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油莎豆水通道蛋白基因CeTIP2;1的克隆与分析

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热带作物学报 2024年第8期45卷 1552-1559页

作者：邹智郑玉皎热带作物生物育种全国重点实验室/中国热带农业科学院热带生物技术研究所/中国热带农业科学院三亚研究院海南海口571101

油莎豆起源于非洲和地中海沿岸,是一种在块茎中高水平积累油脂的新型草本油料作物。水分平衡对于块茎的发育与代谢至关重要。液泡膜内在蛋白(TIP)是一类液泡膜定位并具有高效水分转运活性的水通道蛋白,包含TIP1~5等5个亚类。本研究基于... 详细信息

油莎豆起源于非洲和地中海沿岸,是一种在块茎中高水平积累油脂的新型草本油料作物。水分平衡对于块茎的发育与代谢至关重要。液泡膜内在蛋白(TIP)是一类液泡膜定位并具有高效水分转运活性的水通道蛋白,包含TIP1~5等5个亚类。本研究基于油莎豆的基因组和转录组数据,采用RT-PCR技术对1个块茎高水平表达的TIP基因CeTIP2;1进行克隆。序列分析表明:CeTIP2;1的基因全长3323 bp,含有2个内含子,编码区长747 bp,编码248个氨基酸,理论分子量为24.73 kDa,等电点为5.09,总平均疏水指数为0.948,脂肪族指数为114.60,不稳定系数为21.76,属于稳定的酸性疏水型蛋白,与其液泡膜定位一致;该蛋白含有保守的MIP结构域,其中包括6个跨膜螺旋、2个半螺旋以及2个典型的NPA基序。CeTIP2;1与AtTIP2;1的序列相似性高达87.20%,远高于与SoPIP2;1的46.23%。进化分析进一步证实,CeTIP2;1隶属于TIP2亚类,是AtTIP2;1的直系同源基因。进化分析同时显示TIP2亚类早在单、双子叶植物分化之前就已经进化出2个小组。表达分析显示:CeTIP2;1在叶片、叶鞘、根、芽尖、匍匐茎、块茎等主要组织中均有较高水平的表达,丰度最高的是块茎和匍匐茎,最低的为芽尖;在块茎的发育过程中,呈现先升后降的钟形趋势,峰值出现在膨大中期,最低的为成熟期。此外,CeTIP2;1还在块茎的蛋白组中被检测到,表明其功能的重要性。这些结果为进一步揭示油莎豆的块茎水分平衡机制奠定坚实的基础。

关键词：油料作物块茎液泡膜内在蛋白进化分析表达模式

油莎豆液泡膜内在蛋白基因CeTIP1;1的克隆与分析

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中国油料作物学报 2024年

作者：郑玉皎赵永国常丽丽邹智海南省南繁生物安全与分子育种重点实验室/中国热带农业科学院热带生物技术研究所/三亚研究院

液泡膜内在蛋白（TIP）是一类定位在液泡上具有高效水分转运活性的水通道蛋白，其在植物的生长发育及逆境响应中发挥重要作用。油莎豆起源于非洲和地中海沿岸，是迄今唯一已知在块茎中高水平积累油脂的新型草本油料作物。研究基于油莎... 详细信息

液泡膜内在蛋白（TIP）是一类定位在液泡上具有高效水分转运活性的水通道蛋白，其在植物的生长发育及逆境响应中发挥重要作用。油莎豆起源于非洲和地中海沿岸，是迄今唯一已知在块茎中高水平积累油脂的新型草本油料作物。研究基于油莎豆的基因组和转录组数据对一个块茎高水平表达的TIP基因进行了克隆和鉴定。序列分析显示，CeTIP1;1包含2个内含子，编码区长756 bp，编码251个氨基酸，含有一个水通道蛋白特有的MIP结构域，分子量为25.75 kDa、等电点为6.01、不稳定系数为24.90、总平均疏水指数为0.831、脂肪族指数为107.77，属于稳定的酸性疏水型蛋白。进化分析显示，CeTIP1;1与水稻的OsTIP1;1聚在一起，序列相似性高达92.83%，支持其归为TIP1亚类。亚细胞定位分析显示，CeTIP1;1定位在烟草叶片的液泡膜。表达分析显示，CeTIP1;1组成型表达，其在分析的所有组织中均高水平表达；在块茎的发育过程中，基因呈现先升后降的近钟形趋势。这些结果为深入解析油莎豆块茎的水分平衡机制奠定了坚实的基础。

关键词：油莎豆块茎水通道蛋白亚细胞定位液泡表达模式

橡胶树水通道蛋白HbPIP1;4的亚细胞定位与多聚化分析

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热带作物学报 2024年第6期45卷 1095-1101页

