硕学论
小麦中与水稻白叶枯病菌harpin蛋白基因结构域类似
序列的克隆及生物学功能研究
李培培
指导教师宋从凤副教授
王金生教授
专业名称植物病理学
研究方向分子植物病理学
答辩日期二○○八年六月
CLONING AND BIOLOGICAL FUNCTION OF WHEAT cDNA SEQUENCE HOMOLOGOUS WITH HPA1xoo ENCODING SEQUENCE OF
XANTHOMONAS ORYZAE PV. ORYZAE
BY
Peipei LI
A DISSERTATION
Submitted to
Nanjing Agricultural University , Nanjing , P. R. China
In Partial Fulfillment of the Requirements
for the Master Degree of Science
Directed by
Associate professor Congfeng Song
Professor Jinsheng Wang
Nanjing Agricultural University
Nanjing 210095, P.R.China
June.2008
原 创 性 声 明
本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
学位论文作者（需亲笔）签名：年月日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权南京农业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。
保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。
（请在以上方框内打“√”）
学位论文作者（需亲笔）签名：年月日导师（需亲笔）签名：年月日
目 录
摘要.....................................................................................................................................I ABSTRACT........................................................................................................................III 上 篇文献综述. (1)
下 篇研究内容 (12)
第一章小麦中与HARPINXOO蛋白基因结构域类似序列的克隆与表达 (13)
1材料和方法 (13)
2结果 (23)
3讨论 (25)
第二章 TA3-13HIS融合表达重组体的构建、表达和蛋白的纯化 (26)
1材料和方法 (26)
2结果 (30)
3讨论 (32)
第三章 TA3-13和TA50-10蛋白的生物学功能研究 (33)
一TA3-13和TA50-10蛋白的抗病性研究 (33)
1材料和方法 (33)
2结果 (35)
二TA3-13和TA50-10蛋白的抗逆性研究 (45)
3材料和方法 (45)
4结果 (46)
5讨论 (55)
全文总结 (57)
参考文献 (58)
英文名称及缩写词 (64)
致谢 (66)
本论文研究受资助基金 (67)
摘要
小麦中与水稻白叶枯病菌harpin蛋白基因结构域类似
序列的克隆及生物学功能研究
摘要
Harpin蛋白是由植物病原细菌产生的富含甘氨酸、对热稳定但对蛋白酶K敏感的一类蛋白。它在非寄主植物上能够引起过敏反应，而且很可能是植物病原细菌的一个重要的致病因子。另外，harpin蛋白还能够诱导植物产生病虫抗性以及提高作物的产量与品质。
本研究中，我们将Hpa1Xoo 的编码基因hrf1的核苷酸序列进行blastn分析时发现，在小麦、水稻、玉米、高粱、甘蔗、大麦和粟子7种禾本科植物的EST序列中，都含有与hrf1基因不同结构域有59%以上一致性（identity）的序列。根据序列的同源性设计引物，利用nest-PCR技术从小麦的cDNA中扩增到它们的蛋白编码基因TA3-13和TA50-10。将TA3-13和TA50-10克隆至pMD18-T 载体,经测序验证无误后，经BamH I和Nde I双酶切回收片段后分别克隆至pET30a(+)载体，构建了原核表达重组体pET-TA3-13和pET-TA50-10。研究表明，表达菌株Escheria coli (BL21)/ pET-TA3-13和E. coli (BL21)/ pET-TA50-10在1 mM IPTG、37℃诱导的条件下，SDS-PAGE分析都能够很好地表达，且主要以可溶形式存在于细胞超声破碎后的上清液中。
将TA3-13重新经PCR后，在3’端添加Xho I酶切位点，克隆至pMD18-T载体，经测序验证无误后，用Nde I和Xho I双酶切回收片段后分别克隆至pET30a(+)载体，构建了his融合表达重组体pET-TA3-13his。表达菌株E. coli （BL21-AI）/ pET-
TA3-13his经诱导表达后，融合蛋白用His-Tag镍柱纯化试剂盒进行了纯化，纯化蛋白的浓度达到了3.0~3.5 mg/ml。经SDS-PAGE分析，得到了单一的具有目的片段大小的清晰条带。
我们将所得的TA3-13和TA50-10蛋白及TA3-13his纯化蛋白进行了生物学功能研究，结果表明，TA3-13和TA50-10蛋白不能诱导烟草产生HR。蛋白喷施处理烟草后观察其抗病反应，分析结果显示，没有明显诱导HR活性的蛋白TA3-13和TA50-10依然可以诱导烟草抗TMV，且抗病性比hpa1Xoo效果显著。TA50-10蛋白喷施处理
小麦中与水稻白叶枯病菌harpin蛋白基因结构域类似序列克隆及生物学功能研究
烟草后观察，在十天内对烟草抗TMV仍有效果。纯化蛋白TA3-13his也进行了诱导烟草抗TMV的研究，结果显示，它对诱导烟草抗TMV的效果仍然显著。经纯化后的载体his 蛋白pEThis以15μg/ml处理烟草也具有一定的诱导抗TMV的效果。研究测定了TA3-13和TA50-10蛋白处理植物后HR的标志基因HMGR、Hsr203J 和Hin1、抗病防卫反应基因PR-1a和Pal、与活性氧有关的基因Aox1、水分胁迫相关基因NP24 、NO合成相关基因NR，的表达情况。实验对TA3-13和TA50-10蛋白处理番茄后在干旱，抗冷和盐胁迫条件下测定了叶绿素和膜相对电导率值的变化，研究表明，TA50-10蛋白处理对逆境处理后的叶绿素和电导率值有影响，而TA3-13蛋白对抗逆影响较小。
关键词：TA3-13; TA50-10; Hpa1Xoo; 融合表达；蛋白纯化；诱导抗病性；诱导抗逆性
ABSTRACT
CLONING AND BIOLOGICAL FUNCTION OF WHEAT cDNA
SEQUENCE HOMOLOGOUS WITH HPA1xoo ENCODING
SEQUENCE OF XANTHOMONAS ORYZAE PV. ORYZAE
ABSTRACT
Harpins are a group of glycine-rich, heat-stable and protease K-sensitive proteins that are able to elicit disease and insect resistance in plants, induce many plant-reaction phenotypes, and promote plant growth in yield and quality.Harpin can induce HR in non-host plants, and may be an important pathogenicity factor of bacterial plant pathogen.
In this study, by blastn analysis of nucleotide acid sequence of hpa1Xoo encoding gene hrf1, EST sequence showed 59% identity with hrf1 was found in gramineous plant wheat, rice, corn, broomcorn, sugarcane, barley and chestnut. Homologous sequences TA3-13 and TA50-10 were cloned from wheat RNA using RT-PCR and nest-PCR. The PCR products were cloned in pMD18-T Easy vector, after sequencing confirmed, TA3-13 and TA50-10 were cloned into BamH I and Nde I digested pET30a(+) vector. The recombinant plasmid was transformed into Escherichia. coli BL21 (DE3), and the resulting strains were named BL21/ pET-TA3-13 and BL21/ pET-TA50-10. The proteins were induced by 0.1 mM IPTG at 37 oC, the expressed proteins was soluble inside the cells.
Expression construct of his tag fusion TA3-13was made by PCR amplification and regular cloning procedure. Nde I and Xho I digested TA3-13 DNA fragment was cloned into pET30a(+) vector which digested with the same restriction enzymes.The recombinant plasmid was transformed into Escherichia. coli BL21/AI (DE3), and the resulting strain was named BL21-AI/pET-TA3-13his.The expressed fusion protein was purified using the nickel purification kit and the concentration of purified proteins was about 3.0~3.5 mg/ml.
The biological functions of expressed TA3-13 and TA50-10 proteins were explored. TA3-13 and TA50-10 failed to elicit a HR in tobacco leaves at a concentration of 15μg/ml.
小麦中与水稻白叶枯病菌harpin蛋白基因结构域类似序列克隆及生物学功能研究
Treatment of TA3-13 and TA50-10 can induce tobacco mosaic virus (TMV) resistance on tobacco. The resistance duration for TA50-10 treatment can last for ten days with little reduction. The fusion protein TA3-13his has the same TMV resistance inducing activity. Expression of defense-related and anti-stress related genes induced by treatment of TA3-13 and TA50-10 was analyzed. The genes were HR marker genes HMGR、Hsr203J and Hin1; defence related genes PR-1a and Pal; oxidative related gene AoxI; water stress related gene NP24, NO synthesis related gene NR. The effects of TA3-13 and TA50-10 on drought, cold and salt stresses were studied.
