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植物通过光合作用将光能转换为化学能,捕光色素结合(LHC)蛋白与色素形成的复合体在捕获、传递和转化光能过程中发挥着重要作用,因此研究毛竹(Phyllostachys edulis)LHC基因结构及表达模式对于揭示其在毛竹光合作用中的功能具有重要意义。采用生物信息学的方法,对毛竹基因组中的LHC基因进行了系统分析。结果表明,在毛竹中共有29个LHC基因同源序列,其包含的内含子数量为0~5个。序列分析表明,29个LHC基因编码的蛋白分别属于光系统Ⅰ和光系统Ⅱ的捕光色素结合蛋白家族LHCⅠ和LHCⅡ。LHCⅠ包含5个亚家族(Lhca 1-Lhca 5),除了Lhca 4含有3个成员外其他亚家族只有1个成员;而LHCⅡ包含6个亚族(Lhcb 1-Lhcb6),每个亚家族的成员不同,其中Lhcb 1的成员最多为7个。亲疏水性预测表明,不同亚家族成员存在着一定差异。蛋白结构预测发现,29个蛋白均包含导肽和成熟蛋白,具有跨膜结构域,均包含色素结合位点;其中12个蛋白的组成以α-螺旋为主,17个蛋白的组成以随机卷曲为主。基因表达谱分析表明,大多数LHC基因主要在叶片和花序中表达,笋中略有表达,而根和鞭中几乎检测不到表达。研究结果为进一步研究毛竹LHC基因的功能奠定了基础。 相似文献
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水分胁迫对4种苗木叶绿素荧光的光化学淬灭和非光化学淬灭的影响 总被引：33，自引：2，他引：33
植物生长在极端环境下 ,能够导致光合器官的损伤 ,抑制植物的光合作用 ,如强光 (Johnsonetal.,1993)、低温 (张木清等 ,1999)和水分胁迫 (kateetal.,2 0 0 0 ;Luetal.,1999;罗俊等 ,2 0 0 0 ;王可盼等 ,1997;韦振泉等 ,2 0 0 0 )等。许多研究表明 ,光合作用受到伤害的最原初部位是与PSⅡ紧密联系的 (Weisetal.,1988;Havanetal.,1996 )。水分胁迫是抑制植物光合作用的最主要环境因子之一。研究表明 ,水分胁迫导致叶绿体光合机构的破坏 (罗俊 ,2 0 0 0 ) ,PSⅡ放氧复合物的损伤 (Luetal.,1999) ,PSⅡ捕光色素蛋白复合物 (LHCⅡa、LHCⅡ… 相似文献
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光合作用是光合生物将光能转化为化学能,并同时将无机物转化成有机物贮存在生物体的过程.现已证明光合生物对光能的吸收、传递和转化都是在光合膜上具有一定的分子排列和空间构象的色素蛋白复合体上进行的(郁飞等,2001).在高等植物体内,捕光叶绿素a/b结合蛋白基因(cab)属于光合系统基因(Raghvendra,1998),其编码的蛋白质与色素形成捕光色素蛋白复合体(LHC),是一类把能量迅速传至反应中心引起光化学反应的色素蛋白复合体,大部分的叶绿素分子都结合在光系统I(PSⅠ)和光系统Ⅱ(PSⅡ)的天然色素蛋白复合物上. 相似文献
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【目的】通过比较转水通道蛋白基因Pt PIP1;3(Gen Bank登录号:MN795092 ptopip1.3)的84K杨与野生型植株的光合作用对干旱及复水的响应,分析该过程的限制因素,以期深入了解水通道蛋白PIP1在干旱胁迫及复水过程中对CO_2导度的调节作用及其对光合作用的影响。【方法】以杂交杨84K野生型及转Pt PIP1;3基因植株为研究对象,进行重度干旱胁迫(土壤含水量达到田间持水量的35%)及复水处理,测定气体交换及叶绿素荧光各个指标,计算叶肉导度(g_m)等参数,进而分析水通道蛋白在干旱条件及复水后对CO_2导度和光合作用的调节作用。【结果】转Pt PIP1;3基因84K杨在正常浇水下净光合速率(P_n)、气孔导度(g_s)和蒸腾速率(Tr)显著高于84K野生型。干旱胁迫至第6天,野生型和转基因植株光合作用都开始下降,且转基因植株光合作用下降速度更快,至第7天降到野生型同样的水平。干旱处理的第7～10天,转基因植株和野生型植株的g_s、g_m和P_n均显著低于各自对照(正常浇水植株),光化学淬灭(q_P)、光系统Ⅱ实际光化学效率(Ф_(PSⅡ))、电子传递速率(J_(flu))、最大羧化速率(V_(cmax))和最大电子传递速率(J_(max))也显著降低,此时2种植株的光合作用都主要受到叶肉导度的限制。在复水的3天过程中,转基因植株的光合作用恢复速度更快,而且叶绿素荧光参数能够恢复到正常水平,期间光合作用主要受到叶肉导度的限制;而野生型植株的光合参数以及叶绿素荧光参数都未完全恢复,其光合作用除了受到叶肉导度的限制外,还受到光合作用中生物化学过程的限制。【结论】叶肉导度是转水通道蛋白基因及野生型84K杨干旱胁迫和复水过程中光合作用的主要限制因素。在干旱胁迫后水通道蛋白基因过表达的转基因杨树光合作用恢复迅速,包括光系统Ⅱ性能的恢复,这有助于杨树适应自然界中经常发生的阶段性干旱胁迫。 相似文献
