非生物及生物胁迫下脱水蛋白研究进展
植物应答逆境胁迫分子机制的研究进展
植物应答逆境胁迫分子机制的研究进展作者：许存宾来源：《种子科技》 2018年第9期摘要：植物在生长过程中经常遭受各种胁迫因子的影响，随着分子生物学技术的发展，植物适应逆境的机制研究也从生理水平步入分子水平。
对植物应答逆境胁迫的转录组、蛋白组和调控分子机制3个方面的研究进行了概述。
关键词：植物；应答逆境胁迫；分子机制；研究进展植物经常遭受各种逆境胁迫，对生长发育造成不利影响，甚至引起死亡。
植物的逆境胁迫通常包括非生物胁迫和生物胁迫，前者主要由一定的物理或化学条件引发，如高温、干旱、冷害、高盐、重金属、机械损伤等，后者主要由各种生物因子引发，如真菌、细菌、病毒、线虫和菟丝子等引起的病虫害[1]。
植物为了适应逆境环境，会在分子、细胞、器官、生理生化等水平上作出及时调节[2～3]。
植物对逆境胁迫的响应是一个非常复杂的生命过程，其分子机制至今尚未完全阐明。
随着全球环境的日益恶化，各种逆境胁迫对植物生长发育带来的影响也日渐严重，成为制约现代农业发展的重要因素，各国学者对植物逆境应答机制的研究也投入了越来越多的力量[4]。
早期科学家们对植物在不利环境中的形态变化和生理指标变化研究较多，随着分子生物学技术的不断发展，对植物适应逆境机制的研究从生理水平进入分子水平，使得植物在逆境胁迫条件下的代谢机理研究取得了重要进展。
植物受到逆境刺激后，通过系列信号分子对相关抗逆基因和蛋白的表达进行调节，进而改变自身形态和生理生化水平来适应逆境[5]。
此研究不仅能探索生命现象的本质，而且能更好地进行分子育种和植物次生代谢产物合成研究。
本文就植物应答逆境胁迫的转录组学、蛋白组学和分子调控机制3个方面的研究进展进行了概述。
1植物应答逆境胁迫的转录组学研究进展转录组学（transcriptomics）是一门在RNA水平上研究生物体中基因转录的情况及转录调控规律的学科，即从RNA水平研究基因表达的情况。
转录组学可定量分析生物体不同组织、不同发育阶段和不同环境条件下的基因表达变化情况。
水稻响应非生物逆境胁迫的蛋白质组学研究进展
水稻响应非生物逆境胁迫的蛋白质组学研究进展王斌;姚勤;陈克平【摘要】The paper described the research advances in the proteomics for the rice response to salt stress, heavy metal stress, temperature stress, drought stress and other abiotic stress, and then forecasted their future development.%文中从盐胁迫、重金属胁迫、温度胁迫、干旱胁迫和其他非生物胁迫5个方面对水稻响应非生物逆境胁迫的蛋白质组学研究进展进行了详细地阐述,并对其未来的发展进行了展望.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2012(000)012【总页数】5页(P6989-6992,7000)【关键词】水稻;蛋白质组学;非生物胁迫【作者】王斌;姚勤;陈克平【作者单位】江苏大学生命科学研究院,江苏镇江212013;江苏大学生命科学研究院,江苏镇江212013;江苏大学生命科学研究院,江苏镇江212013【正文语种】中文【中图分类】S511水稻是一种非常重要的农作物，它为全球一半以上的人口提供了稳定的食物来源。
同时，由于水稻的基因组较小且与其他的单子叶植物具有较高的共线性，因此，水稻被看做是单子叶植物研究的模式植物［1］，其基因组测序的完成［2－3］，标志着水稻研究进入功能基因组时代。
由于基因的功能是由蛋白质来执行的，所以对蛋白质的分析是确定其对应基因功能的最有效途径，由于蛋白质组能在基因组和生命活动之间建立沟通的桥梁，所以蛋白质组学成为了功能基因组学时代重要的研究领域。
1 水稻蛋白质组学的研究概况蛋白质组学(Proteomics)是从整体水平上研究细胞内蛋白质的组成、动态变化及蛋白质之间相互作用的学科。
