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[硕士论文] 阮凤英
生物化学与分子生物学 华中农业大学 2018(学位年度)
摘要:SMC5/6复合物是广泛存在于生物体中的一种蛋白复合物,研究表明SMC5/6复合物与同源重组修复,核糖体DNA及异染色质的结构维持,端粒延伸和染色质的拓扑结构调节密切相关。SMC5/6复合物由两种SMC蛋白,SMC5和SMC6,和多个Nse亚基组成。大部分生物体内只发现Nse1-Nse4这4种亚基。近年来相继在在酵母、拟南芥和人中发现了两个新的Nse亚基,Nse5和Nse6,并发现它们调控SMC5/6与DNA损伤位点的结合并进行DNA损伤修复。在拟南芥中,Nse5和Nse6的同源蛋白分别为ASAP1和SNI1。此前有研究表明SNI1是植物获得性免疫的负调控因子,能够抑制防卫基因的表达。SNI1的双重身份表明植物的免疫反应和DNA的损伤修复存在某种关联,而SNI1在其中可能发挥着十分关键的作用。为了揭示其中的分子机理,我们决定对ASAP1-SNI1复合物进行结构生物学研究。
  本研究对ASAP1-SNI1复合物的结构生物学研究进行了初步探索:1)我们尝试在大肠杆菌中单独重组表达ASAP1和SNI1,但两者均在包涵体中且难以纯化;2)我们将SNI1与ASAP1进行共表达,成功纯化出性质良好均一的ASAP1-SNI1复合物蛋白,验证了ASAP1和SNI1的直接相互作用;3)我们对ASAPI和SNI1进行约200多种截短体蛋白筛选,确定了它们的相互作用区域,并进行约24000多个晶体条件筛选,遗憾的是暂未获得晶体。
  本研究中虽然未能获取ASAP1-SNI1复合物的晶体,但对ASAP1-SNI1的表达条件进行了优化,并确定了ASAP1-SNI1复合物的互作区域,为后续开展ASAP1-SNI1复合物结构与功能研究提供了一定基础。
[硕士论文] 王耀辉
生物化学与分子生物学 内蒙古大学 2017(学位年度)
摘要:拟南芥At3g08650被预测编码锌转运蛋白,但是没有直接的实验证据。我们将At3g08650命名为ZINC NUTRITION ESSENTIAL1(ZNE1)。为了确定ZNE1蛋白的亚细胞定位,在烟草表皮细胞内瞬时表达ZNE1-GFP(绿色荧光蛋白)融合基因。
  本研究在激光共聚焦显微镜下,通过对比发射红色荧光的细胞器标记蛋白位置,证明ZNE1定位在高尔基体。进一步将ZNE1在哺乳动物细胞HEK293T中表达,利用免疫荧光证明ZNE1存在于细胞质中。为了确定ZNE1在植物锌依赖生长中的生理功能,纯合鉴定到两个拟南芥T-DNA插入缺失突变体zne1。进一步在水培条件下,对比拟南芥野生型Col和zne1锌依赖生长表型,发现zne1在高锌水培液中表现叶片发黄的敏感表型。将完整的ZNE1编码序列整合到zne1突变体基因组可以使zne1对高锌环境的反应恢复到野生型,证明ZNE1是拟南芥适应高锌环境的必需基因。为了探索质外体Zn2+在活体叶片中的分布,我们利用离体叶片叶柄浸泡法和膜不通透性Zn2+特异性荧光染料FluoZin-3,发现在高锌处理条件下,拟南芥zne1一、二级叶脉中Zn2+浓度显著高于野生型,证明ZNE1是调节拟南芥叶子内Zn2+分布的重要基因。
[硕士论文] 石嵘
微生物 内蒙古大学 2017(学位年度)
摘要:WRKY70和LRR-RLK在许多植物中都参与了植物的抗病反应, WRKY70是植物信号传导过程中的重要成员,在植物抗病过程中发挥着重要作用,主要参与了茉莉酸(JA)与水杨酸(SA)途径,LRR-RLK可以直接或间接的识别病原物,并将信号传递下去,使植物产生一系列抗病反应。本研究在利用黑胫病菌侵染油菜的转录组测序基础上,筛选高表达及差异表达基因,结合油菜全基因组测序数据,获得WRKY70和LRR-RLK两个基因全长,为了深入了解这两个基因的信息及验证其在油菜中的抗病功能,为鉴定油菜抗病通路中重要基因的功能提供数据信息,利用生物信息学进行了序列分析,然后采用VIGS技术,将携带外源基因的cDNA导入宿主,诱发宿主同源基因沉默,来达到验证基因功能的目的。
  本研究主要内容包括:⑴根据前期用弱侵染型菌株NM-1侵染油菜得到的转录组测序结果中WRKY70和LRR-RLK基因的全长CDS序列,利用CLC SequenceViewer6推导WRKY70和LRR-RLK氨基酸序列,并对WRKY70和LRR-RLK氨基酸序列进行蛋白大小、等电点、结构域、磷酸化位点、N-糖基化位点以及疏水性分析。其中WRKY70基因CDS全长858bp,编码285个氨基酸,含有一个WRKY保守结构域,属于Ⅲ类WRKY转录因子;LRR-RLK基因CDS全长2775bp,编码924个氨基酸,含有丝氨酸苏氨酸蛋白激酶活性位点。⑵克隆WRKY70和LRR-RLK基因部分CDS序列,WRKY70片段大小为308bp,LRR-RLK基因片段大小为394bp,测序后进行序列比对,与转录组序列100%一致。⑶将成功构建的VIGS沉默载体pTRV2-WRKY70和pTRV2-LRR-RLK,转入大肠杆菌MC1061中进行菌液PCR及单、双酶切验证后,提取质粒转化农杆菌GV3101,用于侵染油菜叶片。⑷农杆菌介导的沉默载体侵染油菜叶片14d后接种黑胫病病原菌NM-1,收集4h、12h、24h、36h、48h、96h叶片,提取RNA通过qPCR检测目的基因表达量,并观察植株发病情况。结果显示,沉默植株中目的基因的相对表达量低于未沉默植株,并且沉默植株叶片的病斑较大,叶片褪绿发黄较明显。
[硕士论文] 成璐
生物工程 河北农业大学 2017(学位年度)
摘要:N-酰基高丝氨酸内酯(AHL)是由革兰氏阴性细菌分泌的一种小分子脂肪酸,由一个高丝氨酸内酯环和一条酰基侧链构成。最新研究表明其可参与调控植物的生理活动。本研究通过电生理学、药理学和生理生化技术手段分析了G蛋白信号系统及其下游信号转导组分在AHL调控植物Ca2+水平中的功能,以期阐明G蛋白介导AHL调控植物钙信号的信号转导途径及其分子机制。这将为开发高效新型生物农药奠定理论基础,对农业生产的可持续发展,减少环境污染,提高人类的生活水平具有重要的意义。
  用3OC8-HSL处理Col-0、Gα亚基突变体gpa1-4和Gα亚基过表达cGα三种基因型的拟南芥原生质体,利用膜片钳检测处理前后膜电流的变化。结果显示,用3OC8-HSL处理Col-0根原生质体时,电流增大,而处理gpa1-4的根原生质体时,电流变化不明显,处理cGα原生质体时电流增大较处理Col-0时明显,该结果说明G蛋白参与且正调控信号分子AHL引起的胞内钙离子浓度升高的生理过程。第二组试验中当用3OC6-HSL处理Col-0植株原生质体时,电流增大,而处理GPCR突变体植株gcr2-2的原生质体时,电流变化不明显,处理GPCR突变体的回复突变植株gcr2-2/GCR2原生质体时电流增大情况与Col-0相似,说明GCR2也参与且正调控信号分子AHL引起的胞内钙离子浓度升高的生理过程。