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【目的】探讨采用薄壳山核桃花粉授粉增强山核桃果皮光合能力的分子机理,为花粉直感的深入研究奠定基础。【方法】以山核桃花粉(记为hp)和薄壳山核桃花粉(记为pp)授粉的山核桃果皮为研究材料,在山核桃果实快速膨大期(授粉后65天,65DAP),对不同花粉授粉后山核桃果皮进行转录组测序,通过对叶绿素合成、光反应、碳同化等通路的基因富集分析,结合叶绿素含量、光合速率及光合关键酶活性的变化,筛选出增强山核桃果皮光合能力的相关基因。【结果】65DAP时,pp授粉的山核桃果皮中叶绿素含量、光合速率、1,5-二磷酸核酮糖羧化酶(Rubisco)活性、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)活性分别是hp授粉的1.31倍(P=0.047)、1.12倍(P=0.000 43)、1.65倍(P=0.036)和1.23倍(P=0.001 3)。转录组测序共产生32 908条scaffolds,并从1 894个差异基因(P<0.05,foldchange>1.5倍)中筛选出66个与山核桃果皮光合相关的基因,主要富集在叶绿素合成通路及光合固碳途径中,其中叶绿素合成途径中镁螯合酶编码基因(CHLH)、镁-原卟啉单甲酯环化酶编码基因(CRD)和叶绿素b还原酶编码基因(NYC)表达量明显上调,脱酶叶绿酸编码基因(PAO)表达量则显著下降;光合碳同化途径中有16个基因以及Rubisco活化酶编码基因(RCA)和碳酸酐酶编码基因(CA)表达量均明显上调;与光保护相关的42个基因表达量也明显上调。【结论】在山核桃果实快速膨大期,薄壳山核桃花粉授粉的山核桃果皮中的镁螯合酶编码基因(CHLH)、镁-原卟啉单甲酯环化酶编码基因(CRD)、叶绿素b还原酶编码基因(NYC)、捕光蛋白编码基因(LHCⅡ)、光修复相关蛋白编码基因(PSAN、PSAB27、STN7)和38个热激蛋白编码基因(HSP)、Rubisco活化酶编码基因(RCA)以及碳酸酐酶编码基因(CA)均显著上调,表明薄壳山核桃授粉的山核桃果皮光合能力的增强与其叶绿素合成、光能捕获和碳固定等光合作用相关通路的基因表达上调有关。 相似文献
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高温对曼地亚红豆杉叶绿素荧光参数的影响 总被引：3，自引：1，他引：2
以曼地亚红豆杉(Taxus mediacv.DGS)为材料,通过测定高温胁迫下曼地亚红豆杉叶绿素荧光参数的变化,探讨高温对曼地亚红豆杉光合作用的抑制机制。结果表明,高温胁迫下,Fv/Fo、Fv/Fm、Fv’/Fm’、qP以及ΦPSⅡ和ETR都有所下降,qN以及D和E都逐渐上升。高温抑制光合作用的原因之一是导致PSⅡ反应中心活性下降,光化学电子传递速率降低,另外,高温还影响了PSⅠ和PSⅡ的激发能分配平衡。 相似文献
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GRAS家族 HAM( Hairy Meristem)亚家族是一类转录因子,对植物的生长发育和形态建成具有重要作用。利用RT-PCR和RACE技术从麻竹中得到一个HAM 同源基因,命名为DlSCL6。该基因全长2006 bp,含有5'非编码区129 bp,3'非编码区266 bp,编码区1611 bp。DlSCL6蛋白具有 LHRⅠ,VHIID,LHRⅡ,PFYRE,SAM 5个保守域,且与某些单子叶植物的 SCL6蛋白有较高的一致性,与拟南芥有部分一致性,为43%。DlSCL6基因在大肠杆菌中表达,获得分子量约为60 kDa的重组蛋白。在拟南芥中正义表达 DlSCL6基因的植株营养期延长,开花延迟,植株粗壮,莲座叶数量增加;而转反义基因的植株开花提前,植株瘦弱,且莲座叶数量明显减少。由此表明,DlSCL6基因能影响转基因植株茎端分生组织的分生状态,从而导致形态建成的变化。 相似文献
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采用抑制剂法研究盐胁迫下D1蛋白周转和叶黄素循环对桑树叶片PSⅡ功能的影响.结果表明:桑树叶片在100 mmol·L-1 NaCl胁迫下保持较高的PSⅡ反应中心的活性,具有完善的光破坏防御机制.通过硫酸链霉素(SM)抑制D1蛋白的周转和二硫苏糖醇(DTT)抑制叶黄素循环,损伤盐胁迫下桑树叶片的PSⅡ反应中心,加剧盐胁迫对桑树叶片PSⅡ反应中心的伤害,说明D1蛋白周转和叶黄素循环在保护盐胁迫下桑树叶片PSⅡ功能中发挥重要的作用,并且D1蛋白周转的保护作用大于叶黄素循环.DTT抑制盐胁迫下桑树叶片的叶黄素循环,却将PSⅡ反应中心吸收的光能大部分以无效的荧光和热能形式耗散,减缓过剩激发能对PSⅡ反应中心的伤害程度.SM处理可抑制D1蛋白周转,减弱盐胁迫下桑树叶片以叶黄素循环为主的耗散非辐射能量的能力,降低过剩激发能的热耗散程度,导致叶片中的过剩光能(1-qp)/NPQ成倍积累,造成PSⅡ反应中心大量失活.因此,SM不但可抑制D1蛋白的周转,还可增强QB的还原程度,降低电子传递链上的电子传递,PQ库容量降低,减弱依赖PQ在类囊体膜两侧建立质子梯度(△pH)的能力,从而限制依赖于△pH的叶黄素循环.因此,盐胁迫下抑制D1蛋白的周转不但降低吸收光能后用于电子传递的比例,而且会破坏叶黄素循环耗散过剩的光能,这也是D1蛋白周转对PSⅡ的保护作用大于叶黄素循环的原因之一. 相似文献