KEY WORDS : TA3-13; TA50-10; Hpa1Xoo; His-Tag fusion; protein purification; induced resistance
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文献综述
1Harpin蛋白概述及诱导抗病性的研究进展
大多数革兰氏阴性植物病原细菌都存在hrp基因(hypersensitive response and pathogenicity)，其决定病原菌对感病寄主植物的致病性和抗病寄主植物或非寄主植物的过敏反应(hypersensitive response HR)。Hrp是一个12-25kb的基因簇，由编码19-26个不同蛋白产物的6-8个转录单元组成(Tanaka et al, 2001)，其中有些蛋白是在动植物病原菌都非常保守的III型泌出通道中的某些因子(Dangl et al., 1994)。自从1986年，首次报道hrp基因(Lindgren et al., 1986)以来，人们对植物病原细菌hrp基因的分布、结构、功能等进行了大量研究(王金生, 1999)。1992年首次报道从梨火疫病菌(Erwinia amylovora)中分离到hrp基因产物harpin蛋白(Wei et al., 1992)，之后有关harpin蛋白的研究得到广泛开展。
1.1Harpin蛋白的生理生化特性
harpin蛋白是一类既能诱导非寄主植物产生HR，同时其本身又是病原菌的一种致病因子(He et al., 1993)。Harpin蛋白都具有相似的生化特征：富含甘氨酸(Gly)、热稳定、对蛋白酶敏感，其主要共同生物效应是在烟草等非寄主植物上诱导产生HR(Wei et al., 1992)。病原菌的hrp-突变体对寄主的致病力和诱导非寄主产生HR的能力会降低或完全丧失(陈功友等，2001)。迄今为止，在革兰氏阴性植物病原细菌中已经发现的harpin 有：Erwinia amylovora的harpin Ea (Wei et al., 1992)、HrpW(Kim et al., 1998)；E. carotovora subsp. carotovora的harpin Ecc (Asita Mukherjee et al., 1997)；E. chrysanthemi
的harpin Ech(Bauer et al., 1995)；Pseudomonas syringae pv. syringae的harpin Pss(He et al., 1993)； P. syringae pv. aptata的HrpZ Psa(Musa et al., 2001)；P. syringae pv. glycinea的HrpZ Psg(Preston et al., 1995)；P.syringae pv. phesiolicola的HrpZ Psph(Lee et al., 2001)；P. syringae pv. tomato的HrpW(Amy et al., 1998)；Ralstonia solanacearum的PopA1(Arlat et al., 1994)；Xanthomonas axonopodis pv. glycine的HpaG (Kim et al., 2003)；Xanthomonas oryzae pv.oryzae的harpin Xoo(闻伟刚和王金生, 2001; 李平等, 2004)；X. oryzae pv. oryzicola的hpa1Xoo (闻伟刚, 2001; 李平等, 2004)。不同属的病原细菌之间编码harpin 的hrp基因的同源性很低，而同一属植物病原细菌不同致病变种之间编码harpin的hrp
基因的同源性较高(Bauer et al., 1995)。
1.2Harpin蛋白的生物活性及作用机理
Harpin蛋白并不直接作用于靶标植物,而是激活植物本身具有的一系列的反应机
上篇文献综述
制，从而使植物获得许多有益的生物学效应。
叶片喷洒harpin制剂试验表明，hapin对植物的影响不仅局限于特定的组织类型，对植物也产生系统性影响。实验室和田间试验证明，harpin处理可以增加多种作物的净光合效率，提高CO2的积累量，从而提高作物产量，而且还通过提高植物对病虫害的抗性，减少产量损失。另外，果实采前、采后使用 harpin处理，可以显著提高果实的耐储性，减少病害和贮存期的损失，进而延长货架期（Eden内部资料）。转基因研究发现,将编码harpin的基因hrfAXoo转化水稻后, 在水稻中表达且可以提高水稻对白叶枯病菌部分小种的抗性。这表明hrfXoo基因在水稻体内表达, 与体外表达产物一样可以诱导植物产生抗病性。（邵敏，2004）
Harpin在植物上的作用机理与许多化学物质如 INA、BTH、SA 诱导的部分抗性相比，harpin处理植物可以获得多种有益效应的原因在于harpin处理可以诱导多种抗性机制，活化多种植物防卫通路。研究证明，harpin至少可以激活三条以上信号通路，即：水杨酸(SA)信号通路、茉莉酸(JA)/乙烯(ET)信号通路和脱落酸(ABA)信号通路，不同的信号通路介导了不同的生物学效应。SA介导的系统获得抗性(SAR)主要针对专性寄生病原物，JA/ET介导的抗病性主要是针对从根系侵入的病原物和某些引起叶斑症状的兼性病原物，以及诱导促生长和抗虫(董宏平等, 2004; Dong et al., 2004)，而ABA 信号通路则与诱导植物的抗旱性有关(Dong et al., 2005)。
这些有益生物学效应并不是严格的被某一种信号通路诱导获得，因为这些信号通路有可能被同时激活或者在信号通路的某一环节发生交叉。
1.2.1水杨酸信号通路
关于SA在抗病性中的作用，一项有说服力的证据来自对NahG转基因烟草、番茄和拟南芥的研究(Gaffney et al., 1993; Delaney et al., 1994)。NahG植物表达来自恶臭假单胞杆菌(Pseudomonas putida)的 NahG基因，该基因编码SA羟化酶；该酶能把SA中的羧基转化为羟基，SA转换为无活性的儿茶酚，因此NahG植株不能累积SA(Gaffney et al., 1993)。在受到病原菌侵染或用SAR诱导因子处理时，NahG植株不能诱导SAR基因的表达，也不能产生SAR，而且对病原菌表现出高度感病(Delaney et al., 1994)。用SA 类似物二氯异酰胺(2,6-dichloro-isonicotinic acid, INA)和苯并噻唑(benzothiadiazol, BTH)处理，可恢复NahG烟草和拟南芥植株发生SAR和SAR基因表达的能力(Delaney et al., 1994; Friedrich et al., 1996; G?rlach et al., 1996; Lawton et al., 1996; Métraux et al., 1991; Vernooij et al., 1995)。同样，通过抑制苯氨酸解氨酶(phenylalanineammonialyase, PAL)的活性或其基因的表达，可使拟南芥对霜霉(Peronospora parasitica)从抗病变为感病，因为PAL是SA生物合成的限速酶(Mauch-Mani et al., 1996; Pallas et al., 1996)。另外，植物体内SA的累积水平与酸性PR-1、PR-2蛋白积累之间也密切相关，而在感
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病的拟南芥中，无SA的增加，也没有PR基因的表达(Glazebrook et al., 2001)。
1.2.2乙烯信号通路
乙烯广泛调节植物各种生理反应，包括促进种子萌发，刺激植物器官衰老，促进果实成熟，引起在黑暗条件下生长的植物幼苗的triple response(Ecker et al., 1995)等。人工诱变已鉴定到一些不能对外源乙烯作出反应或者在乙烯不存在时能组成性表现乙烯反应的拟南芥突变体，通过对这些突变体的分析，对乙烯信号传导有了比较清楚的了解(图1-1)。
图1-1 乙烯信号通路
Fig 1-1 Ethylene-mediated signal transduction
乙烯在控制植物防卫反应方面起着重要作用，病原物挑战接种经常引起乙烯水平升高，外源使用乙烯可激活抗微生物PR蛋白、有加厚细胞壁作用的糖基化蛋白质以及与苯丙酸类植保素合成有关的酶的积累。相反，用乙烯抑制剂处理则影响植株的抗性水平。不过在有些植物与病原物互作体系中，乙烯的预处理，对植物的抗性水平或者没有影响，或者使植物的抗性消失。如乙烯处理能增加番茄枯萎病、玫瑰和康乃馨灰霉病的严重度(Boller, 1991)。大豆乙烯不敏感的突变体对毒性病原物P. syringae pv.glycinea和Phytophthora soja的侵染表现比野生型还弱的症状(Hoffman et al., 1999)。受P. syringae pv. tomato和Xanthomonas campestris pv. campestris侵染的拟南芥ein2突变体，只表现轻微的症状(Bent et al., 1992)。将拟南芥乙烯受体ETR1的显隐性突变的等位基因转入烟草后，那些阻断乙烯反应的转基因烟草对土传的非致病菌Pythium spp.表现比野生型更敏感，但对TMV的抗性没有改变。Hoffman等(1999)也发现一些乙烯敏感性下降的大豆突变体接种真菌Septoria glycines的毒菌株和
上篇文献综述
Rhizoctonia solani以及P. sojae的无毒株系后，表现出的症状似乎比野生型植物更严重。因此对于乙烯在寄主防卫反应中的作用一直存在着争论。
1.2.3茉莉酸信号通路
