了50.44%,种荚数增加了40.54%;拟南芥蔗糖耐受性检测中，PsSUT1转基因植株生长正常，根系明显比野生型拟南芥植株长，叶片发育也正常，没有花青素积累。本研究为改善盆栽牡丹生长与发育状况提供分子生物学方面的理论依据和技术支撑。     

基于SIMPROCESS的海上输送转运系统仿真建模

转运是一种重要的运输方式.针对一个来自军事实践的现实的海上输送转运问题(STS),根据问题的特点,进行了求解分析,利用SIMPROCESS仿真软件平台,研究了转运系统(STS)的仿真建模方法.仿真模型由与实体和资源有关的若干活动构成.研究表明提出的方法对一大类(比如区域)交通系统仿真建模具有实用价值.