检索结果-南通市图书馆

植物生理与分子生物学学报 2004年第3期30卷 251-260页

作者：林善枝张志毅林元震北京林业大学林木花卉遗传育种教育部重点实验室北京100083

概述了植物抗冻蛋白及其相关基因的研究现状,主要包括植物低温诱导蛋白、具有热滞活性的植物抗冻蛋白及其相关基因的分离、鉴定与表达调控,以及植物抗冻性基因工程研究动态。在此基础上,讨论了该领域研究中的主要问题、发展趋势及近期... 详细信息

概述了植物抗冻蛋白及其相关基因的研究现状,主要包括植物低温诱导蛋白、具有热滞活性的植物抗冻蛋白及其相关基因的分离、鉴定与表达调控,以及植物抗冻性基因工程研究动态。在此基础上,讨论了该领域研究中的主要问题、发展趋势及近期研究热点。

关键词：植物抗冻性低温诱导蛋白抗冻蛋白热滞活性分子改良

水稻两系不育系1892S抗白叶枯病和抗稻瘟病分子改良

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分子植物育种 2016年第6期14卷 1507-1515页

作者：宋丰顺倪金龙张爱芳王春连赵开军李莉倪大虎杨剑波安徽省农业科学院水稻研究所合肥230031 安徽省农业科学院植物保护与农产品安全研究所合肥230031 中国农业科学院作物研究所北京100081

以高配合力和抗倒能力强的光温敏两系不育系1892S为轮回亲本,与含抗白叶枯病Xa23基因和抗稻瘟病Pi9(t)基因的稳定株系7J278多代回交,连续自交、经系谱选择、花粉镜检、抗性鉴定和测交,结合分子标记辅助选择,获得1个携带两个抗性基因纯... 详细信息

以高配合力和抗倒能力强的光温敏两系不育系1892S为轮回亲本,与含抗白叶枯病Xa23基因和抗稻瘟病Pi9(t)基因的稳定株系7J278多代回交,连续自交、经系谱选择、花粉镜检、抗性鉴定和测交,结合分子标记辅助选择,获得1个携带两个抗性基因纯合的稳定光温敏核不育系N779S。利用中国7个流行白叶枯病菌株C1-C7和Xa23基因专化小种PXO99进行接种鉴定,N779S表现为R,受体亲本表现为S。苗期以15个稻瘟病流行小种进行接种,N779S抗性级别为0~1级,抗性水平明显高于受体亲本;在3个稻瘟病重发区种植,N779S穗发病率级别为2~5级,而受体亲本为7~9级。以改良系N779S为母本配置的杂交组合F1,对白叶枯病和稻瘟病的抗性水平均明显高于对照,同时表现出良好的配合力水平。表明Xa23基因和Pi9(t)基因不论是在纯合还是在杂合状态下,都能表现出良好的抗病能力。长日高温环境下花粉镜检结果显示,N779S为无或少花粉败育类型;农艺性状观察显示,改良株系与受体亲本在植株形态上差异不明显,但利用行业标准分析48个遗传位点,仍存在3个位点差异,表明改良系N779S与受体亲本不属于同一个品种。

关键词：光温敏两系核不育系白叶枯病稻瘟病分子改良 Xa23 Pi9(t)

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水稻耐盐分子机制与分子改良

植物遗传资源学报 2022年第3期23卷 644-653页

作者：曲梦宇许惠滨陈静梁廷敏韩艺娟陈燕琼张书标陈松彪闽江学院海洋研究院福州350108 福建农林大学农学院福州350002

盐碱地是农业种植的重要后备耕地资源,但其高盐碱度特性严重制约了作物的种植。培育适宜盐碱地种植的作物,对保障粮食安全具有重要意义。近年来,耐盐水稻成为盐碱地改良与利用的首选粮食作物,因此,耐盐性遗传改良已成为水稻遗传育种的... 详细信息