茉莉酸(jasmonic acid, JA)由亚麻酸经脂氧合酶(lipoxygenase, LOX)氧化而成(Farm, 1994)，可以抑制植物生长和种子萌发，诱导植物一些抗病相关基因的表达、增强植物抗病性(Penninckx et al.,1996)。受黑斑病菌侵染的拟南芥植株、对P. syringae pv. phaseolicola)侵染发生HR的烟草叶片以及经INA处理的水稻叶片中，内源JA水平快速增加(Penninckx et al., 1996；Kenton et al., 1999)，外源JA或茉莉酸甲酯(MeJA)处理能诱导番茄和马铃薯对P. infestans产生局部和系统抗性(Cohen et al., 1993)，并能激活抗真菌活性的基因如Hel、ChiB、PDF1.2的表达和不同植物防卫相关蛋白的积累，如大麦叶片和拟南芥幼苗中的硫堇；番茄中的蛋白酶抑制剂和不同植物细胞培养物中与植保素合成有关的酶，以及PR-3、PR-4等蛋白(Epple et al., 1995; Penninckx et al., 1996; Xu et al., 1994)。表达反义LOX基因的烟草植株中，JA的生物合成量因十八烷类代谢途径关键酶的抑制而下降，同时也增加了对立枯病(Rhizoctonia solani)和疫病(P. parasitica)的感病性(Rance et al.,1998)；因亚油酸缺失而不能合成和积累JA的拟南芥缺陷型突变体fad以及在信号传导中JA合成后起作用的JA不敏感突变体jar1和coi11(coronatine-insensitive 1)对一些如Pythium irrgulare和B. cinerea等病原菌变得比野生型植株更加感病。外源MeJA处理能互补fad突变体的抗病性但不能互补coi1突变体的抗病性，可见JA介导的信号传递通路在植物抗病中起着重要作用。
2 植物抗逆作用
2.1干旱胁迫机理
植物形态结构和功能的统一是抵抗逆境的生物学基础。干旱环境下生长的植物外部形态表现出一定的适应特征(Iannueci,2002)。如地上部分矮小，根冠比值较大(王海珍,2003)；气孔深陷，根系发达;叶片多表皮毛、刺毛且厚实，角质化程度高，上皮层和脂质层较厚，有利于减少水分的蒸发散水；叶片的细胞体积与叶面积比值较小，以减少细胞吸水膨胀和失水收缩产生的细胞损伤(武维华,2003)；栅栏组织发达，栅栏组织与海绵组织比值高(黄颜梅,1997)。烟草第一、二生育期经受干旱胁迫，上、下层单叶质量和上、下层叶质量显著减轻，上层叶质量/下层叶质量比值也降低，对烟草的产量和品质有显著影响(孙志英等,2003)
在不同的干旱胁迫条件下，抑制光合作用的机理也有所不同。轻度干旱胁迫下，气孔限制是光合速率下降的主要原因(景茂等,2005)，叶肉细胞间隙CO2和胞间CO2浓度保持较低水平。在严重干旱胁迫下，非气孔限制是光合速率下降的主要原因(陈献勇等,2000;路丙社,2004)。严重水分胁迫时植物体内的代谢紊乱，叶肉细胞间隙CO2和
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胞间CO2浓度增大，光合机构吸收和传递光能效率下降(孙骏威等,2004)。对干旱胁迫敏感的植物受旱后净光合作用(Pn)剧烈下降，主要是由于非气孔因素的影响(陈少良,1996)。也有报道认为在同一水分胁迫条件下，植物的光合速率下降受到气孔限制和非气孔限制的双重影响,是两者共同作用的结果(Prakash,1996)。很多情况下干旱胁迫的植株还表现出较高的冠层温度，这也是不利于光合速率提高的一个重要因素。
近年来，叶绿素荧光分析技术在应用于光合作用机理、植物抗逆生理、作物增产潜力预测等方面的研究取得了一定进展(林世青等,1992)。赵博生等(2001)认为叶绿素a荧光是探测植物光合作用动态变化的理想内在探针，是探讨PSII受损状况的途径之一(史胜青等,2003)，可直接了解胁迫对植物细胞的伤害状况或间接地了解光合作用过程(王利军等,2003)。因为叶绿素a荧光与光合作用中各种反应过程密切相关，任何环境因子对光合作用的影响都可通过叶片叶绿素a荧光动力学反映出来。
2.2低温胁迫机理
低温危害是影响作物生产的主要原因之一，长期以来引起人们的高度重视，对低温伤害机理和抗低温的应用技术展开了大量的深入研究，旨在探索解决低温危害的根本方法。目前在低温生理研究方面已有较为深入的认识。对低温敏感度与其起源地密切相关。冷害对植物体损伤程度取于低温和低温维持时间的长短。植物体受损伤后直接表现为叶片出现水渍状或果实上出现斑点。
冷害是指零度以上低温对植物体所产生伤害。引起冷害一般为0-10℃，植物引起水渍状时间由几小时至几天时间，长短不等，主要取决于物种和温度，同时植物体水分状况及光照条件亦能间接影响冷害的程度。冷害引起植物体内一系列生理代谢的改变，最终导致幼苗生长纤弱、植株生长迟缓、萎蔫黄化、局部坏死，坐果率低，产量降低和品质下降等的产生。
光合器官是植物的冷敏感部位。低温胁迫下，叶绿素含量下降(刘慧英等,2004),叶绿体变形,系统受到破坏(王毅等,1995)；气孔阻力增大；类囊体膜解耦联(陈启林等,2000);PSⅡ原初光能转换效率和潜在光合作用活力均受抑制，光合电子传递效率降低;光反应中RuBP酶活性降低；暗反应有关酶系遭破坏，碳同化受影响，从而使光合速率明显下降(陈贵林等,2000)，同时低温使光合产物运输受阻，积累在叶片中，同样也降低了光合速率。由此可见，低温直接引发光合机构的损伤，同时也影响光合电子传递和光合磷酸化以及暗反应的有关酶系，这是低温导致光合作用受抑制的根本原因。在低温胁迫下，同一种作物不同品种的光合作用的抑制程度存在差异，因此，可采用某些光合指标来鉴定植物抗冷性的强弱。叶绿素荧光参数Fv/Fm常被用作标明环境胁迫程度的指标和探针(陈贻竹等,1995)。Fv/Fm大小反映了PSⅡ原初光能转换效率高低。
上篇文献综述
细胞膜系统是植物感受外界剌激作出反应的部位,低温对细胞的影响首先作用于质膜上。低温引起细胞膜由液晶状态转变凝胶状态，使膜收缩，导致膜结构的损伤，膜透性增大，造成细胞内电解质的大量外渗。电解质外渗越多，植物受伤害就越严重。因此，电解质的渗透率与植物组织受害程度呈正相关。大量研究结果进一步揭示和证实，低温对细胞膜体系的损伤是造成植物寒害的根本机制(Steponkus et al.,1993)。由于细胞膜透性的大小能反映植物抗寒性的强弱，因此测定细胞质膜透性已经成为常规抗寒力测定方法。
2.3盐胁迫机理
植物对不良环境有一定的适应性和抵抗能力，这种抗逆性既受系统发育和遗传基因的控制，又受个体发育中生理生态状况的制约。有位植物生理学家说过:“植物能把与它敌对的自然力量变为有利于自己的力量”，盐生植物就是最好的例证之一，它能把对自身有害的盐离子变为对自己生长发育有利的因素，具有自己独特的抗盐机理和形态结构适应特征。
盐渍对植物生长的伤害，许多学者已经提出了不少植物盐害理论和假设，较新的是Munns和Termat(1986)提出的盐害假说，其要点是:新生叶生长速度减慢是植物对盐胁迫响应最敏感的生理过程;叶片含盐量过高是老叶死亡的主要原因;碳水化合物枯竭导致植物死亡。
有报告指出(Rao G G,Rao G R,1981)，NaCl或Cl-能提高叶绿素酶的活性，促使叶绿素分解，使其含量降低，从而影响植物光合作用的光反应和植物生长。众多实验证明，盐分胁迫对非盐生植物的光合作用都是抑制的，并且降低程度与盐浓度成正相关，而对于盐生植物如碱蓬(Suaeda Salsa)，在一定的盐浓度范围内净光合速率是逐渐增大的，当超过其极限盐度时，才会引起净光合速率的明显下降。Downton(1977)用不同浓度的NaCl处理葡萄，结果发现其光合作用是随NaCl浓度的增大而下降，另外，还发现叶片中碳水化合物在一定的盐浓度(75mmol/l)处理时降低20%-40%，说明生长降低的原因之一与光合作用受抑制有关。strogono、等(1970,1974)用NaCl处理番茄和豌豆，发现NaCl导致叶绿体收缩，增大光合磷酸化和降低希尔反应。Poljakoff-Mayber(1975)研究了盐分对番茄和菠菜叶绿体的效应，发现盐处理后，基粒片层内系统发生膨胀，片层结构被破坏，这些都会导致植物的同化作用受阻，使同化产物的供应减少。NaCl 对一些木本植物的光合作用也有明显的抑制作用，多年生木本植物如桑、白杨等比草本植物的光合强度下降更为显著，盐胁迫使叶片含水量下降而导致气孔关闭，致使CO2吸收受阻，光合作用被抑制，但对于大多数植物，非气孔因素限制光合作用比气孔因素限制更为重要(陈立松等，1999)。
植物体内脱落酸(ABA)的积累与抗逆性的增强存在着显著的正相关。植物生理学
小麦中与水稻白叶枯病菌harpin蛋白基因结构域类似序列克隆及生物学功能研究
家的研究表明(李宗霆,1996;)，植物激素是通过调控基因表达来实现其作用的，作用机制是:植物激素与受体结合，通过信号传递，激活反式作用因子并作用于激素调控基因的顺式作用区。在对激素调控作用的研究中，研究较多的是ABA与基因表达的关系，因为在逆境生理条件下ABA增加后诱导基因表达及逆境蛋白的产生。有研究表明(刘桂丰等,1998)，在NaCl作用的情况下可以推测出内源ABA增加到原来的二倍，当用ABA合成抑制剂和NaCl处理后，Em的表达降低了50%，在热冲击和寒冷情况下，内源ABA的量并不增加，因此可以推测NaCl的作用是通过ABA来完成的，或者NaCl与ABA的作用链中具有共同的中间调节物质。在甜菜根切片中，ABA通过增加Na+吸收和抑制K+的吸收来改变对Na+的选择性，这样保持盐胁迫下细胞质的渗透平衡。ABA 的存在增加了Na+和Na+在液泡和细胞质中的浓度比，在盐胁迫下ABA诱导K+的活动具有重要意义，在同等盐浓度条件下，抗盐性强的植物ABA含量较稳定(梁建生,1991)。
调节植物体内盐分的运输和分配是植物耐盐性的重要机制，而膜结构和功能的完整性是控制离子运转和分配的主导因素，因此膜系统是植物盐害的主要部位。Lyons(1973)的“质膜伤害学说”认为盐分胁迫对植物的伤害作用主要是离子胁迫致使植物细胞质膜损伤，使其选择性遭到破坏，胞内大量离子和某些有机物质外渗，外界有毒盐离子进入，导致细胞内的一系列生理生化过程受到干扰(刘祖棋,1994)。盐离子破坏植物细胞质膜的完整性，增大质膜透性，原因之一是破坏了植物细胞内K+、Na+、Ca2+之间的平衡，当Na+扩浓度增大时，破坏了Na+/Ca2+比率的平衡，因而导致细胞膜透性增大。
3 冷激蛋白与植物抗逆的关系
3.1冷激蛋白概述
细菌都能适应比其最佳生长温度低得多的低温环境,当细胞对迅速下降的生长温度做出反应时,一系列分子质量7 ku左右的蛋白质被强烈诱导产生,这一系列蛋白质被称为冷激蛋白(cold shockproteins, CSPs)。 CSPs在细胞适应低温环境和增强抗冻能力方面发挥着重要作用,这意味着对CSPs的研究有着广泛的应用价值(郭建军等，2002)。