  本试验以转水母发光蛋白的拟南芥(Col-aeq)为材料,利用G蛋白激活剂霍乱毒素(CTX)和G蛋白抑制剂百日咳毒素(PTX)处理Col-aeq拟南芥,用腔肠素孵育过之后利用冷光仪检测,结果显示,只用3OC8-HSL处理过的拟南芥对照组的钙离子浓度在10s左右瞬时升高;用400ng·L-1CTX和3OC8-HSL一起处理拟南芥苗,其发光值瞬时升高的值较对照组大,其对应的钙离子瞬时升高的浓度也较高;而检测用400ng·L-1PTX与3OC8-HSL一起处理过的拟南芥苗时,其发光值一直保持在基础值水平浮动。说明G蛋白在信号分子AHL诱导胞内钙离子升高的过程中发挥着重要的正调控作用。
  本试验通过分时间段测定用3OC8-HSL处理Col-0、gpa1-4和cGα三种类型的拟南芥前后细胞内cAMP含量的变化。在用3OC8-HSL处理后的0.5h之内,Col-0与cGα内的cAMP含量增多的最为明显,且cGα内的cAMP含量增多的较Col-0内的更为明显,而gpa1-4为的cAMP含量增多的没有前两者明显。此结果同样说明G蛋白参与且正调控信号分子AHL诱导的胞内钙离子升高的过程。
[硕士论文] 张霞
风景园林学 聊城大学 2017(学位年度)
摘要:本文模拟雨雾淋溶,采用室内培养皿法研究了黄山栾树不同器官(根、茎、叶)水浸提液对4种冷季型草坪草(黑麦草、高羊茅、白三叶和翦股颖)种子萌发的影响;采用气相色谱-质谱联用技术,对黄山栾树不同器官水浸提液中的化学成分进行了分离鉴定;采用沙培法探讨了化感作用最强的黄山栾树叶片水浸提液对黑麦草幼苗生长的化感作用及其机制。
  本研究主要内容包括:⑴黄山栾树不同器官(根、茎、叶)水浸提液对受体植物的化感作用存在差异,化感强度与受体植物种类、浸提液的种类及其浓度有关。低浓度黄山栾树根、茎、叶水浸提液(≤25.00mg/mL)对4种草坪草种子的萌发基本无显著影响,高浓度(100.00mg/mL)处理大多表现出化感抑制作用。黄山栾树3种不同器官对种子萌发的化感作用强度为:叶〉茎〉根,最高浓度(100.00mg/mL)的黄山栾树叶片水浸提液对4种草坪草种子的萌发都有显著抑制作用,其中白三叶和翦股颖受到的化感抑制程度最大,其次为高羊茅,最小的是黑麦草。⑵运用气相色谱与质谱联用技术分离鉴定了黄山栾树根、茎、叶水浸提液中的化学物质成分。黄山栾树叶片水浸提液共鉴定出32种化合物,其中邻苯三酚相对含量最高,为57.65%。黄山栾树茎水浸提液中共鉴定出23种化合物,邻苯三酚相对含量最高。黄山栾树根水浸提液共鉴定9种物质,其中酯类物质相对含量最高。根据GC-MS检测结果,推测邻苯三酚可能是叶片水浸提液中主要的化感物质之一。⑶黄山栾树叶片水浸提液降低黑麦草、高羊茅、白三叶和翦股颖种子的吸水能力,显著提高4种草坪草种子的相对电导率,抑制草坪草幼苗胚根的伸长,降低根毛的长度和密度。⑷随着黄山栾树叶片水浸提液浓度的增加,黑麦草幼苗的干重、根系的总根长、总表面积、总体积、色素含量、可溶性蛋白、可溶性糖、吲哚乙酸和赤霉素含量均呈降低趋势,但脯氨酸,丙二醛和脱落酸的含量基本呈升高趋势。高浓度的叶水浸提液抑制黑麦草幼苗对N,K大量元素和Fe,Mn,Cu,Zn微量元素的的吸收和积累。在100.00mg/mL黄山栾树叶片水浸提液处理下,过氧化物酶和过氧化氢酶活性与对照相比显著降低。与对照相比,黄山栾树叶片水浸提液处理的黑麦草叶片细胞超微结构发生明显变化,叶绿体和淀粉粒数目减少,叶绿体体积变小,基粒片层消失,嗜锇颗粒增多,细胞膜、线粒体膜、叶绿体膜等膜结构遭受破坏。⑸根据GC-MS检测结果,采用室内培养皿法研究了邻苯三酚对4种草坪草种子萌发的影响。试验结果表明邻苯三酚降低4种草坪草种子的相对萌发率,高浓度(2.00mg/mL)邻苯三酚显著降低黑麦草幼苗叶片可溶性蛋白含量,降低过氧化物酶活性,显著提高丙二醛含量。
[硕士论文] 张睿
化学工程 广东工业大学 2017(学位年度)
摘要:中国是肉桂资源的主要供应国,从肉桂中提取的精油应用价值高、市场潜力大,但其气味刺激性、易挥发性、低溶解性须微胶囊化以改善气味及稳定性。在现行β-环糊精包合肉桂油制备包结物的方法中,液-液包埋法制备的肉桂油利用率较高,却需耗用溶剂以维持其液态,而固-液包埋法以肉桂油为液相、β-环糊精为固相,相对耗水量较少,分子扩散力薄弱,主客体接触机会相对降低,利用率不高。因此,本研究在基于克服现有技术不足之中提出β-环糊精包合肉桂油的新技术,采用气-液包埋法来提高主客分子接触机会,助气化剂辅助水蒸气蒸馏确保肉桂油在低沸点下的温度气化,以气态形式与β-环糊精饱和水溶液混合形成高利用率的包合物,可见,该气-液包埋装置为环糊精包合气化植物精油提供了一种新思路。主要结论如下:
  1、搭建肉桂油-β-环糊精包合物的微小反应装置,主要包括两个部分,一是气化部分,为水蒸气发生装置和肉桂油气化装置;二是包埋部分,为β-环糊精饱和水溶液包合气化肉桂油的包埋装置和稳定气压防止倒吸装置;确定了设备参数:水蒸气压力1.55MPa、水蒸气通入量2.5x10-8-10x10-8t,并提出了包埋植物精油的新技术——气-液包埋法。
  2、比较3种助气化剂(水、无水乙醇、丙二醇)对肉桂油的助气化效果,通过水蒸汽蒸馏法以降低肉桂油的沸点并加快其汽化速率。结果表明,助气化剂的添加可提高肉桂油的得率、缩短提取时间;单一助气化剂对提高肉桂油的回收率效果更为显著,其中助气化效果依次为:丙二醇>无水乙醇>水,回收率高达83.3%,丙二醇为肉桂油气化工艺的最佳助气化剂。
  3、采用单因素和正交实验研究了丙二醇辅助水蒸汽蒸馏肉桂油的气化工艺,确定了其最佳气化工艺的条件为肉桂油与助气化剂的配比3:2、助气化剂的浓度100%、电热套功率200W,所得肉桂油的气化得率高达83.33%。经方差分析可知电热套功率对气化得率的影响显著,而助气化剂的浓度、肉桂油与助气化剂的配比对其影响均不显著。
  4、采用气质联用技术(GC-MS)分析助气化剂的添加对肉桂油中主要化学成分的影响,发现经气化后肉桂油的纯度有所提高;在助气化剂辅助下气化的肉桂油仅含有3种高沸物;且其肉桂醛含量高达87.01%,占总含量的97%,比无添加助气化剂的肉桂醛含量多了5%左右,表明气化可二次提纯肉桂油,使其主要成分能被更好地利用,更利于提高肉桂油-β-环糊精包埋物的经济效果。
