摘要: 钙依赖性蛋白激酶(calcium-dependent protein kinase,CDPK/CPK)是一类Ca2+敏感的Ser/Thr蛋白激酶,在植物生长发育和逆境胁迫响应中发挥重要作用。CDPK能够迅速感知细胞内瞬时Ca2+信号的变化,识别并磷酸化特异性底物,从而将Ca2+信号向下游传递并级联放大,广泛参与干旱、盐碱和伤害应激等逆境胁迫,调控植物生长发育以及相关基因表达、离子通道和气孔运动等。CDPK的自磷酸化会影响其酶活性以及底物的选择性。CDPK具有与多种底物结合并磷酸化的能力,除了参与呼吸暴发氧化酶同源物(respiratory burst oxidase homolog,RBOH)、丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)、植物激素等信号通路,CDPK还可以与14-3-3蛋白结合,调控植物应对逆境胁迫和促进生长发育。本研究综述了植物CDPK的发现、结构、分类及其在逆境胁迫响应中的作用等方面的研究成果,并对其未来研究方向进行展望,为农作物抗逆性遗传改良提供了基因资源和理论依据。
摘要: 水稻(Oryza sativa L.)是重要的粮食作物,其植株光合作用与肥料利用的效率是决定水稻产量的重要因素。本研究在水稻‘科辐粳7号’的辐射诱变群体中筛选到一个叶片黄化且分蘖减少的突变体,并将其命名为yllt10(yellow leaf and less tillering 10)。与野生型对照相比,该突变体叶片的叶绿素含量降低、叶绿体的结构发育异常、光合作用速率显著下降。遗传分析表明yllt10突变体的表型受单隐性核基因控制,利用图位克隆技术将YLLT10基因定位于水稻第10号染色体J4与J5两个分子标记之间,通过对该区间内的注释基因进行PCR测序,发现在yllt10突变体中CAO1/PGL基因的第1个外显子发生单碱基缺失,从而导致该基因的移码突变,是CAO1/PGL基因的一个新等位变异。此外,在不同氮素浓度种植条件下,yllt10突变体均表现出对氮素不敏感的表型。本研究表明YLLT10基因调控水稻的叶色和分蘖数,影响水稻的光合作用和产量,对该基因的功能机制研究能够为水稻高产育种提供一定的理论依据。
摘要: 三氯生(triclosan,TCS)和三氯卡班(triclocarban,TCC)作为两种高效的广谱杀菌剂被广泛使用,尤其是在新冠肺炎疫情期间,然而其二次污染造成的健康风险备受关注。TCS和TCC具有相似的母核结构和高亲脂性特点,其对环境生物的毒性效应和致毒机制的差异尚不明晰,尤其是二者的免疫毒性研究较少。本研究以脊椎动物斑马鱼为模型,比较二者在相同浓度暴露下(0.6µmol/L)的免疫毒性及其作用机制。结果发现,TCS和TCC均能导致受精后72 h (hours post fertilization,hpf)的斑马鱼受精卵孵化率低于60%,对120 hpf幼鱼的致死率分别达40%和50%,并伴有抑制体节生长、游囊关闭、心包水肿、卵黄囊肿淤积与吸收障碍等畸形,且TCC致畸程度显著高于TCS。TCS暴露刺激固有免疫细胞增殖率为20%,T细胞减少了35%,而TCC对固有免疫细胞和T细胞分化均呈抑制作用,抑制率分别为25%和60%。实时荧光定量PCR (real-time quantitative PCR,RT-qPCR)和ELISA的结果显示,TCS和TCC分别致il-1β、il-6和tnf-α炎症因子编码基因显著上调,而二者对il-10和IgM的表达呈相反趋势,且均导致C3的表达下降。皮尔逊(Pearson)相关性分析表明,发现TCS与TCC诱导的发育毒性与免疫细胞分化之间分别呈正相关和负相关,但二者均与促炎因子表达量呈正相关。GO功能和KEGG通路富集分析发现,TCS与TCC作用靶分子富集在不同的信号通路上,关键网络hub基因和富集的调控通路也有所不同。本研究为揭示TCS和TCC引发免疫毒性的不同机制提供了证据,并为二者所致健康风险的识别、预警和管理提供了理论参考。