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水通道蛋白（aquaporin）是一类广泛存在生物体中高效转运水分子的膜内在蛋白，其在生物膜上以同源或异源四聚体的形式起作用。根据序列相似性及亚细胞定位，植物水通道蛋白可分为PIP （plasma membrane intrinsic protein）、TIP（tonoplast intrinsic protein）、NIP（NOD26-like intrinsic protein）、SIP（small basic intrinsic protein）和XIP（X intrinsic protein）等5大类，其中，PIP定位在细胞膜，是介导细胞间水分跨膜运输的主要通道。橡胶树最早起源于南美亚马逊河流域，是目前天然橡胶的主要商业来源。与其他植物相比，橡胶树除蒸腾耗水外，周期性的割胶活动也会造成水分的大量流失，因此，水分平衡对于橡胶树尤为重要。为揭示橡胶树水分平衡的分子机制，采用RT-PCR技术对1个PIP类水通道蛋白基因HbPIP1;1进行克隆，并在此基础上对其编码蛋白的亚细胞定位和多聚化特征进行分析。结果显示：该基因的编码区长864 bp，预测编码287 aa，其理论分子量为30.80 kDa、等电点8.59、不稳定系数49.27、脂肪族指数22.34、总平均疏水指数为0.639，属于不稳定的疏水型碱性蛋白；蛋白含有水通道蛋白家族特有的MIP（major intrinsic protein）结构域及6个典型的跨膜螺旋，每个螺旋的残基数介于20~23之间。研究构建了基因的亚细胞定位分析载体，并采用农杆菌介导法对烟草叶片进行了瞬时转化。荧光共聚焦显微镜观察显示，HbPIP1;1蛋白定位在细胞膜，与用生物信息学手段预测的结果一致。在烟草叶片中的双分子荧光互补实验显示，HbPIP1;1蛋白自身不能互作，这进一步得到了点对点的酵母双杂交实验的证实。以上结果表明HbPIP1;1蛋白可能通过异源互作的方式参与橡胶树水分的平衡。 相似文献
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肌动蛋白细胞骨架可能在橡胶树乳管伤口堵塞过程中发挥重要作用。前纤维蛋白（profilin）是肌动蛋白动态平衡的重要调节子,但对橡胶树profilin基因家族系统研究的报道较少。通过分析橡胶树基因组和转录组数据,鉴定到6个橡胶树profilin基因,对其基本特性及蛋白保守基序、结构特征、进化关系和表达模式等进行分析。基因结构分析表明,橡胶树profilin基因都包含3个外显子2个内含子,编码的蛋白序列含有profilin蛋白特有的保守基序KYMVIQGE和VIRGKKG。进化分析显示,橡胶树profilin并未严格分为营养型和生殖型2种类型。profilin蛋白二级结构以无规则卷曲为主,三级结构均包含3个α螺旋和7个β折叠。表达分析结果显示,4个profilin基因在胶乳中高表达,橡胶树排胶和碘化钾处理调控这4个profilin基因表达,推测profilin基因参与橡胶树排胶过程。该研究结果为进一步阐明橡胶树profilin基因在乳管伤口堵塞和排胶中的作用奠定基础。 相似文献
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木质素是植物细胞壁的成分之一,其含量高低影响到细胞壁的弹性。橡胶树乳管膨压是割胶后胶乳排出的初动力,乳管细胞壁的物理性能可能是影响乳管膨压的因素之一。本研究采用QRT-PCR和RACE技术,从巴西橡胶树无性系CATAS7-33-97的乳管细胞中克隆到一个木质素合成关键酶CCo AOMT基因的同源基因,命名为HbCCoAOMT。该基因的开放阅读框为741 bp,编码1个由246个氨基酸残基组成的蛋白质。该蛋白质分子量为27.76 ku,理论等电点为5.255。实时荧光定量PCR结果表明,割胶和乙烯利处理均下调HbCCoAOMT基因在胶乳中的表达。该基因的表达量以及内层树皮的木质素含量在两个橡胶树品种(CATAS8-79和PR107)间存在显著差异。HbCCoAOMT差异表达可能影响到乳管细胞木质素含量和乳管细胞壁的物理性能。 相似文献