作者：邹智郑玉皎乔雪莹热带作物生物育种全国重点实验室/中国热带农业科学院热带生物技术研究所/中国热带农业科学院三亚研究院海南海口571101

质膜内在蛋白(PIP)隶属于水通道蛋白家族,其以细胞膜定位并具有高效的水分转运活性而著称。PIP高度保守,主要包含PIP1和PIP2两个亚类。天然橡胶是重要的工业原料和战略物资,其主要来源为巴西橡胶树。作为橡胶合成和储藏的特异组织,乳管... 详细信息

质膜内在蛋白(PIP)隶属于水通道蛋白家族,其以细胞膜定位并具有高效的水分转运活性而著称。PIP高度保守,主要包含PIP1和PIP2两个亚类。天然橡胶是重要的工业原料和战略物资,其主要来源为巴西橡胶树。作为橡胶合成和储藏的特异组织,乳管与邻近的薄壁细胞之间缺乏胞间连丝,其水分平衡主要由PIP介导。通过前期研究,团队鉴定到一个PIP1亚类成员HbPIP1;4,该基因在乳管中高水平表达,然而,其在蟾蜍卵母细胞中异源表达却无水分转运活性,推测因不能有效定位到细胞膜所致。为探讨HbPIP1;4在植物体内的功能部位及作用模式,本研究构建了其亚细胞定位和双分子荧光互补(BiFC)载体。通过利用农杆菌介导法瞬时转化烟草叶片,再用激光共聚焦显微镜进行观察,发现荧光信号出现在细胞膜,这与生物信息学预测的细胞膜定位结果一致。BiFC实验进一步证实HbPIP1;4定位在细胞膜,结果同时显示,HbPIP1;4可形成同源多聚体,这与3D结构预测结果一致。上述结果为深入揭示乳管的水分平衡机制奠定了坚实的基础。但HbPIP1;4的异源互作模式还有待进一步研究。

关键词：橡胶树乳管水通道蛋白质膜内在蛋白亚细胞定位双分子荧光互补

橡胶树水通道蛋白HbPIP2;7的亚细胞定位与多聚化分析

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西南林业大学学报（自然科学） 2024年第1期44卷 1-6页

作者：邹智郑玉皎乔雪莹阳江华海南省南繁生物安全与分子育种重点实验室中国热带农业科学院热带生物技术研究所三亚研究院海南海口571101 中国热带农业科学院橡胶研究所海南海口571101

天然橡胶在橡胶树的乳管细胞中特异性合成。用于割胶的成熟乳管与邻近的薄壁细胞之间不存在胞间连丝,故乳管的水分转入只能通过细胞膜定位的PIP水通道蛋白来实现。为探讨乳管水分平衡的分子机制,研究对1个高丰度表达的PIP基因HbPIP2;7... 详细信息

天然橡胶在橡胶树的乳管细胞中特异性合成。用于割胶的成熟乳管与邻近的薄壁细胞之间不存在胞间连丝,故乳管的水分转入只能通过细胞膜定位的PIP水通道蛋白来实现。为探讨乳管水分平衡的分子机制,研究对1个高丰度表达的PIP基因HbPIP2;7进行了克隆,在此基础上对其编码蛋白的亚细胞定位和多聚化特性进行了分析。结果表明:HbPIP2;7的编码区全长837 bp,预测编码278 AA,理论分子量为29.56 kDa、等电点为9.11、不稳定系数为29.89、总平均疏水指数为0.526,含有1个保守的MIP结构域及6个典型的跨膜螺旋,预测以四聚体的形式起作用。生物信息学预测和在烟草中的亚细胞定位分析均显示,HbPIP2;7定位在细胞膜。双分子荧光互补和酵母双杂交实验均表明,HbPIP2;7不能形成同源多聚体,推测HbPIP2;7主要通过异源互作的方式参与橡胶树乳管的水分平衡。

关键词：橡胶树乳管水通道蛋白亚细胞定位双分子荧光互补酵母双杂交

橡胶树HbPIP2;3的亚细胞定位与多聚化分析

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热带作物学报 2024年第3期45卷 443-449页

作者：邹智乔雪莹郑玉皎阳江华热带作物生物育种全国重点实验室/海南省南繁生物安全与分子育种重点实验室/中国热带农业科学院热带生物技术研究所/三亚研究院海南海口571101 中国热带农业科学院橡胶研究所海南海口571101