  5、以β-环糊精为壁材、气态肉桂油为芯材来探讨肉桂油微胶囊化的包埋工艺,通过单因素和正交试验,探究芯材与壁材的配比、包埋时间、包埋温度三个因素对肉桂油微胶囊包埋效果的影响,发现对肉桂油微胶囊包埋率的影响程度依次为:芯材与壁材的配比>包埋时间>包埋温度,确定了其最佳气化工艺的条件为芯材与壁材的配比为1∶8,包埋温度为90℃,包埋时间为60min,所得肉桂油包埋物的包埋率最大,为80.01%。经方差分析得知芯材与壁材的配比、包埋时间、包埋温度在所研究范围内对肉桂油包埋效果的影响均不显著。
  6、比较在最佳工艺条件下气-液包埋法和液-液包埋法(饱和水溶液法)制备肉桂油微胶囊的包埋效果,由正交实验得出,液-液包埋法的最佳工艺条件为芯材与壁材的配比1∶8、包埋温度40℃、包埋时间90min、得率64.25%;而气-液包埋法的最佳工艺条件为芯材与壁材的配比1∶8、包埋温度40℃、包埋时间90min、得率64.25%,可见气-液包埋法所制备的肉桂油微胶囊包埋率较高,且具有省时、省水的优点。
  7、以β-环糊精为壁材、气态肉桂油为芯材制备肉桂油微胶囊,外观为白色疏松状粉末,电子显微镜(SEM)观察大部分微胶囊产品为表面光滑、致密的方块状晶体,颗粒大小不一且多裂纹,具有该植物精油特有的气味,柔和而不刺鼻;而β-环糊精在SEM下观察为松散、粒径大小不一且表面充满裂纹的絮状颗粒,可见电子显微镜(SEM)适用于对其包埋物与混合干粉间的甄别。另外,采用气质联用技术(GC-MS)分析包埋物的主要化学成分的影响,发现包埋前后经气化后的肉桂精油的化学成分基本保持一致,表明包埋过程对植物精油的化学成分影响不大,包埋效果较好。
[硕士论文] 朱英秀
生物化学与分子生物学 上海师范大学 2017(学位年度)
摘要:乙烯是一种被人们熟知且广泛应用于农业生产的小分子气体植物激素。对模式植物拟南芥的分子遗传研究已建立从信号感知到转录调控的乙烯信号转导模型。乙烯信号途径的有效激活对于植物响应生长和环境信号是必需的,但乙烯信号途径的持续过度激活对植物的生长、繁殖有明显的抑制和毒害作用。目前已经发现乙烯在植物发育过程中细胞程序性死亡方面,植物应对环境胁迫及单性花性别决定过程中均发挥着重要作用。然而,乙烯调控植物育性的具体机制并不是非常清楚。为了探究乙烯对植物育性的调控机制,我们首先对拟南芥植株进行了体外乙烯施加实验。通过乙烯处理后植株表型观察,亚历山大染色以及半薄切片实验,我们发现外源乙烯施加抑制雄蕊花丝伸长,并且影响花药绒毡层和小孢子正常发育。乙烯处理后花药发育6-11期的花药绒毡层膨胀或缺失,小孢子母细胞(小孢子)降解。但是,我们发现对乙烯不敏感突变体ein2,ein3 eil1,ein3进行体外乙烯处理,没有出现乙烯处理野生型拟南芥所出现的不正常的表型。这一结果说明乙烯是通过目前公认的乙烯信号通路对拟南芥植株育性产生影响的。与此相吻合的是原位杂交实验结果显示:EIN3在花药发育的第6至8期的绒毡层及小孢子母细胞(小孢子)中均有表达,在第7期表达量最高。其次,ETR1和ERS1是重要的乙烯受体,缺失突变体etr1-7 ers1-2花药发育第7期绒毡层开始逐步出现降解状态,最终花粉呈现破碎状态,没有可育花粉,因此拟南芥花药尤其是绒毡层和小孢子母细胞(小孢子)正常发育需要乙烯精确调控。最后,转录分析表明:乙烯处理后绒毡层功能维持基因,花丝伸长基因及部分核酸酶编码基因转录水平都出现了明显的变化。我们通过ChIP和EMSA实验证实EIN3可以直接结合绒毡层功能维持基因TDF1。因此,我们的实验数据说明乙烯可能通过EIN3直接或间接调控以上几类基因的表达,进而对植物雄蕊发育进行精确地调控。
[博士论文] NUSRAT SHAHEEN
Chemistry 北京化工大学 2017(学位年度)
摘要:入侵植物可以产生有各种医药功能的代谢产物。我们实验室曾经研究建立了简单而成功的分析方法来鉴定有用的目标黄酮类成分,这是获得入侵植物的提取物中有效成分的重要一步。
  建立了制备分离十种总黄酮的方法。选择D4020树脂,因为它具有高吸附和解吸能力。根据以下优化的参数进行动态吸附/解吸过程:黄顶菊提取物浓度为2.72mg/mL,pH4.50,处理量16BV,流速2.12mL/min,水(4BV)和乙醇∶水溶液(90∶10,v/v)5BV。根据上述条件,提取物中总黄酮含量从4.30%到30%,提高了7倍,使用D4020树脂的回收率为90%。此外,对于分离3-硫酸异鼠李素和黄芪苷,通过使用树脂D4020研究其动态吸附和解吸过程。3-硫酸异鼠李素的含量8.7%,回收率74.15%,黄芪苷的含量30.8%,回收率92.2%。此外,采用制备型HSCCC分离提纯,得到96.48%的3-硫酸异鼠李素4.5mg和24.4mg纯度为98.46%的黄芪苷。
  在第二个部分中,建立了选定的溶剂体系正相与溶剂洗脱-挤出操作的两步HSCCC方法。第一步中,通过使用正己烷∶乙酸乙酯∶甲醇∶水(4∶6∶4∶6,v/v)的溶剂体系得到3.7mg没食子酸(98.87%),3.9mg没食子酸乙酯(99.55%),以及鞣花酸、乙基没食子酸酯的混合物。在第二步中,通过洗脱和挤出高速逆流色谱操作后,使用二氯甲烷-甲醇-水(4∶3∶2,v/v)进行混合物的进一步纯化。分离出3.8mg纯度为98.68%乙基没食子酸酯的和5.7mg纯度为99.7%的鞣花酸。通过高效液相色谱,超高压液相色谱-四极杆-飞行时间串联质谱法,核磁碳谱和核磁氢谱分析确认分离的酚类化合物的结构。
  在第三部分研究中,研究了分离的化合物的DPPH抗氧化以及粗提物的抗菌敏感性实验。研究表明没食予酸乙酯的抗氧化能力好,芒果花的醇提取物可抑制多种病原菌的生长。在浓度为20mg/mL的大肠杆菌,克雷伯菌和金黄色葡萄球菌的保留带分别为13.20mm,19.80mm和23.00mm,而仙人掌显示出最显着的保留带26.00mm。因此,观察到每个测试生物体的最小抑制区(MIC)从1.00至2.50mg/mL变化。MIC值不同的原因可能是提取物中发现的各类具有生物活性的化感物质的反应机理不一样,而合成抗生素的抑制机制具有特异性和单一性。
  从研究结果中可以得到结论,上述生物活性成分的分离方法可以扩展到其他天然产物中活性物质的分离。
[硕士论文] 张秋玲
化学工程 广东工业大学 2017(学位年度)
摘要:锌铁转运蛋白(ZIP)广泛存在于植物、细菌、真菌及动物中,其成员大都具有8个跨膜结构域,在金属离子从细胞外至细胞内的转运过程中以及金属离子细胞内的运输过程中都发挥重要的作用。