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橡胶树乳管分化研究主要以树皮为研究材料。本研究通过组织化学染色法、尼罗红荧光染色法、免疫组织化学法和分子生物学方法证实橡胶树叶柄来源的愈伤组织中存在乳管细胞。乳管细胞在叶柄愈伤组织中随机分布,分布模式类似橡胶树初生乳管;叶柄愈伤组织乳管细胞在发育早期时橡胶粒子较少,在发育后期时充满橡胶粒子。RT-PCR扩增出叶柄愈伤组织乳管细胞的橡胶延伸因子(REF)、小橡胶粒子蛋白(SRPP)、橡胶凝集素(hevein)和橡胶转移酶(CPT)等胶乳特异基因的转录本,经比对它们序列与所报道的橡胶树树干胶乳中表达的基因序列一致,表明橡胶树叶柄愈伤组织乳管细胞拥有树皮乳管细胞相似的功能,为叶柄愈伤组织作为一种新型的研究乳管分化的模式提供了科学依据。 相似文献
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橡胶粒子是橡胶树乳管细胞质中进行橡胶生物合成的一种特殊细胞器,其内部的主要成分橡胶烃分子,是天然橡胶的直接来源.橡胶生物合成是在橡胶粒子膜上进行的,橡胶转移酶和橡胶延长因子等是参与橡胶生物合成的重要橡胶粒子膜蛋白.它们决定着橡胶粒子的橡胶生物合成速率,并影响橡胶树胶乳产量和橡胶质量.橡胶粒子膜上存在与橡胶生物合成相关的茉莉酸和乙烯信号响应蛋白,茉莉酸、乙烯可能是通过橡胶粒子膜上的茉莉酸、乙烯信号响应蛋白对橡胶生物合成产生调控作用.从橡胶粒子的基本结构、起源和发育、橡胶粒子膜蛋白的组成和功能3个方面对橡胶粒子细胞组织学和分子生物学的研究进展进行综述.可为橡胶树产胶生理学的深入研究提供参考. 相似文献
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从橡胶树中克隆并获得磷酸甘油酸变位酶基因（HbPGAM），该基因的cDNA序列全长1 559 bp，包含长度为1 260 bp的完整开放阅读框，编码一个由419个氨基酸残基组成的蛋白，氨基酸同源性分析发现，该蛋白含有保守的磷酸变构酶组氨酸磷酸酶结构域，属于磷酸甘油酸变位酶。生物信息学分析显示，HbPGAM蛋白无导肽酶切位点，不具有跨膜结构域且为亲水蛋白，该蛋白可能在细胞质中发挥作用。实时荧光定量PCR分析表明，HbPGAM基因在分析的7种组织中均表达，但在胶乳（产胶细胞乳管的细胞质）中的表达水平最高，且该基因在胶乳中的表达受割胶影响，推测其参与橡胶树胶乳再生过程。此外，HbPGAM基因表达受部分植物激素如乙烯利ET、植物生长素2,4-D及水杨酸SA调控，但调控不明显。结果说明，胶乳再生过程中HbPGAM对胶乳糖酵解起到一定的调控作用，为全面了解橡胶树PGAM家族奠定理论基础。 相似文献
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巴西橡胶树胶乳黄色体中多酚氧化酶的活性及其橡胶粒子凝集作用的研究 总被引：1，自引：0，他引：1
橡胶粒子凝集在乳管伤口堵塞中起重要作用,研究胶乳中橡胶粒子凝集相关蛋白对于阐明乳管伤口堵塞机制具有重要的意义。对巴西橡胶树初生乳管和次生乳管胶乳黄色体中的多酚氧化酶活性进行了检测,并分析了多酚氧化酶对橡胶粒子凝集的影响。结果表明,初生乳管和次生乳管胶乳的B-乳清蛋白种类有明显差异,但B-乳清都有较高的多酚氧化酶（PPO）活性和具有明显的凝集橡胶粒子的作用。标准PPO也具有凝集橡胶粒子的效应。DTT对标准PPO的活性具有明显的抑制效果,并抑制其对橡胶粒子的凝聚作用。本研究首次证明巴西橡胶树的初生乳管和次生乳管的胶乳黄色体中都含有PPO蛋白,PPO是有效凝聚橡胶粒子的蛋白质成分之一,为深入研究乳管伤口堵塞机制奠定了基础。 相似文献
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橡胶延伸因子（REFs）是橡胶粒子上的一种主要膜蛋白,在橡胶生物合成途径中具有延伸橡胶烃和稳定橡胶粒子等重要作用。对橡胶树不同组织的转录组测序发现,HbREF3在胶乳中具有特异性的高表达,且其在HbREFs基因家族中表达水平也相对较高,仅次于表达丰度最高的HbREF1。HbREF3的开放阅读框为528 bp,编码175个氨基酸,对应的蛋白相对分子质量为19.62 kDa,理论等电点（pI）为5.28。系统进化树分析表明,HbREF3与橡胶树其他HbREFs虽均属于分组Ⅰ,但与HbREF1明显属于不同分支。HbREFs均含有REF保守结构域,但在保守motif的分布上,不同HbREFs蛋白含有保守motif数量不等,HbREF3比HbREF1多了一个motif。生信预测分析表明,该蛋白属于亲水性蛋白,无跨膜结构域,具有14个磷酸化位点。亚细胞定位分析发现HbREF3蛋白定位在内质网上,推测其可能参与橡胶粒子的形成和胶乳的再生。本研究结果为进一步阐明HbREF3基因在橡胶树胶乳再生中的作用机制奠定了基础。 相似文献