水通道蛋白是一类高效转运水分子的膜内在蛋白,其在生物膜上以四聚体的形式起作用。天然橡胶在橡胶树的乳管细胞中特异合成,并在割胶过程以胶乳的形式被排出。胶乳系乳管细胞的胞质成分,其含水量高达70%,水分通过调节胶乳的粘稠度和乳... 详细信息

水通道蛋白是一类高效转运水分子的膜内在蛋白,其在生物膜上以四聚体的形式起作用。天然橡胶在橡胶树的乳管细胞中特异合成,并在割胶过程以胶乳的形式被排出。胶乳系乳管细胞的胞质成分,其含水量高达70%,水分通过调节胶乳的粘稠度和乳管膨压进而影响橡胶树的产排胶能力,是决定胶乳产量的关键因素。前期研究显示,橡胶树乳管的水分平衡主要由质膜内在蛋白(plasma membrane intrinsic protein,PIP)特别是HbPIP2;3介导。为揭示HbPIP2;3调控乳管水分平衡的分子机制,本研究采用RT-PCR技术对其861 bp的编码区进行分离。序列分析显示:HbPIP2;3预测编码286个氨基酸,理论分子量为30.58 kDa,等电点为8.50,不稳定系数为31.68,总平均疏水指数为0.449,为稳定的疏水型碱性蛋白;该蛋白含有保守的MIP结构域,其中包括6个典型的跨膜螺旋和2个半螺旋;基于同源建模的3D结构预测显示其可以形成同源四聚体。生物信息学预测和在烟草叶片中的亚细胞定位分析显示,HbPIP2;3定位在细胞膜,这同时也得到了双分子荧光互补(bimolecular fluorescence complementation,BiFC)实验的证实。BiFC实验显示,HbPIP2;3可在细胞膜上形成同源四聚体,这进一步得到酵母双杂交结果的验证。本研究结果表明,HbPIP2;3可通过同源四聚体的方式调控乳管的水分平衡,但是否存在异源互作模式还有待进一步研究。

关键词：乳管水通道蛋白亚细胞定位双分子荧光互补酵母双杂交

油莎豆CePIP2;1的克隆、亚细胞定位与表达分析

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热带作物学报 2024年第7期45卷 1340-1347页

作者：邹智郑玉皎常丽丽赵永国热带作物生物育种全国重点实验室/中国热带农业科学院热带生物技术研究所/中国热带农业科学院三亚研究院海南海口571101

油莎豆是一种在块茎中高水平积累油脂的草本油料作物,其未成熟块茎的含水量高达85%,水分平衡对于块茎的发育与代谢至关重要。质膜内在蛋白(PIP)是介导细胞间水分跨膜运输的主要通道。本研究报道1个块茎高水平表达的PIP基因CePIP2;1,该... 详细信息

油莎豆是一种在块茎中高水平积累油脂的草本油料作物,其未成熟块茎的含水量高达85%,水分平衡对于块茎的发育与代谢至关重要。质膜内在蛋白(PIP)是介导细胞间水分跨膜运输的主要通道。本研究报道1个块茎高水平表达的PIP基因CePIP2;1,该基因含有3个内含子,预测编码288个氨基酸(aa),其理论分子量(MW)为30.34 kDa,等电点(pI)为8.60,总平均疏水指数(GRAVY)为0.529,不稳定系数(Ⅱ)为29.60,属于典型的稳定、碱性、疏水型蛋白。CePIP2;1含有保守的MIP结构域,ar/R选择性滤器为F-H-T-R,Froger位点为Q-S-A-F-W,符合高水分转运活性PIP的特征。进化分析显示,CePIP2;1与OsPIP2;1、OsPIP2;2和OsPIP2;3聚在一起,序列相似性分别为91.72%、90.31%和84.98%,支持其归为PIP2亚类。亚细胞定位分析显示,CePIP2;1定位在烟草叶片的细胞膜。进一步的表达分析显示,虽然CePIP2;1为主要的块茎表达PIP基因,但其在叶片、叶鞘、匍匐茎和根等组织中的表达丰度更高,最高的为叶片,而在芽尖中的表达丰度与块茎相当;在块茎的4个典型发育时期(S_(1)~S_(4))中,CePIP2;1基因呈现先升后降的钟形趋势,表达丰度最高的是S_(2)。这些结果为解析油莎豆的水分平衡机制奠定基础。

关键词：油料作物块茎水通道蛋白质膜内在蛋白亚细胞定位表达模式

油莎豆块茎高水平表达CePIP1;1基因的克隆与分析

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热带作物学报 2024年第5期45卷 894-901页

作者：郑玉皎常丽丽赵永国曾长英邹智海南大学热带作物学院海南海口570228 热带作物生物育种全国重点实验室/海南省南繁生物安全与分子育种重点实验室/中国热带农业科学院热带生物技术研究所/中国热带农业科学院三亚研究院海南海口571101