其研究目的是对组织或细胞内的蛋白质进行分离与鉴定，分析组织或细胞内蛋白质的组成、表达时间、表达量变化以及翻译后修饰等，从而揭示蛋白质在生命过程中的功能，阐明生物生命活动规律的分子机制［4］。
5-氨基乙酰丙酸在植物非生物胁迫中的功能研究进展
5-氨基乙酰丙酸在植物非生物胁迫中的功能研究进展作者：王雪美张力劼杨蛟刘梓涵翁莉蔡晓锋来源：《安徽农业科学》2023年第18期摘要简述5-氨基乙酰丙酸在植物上的应用，综述植物对非生物胁迫的响应和5-氨基乙酰丙酸在非生物胁迫中对植物的调节作用，包括盐胁迫、低温胁迫、干旱胁迫和重金属胁迫等方面的研究进展，并对5-氨基乙酰丙酸的研究和应用进行了展望，旨在为作物抗逆研究育种栽培提供理论依据。
关键词 5-氨基乙酰丙酸；非生物胁迫；植物中图分类号 Q 945.78文献标识码 A文章编号 0517-6611（2023）18-0029-05doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.18.007Research Progress on the Function of 5-aminolevulinic Acid in Plant Abiotic StressWANG Xue-mei，ZHANG Li-jie，YANG Jiao et al（Development Center of Plant Germplasm Resources，College of Life Sciences，Shanghai Normal University，Shanghai 200234）Abstract The application of 5-aminolevulinic acid in plants was briefly described，and the response of plants to abiotic stress and the regulation effect of 5-aminolevulinic acid on plants in abiotic stresses，including salt stress and low temperature stress，drought stress and heavy metal stress research progress were reviewed，and the research and application of 5-aminolevulinic acid were prospected ，in order to provide theoretical basis for crop stress resistance research，breeding， and cultivation.Key words 5-aminolevulinic;Acid abiotic stress;Plants自然環境中生长的植物受到环境的制约，不利的环境条件包括生物胁迫和非生物胁迫会影响植物的正常生长。
植物在非生物胁迫下代谢组学与转录组学的研究进展
植物在非生物胁迫下代谢组学与转录组学的研究进展一、本文概述随着全球气候变化的加剧，非生物胁迫如干旱、高温、盐碱等已成为影响植物生长和产量的重要因素。
为了深入理解和应对这些环境压力，植物代谢组学和转录组学的研究逐渐受到广泛关注。
本文旨在概述植物在非生物胁迫下的代谢组学和转录组学研究的最新进展，探讨这些技术在揭示植物响应非生物胁迫机制中的应用，以及未来可能的研究方向。
文章将首先介绍代谢组学和转录组学的基本概念和研究方法，然后重点分析近年来在植物非生物胁迫响应领域的代谢组学和转录组学研究成果，最后讨论这些技术在实际应用中的挑战和前景。
二、非生物胁迫的类型及其对植物的影响非生物胁迫是植物在生长和发育过程中面临的主要环境压力之一，包括但不限于盐胁迫、干旱胁迫、冷胁迫、热胁迫、重金属胁迫以及UV辐射等。