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天然橡胶产量是通过测量割胶收集从次生乳管中流出的胶乳而得到,具有连续收获和累进计产的特点,这也是目前橡胶树的产量构成性状难于剖析和橡胶树产量育种周期长且效率低的主要原因。橡胶树次生乳管分化能力是决定橡胶产量的关键因子之一,通过对幼树的次生乳管分化能力进行早期预测对于缩短橡胶树产量育种周期具有重要意义。本研究采用实验形态学技术,以不同树龄和不同次生乳管分化能力的橡胶树种质为材料,系统地分析机械伤害、割胶和茉莉酸类物质处理对其次生乳管分化能力的影响。研究发现,割胶处理相同种质的二年生幼树与八年生成龄未开割树,得到次生乳管分化能力的效应是一致的,所以使用二年生幼树就可以较好地区分出橡胶树种质间的次生乳管分化能力差异。因此,割胶处理二年生幼树的方法可以作为橡胶树次生乳管分化能力的早期评价的有效方法。这些研究结果不仅丰富了橡胶树产胶潜力的早期预测技术,而且为产胶潜力相关分子标记研发打下良好基础。 相似文献
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以一编码蛋白与拟南芥的CAB1高度相似的EST序列作为探针,通过同源搜索从橡胶树的转录组数据中电子克隆到一条长1 415 bp的cDNA,该序列包含一798 bp的ORF及47 bp的5′UTR和570 bp的3′UTR,命名为HbCAB1;在此基础上,采用PCR技术成功扩增了包括该ORF在内的915 bp的cDNA序列。序列分析表明,该基因预测编码265个氨基酸,理论分子量为28.15 ku,等电点为5.25;蛋白含有1个保守的捕光叶绿素a/b结合蛋白结构域,3个跨膜螺旋和1个C端螺旋,1个三聚化基序, 相似文献
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天然橡胶是一种用途广泛的天然高分子化合物。限制胶乳产量的因素之一是排胶持续时间,如何延长排胶持续时间一直是排胶生理和割胶技术研究的主要问题。研究发现,割胶后乳管中能产生大量的活性氧,活性氧使黄色体膜氧化破裂是导致胶乳在乳管中原位凝固的主要原因之一。硫醇是乳管细胞中的一类抗氧化剂,具有延迟胶乳凝固的作用,与排胶持续时间密切相关。因此,硫醇的代谢途径成为目前的研究热点。本文总结了橡胶树硫醇功能以及模式植物中硫醇合成关键酶基因研究进展,旨在为进一步研究橡胶树硫醇合成途径关键基因提供指导。 相似文献
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利用橡胶树胶乳EST文库克隆到一个TUA基因,命名为HbTUA1（GenBank登录号：KC333454）。该基因cDNA全长1 580 bp,其中5′UTR长45 bp,3′UTR长167 bp,编码区长1 368 bp,编码449个氨基酸。HbTUA1蛋白具有TUA类蛋白保守的GTP结合域。荧光定量PCR分析显示,HbTUA1基因在橡胶树胶乳中的表达量最高,其次是树皮和芽,而在种子和叶片中的表达量最低;在胶乳中,HbTUA1基因的表达显著受割胶和伤害诱导,在不同死皮程度的橡胶树中也存在明显差异。初步表明HbTUA1基因可能参与橡胶树胶乳再生与胁迫应答调控。 相似文献
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乙烯刺激橡胶树胶乳黄色体蛋白差异初析 总被引：1，自引：1，他引：0
巴西橡胶树(Hevea brasiliensis)胶乳中的黄色体作为乳管细胞的一种细胞器,其稳定性受乙烯刺激影响。该试验从蛋白差异角度,选取未开割胶树,应用双向凝胶电泳技术(two-dimensional gel electrophoresis,2-DE),比较在乙烯刺激与未刺激条件下,黄色体蛋白的变化情况。结果表明,按蛋白表达量变化差异3倍及以上分析,胶树在乙烯刺激24h后,上调蛋白5个,下调蛋白2个;在乙烯刺激48h后,上调蛋白7个,下调蛋白1个;综合3个处理,先上调后下调的蛋白8个;先下调后上调的蛋白2个。应用质谱技术鉴定了其中部分差异表达蛋白,并进行初步功能分析,表明未开割橡胶树胶乳黄色体受乙烯刺激后,黄色体蛋白发生不同程度复杂变化,各组处理间变化明显。 相似文献