  西洋菜营养丰富,具有一定的食用价值和药用价值,对癌症及慢性疾病有一定的抵抗作用。同时,西洋菜在富营养化的水体中也能良好生长,可用来净化水质。通过对西洋菜锌铁转运蛋白基因的克隆,旨在了解该基因在西洋菜生长发育过程中的生物学功能,同时分析西洋菜在不同培养条件下锌铁转运蛋白基因的表达情况,为西洋菜的合理种植和栽培奠定了一定基础。
  本文以水稻、玉米等与西洋菜亲缘关系较近的多种植物的ZIP基因保守序列设计简并引物,以西洋菜根部RNA反转录的cDNA为模板通过两步RT-PCR法扩增出西洋菜ZIP的保守序列片段,利用RACE(Rapid-amplification of cDNA ends)技术,得到完整的NoZIP1和NoZIP3基因(Nasturtium officinale R.Br.ZRT,IRT-like protein)。NoZIP1基因cDNA全长1239bp,5’-URT长53bp,3’-URT长115bp,包含完整的阅读框(54-1124bp),编码356个氨基酸。预测的多肽分子量为38.116KD,等电点为6.45。NoZIP3基因cDNA全长1454bp,5’-URT长102bp,3’-URT长323bp,包含完整的阅读框(103-1131bp),编码342个氨基酸。预测的多肽分子量为36.5199KD,等电点为7.15。氨基酸序列和结构分析显示NoZIP1和NoZIP3都为疏水蛋白,含9个跨膜区。亚细胞定位预测NoZIP1和NoZIP3分泌途径均为S型,定位在分泌通路。对NoZIP1和NoZIP3蛋白的结构域进行分析显示,NoZIP1和NoZIP3蛋白分别在第49-353位、第51-339位之间是个高度保守的结构功能域,即ZIP家族成员共有的典型结构域。通过BLAST分析及系统进化树构建可知NoZIP1氨基酸序列与荠蓝相似性达90%,NoZIP3氨基酸序列与荠蓝和拟南芥等十字花科植物相似性均达到89%。
  本实验通过荧光定量PCR检测不同培养条件下西洋菜根和叶中锌铁转运蛋白的表达情况,试验结果显示在根和叶中,不同锌铁离子浓度下NoZIP1和 NoZIP3的表达模式略有差别,但都能受到缺锌和缺铁的胁迫而诱导表达。
  用酵母菌功能互补实验表明,NoZIP3可以互补锌缺陷型酵母菌的功能,但不能互补铁缺陷型酵母菌的功能。表明该基因能转运锌,但不能转运铁。
[硕士论文] 康亚男
化学工程 广东工业大学 2017(学位年度)
摘要:介于化学合成防腐剂的诱癌性、致畸性和易引起食物慢性中毒等安全性问题,植物精油作为天然防腐保鲜剂得到广泛应用。肉桂精油,作为植物香辛料重要的组成,具有较好的清除自由基、抗氧化、抗菌活性,但其主要成分在空气中容易被氧化,遇到热和光时很不稳定,加之容易挥发的缺点大大限制了肉桂精油的广泛应用。本文采用高压均质法,以变性淀粉(辛烯基琥珀酸淀粉酯)为水相,肉桂精油为油相探究在不同工艺参数下,得到颗粒大小均匀的肉桂精油纳米乳液。并探究纳米乳液在不同食品体系的防腐保鲜功效,以期能够为肉桂精油精细化利用提供一定的理论基础。主要研究内容和结果如下:
  1、采用高压均质法制备肉桂精油纳米乳液,以乳液颗粒直径大小为指标,通过单因素试验确定了均质压力、均质循环次数、变性淀粉百分比三个对乳液制颗粒直径影响较大的因素,正交试验设计进一步优化制备工艺。结果表明:影响纳米乳液颗粒大小因素主次为压力值>次数>质量百分比。在辛烯基琥珀酸淀粉酯质量百分比占20%, MCT:肉桂精油=3:1,均质压力100MPa,均质循环次数6次条件下得到颗粒大小在90~120nm、稳定性好,呈牛顿流体特性的肉桂精油纳米乳液。在添加助表面活性剂中链脂肪甘油之后,油水之间形成更稳定界面膜,缓解了奥氏熟化。使其低温下保存25天,乳液颗粒仍可以保持在纳米级别,肉桂精油保留率达到75%。通过对乳液中肉桂精油化学成分的检测发现,变性淀粉能有效地将精油成分稳定在乳液颗粒中,高压均质对精油的主要成分含量影响较小。
  2、采用气相色谱-质谱法分析肉桂精油纳米乳液中肉桂精油总含量为93%,再用峰面积归一法计算各组分的相对百分含量,在贮存期内其主要成分的变化如下:肉桂醛含量随时间延长而减少,15天可保留在72%,其他成分变化不明显。采用光学显微镜对新制备肉桂精油纳米乳液进行观察:第1天到第10天,颗粒均匀分布且大小无变化,直到15天,纳米乳液发生些许凝聚现象,但颗粒依然保持在150nm以内。肉桂精油纳米乳液对9种常见食品腐败菌抑菌效果表明,大肠杆菌、沙门氏菌、黑曲霉、黄曲霉和酿酒酵母对肉桂精油纳米乳液较敏感,抑菌圈大小与纯肉桂精油处理的效果相当。对枯草芽孢杆菌和酿酒酵母制作生长曲线发现,肉桂精油纳米乳液比纯肉桂精油的抑菌效果更持久,且时间越长,其抑制效果更明显。可能是由于肉桂精油经乳化后,贮存性能显著提高,在培养基中乳液结构起到了控制释放精油的效果,从而延长了抑菌时间。
  3、将肉桂精油纳米乳液应用于以水分为主的西瓜、以碳水化合物为主的生鲜面、以脂类为主的猪肉和以蛋白质为主的豆腐食品的保鲜贮存,比较肉桂纳米乳液在不同食物的防腐保鲜效果。结果显示,相对于相同浓度的纯精油处理的对照组,经肉桂精油纳米乳液处理后的西瓜汁、生鲜面、猪肉、豆腐,其菌落生长速率均有明显的被抑制现象,尤其对西瓜汁、豆腐等水分含量高或低脂类食品的抑菌效果显著,在第3天到第5天之间菌落基本无明显增长,直到第5天保持在108CFU/mL级数以下。经肉桂精油纳米乳液处理后食品的质构体系参数均呈稳定的变化区间更小的状态,在一定时间内可抑制食物变质速度。
[硕士论文] 陈敦富
生物化学与分子生物学 延边大学 2017(学位年度)
摘要:目的:从天然环境中筛选高胆固醇氧化酶活性的菌株,对其进行鉴定,分离酶基因,将其体外基因重组并进行蛋白质工程修饰,以提高酶活性。
  方法:(1)以胆固醇为唯一碳源,初筛含胆固醇氧化酶的菌株。将菌株接种到液体养基中进行恒温培养,对培养液上清进行硅胶薄层层析检测。选取有明显新产物斑点产生的培养液进行气相色谱-质谱检测,筛选高胆固醇氧化酶活性的菌株。通过试剂盒提取得到菌株的基因组,并进行16S rDNA序列比对,确定菌株种属。(2)选择一株菌株进行培养,细胞破碎后进行盐析、弱阴离子交换层析、疏水层析和分子筛层析,得到胆固醇氧化酶纯品。通过Edman法和羧肽酶法测得该酶氨基酸链两端的残基序列,在数据库中比对得到编码基因序列。基因通过聚合酶链式反应扩增、重组和转化导入E.coli Top10细胞并表达,对其产物进行纯化。(3)测定酶的最适pH、最适温度、有机溶剂耐受性以及底物谱等理化性质。(4)制作酶的三维模型,并与底物分子对接,根据模型选择位点进行饱和突变和表达。纯化突变体的高胆固醇氧化酶并测定其理化性质。
