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病原菌侵染下细胞外ATP对光系统Ⅱ光化学反应的调节作用

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兰州大学学报（自然科学版） 2024年第5期60卷 593-598页

作者：曹璐璐金昱杉张悦婧王涵琦邓雅欣孙坤张继贾凌云冯汉青西北师范大学生命科学学院兰州730070 西北师范大学中国商业联合会西北高原生物资源开发与生物制品重点实验室兰州730070

以野生型Col-0和细胞外ATP(e ATP)受体突变型dorn1-3拟南芥为实验材料,探究e ATP在两种丁香假单胞菌(毒性Pst DC3000和非毒性Pstavr B)侵染下的水平变化以及对其光化学反应的调节作用.结果表明,Pst DC3000和Pstavr B侵染均导致拟南芥叶... 详细信息

以野生型Col-0和细胞外ATP(e ATP)受体突变型dorn1-3拟南芥为实验材料,探究e ATP在两种丁香假单胞菌(毒性Pst DC3000和非毒性Pstavr B)侵染下的水平变化以及对其光化学反应的调节作用.结果表明,Pst DC3000和Pstavr B侵染均导致拟南芥叶片中e ATP水平、光适应下叶片的最大光化学量子产率(F_(v)′/F_(m)′)、光适应下PSⅡ实际光化学效率(Y(Ⅱ))、光合电子传递速率(ETR)降低而非调节性能量耗散的量子产额Y(NO)升高.Pst DC3000侵染下,dorn1-3拟南芥植株F_(v)′/F_(m)′、Y(Ⅱ)、ETR略低于野生型,Y(NO)略高于野生型,但均未达显著性差异;在Pstavr B侵染下,dorn1-3拟南芥植株F_(v)′/F_(m)′、Y(Ⅱ)、ETR显著低于野生型植株,Y(NO)显著高于野生型.在病原菌侵染下,e ATP受体的突变会增强病原菌对PSⅡ的抑制作用,且在非毒性病原菌侵染下该效应更为明显.在非毒性病原菌侵染对植物光化学反应影响的过程中e ATP具有重要的调控作用.

关键词：拟南芥丁香假单胞菌胞外ATP 叶绿素荧光参数

利用荧光共振能量转移检测外源信号分子对拟南芥ATP水平的影响

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植物科学学报 2022年第3期40卷 390-397页

作者：达晓伟孙敏王馨庞海龙贾凌云冯汉青西北师范大学生命科学学院兰州730370 西北师范大学新农村发展研究院兰州730070

本研究使用ATP特异性荧光共振能量转移(Fluorescence resonance energy transfer,FRET)为基础的荧光蛋白传感器(Ateam1.03-nD/nA),分析了4种外源信号分子(细胞外ATP、Ca^(2+)、H_(2)O_(2)和NO)对拟南芥(Arabidopsis thaliana(L.)Heynh.)幼苗叶绿体和细胞质中ATP水平的影响。结果显示,细胞质ATP水平整体高于叶绿体,在4种不同浓度的信号分子处理下,叶绿体Ateam1.03-nD/nA的FRET比值仅在1.2~1.8波动;细胞质Ateam1.03-nD/nA的FRET比值仅在2.2~3.0之间波动,未产生显著变化。结果表明在以上外源信号分子的作用下,植物细胞质和叶绿体ATP均维持在较为稳定的水平。

关键词：拟南芥荧光共振能量转移 ATP传感器

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农杆菌介导5种中草药叶片瞬时表达的研究

西北植物学报 2021年第7期41卷 1240-1247页

作者：孙敏达晓伟张悦婧李颖庞海龙冯汉青西北师范大学生命科学学院兰州730070 西北师范大学新农村发展研究院兰州730070

农杆菌介导的瞬时基因表达因其操作简单、可重复性高和实验成本低而成为研究基因功能、生产活性蛋白的有效方法。该研究以非病毒型(载体Ⅰ)和病毒型二元载体(载体Ⅱ)及两种农杆菌(EHA105、LBA4404)为介导,通过叶片渗透法在5种中草药(甘... 详细信息