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夏季遮荫改善大田牡丹叶片光合功能的研究 总被引：24，自引：0，他引：24
利用气体交换和叶绿素荧光分析技术,研究大田牡丹叶片在自然光照和夏季遮荫处理下光合作用日变化.结果表明:自然光下夏季牡丹叶片的净光合速率(Pn)明显低于春季,2个生长季节Pn日变化差异明显,即春季的Pn日变化呈"单峰型"曲线,夏季的Pn日变化为"双峰型"曲线,有明显的光合"午休";羧化效率(CE)变化趋势与Pn相似;表观量子效率(AQY)中午降低,下午逐渐回升;光系统Ⅱ(PSⅡ)最大光化学效率Fv/Fm和最大荧光Fm日变化为倒"单峰型"曲线,中午明显降低;与夏季自然光下相比,夏季遮荫处理(遮光50%)的牡丹叶片Pn、AQY、CE升高;气孔限制值(Ls)和叶温(t1)降低;Fv/Fm和Fm中午下降幅度显著减小.这些结果说明:夏季晴天中午高温、强光下,牡丹叶片PSⅡ反应中心发生了可逆失活,PSⅡ功能下调,光合作用的光抑制明显发生,遮荫可减轻光抑制,改善光合功能以增加光合产物积累. 相似文献
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LIU Yingli GAO Zhimin PENG Zhenhua YUE Yongde . International Center for Bamboo Rattan Key Laboratory on Bamboo Rattan Science Technology of State Forestry Administration Beijing P.R. China . Research Institute of Forestry Chinese Academy of Forestry Beijing P.R. China 《中国林业科技(英文版)》2007,6(4):47-52
The light-harvesting chlorophyll a/b-protein complex plays an important role in photosynthesis of plants. A full-length cDNA of light-harvesting chlorophyll a/b （cab） gene was cloned from the first strand of Moso （Phyllostachys edulis） cDNA through RT-PCR and RACE methods, named as cabPhEIO （cab gene 10 from Ph. edulis）. The length of cab- PhEIO （GenBank accession number： EU118754） is 1 151 bp, which contains an open reading frame encoding 283 amino acids from 81st to 932nd position. The bioinformatics analysis indicated that the protein encoded by cab-PhElO had a chlorophll a/b binding domain （83rd -247th position）, two protein kinase C-phosphorylation sites, three Nmyristoylation sites and a yia A/B double helix domain.The amino acid sequence of cab-PhElO showed high similarity with the cab genes of Oryza sativa, Zea mays, Hordeum vulgare, and Vitis vinifera, more than 80%, respectively, which indicated that cab-PhElO gene belongs to lhcb5 gene family. 相似文献
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GAO Zhimin LI Lubin PENG Zhenhua .International Center for Bamboo Rattan Key Laboratory on Bamboo Rattan Science Technology of State Forestry Administration Beijing P.R.China .Research Institute of Forestry Chinese Academy of Forestry Beijing P.R.China 《中国林业科技(英文版)》2007,6(2):49-53