  结果:通过筛选得到了3株高效菌株,鉴定结果分别为Cellulosimicrobium,Stenotrophomonas sp.和Arthrobacter sp.,选择Arthrobacter sp.为研究对象,并得到胆固醇氧化酶。该酶最适pH为7,最适温度为40℃,在最适条件下Km为1.41 mM/L,酶活力为94.7 U/mg。其对N,N-二甲基甲酰胺、甲醇和二甲基亚砜表现出良好的有机溶剂耐受性。其可转化的底物包括胆固醇、β-谷甾醇、孕烯醇酮和手性化合物3,5,5-三甲基-2-环己烯-1-醇等,其中对3,5,5-三甲基-2-环己烯-1-醇几乎没有手性选择性。根据三维对接模型选择了底物结合口袋中的Glu144,Gly160和Asn164位点进行饱和突变。其中Glu144位点变为Tyr后该酶对底物3,5,5-三甲基-2-环己烯-1-醇的催化活性可以提高5倍,且对底物的手性选择性达到9.8%;Glu144位点变为Met后可使该酶对底物的手性选择性达到14.92%;Gly160位点突变为Thr后该酶对底物胆固醇的催化活性可提高565.77%。
  结论:筛选出含胆固醇氧化酶的菌株,并得到其编码基因,且成功对其进行克隆,得到表达产物并进行纯化和其理化性质分析。对该酶进行饱和突变改造,有效地提高了对特定底物的活性,提高了对底物的立体结构选择性。
[硕士论文] 柴延超
生态学 山东大学 2017(学位年度)
摘要:潮间带较高的生产力源于其较高的物质循环与能量流动速率,凋落物作为连接生命系统与无机环境的重要媒介,在维持潮间带高生产力、物质循环与能量输送等方面具有重要意义。目前,对海水中凋落物分解过程的研究却极其匮乏。本文以潮间带海水中几种常见海源性凋落物(海藻、海草)、陆源凋落物为研究对象,以实验生态学方法研究其分解过程中质量损失、相对物质组成等生物地球化学行为。主要结果如下:
  1)不同种类凋落物分解行为不同,分解描述指标因种类而差异显著;有别于陆地生态系统中传统的负指数模型,海水中凋落物分解过程中质量损失模型倾向于线性模型;水体pH与DO等参数呈明显的阶段性,即分解过程中存在耗氧期与复氧期;水体CDOM与DOC浓度变化过程可视为溶释扩散与微生物代谢的动态平衡过程;分解过程中,营养盐在水体与凋落物之间的迁移通量与时间、种类以及营养盐赋存形态等有关,微生物代谢需求与机械扩散及吸附造成了其冗杂性,有待通过同位素标志进一步精确辨析。
  2)不同的分解描述指标对混合效应的响应不同。混合效应提高了凋落物中蛋白成分的相对含量,加快了水体pH和DO的恢复速率,影响了营养盐的迁移转化状态。
  3)分解初期,对凋落物密度反应不敏感,生态效应主要受微生物主导;分解后期,随着微生物的增殖,凋落物密度对分解过程中生态效应的控制作用加强。
  4)石莼分解过程中质量损失、有机物含量、Rp值、pH和DO的变化对温度的变化不敏感;高温的影响出现在溶释阶段,溶释过程在水体积聚CDOM和DOC。
  5)凋落物质量损失不受光照的影响,但光降解有效改变了凋落物的物质结构,加速了碳水化合物的降解;光照对水体中CDOM和DOC浓度具有双重阈值作用;光照可通过影响水体微生物及微藻活性改变凋落物分解过程中水体理化性质。
  6)10μg/ml的磺胺嘧啶、氧氟沙星,壬基酚对海水中石莼分解的影响表现出等同效应;分解后期,磺胺嘧啶、氧氟沙星,壬基酚均加速了凋落物质量损失,降低了水体DOC与CDOM浓度。
  7)次级凋落物对于分解过程中营养盐迁移通量有重要作用,所占比例最高可达80-100%;次级凋落物分解过程中营养盐迁移通量对凋落物种类差异的依赖程度减弱。
  潮间带海水中凋落物对整个生态系统的物质循环和能量流动极其重要而目前相关研究极度匮乏,本文研究结果可为潮间带生态系统内部营养盐再生等机制的明确,受损潮间带治理、修复和重建等提供理论依据。
[硕士论文] 马海杰
化学工程 广东工业大学 2017(学位年度)
摘要:生鲜食品的保鲜已成为当今中国食品工业、物流企业和消费者所关注的问题;而使用防腐剂并结合冷链来控制生鲜食品腐败是当今主要的措施之一,但过量使用人工合成的防腐剂不仅会危害人类的健康,而且也对周边的环境造成一定的危害;所以寻求一种天然、安全、高效的食品防腐剂应用于生鲜食品当中是市场的迫切需求,也有着非常重要的发展前景与意义,本论文主要从以下四个部分来研究肉桂醛及其复配物的抗菌作用及其在生鲜食品中的应用。
  通过抑菌圈法定性测试肉桂醛、百里香酚、香芹酚、丁香酚、茴香脑和柠檬醛这六种单离香料对七种常见有害微生物的抑菌敏感性。同时采用直接接触法测定最小抑菌浓度和最小杀菌浓度,研究肉桂醛等六种单离香料对常见的食品腐败菌及致病菌的抗菌能力。实验结果表明:相对于细菌而言,肉桂醛对真菌抑制能力更强,尤其对黄曲霉的抑制效果最好;不同供试菌对不同单离香料的敏感度不同,其中大肠杆菌对所选单离香料的敏感度最低;百里香酚的综合抗菌能力最好,然而在试验浓度范围内,仅有肉桂醛在1000μL/L以上的浓度能将枯草芽孢杆菌杀死;总体上,这七种单离香料的抗菌活性顺序为:百里香酚>肉桂醛>香芹酚>丁香酚>茴香脑>柠檬醛。
  复配单离香料组合(肉桂醛-百里香酚)对7种供试菌均没有表现出协同增效作用,而是表现出了相加作用或者无关。但在本实验中的所有单离香料中,仅有肉桂醛占比为50%的复配单离香料在浓度为460μL/L可将枯草芽孢杆菌杀死,而枯草芽孢杆菌作为食品的热力指示菌,预示着这种复配单离香料或许可以作为非热杀菌的组合物;复配单离香料的抗菌效果远强于苯甲酸钠和山梨酸钾这两种食品防腐剂,并且这两种食品防腐剂在国标允许最大添加量的两倍添加量的情况下对这七种供试菌依然没有杀菌作用。
  复配单离香料在4℃对猪肉片的保鲜效果研究中,无论是Nisin防腐剂还是各个浓度的不同复配单离香料的添加,都能有效的缓和各项指标,并延长猪肉在4℃的货架期,其中浓度为1%的50%复配单离香料效果最好,货架期超过了12天,相比空白组,其货架期延长了7d;并且利用GC-MS检测了猪肉片中单离香料的残留量发现1%浓度下,肉桂醛更能渗透到猪肉中,另外复配有助于这两种单离香料渗透到猪肉当中发挥作用。
  复配单离香料在4℃对红提葡萄的保鲜效果研究中,各个浓度的不同配比的复配单离香料的添加使得储藏过程中葡萄的水分蒸腾减少、呼吸强度平缓、硬度和葡萄糖含量下降减缓,而对红提的可滴定酸的含量并没有多大影响,相比于添加了国标允许最大添加量下的山梨酸钾,浓度为0.1%的复配单离香料保鲜效果要差一些,但随着单离香料的浓度提高到0.5%,有较明显控制葡萄腐败的效果,而当浓度提升到1%,虽然效果有一定的提高,但并不明显;总体上看,保鲜效果最好的是80%的复配单离香料,并从经济和安全性上考虑,浓度为0.5%为最佳的添加浓度。