这些胁迫条件通常会对植物的生长、发育和生理代谢产生显著影响，严重时甚至导致植物死亡。
盐胁迫主要发生在盐碱地或海水灌溉地区，过高的盐浓度会导致植物细胞内的渗透压失衡，从而影响细胞的正常功能。
干旱胁迫则常见于水资源短缺的地区，长时间的干旱会导致植物水分亏缺，影响光合作用和其他代谢过程。
冷胁迫和热胁迫则分别由低温和高温引起，它们会干扰植物细胞的膜结构和酶活性，从而影响植物的正常生长。
重金属胁迫通常发生在工业污染地区，过量的重金属会干扰植物体内酶的活性，造成代谢紊乱。
UV辐射则主要来自太阳，过量的UV辐射会损害植物细胞的DNA和蛋白质，对植物造成直接伤害。
为了应对这些非生物胁迫，植物会启动一系列的生理和分子机制。
在代谢组学层面，植物会通过调整代谢途径，合成和积累一些特定的代谢产物，如渗透调节物质、抗氧化物质等，以维持细胞的正常功能。
在转录组学层面，植物会调整基因的表达模式，表达和上调一些与胁迫响应相关的基因，如转录因子、激酶等，以响应和适应胁迫环境。
研究植物在非生物胁迫下的代谢组学和转录组学变化，有助于深入理解植物应对环境压力的机制，为植物抗逆性的遗传改良和农业生产的可持续发展提供理论依据。
LEA蛋白及其在作物抗逆过程中的作用
LEA蛋白及其在作物抗逆过程中的作用王梦飞;滑璐玢【摘要】干旱、寒冷、盐碱等是作物在生长发育过程中常见的逆境因子,作物的生长发育和产量都会受这些逆境因子的影响,所以越来越多的研究者热衷于作物抵抗逆境胁迫的研究.LEA蛋白（胚胎发育晚期丰富蛋白）属于逆境胁迫响应蛋白,广泛存在于植物中.文章主要对LEA蛋白的分布、分类和功能、LEA蛋白在作物抗逆过程中的研究进展做简要综述.【期刊名称】《北方农业学报》【年(卷),期】2018(046)004【总页数】7页(P70-76)【关键词】LEA蛋白;分类;功能;作物抗逆性【作者】王梦飞;滑璐玢【作者单位】[1]山西省农业科学院高寒区作物研究所,山西大同037008;;[2]内蒙古博物院,内蒙古呼和浩特010000;【正文语种】中文【中图分类】Q51作物在整个生命周期中不可避免地会受到干旱、盐碱等逆境因子的胁迫，这些逆境因子会对其生长、发育以及产量造成严重的影响。
作物为抵御这些不利的外界环境，在长期的进化过程中形成了一些特定、复杂的防御机制。
这些防御机制大致可以分为3类：第1类是参与非生物胁迫转录调控和信号转导的转录因子、蛋白激酶和蛋白磷酸酶，属于调节性蛋白相关基因；第2类是在植物受胁迫过程中吸收、转运水分和离子的水孔蛋白和离子转运体；第3类是可以直接参与胁迫响应的各类功能性蛋白[1]。
LEA蛋白（Late embryogenesis abundant protein）即胚胎发育晚期丰富蛋白，是一类参与植物抵御逆境胁迫的功能性蛋白，主要作用是保护遭遇逆境的植物体能够维持正常的生命代谢。
1 LEA蛋白简介1981年，研究人员在棉花（Gossypium spp.）的子叶中发现了一种蛋白，其特征是能够在棉花种子脱水成熟期大量积累，并保护组织细胞在种子成熟过程中免受脱水给种子造成的伤害，因此该蛋白被命名为胚胎发育晚期丰富蛋白[2]。
在棉花中发现LEA蛋白后，研究人员在小麦（Triticum aestivum L.）、大豆（Glycine max L.）和玉米（Zea mays L.）等作物中也相继发现了LEA蛋白的存在[3]。
转录组学和代谢组学在植物非生物胁迫中的研究进展
黄亚成，任东立，何 斌，等．转录组学和代谢组学在植物非生物胁迫中的研究进展［Ｊ］．江苏农业科学，２０２３，５１（２２）：１－７．ｄｏｉ：１０．１５８８９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２－１３０２．２０２３．２２．００１转录组学和代谢组学在植物非生物胁迫中的研究进展黄亚成１，任东立１，２，何 斌１，赵艳妹１，２，龚小见２，陈锦秀１，刘林娅１（１．六盘水师范学院生物科学与技术学院，贵州六盘水５５３０００；２．贵州师范大学贵州省山地环境信息系统与生态环境保护重点实验室，贵州贵阳５５００００） 摘要：随着全球现代工业的快速发展和气候的变化，植物在生长发育的过程中遭受非生胁迫越来越频繁，导致其产量降低、品质受损，甚至植株死亡。