绝大部分CSPs都属于一个蛋白质家族(CspA家族),它们的同源性极高,蛋白质结构也非常相似，如CspA、CspB和CspD就存在极大的相似性。X射线晶体分析和核磁共振光谱分析表明E.coli的CspA由70个氨基酸组成,蛋白质的二级结构中包含了5条反向平行的β链,形成两个类似“桶”的结构(其中一个“桶”含有3条β链)同时有7个含芳香环的保守氨基酸残基暴露在外形成疏水的表面,这其中存在一个结构域,称为冷激域(cold shock domain, CSD)。其含有两个能与ssRNA结合的模体(motif) RNP1和RNP2(王振雄等,1999;Feng.W,et al.,1998)。CSPs有一个复杂的表达调控机
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制,大部分CSPs都存在基因转录、mRNA稳定性和翻译水平三个层面上的表达调控。
3.2冷激蛋白与植物抗逆的关系
在体外冻融交替循环中加入从冷适应的菠菜和甘蓝叶片中提取的蛋白质,证明可以保护分离的类囊体不发生机械性膜破裂。这些蛋白质具有像蔗糖一样的冷保护活性,可以保护植物细胞及细胞器的暂时稳定性,不遭受分解、破裂等冷伤害影响,称为冷防护蛋白。体外标准实验证明,拟南芥的一个COR基因编码的基因产物,具有冷保护活 性,可以降低冻融循环时质体蓝素从类囊体膜中释出的速度,并被认为在低温防护中有一定作用（牛明功等，2006）。叶绿体荧光实验证明,编码叶绿体目标多肽的COR15a 基因的组成型表达在体内可以增进非冷适应植物叶绿体本身的耐冻性。已证明经过冷适应的甘蓝叶片中纯化出的一个沸腾-稳定蛋白质(28.5kD)的冷保活性与一个冷诱导的7-kD糖蛋白有关（李跃强等，2004）。目前对低温逆境蛋白一系列特殊的生理机制尚不十分清楚,研究者多采用植物组织对低温逆境蛋白进行表达,取得了一定成果。植物对低温以及其他逆境因素胁迫的响应是个多因子控制的复杂过程,对植物低温胁迫的研究不能单纯寄希望于搞清楚一两个蛋白或通过转移一个基因来提高植物的耐冷性,应结合其他相关研究,综合地进行探讨,包括基因调控、转录和翻译的分析以及表达产物的定性与定量分析等,从而全面认识植物的抗逆生理。
4 蛋白质表达和纯化
4.1大肠杆菌表达系统
大肠杆菌表达系统是原核细胞中常用的表达系统,也是日前了解最深入，实际应用最为广泛的表达系统。
大肠杆菌表达体系是目前应用最广的一个外源基因表达体系。应该说这是外源基因表达的首选体系，只有在大肠杆菌中的表达产物出于不能正确折叠或缺少转译后修饰而没有生物活性，或当天然蛋白质的回收率太低时，才考虑选择其他表达体系。利用大肠杆菌作为表达体系的优点是，遗传学和生理学背景清楚；容易培养，特别是高密度发酵；外源基因经常可以达到高效表达。当外源蛋白质的分子量小于70kDa，不存在半胱氨酸或分子内的二硫键少于3-4个，以及不需要翻译后修饰而能保持其生物活性的蛋白质，大多可以利用大肠杆菌系统得到满意的结果。
用于大肠杆菌细胞的表达载体有很多种，为了使外源基因能高效表达，一个典型的表达载体至少应该包括如下的成分：(1)复制起始点 (2)选择性基因，载体上要含有至少一个选择性基因，如：氨苄青霉素、四环素和卡那霉素抗性基因；(3)强的、可诱导的启动子 (4)强的转录终止序列；(5)核糖体结合位点；(6)合适的多克隆位点。常用的载体有：pBV220载体、pRSET载体、pGEX载体、pET载体、pKK223-3载体、pIN-ompA 载体等。
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大肠杆菌表达系统的不足之处：(1) 作为一种原核表达系统,缺少真核生物的蛋白翻译后修饰和加工,如剪切、糖基化,形成二硫键等；(2) 表达的蛋白多以包涵体形式存在,需要经过复杂的复性才能恢复构象和活性；(3) 背景杂蛋白很多,纯化起来比较麻烦； (4) 表达量一般不是很高。
4.2 蛋白质的纯化
能从成千上万种蛋白质混合物中纯化出一种蛋白质的原因是不同蛋白质在它们
的许多物理和化学性质上有着极大的不同。这些性质是由于蛋白质的氨基酸数目和序列不同造成的。连接在多肽主链上的氨基酸残基可以是带正电的或带负电的、极性的或非极性的、亲水性的或疏水性的。此外，多肽可折叠成非常确定的二级结构(α螺旋、β折叠和各种转角)和三级结构，形成独特的大小、形状和残基在蛋白质表面的分布状况。利用待分离蛋白质与混合物中其他蛋白质之间在性质上的差异。即可设计出一组合理的分级分离步骤。
4.3 融合蛋白表达系统
在重组DNA技术的发展早期，人们认为在基因的前面有一个强启动子和一个起始密码子就足以在大肠杆菌中获得很好的表达。随后，认识到获得有效的翻译所需的条件要复杂得多，除了要有强启动子和起始密码子外，良好的表达尚需编码目的蛋白的mRNA中含有核糖体结合位点，表达水平受密码子喜好程度的影响，也受编码序列中其他目前尚未明了的因素影响。通过改变起始密码子前端的序列，或者在不改变蛋白质序列的条件下利用密码子的简并性改变5’末端编码序列往往有助于解决问题。
通常，两个基因之间的融合表达能更快地解决这些问题。在这种方式中，目的基因被引入某个高表达蛋白序列(fusion tag)的3’末端，比如大肠杆菌的一段序列，或者任一可在大肠杆菌中高度表达的基因，它提供良好表达所必需的信号，而表达出的融合蛋白的N末端含有由fusion tag编码的片段。fusion tag所编码的可能是整个功能蛋白或是其中的部分。比如His Tag、β-半乳糖苷酶融合蛋白和trpE融合蛋白、谷胱甘肽S-转移酶(GST)融合蛋白以及硫氧还蛋白(Trx)融合蛋白等。
进行融合蛋白的表达经常会遇到三个问题，它们是：表达蛋白的溶解性、稳定性和fusion tag的存在。前两个问题在融合蛋白表达系统和非融合蛋白表达系统都会遇到，而第三个问题是融合蛋白系统所独有的。
为了对目的蛋白进行生化及功能分析，通常要从目的蛋白上去除fusion tag部分。早期已建立了数种对融合蛋白进行位点特异性裂解的方法。化学裂解如溴化氰(Met)、BNPS-3-甲基吲哚(Trp)、羟胺(Asn Gly)等，不但便宜且有效，往往还可以在变性条件下进行反应。但由于裂解位点的特异性低和可能对目的蛋白产生的不必要修饰，使该法渐渐被酶解法取代。酶解的方法相对来说反应条件较温和，更重要的是，
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普遍用于此用途的蛋白酶都具有高度的特异性。其中有用的酶有：Xa因子、凝血酶、肠激酶、凝乳酶、胶原酶。所有这些酶都具有较长的底物识别序列(如在凝乳酶中为7个氨基酸)，从而降低了蛋白质中其他无关部位生断裂的可能性。而酶解法存在成本高(这些蛋白酶价格一般都相当昂贵)，反应时间长等问题，更重要的是蛋白酶本身不可避免地会混入目的蛋白中，造成新的污染，提高纯化的复杂性。
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水稻白叶枯病症状及防治措施 别名：水稻白叶瘟、水稻地火烧、水稻茅草瘟 症状：整个生育期均可受害，苗期、分蘖期受害最重，各个器官均可染病，叶片最易染病。其症状因病菌侵入部位、品种抗病性、环境条件有较大差异，常见分3种类型。叶枯型主要为害叶片，严重时也为害叶鞘，发病先从叶尖或叶缘开始，先出现暗绿色水浸状线状斑，很快沿线状斑形成黄白色病斑，然后沿叶缘两侧或中肋扩展，变成黄褐色，最后呈枯白色，病斑边缘界限明显。在抗病品种上病斑边缘呈不规则波纹状。感病品种上病叶灰绿色，失水快，内卷呈青枯状，多表现水稻白叶枯病田间为害状在叶片上部。急性凋萎型苗期至分蘖期，病菌从根系或茎基部伤口侵入维管束时易发病。主茎或2个以上分蘖同时发病，心叶失水青枯，凋萎死亡，其余叶片也先后青枯卷曲，然后全株枯死，也有仅心叶枯死。病株茎内腔有大量菌脓，有的叶鞘基部发病呈黄褐或褐色，折断用手挤压溢出大量黄色菌脓。有的水稻自分蘖至孕穗阶段，剑叶或其下1-3叶中脉淡黄色，病斑沿中脉上下延伸，上可达叶尖、下达叶鞘，有时叶片折叠，病株未抽穗而死。褐斑或褐变型抗病品种上较多见，病菌通过剪叶或伤口侵入，在气温低或不利发病条件，病斑外围出现褐色坏死反应带，病情扩展停滞。黄化型症状不多见，早期心叶不枯死，上有不规则褪绿斑，后发展为枯黄斑，病叶基部偶有水浸状断续小条斑。天气潮湿或晨露未干时上述各类病叶上均可见乳白色小点，干后结成黄色小胶粒，很易脱落。水稻白叶枯病造成的枯心苗，在分蘖期开始出现，病株心叶或心叶以下1-2层叶出现失水、卷筒、青枯等症状，最后死亡。白叶枯病形成枯心苗后，其他叶片也逐渐青枯卷缩，最后全株枯死，剥开新青卷的心叶或折断的茎部或切断病叶，用力挤压，可见有黄白色菌脓溢出，即病原菌菌水稻白叶枯病病叶上半部症状脓，别于大螟、二化螟及三化螟为害造成的枯心苗。 病原：病原为稻黄单胞菌水稻致病变种Xanthomonas oryzae pv.oryzae (Ishiyama) Swings.，属细菌。 发病规律：带菌种子、带病稻草和残留田间的病株稻桩是主要初侵染源。李氏禾等田边杂草也能传病。细菌在种子内越冬，播后由叶片水孔、伤口侵入，形成中心病株，病株上分泌带菌的黄色小球，借风雨、露水、灌水、昆虫、人为等因素传播。病菌借灌溉水、风雨传播距离较远，低洼积水、雨涝以及灌漫灌可引起连片发病。晨露未干病田操作造成带菌扩散。高温高湿、多露、台风、暴雨是病害流行条件，稻区长期积水、氮肥过多、生长过旺、土壤酸性都有利于病害发生。一般中稻发病重晚稻，籼稻重于粳稻。矮秆阔叶品种重于高秆窄叶品种，不耐肥品种重于耐肥品种。水稻在幼穗分化期和孕期易感病。 防治措施： (1)选用适合当地的2-3个主栽抗病品种。早稻抗病品种有：嘉育280，皖稻61号，赣早籼40号，中优早81号，湘早籼21号、22号，培两优288，桂引901。中稻抗病品种有：嘉45号，秀水1067，皖稻28，皖稻32、34、36、36、38、59、61号，汕优多系1号，湘粳2号，七袋占1号，八桂占2号，三培占1号，航育1号。晚稻抗病品种有：沈农514，滇籼13号、14号，滇粳糯39号，滇粳40号，宁粳15号、16号、17号，宁糯4号等。山东表现中抗的品种有H301。粳稻品种对我国7个白叶枯病菌株(致病型1-7)抗至水稻白叶枯病叶片上的条斑.水稻白叶枯病菌脓从叶缘溢出中抗的品种有：DP5165，95鉴27，加45，95鉴25，96鉴35，宁93-38，宁波2号，台537，D602等。 (2)加强植物检疫，不从病区引种，必须引种时，用1%石灰水或80%402抗菌剂2000倍液浸种2天或50倍液的福尔马林浸种3小时闷种12小时，洗净后再催芽。也可选用浸种灵乳油2ml，对水10-12L，充分搅匀后浸稻种6-8kg，浸种36小时后催芽中。还可用中生菌素100倍液，升温至55℃，浸种36-48小时后催芽播种。