[硕士论文] 张楠
植物学 上海师范大学 2017(学位年度)
摘要:蓝藻NDH-1位于类囊体膜上,具有保守的“L”构型,参与了许多重要的生物能量反应,包括细胞呼吸、围绕光系统I的循环电子传递(NDH-CET)和CO2吸收,尤其在蓝藻细胞抵御高温等胁迫环境时起着至关重要的作用。NDH-1L为蓝藻NDH-1的主要类型,参与了NDH-CET和细胞呼吸。先前的研究结果表明高温能诱导NDH-1L大量表达,NDH-CET也随之增强。然而NDH-1L高热稳定性的机制尚不清楚。本文通过对集胞藻6803(Synechocystis sp. Strain PCC6803)的研究发现了一个研究 NDH-1L热稳定性的好材料----NdhM less突变体(缺失了约94%的NdhM);正常情况下突变体中NDH-1L的积累量不受影响,但在热胁迫环境下 NDH-1L在类囊体膜上的积累量减少。通过对该突变体生理、生化等方面的研究,我们发现了 NdhM维持-NDH-1L热稳定性的分子机制。
  本研究主要内容包括:⑴通过分子生物学等手段,构建了-NdhM插入突变体;通过在平板上的整合筛选分别获得了NdhM大部分缺失(NdhM less)和完全缺失(NdhM null)的两种突变体。⑵通过蓝绿温和电泳(BN-PAGE)结合蛋白免疫印迹(Western Blot)等方法,分析了野生型(WT)、NdhM less和NdhM null在正常条件下和热处理条件下其NDH-1L在类囊体膜上的积累量。结果表明仅在热下绝大部分NdhM的缺失损伤NDH-1L在类囊体膜上的积累量。通过体外实验检测用 DM热处理的WT和NdhM less的粗类囊体膜,我们进一步发现,大部分NdhM的缺失严重瓦解了NDH-1L在类囊体膜上的积累。另外,通过检测正常条件和热下WT、NdhM less和NdhM null胞质中NDH-1L的组装中间体(NAIs),我们发现大部分NdhM的缺失并不影响NAIs的组装。综上所述,我们的研究结果表明绝大部分NdhM的缺失影响了热下 NDH-1L在类囊体膜上的稳定性,从而损伤了NDH-1L在类囊体膜上的积累量。⑶为了揭示NdhM维持NDH-1L热稳定性的分子机制,对NdhM与组成NDH-1L的所有亚基进行了互作鉴定。通过酵母双杂交实验,发现NdhM仅与 NdhK存在蛋白互作。通过 GST-pull down和 Co-IP等实验进一步验证了NdhM特异性地与NdhK存在蛋白互作。此外,通过分析热胁迫环境下WT、NdhM less和ΔndhK藻株中NDH-L所参与的生理生化过程,我们发现在热胁迫条件下NdhM less表现出与ΔndhK类似的生理生化特性。以上实验结果表明NdhM极有可能是通过NdhK维持了NDH-1L在热下的稳定性。
[硕士论文] 李梦云
化学 陕西科技大学 2017(学位年度)
摘要:水蓼(Polygonum hydropiper L.)是蓼科(Polygonaceae)蓼属(Polygonum)植物。蓼科植物世界上有40属800余种,主要分布在北温带,生长于海拔450~1500米的沟边、水旁,我国有11属,约180多种,分布于南北各省;秦岭产8属,52种,6变种。蓼属植物中很多种类为我国重要的药物资源,具有活血止痛、清热解毒、散结消肿、收敛止泻、顺气解痉、通经利尿等功效,它们在抗菌、抗氧化、抗肿瘤、杀虫等方面均表现出较好的生物活性。研究发现,该属植物的化学成分主要有黄酮类、醌类、二苯乙烯类、苯丙素类、甾体类、挥发油及其他类型的化合物。为了进一步开发该属植物药用价值,本课题首次对秦岭山区的水蓼全草化学成分进行了分离鉴定,并探究了其在抑菌和抗氧化方面的生物活性。
  干燥水蓼全草13.1 kg,粉碎后用95%乙醇浸泡,蒸馏提取多次,所得粗提物经水悬浮后用石油醚、乙酸乙酯、正丁醇依次进行萃取。经过多种色谱手段以及重结晶等方法从三相有机溶剂萃取物中共分离得到15个化合物,其中从石油醚相中得到化合物1~3,乙酸乙酯相中得到化合物4~11,正丁醇相中得到化合物12~15。
  通过现代波谱技术和化合物理化性质分析鉴定分离得到的15个化合物,确定其分别为β-谷甾醇(1)、aniba dimer A(2)、豆甾-4-烯-3β,6a-二醇(3)、琥珀酸(4)、槲皮素(5)、没食子酸(6)、槲皮素-3-O-β-D-葡萄糖苷(7)、山柰酚-3-O-β-D-葡萄糖苷(8)、胡萝卜苷(9)、槲皮素-3-O-β-半乳糖苷(10)、山柰酚-3-O-β-半乳糖苷(11)、富马酸(12)、鞣花酸(13)、β-正丁基-D-塔格糖(14)、槲皮素-3-O-(2''-O-没食子酰基)葡萄糖苷(15)。其中化合物2、3、8、11~15为首次从该植物中分离得到,且化合物3、12、14为首次从蓼属植物中分离得到。
  对分离得到的化合物1、2、4~7及9~15进行抑菌活性测试,测定了其对4株细菌和9株植物病原菌真菌的抑制活性。测试结果表明,黄酮类化合物和羧酸类化合物对4株细菌和9株植物病原真菌的抑制作用相对较强,其中槲皮素和槲皮素-3-O-(2''-O-没食子酰基)葡萄糖苷对金黄色葡萄球菌的抑制作用最强,最小抑菌浓度均为31.2μg·mL-1;其他黄酮类化合物因其结构上的不同对各菌株抑制活性表现出一定的差异;化合物1、2、9和14对所测试细菌和植物病原菌均未表现出明显的抑制作用。
  对化合物5~8、10、12、13以及15进行抗氧化活性测试,以各个化合物对DPPH自由基的清除率来判断其抗氧化能力的强弱。实验结果表明,从水蓼中分离得到的槲皮素、没食子酸、鞣花酸和槲皮素-3-O-(2''-O-没食子酰基)葡萄糖苷的抗氧化活性最好,强于维生素C;其他黄酮类化合物也均有良好的抗氧化活性,但因结构上的差异抗氧化活性有所不同。由此可知水蓼中含有抗氧化活性的物质,可作为抗氧化剂进一步开发利用。
[硕士论文] 张侠
化学工程 广东工业大学 2017(学位年度)
摘要:苯甲醛(BZH)是世界上第二大香料,已广泛地应用于食品、饮料、化妆品和医药工业。随着人们对食品质量的日益关注,天然苯甲醛的需求日益增加。目前,天然苯甲醛主要通过天然肉桂油(80%肉桂醛)在水溶液中通过水解的方式制备而成。然而,肉桂油在水中的低溶解度和天然苯甲醛的低选择性限制了这种工艺的广泛使用。环糊精(CDs)是一种截锥状的低聚糖,它能模拟具有高催化活性和底物选择性的天然酶一直被应用于不同的有机反应,在过去十年中一直是研究的热点。然而,β-CD可溶于水,应固定在适当的载体上以实现其可回收性。结果表明,β-CD与载体的官能团之间的协同作用可以明显地提高肉桂醛的氧化。本文的研究将通过是设计并制备基于β-CD为功能集团的聚合物,通过载体与功能基团之间的弱相互作用的协同用于水溶液中肉桂酸的催化氧化制备天然苯甲醛。