农杆菌介导的瞬时基因表达因其操作简单、可重复性高和实验成本低而成为研究基因功能、生产活性蛋白的有效方法。该研究以非病毒型(载体Ⅰ)和病毒型二元载体(载体Ⅱ)及两种农杆菌(EHA105、LBA4404)为介导,通过叶片渗透法在5种中草药(甘草、黄芩、黄芪、大黄、板蓝根)叶片中进行报告基因GFP的瞬时表达,并对影响表达的因素进行分析,以明确中药材中适宜瞬时表达技术应用的物种材料。结果显示:(1)农杆菌在5种中草药叶片中的瞬时转化效率受到载体、菌株和植物物种类型的影响。(2)在所选的5种中草药植物中,与无转化载体的菌株相比,当农杆菌重悬液OD600为0.8、叶片侵染5~7 d时,含非病毒型二元载体的EHA105菌株在甘草叶片中荧光强度最高,大黄次之;含病毒型二元载体的LBA4404菌株在黄芩叶片中GFP荧光表达量最高;含不同载体的不同菌液侵染的甘草、黄芪叶片仅有注射孔处检测出荧光或几乎无荧光蛋白表达,即未向四周扩散表达;在板蓝根叶片中检测出弱荧光或无荧光强度。研究表明,甘草和黄芩植物叶片可作为农杆菌介导基因瞬时表达的材料。

关键词：农杆菌瞬时表达二元载体(非病毒型和病毒型) 中草药 GFP

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植物中表达口蹄疫病毒抗原研究进展

生物工程学报 2023年第4期39卷 1548-1561页

作者：蔡玉婷茹毅孙坤张继吴建平李丹冯汉青西北师范大学甘肃兰州730070 中国农业科学院兰州兽医研究所甘肃兰州730046 西北师范大学新农村发展研究院甘肃兰州730070

口蹄疫(foot-and-mouth disease,FMD)是由口蹄疫病毒(foot-and-mouth disease virus,FMDV)引起的一种急性、烈性、高度接触性传染病,严重危害畜牧养殖业健康发展。口蹄疫灭活疫苗是口蹄疫防控的主导产品,为控制口蹄疫流行起到了重要作用... 详细信息

口蹄疫(foot-and-mouth disease,FMD)是由口蹄疫病毒(foot-and-mouth disease virus,FMDV)引起的一种急性、烈性、高度接触性传染病,严重危害畜牧养殖业健康发展。口蹄疫灭活疫苗是口蹄疫防控的主导产品,为控制口蹄疫流行起到了重要作用;但是也存在抗原不稳定、在生产制备过程中存在因病毒灭活不彻底而散毒的风险、生产成本较高等问题。与传统的微生物和动物生物反应器相比,通过转基因技术以植物作为生物反应器生产抗原蛋白,具有成本低廉、安全便捷、易于储运等一些优势,且无需蛋白提取纯化过程,可直接食用免疫;但也存在着表达量低、控制性差等问题。因此,通过植物生物反应器表达口蹄疫病毒抗原蛋白,可能是一种具有一定优势但仍需不断优化的疫苗生产手段。本文综述了在植物中表达活性蛋白的主要策略,以及通过植物生物反应器表达口蹄疫病毒抗原蛋白的研究进展,并讨论了目前面临的问题与挑战,以期为相关工作提供一定的借鉴和参考。

关键词：植物生物反应器口蹄疫表达系统可饲疫苗

胞外ATP参与调控拟南芥对过量强度光照的部分生理学响应

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植物生理学报 2022年第8期58卷 1528-1536页

作者：王馨李丽李颖贾凌云冯汉青西北师范大学生命科学学院兰州730070

植物在自然环境中往往受到过量强度光照的影响。作为植物中较新鉴定的信号分子,胞外ATP (extracellular ATP,eATP)是否参与了植物对过量强度光照的生理学响应尚不清楚。本研究发现,过量强度光照使得拟南芥(Arabidopsis thaliana)植株叶... 详细信息