水稻四大病害 水稻稻瘟病、白叶枯病、纹枯病、病毒病 一、水稻稻瘟病 1、苗瘟：发生在苗期三叶前芽，芽鞘水渍状斑、病苗基部变褐、上部变黄 褐、枯死、温度大时长灰褐色霉层。 2、叶瘟：秧田、本田发生最严重 3、节瘟：多发生于穗以下的第1、2节位上，褐点→环节扩展，失水干缩易 折断→白穗。 4、穗颈瘟：发生于穗梗至第1枝梗分枝的穗颈部呈褐或墨绿色→白穗 5、谷粒瘟：发生在谷壳和护颖上，大椭圆形→病斑边缘褐色→中央灰白色 →谷粒不饱满黑色。 发病原因（气候因素）：温、湿、雨、光、24-28℃有利发病，此温度范围内湿度越大，病害越重，强光可抑制病菌孢子的萌发。 防治方法： ①种：a、抗病品种，b、种子处理 ②秧：a、培育无病壮秧，b、药防保护 ③密：合理密植，通风透光 ④肥：配方施肥，增强P、K肥 ⑤水：科学管水，适时晒田，介绍沟垄栽培、育秧栽培技术 ⑥药（化学药剂防治）：a、40%的富士一号，150ML/亩，b、用75%三环 唑，30克/亩，兑水45KG喷雾，连房三次，隔5-7天一次。 二、水稻白叶枯病 1、普通型：即典型的叶枯症状。一般在分蘖后期才较明显，发病从叶尖或 叶缘开始，初现黄绿色或暗绿色斑点，后沿叶脉从叶缘或中脉迅速加长 而扩展成条斑，可达叶片基部或整个叶片，最后变为灰白色或黄白色， 易见黄色珠状菌脓。 2、急性型：叶片病斑暗绿色，扩展迅速，几天内全叶呈青灰色或灰绿色， 最后变为白色，像开水烫过似的，病部有蜜黄色珠状菌脓。 3、雕萎型：多在秧田后期至拔节期发生，病株心叶或心叶下1-2叶，先呈 现失水青卷而后枯萎的症状。 4、叶黄型：病株较老的叶片颜色正常，新叶呈均匀褪绿或黄色或黄绿色宽 条斑，以后病株生长受到抑制（此型目前国内仅在广东省发现）。 发病原因： ①气候条件：温度25-30℃，相对湿度90%，暴风雨有利白叶枯病的发生和 流行。 ②栽培管理：与水肥关系十分密切，串灌、漫灌加重发生和流行，偏施氮 肥，追施过早、过迟，有利病害发生。 ③水稻品种：粳稻比籼稻抗病，糯稻比粳稻抗病，窄叶比阔叶抗病，在分 蘖末期后抗病率下降，抽穗期最易感病。 ④菌源因素：病虫、病草、再生稻是本病的主要初级染源。 农业防治：排灌分开，浅水勤灌，适时晒田，施足基肥，早施追肥，避免氮肥施用过量。 药剂防治：用叶枯净或农用链霉素2包，兑水45KG，喷雾防治。
三种分析蛋白结构域(Domains)的方法 三种分析蛋白结构域(Domains)的方法 1，SMART入门，蛋白结构和功能分析 SMART介绍 SMART (a Simple Modular Architecture Research Tool) allows the identification and annotation of genetically mobile domains and the analysis of domain architectures. More than 500 domain families found in signalling, extracellular and chromatin-associated proteins are detectable. These domains are extensively annotated with respect to phyletic distributions, functional class, tertiary structures and functionally important residues. Each domain found in a non-redundant protein database as well as search parameters and taxonomic information are stored in a relational database system. User interfaces to this database allow searches for proteins containing specific combinations of domains in defined taxa. For all the details, please refer to the publications on SMART. SMART(http://smart.embl-heidelberg.de/)，可以说是蛋白结构预测和功能分析的工具集合。简单点说，就是集合了一些工具，可以预测蛋白的一些二级结构。如跨膜区（Transmembrane segments），复合螺旋区（coiled coil regions），信号肽（Signal peptides），蛋白结构域（PFAM domains）等。 SMART前该知道的 1，SMART有两种不同的模式：normal 或genomic 主要是用的数据库不一样。Normal SMART, 用的数据库 Swiss-Prot, SP-TrEMBL 和 stable Ensembl proteomes。Genomic SMART, 用全基因组序列。详细列表：http://smart.embl-heidelberg.de/smart/list_genomes.pl 2，一些名词解释
水稻白叶枯病的综合防治 摘要：防治白叶枯病，应在控制菌源的前提下，选用抗病品种为主，加强肥水管理，及时喷药等方面进行综合防治。 关键词：水稻百叶枯病综合防治 水稻白叶枯病于1884年首先在日本发现，目前已遍及世界各主要产稻区。此病在黑龙江省属检疫性病害，因此，不要盲目从水稻白叶枯病病区引种。水稻受害后，叶片枯萎，严重妨碍光合作用，致使不实粒增加，一般减产20％-30％，严重的可减产50％。 1 症状 根据各地发生情况，常见的为叶缘型和急性型，在田间基本见不到凋萎型(枯心型)。 (1)叶缘型。叶缘型是最常见的典型病斑。病菌自叶片的叶尖和叶缘侵入后，出现针头大小的黄绿色水渍状条纹斑点，随后沿叶缘一侧或两侧，或沿叶片中脉继续发展成为波纹状的黄色、黄绿色或灰绿色病斑，最后变为枯白色，病部及健部界线分明。 (2)急性型。急性型也是常见的症状。病叶先产生暗绿色病斑•，随后迅速扩展使叶片变灰绿色，并向内侧卷曲，失水青枯。多见于上部叶片，此种症状的出现表示病害正在急剧发展。在空气湿度大或雨后傍晚和清晨露点大时，常从新病斑表面吐出混浊状的水珠或黄色胶珠状的细菌脓，干涸后硬结成粒，容易脱落。 2 病原病原细菌为Xanthomonas oryzae (1)形态与生理性状。菌体短杆状，两端钝园，近乎卵形，具1根极生鞭毛，不形成芽孢，无荚膜，但在菌体表面有一层胶质分泌物。在琼脂培养基上菌落呈蜜黄色或淡黄色，圆形，边缘整齐，质地均匀，表面隆起，光滑发亮广无萤光，有粘性。革兰氏染色阴性。不液化或轻度液化明胶；能使石蕊牛乳变红，但不凝固；不还原硝酸盐；产生氨和硫化氢，不产生吲哚；能利用蔗糖、葡萄糖、木糖、果糖和水解乳糖，使发酵产生酸，但不产生气体。不能利用其他糖类。在含3％葡萄糖或20P8／2青霉素的培养基上不能生长。好气性。生长温度范围为
DNA的分子结构和特点（1课时） 一、教学理念 本节内容的知识较为基础，又是分析讲解结构及特点，因此运用数学中常用的“点、线、面、体”的方法来逐步进入，层层递进地引导学生认识DNA的分子结构和特点。通过小组合作探究的方式，使学生能在此过程中体验科学探究的过程，最后在小组间的交流、比较和归纳中水到渠成地得出DNA分子结构的主要特点。 再辅以物理模型的展示，给学生一个感性认识，使学生对知识有了更深的理解。 二、学习者分析 本节课的教授对象是高二年级的学生，他们已经学习了核酸的元素组成等基础知识，掌握了生物的生殖过程、染色体的化学组成等相关知识，在上节课中也懂得了DNA是生物主要的遗传物质，这些都为本节课新知识的学习提供了必要的知识储备。学生在上节课学习了DNA是主要遗传物质之后，自然会产生类似“DNA凭什么可以成为遗传物质？”的疑问，这就激发了学生学习本节内容甚至学习生物的兴趣。 然而高二的学生尽管具备了一定的认知能力，但其思维的目的性、连续性和逻辑性还不完善，因此需要教师正确适时地加以引导；其次，学生更容易接受形象直观的知识，其空间想象力不足，所以在学习本节内容是有必要通过直观的模型构建或辅以动画、视频来帮助学生理解。 群体特征：异质程度高，规模为一个班级，整体印象积极好表现。 三、教材分析 本节课选自浙科版高二《生物学》必修二第三章第二节，内容包括DNA的分子结构、DNA分子的结构特点以及DNA的特性。本节课在学生学习了DNA是主
要的遗传物质之后，进一步阐述DNA分子作为主要的遗传物质到底如何携带遗传信息，引发学生对科学本质的探究。虽然学生对这一方面的知识没有过多接触，但知识结构较为清晰，具有一定逻辑性。同时，本节课的学习也为接下去了解DNA 分子的复制、遗传信息的表达打下基础，因此，本节课对于学生的知识框架而言具有承上启下的作用。 四、教学目标 1、知识目标：简述DNA的分子组成；概述DNA分子结构及其特点；举例说 出DNA的特性在生活中的运用； 2、能力目标：通过对DNA双螺旋模型建立科学研究方法的学习能够独立自主 地建立模型，提高观察、探索以及动手操作能力；养成看图分析问题的能力； 3、情感目标：认识到多学科合作探究的重要性，体会科学探索的艰辛，树立科 学的价值观。 五、重点与难点分析 1、教与学重点：概述DNA分子的结构及其特点；理解DNA双螺旋结构； 2、教与学难点：DNA分子结构特点的分析；尝试解释DNA分子的特性。 六、教与学的方法 以讲授法为主，多媒体与物理模型辅助，小组讨论，独立思考，真题复习加深理解。 七、教学准备 收集与DNA相关的时事资料或生活实事，DNA双螺旋结构的物理模型，制作与课题相关的多媒体课件。 八、教学过程