盐碱地是农业种植的重要后备耕地资源,但其高盐碱度特性严重制约了作物的种植。培育适宜盐碱地种植的作物,对保障粮食安全具有重要意义。近年来,耐盐水稻成为盐碱地改良与利用的首选粮食作物,因此,耐盐性遗传改良已成为水稻遗传育种的一个重要研究方向。高浓度盐胁迫对水稻各生育期的生长发育都会造成影响,导致水稻产量与品质显著下降。水稻耐盐分子机制的研究对培育耐盐水稻品种具有重要指导意义。本文从离子稳态调节、渗透调节、抗氧化调节、气孔调节以及信号分子调节等5个方面综述了水稻耐盐适应性分子机制研究的最新进展,进一步介绍了国内外水稻耐盐性遗传改良的情况,并重点总结了负调控水稻耐盐性功能基因的鉴定,以及基于基因组编辑技术的水稻耐盐性分子改良;同时还探讨了未来值得重点关注的方向及策略,以期为高效培育耐盐性强、综合性状优良的水稻品种提供参考。

关键词：水稻盐胁迫耐盐机制分子改良负调控基因基因组编辑

基于“多基因聚合-早世代组配”策略的水稻分子改良研究

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华北农学报 2017年第3期32卷 77-84页

作者：陈立凯郭涛刘永柱王慧陈志强华南农业大学国家植物航天育种工程技术研究中心广东广州510642

传统水稻育种技术最主要瓶颈是选择效率低和周期长。为了提高水稻优异材料选育和杂交稻组配效率,创新水稻分子育种策略,利用分子标记辅助选择多基因聚合和早世代杂交组配,展开水稻恢复系分子改良和杂交新组合的调查评价。供体亲本H318... 详细信息

传统水稻育种技术最主要瓶颈是选择效率低和周期长。为了提高水稻优异材料选育和杂交稻组配效率,创新水稻分子育种策略,利用分子标记辅助选择多基因聚合和早世代杂交组配,展开水稻恢复系分子改良和杂交新组合的调查评价。供体亲本H318与恢复系亲本华占进行杂交,通过选择和设计关键有利基因的分子标记,利用毛细管电泳基因分型技术,将Wxb、fgr、Xa23、Pi2、Pi46以及Pita 6个稻米品质、香味、抗白叶枯病和抗稻瘟病相关功能基因进行聚合利用。通过多世代的田间生物学性状调查,米质、抗性等表型鉴定,获得14份以恢复系华占为遗传背景,目标基因纯合的优质、双抗和香型稳定的水稻株系。依据材料稳定遗传特性,将改良后代株系与生产应用的不育系进行测配和组合的调查评价,筛选获得潜在优良杂交稻。在育种进程中采用"多基因聚合-早世代组配"策略,实现多个有利基因快速聚合,定向改良稻米品质和抗病性等关键性状,并且促进杂交水稻组合的高效选育。

关键词：水稻分子改良多基因聚合杂交组配恢复系

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棉花纤维品质分子改良研究进展

中国生物工程杂志 2009年第5期29卷 111-115页

作者：陈蔷崔百明黎娟华彭明中国热带农业科学院热带生物技术研究所农业部热带作物生物技术重点开放实验室海口571101 石河子大学生命科学学院石河子832000

棉花纤维是重要的天然纤维和纺织工业原料。目前国内外棉花育种家除了利用常规技术外,还大规模开展了棉花纤维品质分子改良的育种研究。综述了利用基因工程手段进行棉花纤维品质改良的分子育种相关研究进展。

关键词：棉花纤维品质分子改良

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植物对低温胁迫的响应及其分子改良研究进展

安徽农业科学 2006年第14期34卷 3268-3272页

作者：张勇汤浩茹罗娅四川农业大学林学园艺学院四川雅安625014

综述了植物受低温胁迫后的膜脂组成、抗氧化酶、渗透调节物质、低温信号表达调控和低温诱导蛋白等及其在分子改良方面的研究进展,并对今后的研究重点进行了讨论。

关键词：低温胁迫植物抗寒性分子改良

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葡萄糖氧化酶的高效表达及耐热性分子改良

葡萄糖氧化酶的高效表达及耐热性分子改良

作者：张艳丽中国农业科学院

学位级别：硕士

葡萄糖氧化酶(Glucose oxidase,EC 1.***.3.4,GOD)是一种需氧脱氢酶,在有氧条件下,能够以分子氧为电子受体,将葡萄糖氧化为葡萄糖酸和过氧化氢。GOD广泛用于食品及饲料添加剂、防腐剂、生物传感器及葡萄糖酸生产等。但目前商品GOD产量低... 详细信息