A fragment with about 798 bp of cab gene was amplified from the first strand of Moso （Phyllostachys edulis） cDNA through RT-PCR method, named as cab-PhE4 （cab gene 4 from Ph. edulis）. The cab-PhE4 （GenBank accession number： EF405878） gene encodes 265 amino acid. The bioinformatics analysis indicated that the protein encoded by cab-PhE4 has a chlorophyll a/b-binding domain （64th- 232nd position）, a protein kinase C phosphorylation site （33rd-35th position）, a N-myristoylation site （169th-174th position）, and an involucrin repeat （207th-216th position）. The amino acid sequence of cab- PhE4 showed high similarity with the cab genes of Zea mays, Triticum aestivum, Musa acuminata, Panax ginseng and Oryza sativa, more than 90%, respectively. 相似文献
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汽车怠速时由于不完全燃烧会产生大量的CO,如果驾驶室没有良好通风,时间稍长,CO浓度会很高,超出安全界限造成人员窒息伤亡事件。为了解决汽车驾驶室由于CO浓度多高致人伤亡问题,本文设计一种用于汽车驾驶室内CO气体检测报警装置。该报警由硬件和软件部分组成,它能够在驾驶室内CO浓度达到一定数值时发出警报——鸣笛和灯光,提醒驾乘人员采取措施,避免造成人身伤害。论文所设计的汽车驾驶室内CO报警装置经过试验验证,当空气中CO浓度达到250 mg/m^3时,2 s内发出警报,起到报警作用。所设计的CO报警器结构简单,安装方便,不影响车辆的驾驶,是一种值得推广的实用技术。 相似文献
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为给野扁桃的遗传改良和自交不亲和机制的进一步研究提供理论依据,以新疆野扁桃花药为试材,利用RT-PCR和RACE技术克隆野扁桃自交不亲和性花粉特异性决定因子编码基因SFB全长序列。采用BLAST进行序列比对,ORF Finder寻找开放阅读框,CDD分析蛋白保守结构域,Prot Param分析蛋白理化性质,TMHMM预测蛋白跨膜区,Signal P预测蛋白信号肽,Sub Loc预测蛋白亚细胞定位,SOPMA分析蛋白二级结构,DANMAN进行氨基酸多序列比对,MEGA6进行系统进化分析,Prot Fun预测蛋白功能。结果表明:克隆到的Pt SFB16基因和Pt SFB17基因属于F-box基因家族,与其它多种植物的SLF/SFB基因的序列相似度为88%,推导的氨基酸序列均具有F-box蛋白典型结构;Pt SFB16基因ORF长1 146 bp,编码381个氨基酸,Pt SFB17基因ORF长1 131 bp,编码376个氨基酸;预测2个SFB蛋白均为略显亲水性、不稳定的细胞质蛋白,二级结构均以α-螺旋,延伸链和无规则卷曲为主,SFB/SLF蛋白在蔷薇科李属植物中具有较高的系统进化一致性,种间同源性可能大于种内同源性,SFB蛋白可能的功能主要有辅助因子生物合成、能量代谢和裂合酶。 相似文献
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小热休克蛋白(sHsps_)是生物体中参与防御反应的内源细胞保护因子。为了研究球毛壳菌中(Chaetomiumglobosum)中的小热休克蛋白(AY491980)。对球毛壳菌的小热休克蛋白进行了克隆和在大肠杆菌中进行了表达。BlastX分析表明球色壳菌的小热休克蛋白与粗糙脉孢菌(Neurosporacrassa)小热休克蛋白在氨基酸上的序列同源性最高,为65%。将HSP22.4基因编码区插入原核表达载体pGEX-4T-2、构建成表达质粒pGEX-HSP。利用pGEX-HSP质粒转化大肠杆菌BL21,IPTG诱导后SDS-PAGE检测表达情况,结果发现在50kD处有一特异性融合蛋白带,与预期相符,说明HSP22.4基因已经在大肠杆菌中表达。本研究为进一步研究小热休克蛋白的功能奠定了基础。图6参15。 相似文献