水稻白叶枯病的为害特点及防治方法 发表时间：2011-9-9点击次数：140来源：植保站 一、危害特点 整个生育期均可受害，苗期、分蘖期受害最重，各个器官均可染病，叶片最易染病。其症状因病菌侵入部位、品种抗性、环境条件有较大差异，通常分为4种类型。 普通型：即典型的叶枯型症状。苗期很少出现，一般在分蘖期后才较明显。发病多从叶尖或叶缘开始，初现黄绿色或暗绿色斑点，后沿叶脉从叶缘或叶脉迅速向下伸长、加宽而扩展成条斑，可达叶片基部和整个叶片。病健交界线明显，呈波纹状（粳稻品种）或直线状（籼稻品种）。病斑黄色或略带红褐色，最后变为灰白色（多见于籼稻）或黄白色（多见于粳稻）。湿度大时，病部易见蜜黄色珠状菌脓。 急性型：主要在环境条件适宜或品种感病的情况下发生。叶片病斑暗绿色，迅速扩展，几天内可使全叶呈青灰色或灰绿色，呈开水烫伤状，随即纵卷青枯，病部也有蜜黄色珠状菌脓。此种症状的出现，表示病害正在急剧发展。 凋萎型：为系统侵染型症状。多在秧田期至拔节期发生。病株心叶或心叶下1～2叶先呈现失水、青卷、尔后枯萎的症状，随后其他叶片相继青枯。病轻时仅1～2个分蘖青枯死亡，病重时整株整丛枯死。如折断病株的茎基部并用手挤压，则可见到大量黄色菌脓溢出；剥开刚刚青卷的枯心叶，也常见叶面有珠状黄色菌脓。根据这些特点及病株基部无虫蛀孔，可与螟虫引起的枯心相区别。
二、侵染循环 带菌种子、带菌稻草和残留田间的病株稻桩是主要的初侵染源。李氏禾等田边杂草也能传病。细菌在种子内越冬，播后由叶片水孔、伤口侵入，形成中心病株，病株上分泌带菌的黄色菌脓，借风雨、露水、昆虫、人为等因素传播。病菌借灌溉水、风雨传播距离较远，低洼积水、雨涝以及漫灌可引起连片发病。在晨露未干病田操作造成带菌扩散。高温高湿、多露、台风、暴雨是病害流行条件，稻田长期积水、氮肥过多、生长过旺、土壤酸性都有利于病害发生。一般中稻发病重于晚稻，籼稻重于粳稻，矮杆阔叶品种重于高杆窄叶品种，不耐肥品种重于耐肥品种。水稻在幼穗分化期和孕穗期易感病。 三、防治方法 （一）防治策略 以选用抗病品种和实施群体质量栽培为主导，注重发病初期防治，严防穗期暴发。 （二）防治方法 1．选用抗病品种：在病害流行区域，要压缩感病品种的种植面积，种植优质、丰产、抗病的品种。 2．农业防治：秧田严防水淹。加强水浆管理，浅水勤灌，雨后及时排水，分蘖期排水晒田。妥善处理病稻草，不让病菌与种、芽、苗接触，清除田边再生稻株或杂草；施足基肥，早施追肥，避免氮肥使用过量、过迟。 3.化学防治：大田发现发病中心，即用药封锁，并进行全田预
DNA 的分子结构和特点 目标导航 1.结合图例分析，概述DNA 分子的双螺旋结构及特点。2.阅读教材图文，学会制作DNA 双螺旋结构模型的构建过程。3.通过制作DNA 双螺旋结构模型，进一步理解其结构特点并掌握有关的计算规律。 一、两种核酸在结构上的异同 1．结构 (1)该模型构建者：美国学者沃森和英国学者克里克。 (2)写出图中①②③④的结构名称。
①__A__，②__G__，③腺嘌呤脱氧核苷酸，④氢键。 2．DNA分子结构的三个主要特点： (1)两条链的位置及方向：反向平行。 (2)主链的基本骨架：脱氧核糖与磷酸基团交替连接，排列在外侧。 (3)主链的内侧：碱基排列在内侧，且遵循碱基互补配对原则。 3．卡伽夫法则： (1)在DNA分子中，A与T的分子数相等，G与C的分子数相等，有A＋G＝T＋C。 (2)A＋T不一定等于G＋C。 三、制作DNA双螺旋结构模型 1．原理：DNA分子双螺旋结构的主要特点。 2．实验目的：通过制作DNA双螺旋结构模型，加深对DNA分子结构特点的理解和认识。3．制作步骤： 选择材料制作若干个磷酸、脱氧核糖、碱基 ↓连接 多个脱氧核苷酸 ↓连接 脱氧核苷酸长链 ↓形成 一个DNA分子 ↓ DNA双螺旋结构 4．注意事项 (1)选材时，用不同形状、不同大小和颜色的材料分别代表脱氧核糖、磷酸和不同的碱基。 (2)要选用有一定强度和韧性的支架和连接材料。 判断正误： (1)DNA分子由四种脱氧核苷酸组成，这四种脱氧核苷酸含有的碱基是A、U、C、G。( ) (2)A—T碱基对和G—C碱基对具有相同的形状和直径，使DNA分子具有稳定的直径。( ) (3)DNA的两条核糖核苷酸链反向平行盘旋成双螺旋结构。( ) (4)DNA双螺旋结构的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接而成的。( ) (5)两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。( ) (6)DNA上碱基对的形成遵循碱基互补配对原则，即A＝T，G＝C。( ) 答案(1)×(2)√(3)×(4)√(5)√(6)√
第六章 蛋白质的功能域、结构及其药物设计 随着人类基因组全序列测定的完成，预示着基因组研究从结构基因组(Structural Genomics)进入了功能基因组(Functional Genomics)研究时代。研究基因组功能当然首先要研究基因表达的模式。当前研究这一问题可以基于核酸技术，也可以基于蛋白质技术，即直接研究基因的表达产物。测定一个有机体的基因组所表达的全部蛋白质的设想是由Williams于1994年正式提出的，而“蛋白质组”(proteome)一词是Wilkins于1995年首次提出。蛋白质组是指由一个细胞或组织的基因组所表达的全部相应的蛋白质。蛋白质组与基因组相对应，均是一个整体概念，但是两者又有根本的不同：一个有机体只有一个确定的基因组，组成该有机体的所有不同细胞都共享有一个基因组；但是，基因组内各个基因表达的条件、时间和部位等不同，因而它们的表达产物(蛋白质)也随条件、时间和部位的不同而有所不同。因此，蛋白质组又是一个动态的概念。由于以上原因，再加上由于基因剪接，蛋白质翻译后修饰和蛋白质剪接，基因遗传信息的表达规律更趋复杂，不再是经典的一个基因一个蛋白的对应关系，而是一个基因可以表达的蛋白质数目大于一。由此可见，蛋白质组研究是一项复杂而艰巨的任务。 蛋白质结构与功能的研究已有相当长的历史，由于其复杂性，对其结构与功能的预测不论是方法论还是基础理论方面均较复杂。统计学方法曾被成功地应用于蛋白质二级结构预测中，如Chou和Fasman提出的经验参数法便是最突出的例子。 该方法统计分析了各种氨基酸的二级结构分布特征，得出相应参数(P а,P β 和P t )并 用于预测。本章将简要介绍蛋白质结构与功能预测的生物信息学途径。 第一节 蛋白质功能预测 一、根据序列预测功能的一般过程 如果序列重叠群(contig)包含有蛋白质编码区，则接下来的分析任务是确定表达产物——蛋白质的功能。蛋白质的许多特性可直接从序列上分析获得，如疏水性，它可以用于预测序列是否跨膜螺旋(transmenbrane helix)或是前导序列(leader sequence)。但是，总的来说，我们根据序列预测蛋白质功能的唯一方法是通过数据库搜寻，比较该蛋白是否与已知功能的蛋白质相似。有2条主要途径可以进行上述的比较分析： ①比较未知蛋白序列与已知蛋白质序列的相似性； ②查找未知蛋白中是否包含与特定蛋白质家族或功能域有关的亚序列或保守区段。 图6.1给出了根据序列预测蛋白质功能的大致过程。由于涉及数条技术路线，所得出的分析结果并不会总是相一致。一般来说，数据库相似性搜索获得的结果最为可靠，而来自PROSITE的结果相对不可靠。
一、真菌性病害 1、稻瘟病 叶瘟大田症状，稻瘟病为害造成的白穗 苗叶瘟褐点型
苗叶瘟慢性型 叶枕瘟 苗叶瘟病斑连片
枝梗瘟 穗颈瘟 稻瘟病又称稻热病，是水稻上为害最重的病害之一，以日照少、雾露持续时间长的山区和气候温和的沿江、沿海地区为重。病菌以菌丝体和分生孢子在稻草和稻谷上越冬，根据发病部位不同可分为苗叶瘟、叶瘟、节瘟、叶枕瘟、穗颈瘟、枝梗瘟、谷粒瘟。以4叶期至分蘖盛期和抽穗期最易感病。 防治方法： 1、采取“狠抓两头，巧治中间”的防治措施。即狠抓苗叶瘟和穗瘟，巧治叶瘟。选用抗病品种是防治稻瘟病的最有效的方法。水稻生长前期实行浅水勤灌，适时适度烤田，后期干湿 交替，促进稻叶老健；2、孕穗破口期（即有5%左右穗出现时，一般2—3天）是药剂防治
的关键时期。当苗期或分蘖期，稻叶出现急性型病斑或有发病中心的稻田，或周围田块已发生叶瘟的感病品种田和生长嫩绿的稻田，或在孕穗末期叶病率在2%以上、剑叶发病率的1%以上的田块应及时进行喷药。常发区应在秧苗3—4叶期或移栽前5天喷药预防苗瘟。穗颈瘟的防治适期在破口期和齐穗期；3、药剂可选用75%三环唑。叶瘟掌握在初发病期用药，防治穗颈瘟，一定要在破口初期施用。 2、纹枯病 纹枯病枯孕穗 纹枯病包鞘
叶鞘上不规则病斑 纹枯病严重为害状 纹枯病前期菌核
纹枯病后期蜂窝状菌核 纹枯病是水稻常发且为害重的病害，具有发生面广，大发生率高，为害重，损失大的特点。病菌主要以菌核在稻田里越冬，菌核是最主要的初次侵染源。早稻中后期和晚稻中前期是纹枯病发生发展的盛期，尤以水稻抽穗前后最烈，以分蘖期和孕穗期最易感病。纹枯病是高温高湿的病害，也是多肥茂盛嫩绿型病害。水稻施肥多，生长茂盛嫩绿，天气多雨时，往往发生严重。长期灌深水，偏施迟施氮肥，造成水稻嫩绿徒长，田间郁闭、湿度增高，都有利于纹枯病的发展蔓延。 防治方法：1、采取“在插秧前消灭菌源，插秧后加强肥水管理，并结合发病初期防治，确保水稻倒三叶完好”的防治策略；2、每季耙田后要打捞漂浮在水面上的菌核，带出田外深埋或烧毁。施足基肥，早施追肥，不偏施氮肥，增施磷、钾肥，采用配方施肥技术，施水稻前期不披叶、中期不徒长、后期不贪青。灌水要掌握“前浅、中晒、后湿润”的原则，做到浅水分蘖，足苗露田，晒田促根，肥田重晒，瘦田轻晒，长穗湿润，不早断水，防止早衰。 3、化学防治：纹枯病的防治适期为分蘖末期至抽穗期，以孕穗至始穗期防治最好。一般当水稻分蘖末期到圆秆拔节期丛发病率10%—15%、孕穗期丛发病率15%—20%时，应用药防治。高温高湿天气要连续防治2—3次，间隔期10—15天，药剂防治有：苯甲丙环唑，噻呋酰胺。 3、胡麻叶斑病