葡萄糖氧化酶(Glucose oxidase,EC 1.***.3.4,GOD)是一种需氧脱氢酶,在有氧条件下,能够以分子氧为电子受体,将葡萄糖氧化为葡萄糖酸和过氧化氢。GOD广泛用于食品及饲料添加剂、防腐剂、生物传感器及葡萄糖酸生产等。但目前商品GOD产量低且热稳定性差,限制了GOD大规模的工业应用。本研究从重组表达Penicillium notatum F4葡萄糖氧化酶基因godp的毕赤酵母菌株PP-GOD出发,利用基因工程手段对重组GOD毕赤酵母菌株进行改良,提高其分泌表达GOD的能力;另一方面,利用计算机辅助理性设计对GOD蛋白进行分子改良,以提高其热稳定性。主要研究结果如下:1.在重组GOD毕赤酵母菌株中,共表达来源于Pichia pastoris的SEC61复合体编码基因SEC61、未折叠蛋白响应机制(UPR)转录激活因子Hac1p的编码基因HAC1以及来源于Saccharomycescerevisiae的折叠酶PDI、ERO1基因,研究各种辅助因子对GOD分泌表达的影响。结果表明,共表达SEC61对GOD表达影响最为显著,培养基中GOD活力为原始菌株PP-GOD的3.24倍。共表达PDI、ERO1均有助于提高GOD的表达量,培养基中GOD活力分别为原始菌株PP-GOD的1.95倍和1.32倍。共表达HAC1也有效提高了GOD的表达量,培养基中GOD活力为原始菌株PP-GOD的1.38倍。2.通过同源建模和分子动力学模拟构建了*** F4来源GODp的蛋白三维结构模型,从稳定蛋白质结构入手理性选择9个氨基酸位点,以期提高蛋白热稳定性。对选定的9个突变位点构建毕赤酵母饱和突变体库。筛选结果表明,其中7个突变体D408W、D408T、D408K、D408C、E476T、E476K和S100A的热稳定性得到提高。其中S100A和D408W的热稳定性有明显的提高,相比野生型,两个突变体在55℃的半衰期分别提高了5.13倍和4.41倍,T值分别提高了4.4℃和1.2℃。本研究从葡萄糖氧化酶应用领域最突出的问题入手,提高了葡萄糖氧化酶的热稳定性和分泌表达效率,进而有效降低了酶制剂的生产和使用成本,这种新型葡萄糖氧化酶制剂将进一步扩大该酶在食品以及饲料行业的应用,具有良好的理论和实际应用前景。

关键词：葡萄糖氧化酶毕赤酵母高效表达分子改良

植物乳杆菌WU14的L-AI发酵工艺研究及其分子改良

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植物乳杆菌WU14的L-AI发酵工艺研究及其分子改良

作者：孙志军江西农业大学

学位级别：硕士

D-塔格糖(D-tagatose)是一种具有降低血糖、改善肠道菌群、促进血液健康等功能的新型甜味剂,广泛应用于美容、医药、食品等行业。植物乳杆菌WU14(Lactobacillus plantarum WU14,*** WU14)是一株从酸菜中分离出的乳酸菌,可产生转化D-塔... 详细信息