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从巴西橡胶树中鉴定出一个泛素结合酶(UBC)基因,该基因长653 bp,最长开放阅读框504 bp,预测编码蛋白包含167个氨基酸;序列比对分析发现,该基因编码的蛋白具有一段保守的UBC结构域,与拟南芥E2成员UBC14(At3g55380)具有较高的相似性,故将该基因命名为HbUBC14。半定量RT-PCR分析结果表明,HbUBC14在巴西橡胶树胶乳中表达最高,在花药中表达最低。与健康橡胶树相比,死皮树胶乳中HbUBC14表达量明显下降。HbUBC14表达还受乙烯和茉莉酸调控。以上结果表明,HbUBC1 相似文献
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割胶显著刺激新开割橡胶树胶乳产量,前期的比较蛋白质组学的研究中,已通过双向电泳的方法分离到一个随割胶下调的葡萄糖/核糖醇脱氢酶(GRDH,glucose/ribitol dehydrogenase)。通过搜索本实验室的橡胶树EST数据库和PCR扩增得到该蛋白点对应的全长c DNA序列并命名为Hb GRDH1。序列分析显示,c DNA的编码序列(CDS)为882 bp,推测编码294个aa,分子量大小为32.2 ku,等电点为5.18,基因组序列包含4个外显子和3个内含子。通过Realtime PCR和Solexa高通量转录组测序分析发现,Hb GRDH1主要在胶乳和雌花中表达,在叶片发育稳定期呈现明显的下调表达趋势;在新开割树胶乳中,前4刀该基因表达变化不明显,而第5刀开始呈现上调表达趋势;在胶乳中,乙烯利处理对该基因表达前12 h无明显影响,在24 h时呈明显的下调表达。本研究结果有助于进一步阐明橡胶树中Hb GRDH1基因的功能,特别是其参与橡胶树胶乳再生调控的分子机理。 相似文献
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采用细胞学研究技术,以7个高产的橡胶树品种、19份低产的1981’IRRDB种质和5个高比区的橡胶树无性系为材料,分析巴西橡胶树树皮结构特征与胶乳产量的相关性。结果表明,在高产品种和低产种质间、高比区无性系间以及同一无性系的植株间,有功能次生韧皮部中的乳管列数目与有功能次生韧皮部厚度的比值都与胶乳产量显著正相关。最内层石细胞团以内的次生韧皮部中乳管列数目与次生韧皮部厚度的比值在高产品种和低产种质间以及在高比区不同无性系间与胶乳产量显著正相关,但在同一无性系的植株间与胶乳产量没有相关性。 相似文献
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运用RACE技术,从茶树新品系"1005"嫩芽中克隆出Ankyrin基因全长c DNA(2 034 bp),5′UTR和3′UTR分别为353 bp和55 bp,编码541个氨基酸,命名为CS-Ankyrin。基因全长序列在线blast比对分析结果表明,该基因与葡萄、蓖麻、可可和杨树的Ankyrin序列的一致性分别为78%、78%、77%和77%。生物信息学分析显示,CS-Ankyrin锚蛋白重复序列是由5个ANK单元组成,该蛋白是定位在质膜上起作用的跨膜疏水蛋白,但疏水性较差;系统进化树分析表明,该基因编码的氨基酸与芝麻的亲缘关系最为接近。比较CS-Ankyrin在不同发育阶段叶片的表达和EGCG含量变化结果表明,CS-Ankyrin基因在3个品系不同样品的表达趋势与其EGCG含量变化趋势一致,芽头二叶四叶;亚细胞定位试验结果表明,CS-Ankyrin蛋白定位在细胞膜上起作用。推测该蛋白可能参与EGCG的储存和跨膜运输。 相似文献
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植物磷脂酶PLDα1与伤害信号转导密切相关,是伤害诱导内源茉莉酸(Jasmonic acid,JA)生物合成的关键酶之一.橡胶树胶乳PLDα1基因(HbPLDα1)表达的研究将有助于揭示橡胶树乳管细胞JA信号转导及其调控橡胶生物合成的机制.在EST序列的基础上,通过RACE和Genome Walking方法分别克隆了橡胶树胶乳的HbPLDα1基因及其启动子序列.HbPLDα1基因的cDNA全长为2 870 bp,包含长度为2427 bp的完整开放阅读框(ORF),具有典型的植物PLDα蛋白保守功能域,与同属大戟科的蓖麻和麻风树的PLDα1基因亲缘关系最近.HbPLDα1基因启动子区域长为1 559 bp,除含有TATA box和CAAT box等基本顺式作用元件外,还存在JA和脱落酸等激素响应元件以及干旱胁迫等环境信号响应元件,这表明HbPLDα1基因的表达可能受激素和环境信号的调控,在橡胶树乳管细胞对激素和环境信号的响应过程中发挥重要作用. 相似文献