高考生物必备知识点：DNA分子结构及特点 1953年4月25日发表在英国《自然》杂志上的一篇论文《核酸的分子结构—— 脱氧核糖核酸的一个结构模型》，揭开了DNA的结构之迷。沃森、克里克和维尔金斯三人也因此共同获得了1962年的诺贝尔生理学或医学奖。那么，DNA分子的结构到底是怎样的呢？ 1.基本单位 DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸。每分子脱氧核苷酸由一分子含氮碱基、一分子磷酸和一分子脱氧核糖通过脱水缩合而成（右图）。由于构成DNA的含氮碱基有四种：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胸腺嘧啶（T）和胞嘧啶（C），因而脱氧核苷酸也有四种，它们分别是腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸和胞嘧啶脱氧核苷酸。 2.分子结构 DNA分子的立体结构为规则的双螺旋结构，具体为：由两条DNA反向平行的DNA链盘旋成双螺旋结构。DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对（A与T 通过两个氢键相连、C与G通过三个氢键相连），碱基配对遵循碱基互补配对原则。应注意以下几点： （1）DNA链：由一分子脱氧核苷酸的3号碳原子与另一分子脱氧核苷酸的5号碳原子端的磷酸基团之间通过脱水缩合形成磷酸二脂键，由磷酸二脂键将脱氧核苷酸连接成链。 （2）5'端和3'端：由于DNA链中的游离磷酸基团连接在5号碳原子上，称5'端；另一端的的3号碳原子端称为3'端。
（3）反向平行：指构成DNA分子的两条链中，总是一条链的5'端与另一条链的3'端相对，即一条链是3'——5'，另一条为5'——3'。 （4）碱基配对原则：两条链之间的碱基配对时，A与T配对、C与G配对。双链DNA分子中，A=T，C=G（指数目），A%=T%，C%=G%，可据此得出： ①A+G=T+C：即嘌呤碱基数与嘧啶碱基数相等； ②A+C（G）=T+G（C）：即任意两不互补碱基的数目相等； ③A%+C%=T%+G%= A%+ G%= T%+ C%=50%：即任意两不互补碱基含量之和相等，占碱基总数的50%; ④（A1+T1）/（C1+G1）=（A2+T2）/（C2+G2）=（A+T）/（C+G）=A/C= T/ G：即双链DNA及其任一条链的（A+T）/（C+G）为一定值； ⑤（A1+C1）/（T1+G1）=（T2+G2）/（A2+C2）=1/[（A2+C2）/（T2+G2）]：DNA分子两条链中的（A+C）/（T+G）互为倒数；双链DNA分子的（A+C）/（T+G）=1。 根据以上推论，结合已知条件可方便的计算DNA分子中某种碱基的数量和含量。 3.结构特点 （1）稳定性：规则的双螺旋结构使其结构相对稳定，一般不易改变。 （2）多样性：虽然构成DNA的碱基只有四种，但由于构成每个DNA分子的碱基对数、碱基种类及排列顺序多样，可形成多种多样的DNA分子。 （3）特异性：对一个具体的DNA分子而言，其碱基对特定的排列顺序可使其携带特定的遗传信息，决定该DNA分子的特异性。
DNA分子的结构及其特点 1.基本单位 DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸。每分子脱氧核苷酸由一分子含氮碱基、一分子磷 酸和一分子脱氧核糖通过脱水缩合而成。由于构成DNA的含氮碱基有四种：腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)和胞嘧啶(C)，因而脱氧核苷酸也有四种，它们分别是腺嘌呤脱氧核苷 酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸和胞嘧啶脱氧核苷酸。 2.分子结构 DNA分子的立体结构为规则的双螺旋结构，具体为：由两条DNA反向平行的DNA链盘旋成双螺旋结构。DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架;碱基排列在内侧。DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对(A与T通过两个氢键相连、C与G通过三个氢键相连)，碱基配对遵循碱基互补配对原则。应注意以下几点： ⑴DNA链：由一分子脱氧核苷酸的3号碳原子与另一分子脱氧核苷酸的5号碳原子端的磷酸基团之间通过脱水缩合形成磷酸二脂键，由磷酸二脂键将脱氧核苷酸连接成链。 ⑵5'端和3'端：由于DNA链中的游离磷酸基团连接在5号碳原子上，称5'端;另一端的的3号碳原子端称为3'端。 ⑶反向平行：指构成DNA分子的两条链中，总是一条链的5'端与另一条链的3'端相对，即一条链是3'～5'，另一条为5'~～3'。 ⑷碱基配对原则：两条链之间的碱基配对时，A与T配对、C与G配对。双链DNA分子中，A=T，C=G(指数目)，A%=T%，C%=G%，可据此得出： ①A+G=T+C：即嘌呤碱基数与嘧啶碱基数相等; ②A+C(G)=T+G(C)：即任意两不互补碱基的数目相等; ：即任意两不互补碱基含量之和相等，占碱基总 ③A%+C%=T%+G%=A%+G%=T%+C%=50% 数的50%; ④(A1+T1)/(C1+G1)=(A2+T2)/(C2+G2)=(A+T)/(C+G)=A/C=T/G：即双链DNA及其任一条链的(A+T)/(C+G)为一定值; ⑤(A1+C1)/(T1+G1)=(T2+G2)/(A2+C2)=1/[(A2+C2)/(T2+G2)]：DNA分子两条链中的(A+C)/(T+G)互为倒数;双链DNA分子的(A+C)/(T+G)=1。 根据以上推论，结合已知条件可方便的计算DNA分子中某种碱基的数量和含量。
水 稻 白 叶 枯 病 的 研 究 进 展 学院：资环学院 班级：植保095 姓名：李文豪 学号：20090515511
水稻白叶枯病是一种世界性的重要细菌病害。 水稻白叶枯病又称白叶瘟、茅草瘟、地火烧等。我国各稻区均有发生。水稻主要病害。对产量影响较大，秕谷和碎米多，减产达20%-30%，重的可达50%-60%，甚至颗粒无收。一般籼稻重于粳糯稻，晚稻重于早稻。 症状 整个生育期均可受害，苗期、分蘖期受害最重，各个器官均可染病，叶片最易染病。其症状因病菌侵入部位、品种抗病性、环境条件有较大差异，常见分5种类型。 (1)叶枯型 主要为害叶片，严重时也为害叶鞘，发病先从叶尖或叶缘开始，先出现暗绿色水浸状线状斑，很快沿线状斑形成黄白色病斑，然后沿叶缘两侧或中肋扩展，变成黄褐色，最后呈枯白色，病斑边缘界限明显。在抗病品种上病斑边缘呈不规则波纹状。感病品种上病叶灰绿色，失水快，内卷呈青枯状，多表现在叶片上部。 (2)急性凋萎型 苗期至分蘖期，病菌从根系或茎基部伤口侵入维管束时易发病。主茎或2个以上分蘖同时发病，心叶失水青枯，凋萎死亡，其余叶片也先后青枯卷曲，然后全株枯死，也有仅心叶枯死。病株茎内腔有大量菌脓，有的叶鞘基部发病呈黄褐或褐色，折断用手挤压溢出大量黄色菌脓。有的水稻自分蘖至孕穗阶段，剑叶或其下1-3叶中脉淡黄色，病斑沿中脉上下延伸，上可达叶尖、下达叶鞘，有时叶片折叠，病株
未抽穗而死。褐斑或褐变型抗病品种上较多见，病菌通过剪叶或伤口侵入，在气温低或不利发病条件，病斑外围出现褐色坏死反应带，病情扩展停滞。 (3)黄化型 黄化型症状不多见，早期心叶不枯死，上有不规则褪绿斑，后发展为枯黄斑，病叶基部偶有水浸状断续小条斑。天气潮湿或晨露未干时上述各类病叶上均可见乳白色小点，干后结成黄色小胶粒，很易脱落。水稻白叶枯病造成的枯心苗，在分蘖期开始出现，病株心叶或心叶以下1-2层叶出现失水、卷筒、青枯等症状，最后死亡。白叶枯病形成枯心苗后，其他叶片也逐渐青枯卷缩，最后全株枯死，剥开新青卷的心叶或折断的茎部或切断病叶，用力挤压，可见有黄白色菌脓溢出，即病原菌菌脓，别于大螟、二化螟及三化螟为害造成的枯心苗。病原 水稻白叶枯病是由Xanthomonasoryzaepv.oryzae(Xoo)引起的一种维管束病害Xanthomonas oryzae 称水稻黄单胞菌。包括白叶枯病菌和条斑病菌两个致病变种：即Xanthomonas oryzae pv.oryzae (Ishiyama)稻生黄单胞菌和Xanthomonas oryzae pv. oryzicola (Fang et al.)水稻黄黄单胞菌水稻生致病变种，属细菌。异名X.campestris pv.oryzae (Ishiyama) Dye。稻白叶枯病菌菌体短杆状，大小1.0-2.7×0.5-1.0(μm)，单生，单鞭毛，极生或亚极生，长约8.7μm，直径30nm，革兰氏染色阴性，无芽孢和荚膜，菌体外具粘质的胞外多糖包围。在人工培养基上菌落蜜黄色，产生非水溶性
实验名称：蛋白质结构与功能的生物信息学研究 实验目的：1.掌握运用BLAST工具对指定蛋白质的氨基酸序列同源性搜索的方法。 2.掌握用不同的工具分析蛋白质的氨基酸序列的基本性质 3掌握蛋白质的氨基酸序列进行三维结构的分析 4.熟悉对蛋白质的氨基酸序列所代表蛋白的修饰情况、所参与的 代谢途径、相互作用的蛋白，以及与疾病的相关性的分析。实验方法和流程： 一、同源性搜索 同源性从分子水平讲则是指两个核酸分子的核苷酸序列或两个蛋白质分子的氨基酸序列间的相似程度。BLAST工具能对生物不同蛋白质的氨基酸序列或不同的基因的DNA序列极性比对，并从相应数据库中找到相同或相似序列。对指定的蛋白质的氨基酸序列进行同源性搜索步骤如下： ↓ 登录网址https://www.doczj.com/doc/fc15130325.html,/blast/ ↓ 输入序列后,运行blast工具 ↓ 序列比对的图形结果显示
序列比对的图形结果：用相似性区段（Hit）覆盖输入序列的范围判断两个序列 的相似性。如果图形中包含低得分的颜色（主要是红色） 区段，表明两序列的并非完全匹配。 ↓ 匹配序列列表及得分
各序列得分 可选择不同的比对工具 备注: Clustal是一款用来对()的软件。可以用来发现特征序列，进行蛋白分类，证明序列间的同源性，帮助预测新序列二级结构与三级结构，确定PCR引物，以及 在分子进化分析方面均有很大帮助。Clustal包括Clustalx和Clustalw(前者是 图形化界面版本后者是命令界面)，是生物信息学常用的多序列比对工具。 该序列的比对结果有100条，按得分降序排列，其中最大得分2373，最小得分 分为1195. ↓ 详细的比对序列的排列情况 第一个匹配 序列 第一个序列的匹配率为100% Score表示打分矩阵计算出来的值，由搜索算法决定的，值越大说明匹配程度