D-塔格糖(D-tagatose)是一种具有降低血糖、改善肠道菌群、促进血液健康等功能的新型甜味剂,广泛应用于美容、医药、食品等行业。植物乳杆菌WU14(Lactobacillus plantarum WU14,*** WU14)是一株从酸菜中分离出的乳酸菌,可产生转化D-塔格糖的L-阿拉伯糖异构酶(L-Arabinose Isomerase,L-AI)。本文在*** WU14产L-AI的发酵工艺优化基础上,建立数学模型,对D-塔格糖进行分离纯化,并利用生物信息学预测影响L-AI热稳定性的氨基酸位点,进行原核表达。研究结果如下:1、以*** WU14的生物量及L-AI酶活为指标,利用单因素与响应面实验对发酵培养基进行优化。培养基组成(g/L):葡萄糖4.35 g、L-阿拉伯糖2.71 g、酵母浸粉17.6 g、大豆蛋白胨17.6 g、无水乙酸钠10 g、MgSO·7HO 0.4 g、MnSO·2HO0.05 g、KHPO 0.4 g,培养条件:发酵初始pH值6.24、发酵温度28.6℃、接种量2%、发酵20 h,*** WU14的菌体量比优化前提高了近48%,L-AI酶活达42.23U/mL,D-塔格糖的转化率达到69.6%。2、分析*** WU14发酵过程,发现*** WU14的生物量与L-AI的形成呈部分偶联型关系。利用Logistic方程和Boltzmann模型对*** WU14生物量、L-AI酶活等实验数据进行非线性拟合,建立*** WU14生长动力学、葡萄糖消耗动力学及L-AI生成动力学模型,其拟合度分别为0.99157、0.99443、0.98461,能较好的反映*** WU14发酵过程中D-塔格糖生物转化的变化规律。3、通过离心、脱色、除蛋白、脱盐、钙树脂分离D-半乳糖、冷冻干燥等方法将D-塔格糖从发酵液中分离出来,并利用傅里叶红外光谱分析鉴定。4、反应体系中加入硼酸盐缓冲液,发现转化温度为60℃、反应pH为7.17,粗酶液的添加量与D-半乳糖体积比为5:1、硼酸盐与D-半乳糖的体积比为2:1时,转化24 h后,D-塔格糖的转化率达到68%,与未加硼酸盐转化体系相比提高12%。5、为提高*** WU14的L-AI热稳定性,对L-AI进行分子改良。经同源建模,找到3个疑似位点,将其自由组合,以*** BL21(DE)为表达宿主菌,构建7个突变体即G242P、G371P、G372P、G242P/G371P、G242P/G372P、G372P/G371P、G242P/G371P/G372P。进行酶学性质测定,发现突变型与野生型的最适温度及最适pH未发生变化。突变型的热稳定性都有所提高,其中三点突变(G242P/G371P/G372P)最为明显,70℃处理90 min后,仍具有53.59%的剩余酶活,野生型仅剩11.72%。说明在L-AI非催化中心区域引入脯氨酸,对提高L-AI的热稳定性有积极作用,为L-AI工业化生产和应用奠定了基础。

关键词： D-塔格糖 L-阿拉伯糖异构酶 L.plantarum WU14 发酵动力学分子改良

产特定低聚木糖组分的木聚糖酶分子改良及其在桑枝降解中的应用

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产特定低聚木糖组分的木聚糖酶分子改良及其在桑枝降解中的应用

作者：白致远江苏科技大学

学位级别：硕士

低聚木糖是一类具有多种生物活性的低分子聚合物,其中木二糖和木三糖由于其特有的益生元、抗氧化等活性在食品、保健和医疗等领域应用广泛。木聚糖酶作为一种可特异性降解木聚糖的糖苷水解酶,在低聚木糖的酶法制备中起着关键作用。鉴于... 详细信息

