摘要：我国大豆对外依赖度高,加速提高大豆产量是目前亟需解决的问题。利用杂种优势是大幅提高作物产量的有效途径之一,近年来基于隐性核不育基因开发的智能雄性不育系统,为快速利用大豆杂种优势提供了可能。但是,大豆雄性不育基因研究相对滞后。本研究基于课题组大豆花器官转录组数据,筛选到在大豆早期花药中优势表达基因GmFLA22a,编码含有FAS1结构域的成束状阿拉伯半乳糖蛋白,亚细胞定位表明其可能在内质网中发挥功能。利用基因编辑技术获得Gmfla22a突变体,突变体植株在营养生长阶段与对照组相比没有明显差异,但在生殖生长阶段表现为结实率显著降低。Gmfla22a突变体花粉活力和花粉萌发率均无明显异常,组织切片并染色观察发现,突变体植株花药室壁增厚,花粉粒释放延迟、不完全,这可能是导致Gmfla22a结实率降低的原因。综上,本研究初步揭示GmFLA22a可能参与调控大豆雄性育性,为深入揭示其分子功能提供重要遗传材料,同时为大豆杂种优势利用提供基因资源和理论依据。

摘要：脱落酸(ABA)具有调节植物快速响应逆境的重要功能。植物细胞中ABA核心信号通路由ABA受体PYR1/PYLs/RCARs、A类碱性蛋白磷酸酶PP2Cs和Snf1相关蛋白激酶SnRK2s组成。活性氧(ROS)和Ca^(2+)是保卫细胞中的重要第二信使,调控ABA诱导的气孔关闭。该文对保卫细胞中核心ABA信号蛋白的调控以及ROS和Ca^(2+)介导的ABA信号转导等最新研究成果进行综述,旨在阐明保卫细胞中ABA信号调控机制。

摘要：丝状真菌表面展示技术是将表达的目的蛋白固定在丝状真菌细胞表面的一项新兴基因工程技术。丝状真菌具有极强的蛋白质分泌能力和良好的蛋白质翻译后加工能力,因而越来越多的丝状真菌表面展示技术得到开发和应用。本文就丝状真菌表面展示系统的研发和应用进展进行综述,并介绍与该系统构建密切相关的丝状真菌的细胞壁组成、锚定蛋白和遗传转化方法等技术。

摘要：大豆作为重要的油料作物,是人类优质蛋白和食用油的主要来源之一。大豆产量、种子品质和生育期性状密切相关,生育期性状主要受一系列生育期相关基因的控制。本研究以Harosoy为遗传背景创制了E1~E4不同基因组合的16种近等基因系材料,种植在河北石家庄和安徽合肥试验田,调查了生育期、品质及产量性状,以此来了解E1~E4不同突变组合对中纬度种植区域的适应性。研究结果表明,16种近等基因系材料,对光周期敏感程度不同,开花期存在差异,WT和e4单突近等基因系由于晚花晚熟、产量低,不适合在石家庄种植,而所有的近等基因系在合肥种植时均能正常成熟。E1~E4不同等位基因组合还影响株高、节间距、单株产量、品质等农艺性状。本研究发现,在长日照条件下,e3或e4单独突变可以提前开花,同时还会使大豆产生避荫反应,株高增高、节间距变大。测量种子的蛋白质、油分和蔗糖含量时发现,WT材料在较高纬度的石家庄地区种植时,种子不能正常成熟,含油量最低,而蔗糖的含量最高。整体来看,其余近等基因系的种子在石家庄地区种植时总油分、蔗糖含量高于合肥,而蛋白含量总体低于合肥地区。因此,在评估大豆品种的纬度适应性时,需综合考察生育期基因对光周期敏感性、品质和产量的影响。

摘要：转录作为遗传信息传递的关键步骤,由DNA依赖的RNA聚合酶执行。真核生物中,蛋白编码基因的转录由RNA聚合酶II(polymerase Ⅱ,Pol II)完成,Pol Ⅱ最大亚基RPB1羧基末端结构域(carboxy-terminal domain,CTD)包含特殊的串联七肽重复序列,这些序列对转录过程至关重要。本文系统回顾并总结了真核生物RPB1 CTD的序列特征、演化历程,及其在转录过程中的调控作用,特别是通过翻译后修饰的动态变化来参与调控转录和加工过程,以加深人们对真核生物基因转录的复杂调控机制的理解,并为RPB1 CTD作用机制的进一步研究提供参考和借鉴。