第一节免疫球蛋白的结构（The Structure of Immunoglobulin) B淋巴细胞在抗原刺激下增殖分化为浆细胞，产生能与相应抗原发生特异性结合的免疫蛋白，这类免疫球蛋白被称为抗体（antibody, Ab）。 1937年，Tiselius用电泳方法将血清蛋白分为白蛋白、α1、α2、β及γ球蛋白等组分，其后又证明抗体的活性部分是在γ球蛋白部分。因此，相当长一段时间内，抗体又被称为γ球蛋白（丙种球蛋白）。 实际上，抗体的活性除γ球蛋白外，还存在于α和β球蛋白处。1968年和1972年的两次国际会议上，将具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白统一命名为免疫球蛋白（immunoglobulin，Ig）。 Ig是化学结构的概念，它包括正常的抗体球蛋白和一些未证实抗体活性的免疫球蛋白，如骨髓瘤病人血清中的M蛋白及尿中的本周氏（Bence Jones, BJ）蛋白等。 免疫球蛋白可分为分泌型（secreted Ig,SIg）和膜型（membrane Ig, mIg）。前者主要存在于血清及其他体液或外分泌液中，具有抗体的各种功能；后者是B细胞表面的抗原识别受体。 ☆☆相关素材☆☆ 图片正常人血清电泳分离图 一免疫球蛋白的基本结构 The basical structure of immunoglobulin 免疫球蛋白分子是由两条相同的重链（heavy chain，H链）和两条相同的轻链（light chain，L链）通过链间二硫键连接而成的四肽链结构。 X射线晶体结构分析发现，IgG分子由3个相同大小的节段组成，位于上端的两个臂由易弯曲的铰链区（hinge region）连接到主干上形成一个"Y"形分子，称为Ig分子的单体，是构成免疫球蛋白分子的基本单位。
药剂防治水稻白叶枯病 药剂防治。发现中心病株后，开始喷洒20%叶枯宁(叶青双)可湿性粉剂，每667m2用药100g，对水50L，用叶枯宁防效上不去时，可在施用叶枯宁同时混入硫酸链霉素或农用链霉素4000倍液或强氯精2500倍液，防效明显提高。此外，每667m2还可选用10%氯霉素100g或70%叶枯净(杀枯净)胶悬剂100-150g、25%叶枯灵(渝-7802)可湿性粉剂175-200g，对水50-60L喷洒。也可在5叶期和水稻移栽前5天，各喷中生菌素500倍液1次或用50%氯溴异氰尿酸水溶性粉剂(消菌灵)，每667m2用量为25-50g，对水50kg喷雾。 药剂防治：老病区在台风暴雨来临前或过境后，对病田或感病品种立即全面喷药1次，特别是洪涝淹水的田块。用药次数根据病情发展情况和气候条件决定，一般间隔7-10天喷1次，发病早的喷2次，发病迟的喷1次。每667平方米涌0%叶青双可湿性粉剂100克，70%叶枯净（又称杀枯净）胶悬剂100-150克，或25%叶枯宁可湿性粉剂100克，或10%氯霉素可湿性粉剂100克，或50%代森铵100克000（抽穗后不能用），或25%消菌灵可湿性粉剂40克，或15%消菌灵200克，以上药剂加水50升喷雾。 药剂防治。水稻分蘖期至孕穗期要控制发病中心。目前常用药剂有：①每亩用10％叶枯净300倍液75千克。。一般在开始发病时喷1次，7天后再喷一次。②②每亩用25%叶枯灵可湿性粉剂150一200克对水75—100升喷施。 根据测报，重点施药挑治，封锁发病中心，控制病害于点发阶段。
每次台风雨后应加强检查。药剂可选用25%川化-018（即叶双青）600~1000倍液、72%农用链霉素可溶性粉剂2700~5400倍液、或克菌壮可溶性原粉1100~1600倍液；也可试用30%氧氯化铜，77%可杀得悬浮剂600~800倍液，或20%喹菌酮1000~1500倍液。隔7~10天喷一次，连续1~2次。 适期开展化学防治。 1、浸种：可用36%强氯精1000倍液浸种60小时。2、秧田：重点在秧苗2—3叶期和移栽前两次用药，可结合预防水稻条纹叶枯病、叶瘟等一并用药，药剂可选用50%氯溴异氰酸50g/亩或36%菌毒双克60g/亩。 3、大田期：在水稻分蘖末期，白叶枯病出现发病中心时立即喷药保护，视病情发展，7天用药一次，连用2-3次。药剂可选用①36%菌毒双克60g/亩。②50%克菌壮100 g/亩。③57.6%冠菌清50 g/亩。④20%叶青双150g+农用链霉素20 g/亩。上述几种药剂配方应轮换使用。 药剂防治：3%克菌康可湿性粉剂600-800倍液于发病初期喷雾，连喷2-3次，此外，可选用链霉素、叶枯宁、宁南霉素、叶枯净等药剂。
分析蛋白结构域(Domains)的三种方法 生物信息编程2009-09-24 23:55:50 阅读1235 评论0 字号：大中小订阅 三种分析蛋白结构域(Domains)的方法 1，SMART入门，蛋白结构和功能分析 SMART介绍 SMART (a Simple Modular Architecture Research Tool) allows the identification and annotation of genetically mobile domains and the analysis of domain architectures. More than 500 domain families found in signalling, extracellular and chromatin-associated proteins are detectable. These domains are extensively annotated with respect to phyletic distributions, functional class, tertiary structures and functionally important residues. Each domain found in a non-redundant protein database as well as search parameters and taxonomic information are stored in a relational database system. User interfaces to this database allow searches for proteins containing specific combinations of domains in defined taxa. For all the details, please refer to the publications on SMART. SMART(http://smart.embl-heidelberg.de/)，可以说是蛋白结构预测和功能分析的工具集合。简单点说，就是集合了一些工具，可以预测蛋白的一些二级结构。如跨膜区（Transmembrane segments），复合螺旋区（coiled coil regions），信号肽（Signal peptides），蛋白结构域（PFAM domains）等。 SMART前该知道的 1，SMART有两种不同的模式：normal 或genomic 主要是用的数据库不一样。Normal SMART, 用的数据库Swiss-Prot, SP-TrEMBL 和stable Ensembl proteomes。Genomic SMART, 用全基因组序列。详细列表：http://smart.embl-heidelberg.de/smart/list_genomes.pl 2，一些名词解释 http://smart.embl-heidelberg.de/help/smart_glossary.shtml
中文名称:水稻白叶枯病 英文名称: 中文别名:剥叶瘟，游火、地火 拉丁学名:Xanthomonascampestrispv．oryzae 为害作物:水稻 为害症状:主要发生于叶片及叶鞘上。初起在叶缘产生半透明黄色小斑，以后沿叶缘一侧或两侧或沿中脉发展成波纹状的黄绿或灰绿色病斑；病部与健部分界线明显；数日后病斑转为灰白色，并向内卷曲，远望一片枯槁色，故称白叶枯病。在空气潮湿时，病叶上的新鲜病斑上，有时甚至在未表现病斑的叶缘上分泌出湿浊状的水珠或蜜黄色菌胶，干涸后结成硬粒，容易脱落。在籼稻上的白叶枯病斑多半呈黄色或黄绿色，在粳稻上则为灰绿至灰白色。在感病品种上，初起病斑呈开水烫过的灰绿色，很快向下发展为长条状黄白色,在我国南方稻区一些高感品种上发生凋萎型白叶枯病，主要发生在秧苗生长后期或本田移植后1～4星期内，主要特征为“失水、青枯、卷曲、凋萎”，形似螟害枯心。诊断方法，将枯心株拔起，切断茎基部，用手挤压，如切口处溢出涕状黄白色菌脓，即为本病。如为螟害枯心，可见有虫蛀眼。 病原菌形态特征:细菌杆状有单根极鞭毛，格兰氏染色反应阴性。菌落圆形，表面光滑有光泽，蜡黄色 分类属性: 分布区域:南北稻区 发病特点:白叶枯病菌主要在稻种、稻草和稻桩上越冬，据江苏研究，重病田稻桩附近土壤中的细菌也可越年传病。播种病谷，病菌可通过幼苗的根和芽鞘侵入。病稻草和稻桩上的病菌，遇到雨水就渗入水流中，秧苗接触带菌水，病菌从水孔、伤口侵入稻体。用病稻草催芽，覆盖秧苗、扎秧把等有利病害传播。早、中稻秧田期由于温度低，菌量较少，一般看不到症状，直到孕穗前后才暴发出来。病斑上的溢脓，可借风、雨、露水和叶片接触等进行再侵染。 流行动态:本病最适宜流行的温度为26～30~C，：20~C以下或33~C以上病害停止发生发展。雨水多、湿度大，特别是台风暴雨造成稻叶大量伤口并给病菌扩散提供极为有利的条件；秧苗淹水；本田深水灌溉，串灌、漫灌，施用过量氮肥等均有利发病；品种抗性有显着差异，大面积种植感病品种，有利病害流行。 防治方法:1、选用抗病品种。发生过白叶枯病的田块和低洼易涝田都要种植抗病品种。 2、种子消毒。用强氯精浸种或80%“402”浸种，浸种方法同稻瘟病。 3、培育无病壮秧。选好秧田位置，加强灌溉水管理，防止淹苗。在三叶一心期和移栽前施药预防。亩用25%叶枯宁（又叫川化018）或叶青双可湿性粉剂100克兑水喷雾。 4、加强水肥管理。平整稻田，防止串灌、漫灌传播病害；适时适度晒田，施足底肥，多施P、K肥，不要过量过迟追施氮肥。 5、大田施药保护。水稻拔节后，对感病品种要即早检查，如发现发病中心，应立即施药防治；感病品种稻田在大风雨后要施药。 常用药剂:25%叶枯宁（又叫川化018）叶青双可湿性粉剂