植物在应答非生物胁迫的过程中，会通过一系列的生理生化、分子细胞水平的变化来维持生命和持续生长。
当前，代谢组学常用于分析植物响应非生物胁迫时代谢产物的种类及其变化规律，而转录组学能够帮助挖掘代谢产物合成的关键基因和转录调控因子。
因此，本文就近年来利用代谢组和转录组分析植物应答高温胁迫、低温胁迫、干旱胁迫、淹水胁迫、金属胁迫、盐胁迫、光胁迫等方面的研究进展进行了综述，展望了将来转录组和代谢组在植物抗逆研究中的应用，有助于加快解析植物响应非生物胁迫的机理，并为今后植物抗逆机制的研究提供参考。
关键词：植物；转录组学；代谢组学；非生物胁迫；研究进展 中图分类号：Ｓ１８４ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００２－１３０２（２０２３）２２－０００１－０７收稿日期：２０２３－０３－３０基金项目：贵州省科学技术基金（编号：黔科合基础［２０２０］１Ｙ１１５）；六盘水市科技计划（编号：５２０２０－２０２２－ＰＴ－０３）；２０２２年度六盘水师范学院科学研究计划（编号：ＬＰＳＳＹＬＰＹ２０２２３４）；贵州省大学生创新训练项目（编号：Ｓ２０２２１０９７７０５５、Ｓ２０２２１０９７７１２６）。
作者简介：黄亚成（１９８７—），男，湖南武冈人，博士，副教授，主要从事植物生物化学与分子生物学研究。
植物非生物胁迫的研究进展
植物非生物胁迫的研究进展作者：于新海李濛周红昕来源：《农业与技术》2016年第09期摘要：植物生长的自然环境是由一系列复杂的生物胁迫和非生物胁迫构成。
且植物对这些胁迫的反应同样复杂，其中干旱、水淹、冷、高盐等非生物胁迫对植物的危害尤为严重。
文章对国内外近年来植物非生物胁迫响应机制、转录因子在非生物胁迫过程中的作用和基因工程对培育具有非生物胁迫耐受性作物的应用进行讨论。
关键词：非生物胁迫；转录因子；基因工程中图分类号：Q789 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20160532020在植物生长过程中会受到各种各样的非生物胁迫或生物胁迫，其中非生物胁迫包括盐碱胁迫、干旱胁迫、冷胁迫、热胁迫等等因素。
为了适应在各种不同胁迫条件下的生存环境，植物进化出了响应不同胁迫信号刺激的调控途径。
当植物受到这些胁迫条件胁迫后，将会激活植物体内响应该胁迫的调控途径，使植物能够抵抗该胁迫，从而生存下去。
因此，研究植物的耐非生物胁迫可以帮助科学家们了解植物是如何抵御外界环境胁迫及通过哪些关键途径来进行调节。
目前，随着全测序成本的降低，已经完成了拟南芥（Arabidopsis thaliana L.）、玉米（Zea mays L.）、大豆（Giycine Max L.）、水稻（Oryza sativa L.）、苹果（Malus domestica.）等许多物种的全基因组测序[1]。
结合全基因组测序结果、差异转录组分析结果和大量基因的功能分析，发现转录因子在这一过程中起着重要作用，其中转录因子包括MYB和AP2/ERF等家族。
当植物受到生物或非生物胁迫刺激后，会激活脱落酸、乙烯等信号途径，从而激活转录因子的表达，再通过转录因子结构域内的反式作用元件特异性结合到下游靶基因启动子区域的顺式作用元件上，来激活或者抑制下游功能基因的表达来完成调节作用。
这一过程中，最终需要通过基因来行使功能，因此本文重点讨论植物非生物胁迫反应中主要的可能机制。
NRT在植物根系发育及非生物胁迫中的功能研究进展
NRT在植物根系发育及非生物胁迫中的功能研究进展作者：赵敏华刘吉徐晨曦蔡晓锋王全华王小丽来源：《上海师范大学学报·自然科学版》2020年第06期摘要：植物硝酸盐转运蛋白（NRT）不仅参与硝态氮的吸收及运转，还通过介导激素转运、信号传递，或直接作为其他离子转运子参与植物根系生长发育及其他矿质离子的吸收运转等过程，并影响植物在这些离子胁迫下的耐受表现。
