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膨胀素和木葡聚糖内转葡糖基酶/水解酶基因的功能研究进展

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植物生理学报 2018年第11期54卷 1659-1668页

作者：贾鑫磊何贝轩郭丹丹郭美丽福建中医药大学药学院福州350122 第二军医大学药学院上海200433

植物细胞壁为植物细胞特有结构,研究表明膨胀素(expansin)和木葡聚糖内转葡糖基酶/水解酶(xyloglucan endotransglucosylase/hydrolase)在植物细胞壁的松弛与重构中发挥重要作用。本文将针对这两类基因在种子萌发、根系建成、茎叶的生... 详细信息

植物细胞壁为植物细胞特有结构,研究表明膨胀素(expansin)和木葡聚糖内转葡糖基酶/水解酶(xyloglucan endotransglucosylase/hydrolase)在植物细胞壁的松弛与重构中发挥重要作用。本文将针对这两类基因在种子萌发、根系建成、茎叶的生长、花和果实的发育成熟以及非生物胁迫响应等生理功能方面的研究进行阐述,以更好的理解它们并为未来的研究提供一些思路。

关键词：植物细胞壁膨胀素木葡聚糖内转葡糖基酶/水解酶生理功能

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膨胀素对根系建成影响的研究进展

植物生理学报 2017年第2期53卷 174-184页

作者：李飞李凤兰姚树宽董佳敏蔡振学周晶赵巧芩徐永清胡宝忠东北农业大学生命科学学院哈尔滨150030 哈尔滨学院哈尔滨150086

膨胀素(exp ansin)又称扩张素或扩张蛋白,是诱导植物细胞壁松弛的一种蛋白质,亦是细胞壁松弛与伸展的调节剂,对植物根系形态的建成有一定的调控作用。本文主要概述了膨胀素基因家族的发现、结构、进化及其作用机制,从植物根系顶端分生... 详细信息

膨胀素(exp ansin)又称扩张素或扩张蛋白,是诱导植物细胞壁松弛的一种蛋白质,亦是细胞壁松弛与伸展的调节剂,对植物根系形态的建成有一定的调控作用。本文主要概述了膨胀素基因家族的发现、结构、进化及其作用机制,从植物根系顶端分生组织、侧根及根毛的发育等方面阐明了膨胀素对根系生长的调节作用,以及有关影响膨胀素在根中表达调控因素的研究进展,为深入了解膨胀素对植物根系建成及其调控机制的研究提供理论依据。

关键词：植物根系膨胀素根系发育调控因素

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膨胀素在果实完熟中的作用

园艺学报 2003年第4期30卷 492-495页

作者：马俊莲张子德 Ann L.T.Powel Alan B.Bennett 河北农业大学食品学院保定071001 美国加州大学戴维斯分校蔬菜作物系加州戴维斯ca95616

概述了细胞壁蛋白质膨胀素 (Expansin)的发现、作用机制、基因家族、功能和研究现状。重点论述了膨胀素在果实完熟中的作用及其与细胞壁酶之间的相互关系。

关键词：膨胀素果实完熟细胞壁蛋白质作用机制基因家族细胞壁酶转基因技术果实软化

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膨胀素的结构与功能

细胞生物学杂志 2004年第5期26卷 479-482页

作者：张维郭得平浙江大学农业与生物技术学院园艺系杭州310029

膨胀素是植物细胞生长期间释放的一种能使细胞壁松弛的蛋白质,是细胞壁伸展的关键调节剂,对细胞生长有重要作用。膨胀素由庞大的基因家族编码,分为α-、β-、γ-和δ-膨胀素。膨胀素有多种功能,研究它对搞清生长机制有着重要的意义。

关键词：膨胀素植物细胞生长细胞壁蛋白质

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膨胀素联合复合酶处理对花粉破壁的影响

深圳大学学报（理工版） 2007年第1期24卷 106-110页

作者：王娟余少文陈林烁深圳大学生命科学学院深圳市微生物基因工程重点实验室深圳518060

利用重组毕赤酵母菌株Swollenin的表达产物——膨胀素,联合果胶酶和纤维素酶组成的复合酶处理茶花粉,经镜检并计算其破壁率．结果表明,单独采用复合酶或重组菌株发酵液对花粉进行破壁处理,破壁率分别为85．7％和89．2％,两者联合处理使... 详细信息