油莎豆隶属于禾本目莎草科,是一种在块茎中高水平积累油脂的新型草本油料作物。与其他块根块茎类作物类似,未成熟油莎豆块茎的含水量高达85%,因此,水分平衡对于块茎的发育至关重要。质膜内在蛋白(PIP)是一类定位在细胞膜上具有高效水分... 详细信息

油莎豆隶属于禾本目莎草科,是一种在块茎中高水平积累油脂的新型草本油料作物。与其他块根块茎类作物类似,未成熟油莎豆块茎的含水量高达85%,因此,水分平衡对于块茎的发育至关重要。质膜内在蛋白(PIP)是一类定位在细胞膜上具有高效水分转运活性的水通道蛋白,包含PIP1和PIP2两个亚类。本研究基于块茎蛋白组中鉴定到的一个PIP蛋白,采用RT-PCR技术对其编码基因进行克隆,并在此基础上分析其基因结构、序列特征、进化关系、表达特性及蛋白亚细胞定位。结果表明:CePIP1;1含有3个内含子,编码区全长867 bp,编码288个氨基酸,理论分子量为30.76 kDa,等电点为8.82,不稳定系数为32.95,总平均疏水指数为0.384,脂肪族指数为95.28,属于稳定的碱性疏水型蛋白;该蛋白含有保守的MIP结构域,其中包括6个跨膜螺旋、2个半螺旋以及位于半螺旋顶端的NPA基序。序列比对和进化分析显示,CePIP1;1与水稻的PIP1亚类聚在一起,相比于菠菜PIP2;1拥有延伸的N端和较短的C端,符合PIP1亚类的基本特征。在烟草叶片中的亚细胞定位分析显示,CePIP1;1定位在细胞膜,这与生物信息学预测结果一致。表达分析显示,CePIP1;1在分析的所有组织中均高水平表达,属于组成型表达基因,其在块茎的发育过程中呈现先升后降的钟形趋势,与水分含量趋势基本一致。这些结果为下一步的功能分析及油莎豆遗传改良奠定坚实的基础。

关键词：油料作物水通道蛋白质膜内在蛋白亚细胞定位表达分析

橡胶树HbPIP1;1基因的克隆及蛋白的亚细胞定位与多聚化分析

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热带作物学报 2022年第12期43卷 2405-2412页

作者：乔雪莹郑玉皎阳江华曾长英邹智海南大学热带作物学院海南海口570228 中国热带农业科学院三亚研究院海南三亚572024 海南省南繁生物安全与分子育种重点实验室/中国热带农业科学院热带生物技术研究所海南海口571101 中国热带农业科学院橡胶研究所海南海口571101

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(plasmamembraneintrinsicprotein)、TIP(tonoplast intri... 详细信息

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(plasmamembraneintrinsicprotein)、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 intrinsicprotein)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。

关键词：橡胶树亚细胞定位多聚化双分子荧光互补酵母双杂交

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论加强供暖系统的科学化管理

建筑管理现代化 1998年第2期12卷 37-38页

作者：胡德生郑玉皎黑龙江明珠房地产开发有限公司齐齐哈尔工程机械厂

随着城市住宅建设的发展,集中供热以它投资少、热效高等优点,得到广泛的推广和应用.但我国各地供暖管理水平不一,发展极不平衡,而且差距也很大,大部分供热单位基本上处于“科学管理”的初级阶段,各种规章制度不健全,管理方式简单,缺乏... 详细信息

随着城市住宅建设的发展,集中供热以它投资少、热效高等优点,得到广泛的推广和应用.但我国各地供暖管理水平不一,发展极不平衡,而且差距也很大,大部分供热单位基本上处于“科学管理”的初级阶段,各种规章制度不健全,管理方式简单,缺乏系统的科学化管理和连贯性,管理脱节造成供暖成本加大,浪费十分严重,严重地影响了供暖的社会效益和经济效益.要改变现状,摆脱这种局面,就必须加强供暖系统的科学化管理.供暖系统的科学化管理,就是对供暧系统的管理工作达到国家有关规定和标准.就要做到“科学管理、制度健全、设备完好、精心操作、文明生产、安全运行、节能节电”等.供暖系统的科学化管理的重要性是由供暖系统本身特点所决定的.首先,它直接为热用户服务,关系到千家万户的切身利益.第二,它的主要供热设备锅炉有爆炸的危险.第三,它的运行是一个复杂的综合工程,包括热力、电力、水力、机械、物理化学等几项同时变化的过程.第四,

关键词：供暖系统科学化管理住宅城市