部分NRT可能在植物养分综合利用及抗性培育中同时具有重要作用。
该文从根系发育及非生物胁迫两方面综述了NRT的最新研究进展，总结了其可能的作用机制。
关键词：硝酸盐转运蛋白（NRT）; 侧根; 钾（K）; 镉（Cd）; 磷（P）; 盐胁迫中图分类号： Q 945.12; S 60 文献标志码： A 文章编号： 1000-5137（2020）06-0709-10Abstract： Nitrate transporters （NRT） can not only participate nitrate uptake and transport in plants，but also play key roles in many other physiological processes，such as root system development，uptake and transport process of other mineral ions in plants through hormone transport，signal transduction and even act as other ion transporter，and accordingly affect the plant stress performance which related to these ions.Some NRT members may act as candidate genes for improving plant multiple-nutrition use and stress tolerance.This article reviewed the recent NRT research progress from two aspects：root development and abiotic stress.The possible mechanisms of NRT in these processes were also discussed.Key words： nitrate transporter （NRT）; root system; potassium （K）; cadmium （Cd）; phosphorus （P）; salt stress0 引言硝态氮（NO3--N）是植物最重要的氮素来源之一。
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NtDHN17蛋白
生化性质 无序性
研究方法
高温诱导变性沉淀 胰蛋白酶敏感实验
亲水性
蛋白聚集沉淀实验
3 NtDHN17蛋白功能初步研究
NtDHN17蛋白无序结构验证-热稳定性
热聚集实验表明NtDHN17蛋白具有无序蛋白 典型特征，在高温处理后不发生聚集沉淀； 与锌离子结合后，获得高级构象，失去了 无序蛋白在高温条件下保持水溶性的特征。
TCA-element
TGACG-motif
水杨酸响应元件
茉莉酸响应元件
4
3
1 烟草脱水蛋白基因克隆及表达谱分析
小结
RACE - contig1045 - NtDhn17 NtDhn17基因在正常生长植物体内存 在本底表达 NtDhn17基因受ABA；自然干旱和高 渗胁迫；JA和SA；过氧化氢；微生 物代谢产物（DMP）上调表达
无序蛋白的基本特征
• 以无序卷曲的形式存在于水溶液中
二级结构名称 α-螺旋 β-折叠 γ-转角 无序卷曲 Total
占肽链的百分百 (%) 0.00 0.00 0.00 100.00 100.00
无序蛋白的基本特征
• 高温处理不发生沉淀
无序蛋白热稳定性分析 MpASR热稳定性分析
BSA BSA (-) (+)
参与生物胁迫的脱水蛋白
参与生物胁迫的脱水蛋白
小结
• 脱水蛋白在非生物胁迫过程中发挥重要作用，具有 多种功能。有些脱水蛋白可能同时发挥多种功能， 而一些脱水蛋白只能发挥单一功能。