摘要：Ca^(2+)是植物体内重要的第二信使,当植物受到各种环境刺激时,细胞内的Ca^(2+)浓度瞬间产生变化,并被Ca^(2+)信号效应器识别,通过与下游的靶蛋白结合并调节其活性,参与调控植物各种生理活动。钙调素结合蛋白以依赖Ca^(2+)或不依赖Ca^(2+)的方式结合钙调素。对目前已经鉴定的植物钙调素结合蛋白结构特点进行了综述,并着重介绍了钙调素结合蛋白是如何参与调节植物对生物胁迫和非生物胁迫的反应,为提高作物抗病抗逆能力研究提供理论基础。

摘要：钙离子(Ca^(2+))/钙调素(calmodulin, CaM)信号参与植物生长发育和对外界刺激响应的调节。拟南芥(Arabidopsis thaliana)CaM家族共有7个基因,编码的蛋白质氨基酸序列具有高度保守性。该研究通过酵母双杂交及生物信息学分析等方法,对CaM5的2个剪接体CaM5.1和CaM5.3进行蛋白结合活性分析。结果表明,拟南芥钙调素结合蛋白(calmodulin-binding protein,CaMBP)IQM3(IQ motif-containing protein 3)能在酵母中与除CaM5.3外的CaM家族的成员结合。生物信息学分析表明,CaM5.3比CaM5.1和其他CaM亚型成员多出1个由35个氨基酸残基组成的C-末端序列(C-terminal domain,CTD),可能影响CaM5.3与IQM3结合。在CaM5.1的C-末端添加CML10的CTD,将重组蛋白与IQM3进行结合,证实CaM5.3的CTD是影响其与IQM3结合的关键序列。因此,拟南芥CaM5的不同剪接方式影响其蛋白结合活性,为研究钙调素及钙调素结合蛋白的结合活性提供参考。

摘要：独角金内酯(strigolactone,SLs)是一类新型植物激素,在植物生长发育的进程中发挥多种重要功能,包括调控植物的分枝,促进种子的萌发,以及影响根系建成等。MAX2(more axillary growth 2)是SL信号传导途径的关键调控因子,位于合成途径基因MAX1、MAX3和MAX4的下游,几乎影响独脚金内酯所控制的所有表型。近年来,MAX2多样化的功能逐步得到揭示,大量数据表明MAX2不仅仅是SL信号的重要组分,同时也参与SL和多种激素信号间的交叉互作,在植物生长发育的各个环节,以及抵御生物和非生物胁迫的反应中都发挥至关重要的作用,但具体调控机制还有待更加深入的研究。对目前已知的MAX2功能进行了总结和阐述,以期为全面揭示MAX2功能及其调控多种激素信号的交叉机制提供理论参考。

摘要：拟南芥(Arabidopsis thaliana)中IQM家族是含有IQ基序的钙调素结合蛋白家族,IQM3突变能增加主根长度,CO(CONSTANS)是光周期成花调控途径的重要成员,CO突变可缩短主根长度。该研究构建二者的双突变体研究IQM3与CO基因的遗传学关系。结果表明,新CO突变体co-12序列的第1个外显子上缺失了9个碱基ACTTGCTAG,其中含有限制性核酸内切酶Bfa I的酶切位点CTAG。建立了可鉴定该突变体的分子标记:利用Bfa I酶切跨编码区PCR产物时,野生型Col因有3个位点而得到4个片段,co-12因只有2个位点而得3个片段,CO/co-12杂合子得5个片段。在长日照下,co-12的主根长度比野生型Col短,iqm3-2的比野生型Col长,而双突变体co-12 iqm3-2的主根长度表型偏向于iqm3-2。因此,在长日照下,IQM3在CO的下游参与调控拟南芥主根长度。

摘要：大豆(Glycine max (L.) Merr.)是自花授粉作物,通过人工去雄的办法生产杂交种,不仅繁琐且成本高。雄性不育基因功能的研究是大豆杂种优势利用的前提之一,大豆雄性不育位点报道较少,定位及功能研究进展缓慢。随着大豆转基因体系的成熟及生物技术的发展,利用反向遗传学研究大豆雄性不育基因的功能变得相对容易。本研究通过转录组数据分析发现大豆中编码小G蛋白的GmARFA1a受到大豆雄性育性控制基因MS1(Male Sterile 1)和MS2的调控,公共数据库数据表明GmARFA1a在大豆未开放的花中表达量最高,而qRT-PCR数据进一步明确GmARFA1a在大豆授粉前雄蕊中优势表达。花粉萌发实验及结实率统计发现Gmarfa1a突变体花粉活力下降导致结实率受到明显抑制。本研究对GmARFA1a基因功能进行了初步解析,明确其对大豆雄性育性存在一定影响。研究结果不仅丰富了对GmARFA1a乃至ARF基因家族成员功能的认识,也为后续深入研究大豆GmARFA1a功能及大豆杂种优势利用奠定了基础。