利用重组毕赤酵母菌株Swollenin的表达产物——膨胀素,联合果胶酶和纤维素酶组成的复合酶处理茶花粉,经镜检并计算其破壁率．结果表明,单独采用复合酶或重组菌株发酵液对花粉进行破壁处理,破壁率分别为85．7％和89．2％,两者联合处理使茶花粉外壁变软凹陷,萌发沟破裂,内容物呈团状释放出来,花粉的破壁效果明显,破壁率高达92．5％．

关键词：花粉破壁膨胀素复合酶破壁率

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膨胀素的基因家族及功能

安徽农业科学 2011年第20期39卷 11991-11992,12023页

作者：任明玄李凤兰胡宝忠东北农业大学黑龙江哈尔滨150030

膨胀素是一类能够诱导植物细胞壁松弛的蛋白。目前发现的膨胀素基因家族共由4个家族组成,分别为α-膨胀素、β-膨胀素、类α-膨胀素和类β-膨胀素。简述了膨胀素基因家族及其进化历史,概括介绍了近年来发现的膨胀素功能,综述了近年来国... 详细信息

膨胀素是一类能够诱导植物细胞壁松弛的蛋白。目前发现的膨胀素基因家族共由4个家族组成,分别为α-膨胀素、β-膨胀素、类α-膨胀素和类β-膨胀素。简述了膨胀素基因家族及其进化历史,概括介绍了近年来发现的膨胀素功能,综述了近年来国内外关于膨胀素作用机制的研究进展。

关键词：膨胀素超家族功能作用机制

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膨胀素工程菌的构建及表达条件的优化

膨胀素工程菌的构建及表达条件的优化

作者：黄莎莎东北农业大学

学位级别：硕士

纤维素是地球上存储量最丰富、分布最广的有机物质。同时它又是一种可再生物质,它的降解可产生葡萄糖,这是生物界能量循环的重要环节。但由于纤维素的高结晶构造,其外围又由木质素层包围着,这样的结构直接影响了纤维素的理化性质,要把... 详细信息

纤维素是地球上存储量最丰富、分布最广的有机物质。同时它又是一种可再生物质,它的降解可产生葡萄糖,这是生物界能量循环的重要环节。但由于纤维素的高结晶构造,其外围又由木质素层包围着,这样的结构直接影响了纤维素的理化性质,要把它水解成可利用的葡萄糖难度很大。膨胀素是一种能使细胞壁软化、伸展的蛋白。通过多年来对膨胀素的研究发现,膨胀素并不能直接水解纤维素分子的糖苷键,而是对纤维素酶水解纤维素有协同作用,它能够把纤维素链间的氢键打断,有效地破坏了纤维素的结构,提高了纤维素酶对纤维素的水解效率。本研究以黄瓜D0462为基因供体,提取总RNA,克隆膨胀素基因***1和Cs-ExPA2,分别构建毕赤酵母组成型表达载体pGAPH α M-EXPA1和pGAPH α M-EXPA2,转入毕赤酵母中获得工程菌,诱导膨胀素蛋白表达,对膨胀素蛋白的协同活性检测条件和工程菌的表达条件进行优化,提高膨胀素蛋白与纤维素酶协同降解纤维素的效率。主要试验结果如下： 1.采用RT-PCR的方法从黄瓜D0462中克隆了Cs-EXPA1基因和Cs-EXPA2基因,测序得到的基因序列与GeneBank上的序列基本一致。 2.成功构建了组成型表达载体pGAPH αM-EXPA1和pGAPH αM-EXPA2。 3.表达载体pGAPH αM-EXPA1和pGAPH αM-EXPA2分别经限制性内切酶Bg1Ⅱ线性化,通过电击成功转化到毕赤酵母中。经过菌落PCR和基因组PCR鉴定,结果表明外源基因成功整合到毕赤酵母染色体上。4.鉴定正确的转化子在YPD培养基上经过摇床培养使蛋白表达,通过SDS-PAGE凝胶电泳在29kD处检测到目标蛋白。 5.通过不同膨胀素与纤维素酶协同作用的比较,EXPA1蛋白与纤维素酶的协同活性是17.7%,ExPA2蛋白与纤维素酶的协同活性是59.8%,EXPA1蛋白、EXPA2蛋白与纤维素酶的协同活性是30.8%。通过显微镜观察滤纸崩解情况发现,经有膨胀素蛋白上清处理后的滤纸边缘有明显崩解作用。 6.通过试验发现,膨胀素蛋白与纤维素酶协同反应36h时产生的还原糖含量最多,EXPA1蛋白和EXPA2蛋白的协同活性分别为41.9%、102.1%。膨胀素蛋白与纤维素酶协同反应最适pH范围是4.0～5.0;最适温度是50℃。 7.构建好的工程菌,培养96h时的发酵液与纤维素酶共同作用滤纸,能获得较大量的还原糖;最适的培养基pH值为7.0;最适的发酵温度范围为28℃～30℃。