• 结合酸性磷酸脂、离子和抗冻保护能力被认为是脱 水蛋白的基本功能。
• 逆境胁迫和病害是影响植物生长发育的一个重要因 素，深入研究脱水蛋白在非生物胁迫和生物胁迫中 发挥的确切功能不仅有助于更全面的了解植物应对 逆境胁迫的机制，还能为开发脱水蛋白在作物改良 中的应用奠定理论基础。
DHN(-)表示未经热处理的NtDHN17蛋白； DHN(+)表示经100℃热处理30分钟的NtDHN17蛋白； DHN-Zn2+(+)表示与锌离子结合后热处理30分钟的NtDHN17蛋白； BSA(-)表示未经热处理的BSA蛋白； BSA(+)表示经100℃热处理30分钟的BSA蛋白； BSA-Zn2+(+)表示与锌离子结合后热处理30分钟的BSA蛋白；
•在线工具
•http://prdos.hgc.jp/cgi-bin/top.cgi
2 NtDHN17蛋白生物信息学分析
小结
NtDHN17蛋白是一个Y2SK2类中性脱 水蛋白 NtDHN17蛋白二级结构以无序卷曲 为主 NtDHN17蛋白是一个高度亲水的无序 蛋白
3 NtDHN17蛋白功能初步研究
与大分子结合的脱水蛋白
• 脱水蛋白高度保守结构基元——K片段可以形成 双亲性α-螺旋，与大分子膜脂结合
• 利用去垢剂，可以从膜碎片小泡中分离到脱水蛋 白 • 氨基端的Y-片段含有核酸结合结构域，因此脱水 蛋白还可能与核酸结合
• 柑橘脱水蛋白CuCOR5具有锌离子依赖的核酸结 合功能
• 与核酸的结合不是脱水蛋白的保守功能
• 值得引起注意的是，SA和JA通常与植物抗生物胁 迫相关 • 同时，Turco等人发现在抗旱栎树Quercus ilex受 到疫霉菌Phytophthora cinnamomi侵染时，会表达 若干个类脱水蛋白 • 这些实验结果均表明，除了参与水分胁迫外，脱 水蛋白还可能与生物胁迫相关
参与生物胁迫的脱水蛋白
• 各种逆境胁迫还会引起活性氧的积累 • 活性氧首先是对生物膜系统造成损伤，导致细胞膜过氧化， 超氧化物歧化酶和其他清除自由基的酶类活力下降，同时 产生大量的膜脂过氧化产物，破坏膜脂的完整性和稳定性； 膜系统的破坏会引起一系列生理生化紊乱。ROS还对生物 大分子如蛋白质和核酸造成氧化损伤 • 脱水蛋白具有与活性氧分子结合的能力，对柑橘 CuCOR19蛋白的研究表明，CuCOR19蛋白能特异结合羟 基自由基和过氧化自由基的能力，羟基自由基作用的靶位 点主要是Gly、His和Lys，而脱水蛋白中富含这些氨基酸， 因此脱水蛋白可能在活性氧爆发的情况下通过自我牺牲的 方式消耗活性氧从而保护其它蛋白质免受损伤
Dehydrin
•烟草Annotations Nicotiana tabacum Genbank 050206 •2个注释为脱水蛋 白基因克隆 •contig1045 •contig9354
•RACE
•自然干旱处理 •克隆到contig1045 基因 •编码蛋白-17kDa •NtDhn17
1 烟草脱水蛋白基因克隆及表达谱分析
ห้องสมุดไป่ตู้ 脱水蛋白相关背景
LEA蛋白-第2组
-1980s，第一次报道脱水蛋白
-Late embryogenesis abundant protein, 第2组
三个保守片段
-Y，S和K片段
-5个亚类(Kn、SKn、KnS、YnKn和YnSKn )
脱水蛋白相关背景
碱性或酸性 干旱&ABA 酸性 低温&干旱 酸性或中性 低温 酸性 干旱&低温 酸性 低温
• 空间优越性：无序结构可以节省空间，未折叠多肽在细胞 中所占据的空间与具高级结构的大分子相比要小的多；当 多个蛋白质同时结合于某一位点时，无序结构可以使这种 结合更紧密；同时还有利于完成互作后，不同成分的转换
• 高度协调性，大范围、多组分的互作结合需要高度的协调， 无序蛋白中所含的多个重复结合基序可以有效地协调蛋白 间的相互作用，使得大分子的组装与分解更加高效
植物与非生物逆境胁迫
植物与非生物逆境胁迫
膜脂相变 排列紊乱 形成孔隙 脂质过氧化 疏水基团外翻 从膜上脱落
流动性降低 膜脂、蛋白解体 细胞内容物外漏 离子、渗透平衡破坏