植物在自然环境中往往受到过量强度光照的影响。作为植物中较新鉴定的信号分子,胞外ATP (extracellular ATP,eATP)是否参与了植物对过量强度光照的生理学响应尚不清楚。本研究发现,过量强度光照使得拟南芥(Arabidopsis thaliana)植株叶片胞外ATP水平上升、光系统II (photosystem II,PSII)受到抑制、气孔开度下降,而过氧化氢(HO)含量、过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性升高。通过野生型(Col)和植物胞外ATP受体突变型(dorn1-3)拟南芥对比发现,在过量强度光照下2种植株叶片PSII均受到损伤,但较之野生型植株,dorn1-3植株受损伤程度较低。过量强度光照引起了野生型植株叶片中APX和POD活性的升高,但并未引起dorn1-3植株内2种酶活性显著性变化。同时,在过量强度光照下dorn1-3植株叶片气孔开度显著高于野生型,但过量强度光照下dorn1-3植株叶片H_(2)O_(2)含量和野生型相比无显著差异。因此,上述结果表明,在过量强度光照下,拟南芥eATP水平的上升通过刺激其受体DORN,参与了植物PSII的抑制和气孔的关闭,并同时调节了抗氧化酶APX和POD的活性。

关键词：过量强度光照胞外ATP 叶绿素荧光 H2O2 抗氧化酶

逆境胁迫对拟南芥细胞质、叶绿体和细胞外ATP水平的影响

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兰州大学学报（自然科学版） 2023年第6期59卷 846-852页

作者：李丽达晓伟张悦婧杨红红石珍珍贾凌云冯汉青西北师范大学生命科学学院兰州730070

利用荧光共振能量转移的ATeam蛋白作为ATP生物传感器,建立检测拟南芥细胞质、叶绿体和细胞外ATP的检测体系,研究植物在不同非生物胁迫(NaCl、 PEG 6000和低温)下细胞质、叶绿体和细胞外ATP水平的变化.结果表明,在较高强度的胁迫(200 mmo... 详细信息

利用荧光共振能量转移的ATeam蛋白作为ATP生物传感器,建立检测拟南芥细胞质、叶绿体和细胞外ATP的检测体系,研究植物在不同非生物胁迫(NaCl、 PEG 6000和低温)下细胞质、叶绿体和细胞外ATP水平的变化.结果表明,在较高强度的胁迫(200 mmol/L NaCl、 10%~20%w(PEG6000)和0~4℃)下,细胞质ATP水平下降.在各水平PEG 6000胁迫下,叶绿体中ATP水平保持稳定;10℃低温处理导致叶绿体中ATP水平升高,200 mmol/L NaCl处理导致叶绿体ATP水平下降,其他强度的NaCl以及低温处理未显著改变叶绿体ATP水平.在中等强度的NaCl和PEG 6000胁迫(100 mmol/L NaCl和5%~10%w(PEG 6000))下,细胞外ATP水平升高;4~10℃低温胁迫处理导致细胞外ATP水平下降.

关键词：拟南芥 ATP水平盐胁迫 PEG 6000胁迫低温荧光共振能量转移

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不同载体和农杆菌对苜蓿瞬时表达影响的研究

植物研究 2023年第6期43卷 835-845页

作者：孙敏杨红红王安琪张悦婧达晓伟张继孙坤吴建平冯汉青西北师范大学生命科学学院兰州730070 西北师范大学新农村发展研究院兰州730070

苜蓿(Medicago sativa)是重要的牧草类植物,为了在苜蓿中有效地实现外源基因的瞬时表达,该研究以绿色荧光蛋白(GFP)作为报告基因,以本氏烟草(Nicotiana benthamiana)作为对比,研究了2种不同的表达载体(非复制型载体和基于菜豆黄矮病毒... 详细信息