  首先,我们通过以木质素为载体,环氧氯丙烷(EPI)作为交联剂将β-环糊精(β-CD)固定在木质素上,制备而成的β-环糊精功能聚合物(L-β-CD)。进一步通过红外光谱(FTIR)、热重分析(TGA)、扫描电子显微镜(SEM)和固态核磁共振光谱(CP-MAS-NMR)对聚合物进行表征,并将其用于催化氧化苯甲醇(BzOH)制备苯甲醛的研究。本文考察了不同的反应参数(如催化剂、催化剂用量、搅拌速度、反应温度、氧化剂和助催化剂)对催化性能的影响。在优化的工艺条件下,苯甲醇的氧化可以达到较高选择性(>99%)。最后,根据实验结论,本文提出了液固相催化氧化苯甲醇制备苯甲醛的机理,结果表明基于催化剂和载体之间的弱相互作用的协同效应在溶液条件下对苯甲醇的氧化起着非常重要的作用。该催化剂很容易循环利用和重复使用,而且反应活性和选择性不会显著降低,这在合成苯甲醛方面具有潜在的应用前景。
  其次,将L-β-CD用于催化肉桂醛制备苯甲醛的研究,对其催化性能进行考察。最佳优化条件为:肉桂醛(1 mmol),L-β-CD(30μmol/g),的 H2O2(1.05mol/L),NaHCO3(0.057mol/L),温度(60℃),搅拌转速(500rpm),反应时间(240min),苯甲醛的收率为85%。该反应条件温和,无高温高压,有利于保持苯甲醛的天然度。反应动力学表明,对比有无L-β-CD两种情况下,发现该反应都是一级反应,而L-β-CD的加入,降低了反应活化能,从而有利于肉桂醛的氧化。
  再次,我们设计并制备了β-环糊精(β-CD)功能化的多壁碳纳米管(MWCNTs-g-CD),用于在水性条件下将肉桂油氧化成天然苯甲醛。由于MWCNT与β-CD之间的协同效应使得MWCNTs-g-CD对肉桂醛的催化氧化性能的显著增加,在反应时间仅10分钟,肉桂醛转化率达到95%以及天然苯甲醛的选择性达到85%。MWCNTs-g-CD还表现出优良的可回收性,稳定性好,循环使用5次,其催化活性没有明显的降低。
  最后,我们分别以聚乙烯醇(PVA)和柠檬酸作为改性剂和交联剂,合成环糊精改性聚乙烯醇聚合物(PVA-g-CD),并用于在水溶液中将肉桂油氧化成天然苯甲醛。实验结果表明PVA-g-CD具有β-CD超分子识别的性质、柠檬酸的吸附性能以及PVA的力学性能。该工艺以PVA-g-CD相转移催化剂,以过氧化钙作为固体氧化剂,溶于水溶液,对肉桂醛氧化制备天然苯甲醛的工艺进行优化,在优化的工艺条件下,肉桂醛的转化率和苯甲醛的选择性分别达到60%和100%,反应的选择性明显高于当前水相制备天然苯甲醛的选择性。最后对反应体系的动力学及反应机理进行分析。
  本研究实现了清洁合成苯甲醛的过程,并且温和的反应条件有利于保持天然苯甲醛的天然属性,这对天然级苯甲醛的工业化生产提供参考。
[硕士论文] 郑红妍
海洋生物学 汕头大学 2017(学位年度)
摘要:热激蛋白70(HSP70,heat shock protein70)是生物体内分布最广,进化上最保守的一类热激蛋白。植物HSP70主要介入新生蛋白的折叠与成熟、受损蛋白的降解和蛋白的运输,同时HSP70在海藻的发育、抗病性及非生物胁迫的响应方面都起着重要作用。定生于中潮带和上潮带的大型海藻,周期性的经历海水和空气两种截然相反的环境条件的变化,面对失水、高渗、强光等诸多极端环境因子的强烈胁迫,而藻类有多种应对环境胁迫的保护机制,其中热激蛋白(HSPs)在藻类抗逆过程中起着重要作用。
  目前,由于大型藻类中还存在许多未证实的HSPs基因,利用生物信息学方法对HSPs基因家族进行鉴定分析。以藻类基因组为主体,统计出不同藻类中热激蛋白基因家族总数、亚家族数量,制作统计表;利用NCBI中古菌、蓝细菌、真菌、藻类、高等植物HSPs基因,以包括NCBI和大型海藻转录组(IKP计划)中的基因组(包括后生动物、维管植物、蓝细菌、卵菌、定鞭藻、轮藻、棕色藻、红藻、隐藻、灰色藻、甲藻、绿藻、褐藻基因组)为主,进行Blast,筛选目的序列,对不同热激蛋白家族,构建系统发育树,以类群(门、纲)为单位,研究不同热激蛋白家族基因的分布、起源、进化,进一步探索藻类中的HSPs的功能,为研究藻类抗胁迫机制奠定基础。
  紫菜对于抗逆胁迫的良好生物学特性,已有大量研究报道了条斑紫菜和坛紫菜两种紫菜的HSP70在抗逆胁迫过程中的转录表达情况,并推测其在抗逆过程中发挥了重要的作用。坛紫菜(Pyropia haitanensis)、长紫菜(P.dentata)和皱紫菜(P.crispata)是南方常见的野生种类,生长于中高潮带岩礁,具有较高的药用价值和经济价值。目前,已有从光合生理和生化组成上研究了三种紫菜在高温胁迫下具有不同的抗性。本文则从分子水平揭示三种紫菜的耐热机制,探究三种紫菜的耐高温能力,为紫菜的栽培生产提供科学指导。主要研究结果如下:
  1.统计不同藻类中热激蛋白基因家族总数,对不同热激蛋白家族,构建系统发育树,探究热激蛋白基因在藻类中的进化情况。
  2.为进一步探讨HSP70基因的生物学作用及其在系统进化方面的保守性,采用RACE的方法,克隆了坛紫菜、长紫菜和皱紫菜HSP70基因序列:PhHsp70、PdHsp70、PcHsp70,其基因全长分别为2152bp、2137bp、2150bp。编码区均包含1866bp,共编码621个氨基酸,与同属紫菜HSP70的氨基酸一致性达90%以上。
  3.三种紫菜分别在22℃、27℃、31℃下处理0、10min、30min、1h、6h、12h、18h、24h、35h,利用Real-time PCR技术研究在不同温度胁迫下HSP70基因的表达情况,进而去探究海藻在温度的刺激下机体耐温的相关分子机制,HSP70基因在三种紫菜中的表达水平变化趋势基本一致,均呈现先上调后下调,随后稍上调再下调的趋势。皱紫菜在31℃高温胁迫10min即可检测到表达水平显著上调至最高水平,长紫菜和坛紫菜31℃热激时均于1h表达量达到最高水平。
[博士论文] 李家寅
食品科学 浙江大学 2017(学位年度)
摘要:番茄果实的成熟是一个复杂的高度协调的过程,并受多种植物激素调控。乙烯对番茄果实成熟进程的调控研究已有很多报道。然而生长素对果实成熟调控的分子机理则研究较少。此外,在番茄成熟过程中生长素与乙烯的互作网络及其在成熟进程中发挥的作用目前仍不明确。因此本研究使用外源生长素与乙烯利处理采后绿熟期的樱桃番茄果实,并通过RNA-Seq等手段来研究生长素对番茄果实成熟过程的早期及长期影响、对果实色素代谢的影响、对番茄代谢组的影响以及果实成熟过程中生长素-乙烯互作网络。研究结果表明:
  1.外源生长素处理上调了番茄果实中生长素相关基因(15个AUX/IAA基因,4个GH3基因,1个SAUR基因)、GST基因以及胁迫相关转录因子的表达,并且提高大量抗逆性相关的基因的表达量,减轻高浓度生长素胁迫并维持细胞内生长素的动态平衡。随后,外源生长素提升了系统1乙烯合成相关基因的转录丰度,并且维持了细胞核内基因组的高甲基化水平来抑制系统2乙烯合成相关的基因的表达。同时,类胡萝卜素代谢、细胞壁降解、能量代谢等通路上的相关基因的表达水平也被抑制,最终导致果实成熟进程的推迟。此外,许多乙烯合成及信号转导途径的基因的表达模式能被外源生长素干扰;相关关系网络分析也显示生长素相关基因与乙烯相关基因之间存在显著的相关关系,这表明番茄果实成熟过程中生长素与乙烯之间存在明显的交互作用。
  2.外源生长素处理能够强烈影响番茄果实色素、总酚及总黄酮的的积累与代谢进程,但对这些物质在最终成熟的果实中的含量的影响并不明显。基因表达分析结果显示,在果实成熟的早期及中期,生长素能够显著影响色素代谢途径以及其调控相关基因的表达量,随着成熟进程的推进,生长素对这些基因的调控作用逐渐减弱甚至消失。对影响番茄果实色素积累的转录因子的表达谱分析显示SlRIN、SlCNR、SlGLK2、SlARF与SlAP2a可能参与了生长素对番茄果实色素代谢的调控,而SlGR则很可能没有参与该过程。
  3.在成熟前施加外源生长素处理能够显著改变番茄果实氨基酸、糖类及有机酸的积累过程,并且这种改变在成熟的最终阶段并不能完全恢复。番茄果实中柠檬酸、苏糖酸以及琥珀酸的含量受外源生长素处理提升,而甘氨酸与天冬氨酸的积累则被生长素抑制。
  4.乙烯处理能够通过改变生长素运输载体编码基因及生长素初级响应基因的表达模式来调节生长素的运输及信号转导过程。而生长素对乙烯代谢(ACS2,ACS4,ACS6,6个ACO基因)及信号途径中基因(ETR,EBF与ERF基因)的表达调控大多出现在处理后第7天。MAPK基因与泛素化过程相关基因的表达也受外源生长素处理影响。表明生长素对乙烯的调控机制十分复杂。此外通过表达量受生长素与乙烯共同调控的基因进行差异分析,我们还筛选出了生长素-乙烯互作的关键互作点,并建立了一个番茄成熟过程中生长素-乙烯互作的初步模型。
[博士论文] 刘秒
植物营养学 浙江大学 2017(学位年度)
摘要:镁是植物生长发育必需的营养元素之一,参与植物许多生理生化过程。然而,由于镁离子在酸性和砂质土壤中容易淋失以及与其它阳离子的拮抗作用,极易造成作物缺镁,从而影响作物的产量和品质。掌握植物的耐缺镁机制对于利用生物技术或遗传育种手段培育耐缺镁作物新品种具有重要的科学意义。本论文以模式植物拟南芥及一氧化氮(NO)、乙烯和生长素相关的突变体为材料,并结合药理学处理手段,研究了乙烯、NO和生长素调控缺镁诱导根毛发育的作用机制。主要研究结果如下:
  缺镁能够明显提高野生型拟南芥根系中根毛起始和伸长,同时能够通过增加ACC合成酶(ACS)和ACC氧化酶(ACO)、NR和NOS-L的活性,生长素转运体AUX1,PIN1和PIN2基因及蛋白的表达分别提高乙烯、NO和生长素在根系中的积累。在正常供镁条件下,乙烯前体ACC或NO供体SNP或人工合成生长素NAA处理均能提高所有被测根段根毛的发育;而在缺镁条件下,乙烯抑制剂STS或NO内源清除剂c-PTIO或生长素运输抑制剂NPA的施用均能够明显抑制缺镁诱导的根毛起始和伸长。另外,与野生型拟南芥所不同的是,缺镁诱导的根毛起始和伸长在乙烯不敏感突变体ein2-5和ein3-1,NO缺陷突变体nia1,2和noa1,生长素运输缺陷突变体aux1-7,pin1-1和pin2中均显著受阻。这些结果表明乙烯、NO和生长素均参与了缺镁诱导的根毛发育。
  基于上述结果,我们进一步研究了乙烯、NO和生长素在调控缺镁诱导的根毛发育中的相互关系。在缺镁的条件下,乙烯、NO和生长素各自之间均能通过提高根系中的ACS、ACO活性,或NR和NOS-L活性,或AUX1,PIN1和PIN2转运体的表达,相互促进它们在根系中的积累。这说明在缺镁的根系中,乙烯、NO和生长素在它们的含量提升中形成了正向的循环调控机制。我们继而研究了这种调控机制是否在缺镁诱导根毛发育中起作用。结果表明,在缺镁的条件下,乙烯能部分逆转c-PTIO对Col-0根毛起始和伸长的抑制作用,同时也显著促进了nia1,2和noa1突变体中的根毛起始和伸长;反之,NO也能部分逆转STS对缺镁Col-0根毛起始和伸长的抑制作用,并也促进了ein2-5和ein3-1突变体中的根毛起始和伸长。这表明,乙烯和NO交互式地调控了缺镁诱导的根毛发育。然而,在缺镁的条件下,虽然NAA能逆转c-PTIO或STS对Col-0根毛起始和伸长的抑制作用,也能促进ein2-5,etr3-1,nia1,2和noa1突变体中的根毛起始和伸长;但是,同样在缺镁条件下,ACC和SNP却并不影响NPA对Col-0根毛起始和伸长的抑制作用,也不能提升aux1-7,pin1-1和pin2突变体的根毛起始和伸长。这说明生长素作为乙烯和NO的下游信号分子调控了缺镁诱导的根毛发育。
[硕士论文] 史坚敏
生态学 上海师范大学 2017(学位年度)
摘要:叶片的背腹性,或者通常称为叶片正面和背面的极性,指的是两个对立的叶面,由不同的细胞类型组成,两面分别完成不同的生物学功能。前人研究表明,可能存在一种自顶端分生组织向原基起始部位运输的Sussex信号,引导叶片近-远轴模式的建立,并推测植物激素生长素有可能是Sussex信号。为了阐明植物激素生长素在叶片极性形成中的作用,本文以上海农业科学研究院培育杂交品种申粉998以及中国科学院遗传与发育生物学研究所焦雨铃课题组提供的转基因荧光番茄植株pAtPIN1:AtPIN1-GFP为实验材料,通过使用高分辨率共聚焦显微镜ZEISS公司LSM880搭载最新的AiryScan技术精细分辨出在细胞膜上PIN1蛋白的定位,完成了初始叶原基处生长素极性运输过程的实时成像。观察表明,在早期原基两侧生长素极性运输对于叶片极性建立是非常重要的,生长素极性运输抑制剂处理和使用20μm级口径玻璃针的显微切割可以引起远轴化的针状叶。远轴化针状叶的出现,可能是因为显微切割的伤口阻断了新原基两侧生长素的极性运输。本研究提供了一个生长素的极性运输在叶片近-远轴极性建立过程中的作用模型。
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