低聚木糖是一类具有多种生物活性的低分子聚合物,其中木二糖和木三糖由于其特有的益生元、抗氧化等活性在食品、保健和医疗等领域应用广泛。木聚糖酶作为一种可特异性降解木聚糖的糖苷水解酶,在低聚木糖的酶法制备中起着关键作用。鉴于木聚糖酶催化水解木聚糖的水解产物聚合度与其结构稳定性、底物结合位点和整体能量紧密相关,本文从真菌中克隆表达了2个第十家族(GH10)的高温高比活木聚糖酶,基于理性设计从酶的区域柔性、底物结合位点优化以及整体能量优化,确定影响降解产物组成的关键氨基酸位点,通过定点突变进行分子改良,以期获得高产木二糖和木三糖的突变体,为酶法生产功能性低聚木糖提供技术支撑。主要研究结果如下:(1)基于柔性区域改造筛得催化降解榉木木聚糖高产木二糖和木三糖的木聚糖酶突变体S21Y/N318W。从真菌Hortaea werneckii中挖掘并表达了GH10家族高温木聚糖酶木聚糖酶Hwxyl10A,其催化降解榉木木聚糖的产物组成中木二糖和木三糖的占比达30%。通过理性设计增强两个关键柔性区域位点S21和N318的刚性,得到优势突变体S21Y/N318W,其催化降解榉木木聚糖的产物中木二糖和木三糖的占比高达75.2%,比野生型提高45%;其比活达到1901 U/mg,显著高于野生型(p分子动力学模拟分析表明突变体S265A的催化通道中心基团与榉木木聚糖降解产物中的高聚合度低聚木糖底物的亲和力增强,促使高聚合度组分降解为低聚合度组分,从而利于木二糖和木三糖等高值化产物分离。(3)基于整体能量优化筛得催化降解榉木木聚糖高产木二糖和木三糖的木聚糖酶突变体V126F。基于Ccxyl10B的同源建模结构,对影响其整体能量的关键氨基酸位点进行虚拟饱和突变,筛得优势突变体V126F。突变体V126F催化降解榉木木聚糖的产物中木二糖与木三糖的占比高达74%,比野生型提高27%,与突变体S21Y/N318W无显著性差异,显著高于突变体S265A,且产物组成中没有聚合度4以上的其他低聚木糖。与野生型相比,V126F的半衰期(t1/2)为27 min,是野生型(8min)的3.3倍;其比活(2359 U/mg)提高25%。分子动力学模拟分析表明突变体V126F的整体均方根偏差低于野生型,酶的整体能量下降,其催化活性通道的空间位阻降低,结构稳定性得以加强,且残基变化使产物释放更快,因此其催化降解榉木木聚糖产木二糖和木三糖的效率更高。(4)构建海水预处理桑枝联用木聚糖酶突变体协同纤维素酶催化降解桑枝木聚糖高产木二糖和木三糖。以海水浸泡预处理桑枝,利用木聚糖酶与纤维素酶协同处理催化降解桑枝木聚糖。结果表明:预处理能够促进木质素的去除,突变体V126F与纤维素酶协同催化水解桑枝耗时最短(8 h),产糖量最高(18.89μmol/m L),协同度在2 h时达到最大值2.99,比野生型木聚糖酶与纤维素酶的协同度提高59%。在木聚糖酶突变体V126F与纤维素酶协同催化降解桑枝木聚糖的低聚木糖产物组成中木二糖和木三糖的占比达到71.5%,比已报道的桑枝降解低聚木糖产物占比(仅30%)提高41.5%。相比于榉木木聚糖原料,本文构建的海水预处理桑枝联用木聚糖酶突变体协同纤维素酶催化降解桑枝木聚糖制备木二糖和木三糖的方法操作简便,成本更低,效率更高。因此,突变体V126F与纤维素酶协同催化水解桑枝木聚糖高产功能性低聚木糖,有助提高生产效率,从而提高桑枝资源的利用率及其衍生产品的附加值。综上,本文通过对真菌来源的两种高温木聚糖酶Hwxyl10A和Ccxyl10B进行分子改良获得三个优势突变体S21Y/N318W、V126F和S265A,再通过酶学性质和水解特性筛到可用于降解桑枝木聚糖产木二糖和木三糖的突变体V126F

关键词： GH10家族木聚糖酶分子改良桑枝低聚木糖协同降解

真菌毒素玉米赤霉烯酮降解酶基因资源挖掘及其催化效率分子改良研究

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真菌毒素玉米赤霉烯酮降解酶基因资源挖掘及其催化效率分子改良研...