苜蓿(Medicago sativa)是重要的牧草类植物,为了在苜蓿中有效地实现外源基因的瞬时表达,该研究以绿色荧光蛋白(GFP)作为报告基因,以本氏烟草(Nicotiana benthamiana)作为对比,研究了2种不同的表达载体(非复制型载体和基于菜豆黄矮病毒的复制型载体)、2种不同类型的根癌农杆菌菌株(Agrobacterium tumefa⁃ciens)(LBA4404和EHA105)对苜蓿叶片瞬时表达水平的影响。结果表明,LBA4404与复制型载体的组合(revector/LBA4404)可在苜蓿叶片中有效地实现GFP的瞬时表达。进一步地,研究了re-vector/LBA4404的浓度和侵染后时间对苜蓿叶片瞬时表达的影响。观察显示,随着re-vector/LBA4404菌悬液浓度或侵染后时间的增加,GFP在苜蓿叶片中的瞬时表达水平呈现出先升后降的趋势。菌悬液浓度为1.0(OD600)时,GFP瞬时表达水平最高;侵染后时间为5~7 d时,GFP瞬时表达水平达到峰值。相较于本氏烟草叶片,在苜蓿叶片中实现最高水平的瞬时转化需要更高浓度的农杆菌和更长的侵染后孵育的时间。

关键词：农杆菌瞬时表达苜蓿

基于六角锥体模型颜色直方图的植物农杆菌基因瞬时转化表达图像定量分析

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兰州大学学报（自然科学版） 2022年第6期58卷 782-788页

作者：王安琪孙燕孙敏张悦婧冯汉青西北师范大学生命科学学院兰州730070 青海民族大学计算机学院西宁810001 青海师范大学计算机学院西宁810001 西北师范大学新农村发展研究院兰州730070

基因的瞬时表达是一种快速的研究基因表达、蛋白质亚细胞定位及基因间相互作用的手段,有简单、快速、周期短等优点,结果直观可靠,但在分析实验结果时,运用肉眼观察法,对结果衡量的标准不统一,有一定的局限性.基于颜色恒常性,利用图像分... 详细信息

基因的瞬时表达是一种快速的研究基因表达、蛋白质亚细胞定位及基因间相互作用的手段,有简单、快速、周期短等优点,结果直观可靠,但在分析实验结果时,运用肉眼观察法,对结果衡量的标准不统一,有一定的局限性.基于颜色恒常性,利用图像分割的阈值法对农杆菌外源基因侵染4种植物叶片的注射实验得到的图像进行分析,将植物基因瞬时转化表达的图像转为六角锥体模型颜色空间,进行颜色直方图的分析,研究表明此方法定量分析植物对外源基因瞬时转化表达更具实用性和科学性.

关键词：瞬时转化表达图像分割颜色直方图色调、饱和度和明度空间

不同磷酸盐供应水平下植物细胞胞内及胞外ATP水平的变化及一氧化氮的调节作用

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兰州大学学报（自然科学版） 2023年第3期59卷 346-350页

作者：王娟娟达晓伟王馨庞海龙贾凌云冯汉青西北师范大学生命科学学院兰州730070 西北师范大学新农村发展研究院兰州730070

以BY-2烟草悬浮细胞为实验材料,探究在不同磷酸盐供应水平下细胞内ATP(iATP)、细胞外ATP(eATP)水平的变化以及NO在其中的调节作用.结果表明,随着磷酸盐供应水平的增加,iATP水平呈现上升趋势;伴随着iATP的上升,eATP也呈现相似的变化.与AT... 详细信息

以BY-2烟草悬浮细胞为实验材料,探究在不同磷酸盐供应水平下细胞内ATP(iATP)、细胞外ATP(eATP)水平的变化以及NO在其中的调节作用.结果表明,随着磷酸盐供应水平的增加,iATP水平呈现上升趋势;伴随着iATP的上升,eATP也呈现相似的变化.与ATP的变化不同,随着磷酸盐供应水平的增加NO水平呈现下降趋势.在正常水平磷酸盐供应下,NO供应剂可增加iATP和eATP水平;NO合成抑制剂降低了iATP和eATP水平.在较低和较高水平的磷酸盐供应下,NO供应剂和合成抑制剂对于iATP和eATP水平的影响呈现与正常水平磷酸盐供应下不同的调节效应,表明磷酸盐供应水平能够影响iATP和eATP的水平;NO对细胞ATP水平具有调节作用,其调节效应与环境磷酸盐供应水平有关.

关键词：磷酸盐一氧化氮胞外ATP 胞内ATP