关键词：毕赤酵母膨胀素纤维素协同作用优化

膨胀素──一个引人注目的细胞壁松弛酶候选者

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植物生理学通讯 1997年第3期33卷 208-212页

作者：龙程颜季琼华东师范大学生物系上海200062

植物的生长是植物生理学中一个最基本且重要的问题.细胞膨胀生长(扩大和伸长)的前提是使细胞壁松弛和不可逆伸展.生物物理和生物化学分析表明,细胞壁衬质是控制细胞壁生长的最重要的因素[4].目前,人们普遍认为,衬质多糖作为'链'(tether)... 详细信息

植物的生长是植物生理学中一个最基本且重要的问题.细胞膨胀生长(扩大和伸长)的前提是使细胞壁松弛和不可逆伸展.生物物理和生物化学分析表明,细胞壁衬质是控制细胞壁生长的最重要的因素[4].目前,人们普遍认为,衬质多糖作为'链'(tether),把纤维素微纤丝结合在一起[9];或作为'填补物'(filler),防止微纤丝聚集[15,22,30].

关键词：植物膨胀素细胞壁松弛酶

寒地冬小麦膨胀素基因TaEXPB12同源基因的克隆及功能分析

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华北农学报 2020年第6期35卷 74-80页

作者：冯珊珊徐永清赵梓颐李凤兰胡宝忠东北农业大学生命科学学院黑龙江哈尔滨150038

为了进一步研究冬小麦的根系建成,并为今后高寒地区的冬小麦育种奠定基础。以东农冬麦2号为材料,利用PCR技术得到TaEXPB12-A/B/D 3个同源基因的CDS全长。其核酸序列长度均为846 bp,编码281个氨基酸,同源性达到98.46%,分别定位在2AL、2BL... 详细信息

为了进一步研究冬小麦的根系建成,并为今后高寒地区的冬小麦育种奠定基础。以东农冬麦2号为材料,利用PCR技术得到TaEXPB12-A/B/D 3个同源基因的CDS全长。其核酸序列长度均为846 bp,编码281个氨基酸,同源性达到98.46%,分别定位在2AL、2BL、2DL染色体上,蛋白均具备膨胀素基因序列特有的结构域DPBB_1,分别位于142-810 bp,142-834 bp,142-834 bp。启动子分析结果显示,这3段序列中均含有多个与根特异表达相关的作用元件,以及多个激素响应元件和非生物胁迫响应元件。qRT-PCR分析发现TaEXPB12-A/B/D基因在根中特异性表达,低温会抑制TaEXPB12-A/B/D 3个同源基因的表达,而干旱、脱落酸、茉莉酸甲酯及水杨酸等处理会促进它们的表达。洋葱表皮亚细胞定位结果显示,3个基因均定位于细胞壁。TaEXPB12-A/B/D蛋白质在冬小麦根的细胞壁中特异性分布,并参与冬小麦抵御外界多种非生物胁迫的过程,在3个基因响应外界胁迫的过程中,TaEXPB12-A占据表达优势。结果说明,TaEXPB12-A/B/D在冬小麦根系建成和抵御多种非生物胁迫过程中具有重要作用。

关键词：寒地冬小麦膨胀素 TaEXPB12-A/B/D 同源基因表达特性分析