作者：于心蕊中国农业科学院

学位级别：硕士

玉米赤霉烯酮(Zearalenone,ZEN)是镰刀菌产生的类雌激素样真菌毒素,不仅损伤动物的肝肾,降低免疫机能,而且影响动物的生殖性能,给牲畜养殖业及食品安全带来了严重的危害。内酯水解酶可以高效、环保的方式去除饲料中的霉菌毒素ZEN,有效... 详细信息

玉米赤霉烯酮(Zearalenone,ZEN)是镰刀菌产生的类雌激素样真菌毒素,不仅损伤动物的肝肾,降低免疫机能,而且影响动物的生殖性能,给牲畜养殖业及食品安全带来了严重的危害。内酯水解酶可以高效、环保的方式去除饲料中的霉菌毒素ZEN,有效助力畜牧行业绿色健康养殖。本研究旨在获得可高效水解ZEN的酶,研究其生化特性以及催化机理,探索高效表达方案,推进其在畜牧养殖业的应用。为了进一步挖掘可高效水解ZEN的酶基因资源,以具有ZEN水解活性的内酯水解酶ZHD101的氨基酸序列出发,在NCBI数据库进行检索分析,获得了18个一致性较低的潜在ZEN水解酶基因序列,并通过在毕赤酵母中异源表达进行活性筛选。结果表明:所有基因均实现了异源表达,5个检测到明显活性。其中,来源于Phialophora americana的假想蛋白ZHD607对ZEN的降解效率高达100%,比活达到4940 U/mg。为了进一步研究其催化机理,本研究选取了与ZHD607一致性较高(74%)的内酯水解酶RmZHD为对比材料。RmZHD具有更高的比活性(12,288 U/mg),是ZHD607的2.5倍。通过对ZHD607进行同源建模并与RmZHD的晶体及序列比对分析,寻找与底物结合的关键氨基酸区段及位点,设计了8个突变体。结果表明:突变体ZHDM1(14,419 U/mg)和I160Y(16,652 U/mg)催化效率相较于野生型显著提高,分别为野生型的2.9倍和3.4倍。进一步通过分子动力学模拟分析其催化效率提高的机制,突变后160位点侧链的变化以及loop 136-142上Pro135和Leu138残基的侧链扭转可以显著增强与底物之间的疏水相互作用,进而提高了酶与底物的结合能力。表达量低一直是制约内酯水解酶推广应用的瓶颈问题。本研究基于融合表达策略分别将来源于Aspergillus niger的酸性木聚糖酶XYNB和Bacillus sp.的碱性木聚糖酶A11与ZHD101在毕赤酵母X33中进行高效表达。相较于单独表达的ZHD101,融合蛋白XYNB+ZHD101的ZEN水解活性活性提高了1.2倍,诱导48 h后的酶活可达983.77 U/mL。qPCR以及比活力测定结果与SDS-PAGE分析一致,说明融合表达可以显著提高ZHD101的蛋白表达量。此外,融合蛋白XYNB+ZHD101中的木聚糖酶活性与ZEN水解活性呈显著的线性化关系,可在发酵过程中通过检测木聚糖酶的活性表征ZHD101的活性,为其大规模产业化生产奠定了基础。本研究以已报道晶体结构的具有ZEN水解活性的内酯水解酶ZHD101为研究背景,基于ZHD101的序列检索了新颖的ZEN水解酶基因,并获得了多个高活力的ZEN水解酶基因,丰富了ZHD家族成员;基于结构基础对ZHD607的催化效率进行分子改良研究,获得了两个活性显著提高的突变体,并阐释了其对ZEN高效水解的催化机理;基于融合表达的方式显著提高了ZHD101在毕赤酵母中的表达量,结合建立的间接酶活测定方法为工业化大规模生产提供了强有力的支持。

关键词：玉米赤霉烯酮降解酶内酯水解酶基因挖掘分子改良融合表达