第一个脱水蛋白的发现
1989年
ABA处理 的大麦胡 粉粒
&
干旱处理 的玉米幼 苗
4个干旱诱 导蛋白
脱水蛋白 Dehydrin
植物应对逆境胁迫的代谢和分子基础
• NtDHN17亚细胞定位——细胞核
3 NtDHN17蛋白功能初步研究
原核表达获得体外重组NtDHN17蛋白
200kDa 100kDa
50kDa
30kDa 25kDa
IPTG浓度
诱导时间
过柱纯化
预测大小：17.7kDa SDS-PAGE：~25kDa 无序蛋白特征之一：迁移率
3 NtDHN17蛋白功能初步研究
• 小麦脱水蛋白DHN-5异源表达于拟南芥中 时，不仅可以帮助植物抗水分胁迫，还具 有多重抗胁迫功能 •
参与生物胁迫的脱水蛋白
• DHN-5异源过表达还影响了茉莉酸(JA)信号通路
• 茉莉酸ZIM结构域(JAZ)家族三个成员，JAZ10、 JAZ7和JAZ5均下调表达2.5至10倍不等 • 病程相关蛋白家族的PR1、PR13和PR14的转录分 别上调2、2.6和3.38倍 • DHN-5转基因株与野生型相比更加耐受JA的处理
contig1045片段的获得
contig1045克隆的cDNA全长及编码蛋白序列
1 烟草脱水蛋白基因克隆及表达谱分析 表达谱分析
DMP,青霉菌灭活菌丝体,微生物代谢产物,植物系统抗病性诱导剂
1 烟草脱水蛋白基因克隆及表达谱分析 启动子分析 启动子序列克隆-热不对称PCR
1 烟草脱水蛋白基因克隆及表达谱分析 启动子分析
2 NtDHN17蛋白生物信息学分析
NtDHN17二级结构预测
•二级结构以无序卷曲为 主 •在线工具
•HNNC、MLRC、PHD和 Predator
2 NtDHN17蛋白生物信息学分析
•NtDHN17蛋白由169个氨基酸组成 •为Y2SK2类脱水蛋白
•NtDHN17(MW):17,773Da •MtDHN(pI):6.81
与大分子结合的脱水蛋白
• 利用哺乳动物纤维母细胞筛选系统的研究表明拟 南芥ERD10与COR47是与细胞骨架互作的蛋白
• ERD10可以直接与肌动蛋白微丝结合，抑制肌动 蛋白聚合 • 磷脂质，核酸和细胞骨架这一类的大分子是细胞 遭受胁迫时比较敏感的大分子。对脱水蛋白的研 究表明，与这些大分子的结合可能是脱水蛋白在 植物细胞遭受胁迫时发挥保护功能的关键
YSK类脱水蛋白保守结构域比对
2 NtDHN17蛋白生物信息学分析
NtDHN17蛋白氨基酸序列分析
•Gly 21.3%,亲水值 >1 •NtDHN17蛋白是亲水素 •在线工具
•/molkit/ hydropathy/index.html
NtDHN17蛋白无序性预测 •NtDHN17是无序蛋白 •80%氨基酸序列为无序结构
启动子顺式作用元件分析及表达活性检测
顺式作用元件名称 ABRE ATCT-motif BoxI BoxIII Box-W1 CGTCA-motif G-Box GARE-motif HSE MBS TC-rich repeat 可能的功能 响应ABA 光响应元件 光响应元件 蛋白结合位点 真菌激活子响应元件 茉莉酸响应元件 ABA响应元件 赤霉素响应元件 分子伴侣结合元件 干旱响应元件 生物胁迫响应元件 出现频率 2 1 1 1 2 3 4 2 2 3 3
• 脱水蛋白具有活性氧结合与清除能力
与小分子结合的脱水蛋白
• 脱水蛋白还可以与水分子结合
• 在水分胁迫细胞中维持水分，维持渗透压 • 保护蛋白在细胞内离子平衡打破时不发生 变性
脱水蛋白可能发挥功能示意图
参与生物胁迫的脱水蛋白
• 不同的研究小组发现，水杨酸(SA)和茉莉酸(JA) 可以诱导特殊的脱水蛋白如厚叶旋蒴苣苔的 BcDh2表达
与小分子结合的脱水蛋白
• 水分胁迫可能引起从细胞器或膜上释放金 属离子，从而导致细胞内自由金属离子浓 度增大，而脱水蛋白与金属离子的结合可 以减轻由自由离子造成的伤害——金属离 子结合性 • 分离得到的玉米胚的Rab17蛋白是磷酸化形 式的，这是第一次报道脱水蛋白的磷酸 化 ——与磷酸基团结合性