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蛋白组学解析拟南芥响应细菌信号分子N-3-oxo-hexanoyl-homoserine-lactone (OHHL) 的机制

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蛋白组学解析拟南芥响应细菌信号分子N鄄3鄄oxo鄄hexanoyl鄄homoserine鄄lactone(OHHL)的机制*

牛雪艳1,张海军1,白学贵2,李婉莎2,刘晓光1,胡向阳2**(1江苏大学生命科学研究院,江苏镇江摇212013;2中国科学院昆明植物研究所,云南昆明摇650201)

摘要:细菌来源的群体感应信号分子能诱导与调控植物的抗病性与生长发育,本文用细菌群体感应信号分子N鄄3鄄oxo鄄hexanoyl鄄homoserine鄄lactone(OHHL)对拟南芥进行不同时间的处理,提取蛋白进行双向电泳分析,用蛋白组学的方法解析拟南芥响应细菌信号分子的机制。双向电泳与质谱分析共鉴定出47个点,这些蛋白中随处理时间的增加表达量上调的蛋白点数目增加,并且与植物抗氧化、物质代谢和细胞信号转导密切相关。因此通过蛋白组学分析结果可以更好的解释植物与细菌的相互作用机制,进一步利用其之间的联系来促进植物更好的生长发育。关键词:蛋白组学;拟南芥;细菌信号分子;OHHL中图分类号:Q942摇摇摇摇摇摇文献标识码:A摇摇摇摇摇摇摇文章编号:2095-0845(2011)04-389-07

ProteomicsRevealtheMolecularMechanismofArabidopsisthalianaonBacterialSignalN鄄3鄄oxo鄄hexanoyl鄄homoserine鄄lactone(OHHL)

NIUXue鄄Yan1,ZHANGHai鄄Jun1,BAIXue鄄Gui2,LIWan鄄Sha2,LIUXiao鄄Guang1,HUXiang鄄Yang2**

(1InstituteofLifeSciences,JiangsuUniversity,Zhenjiang212013,China;2KunmingInstituteofBotany,ChineseAcademyofSciences,Kunming650201,China)

Abstract:Thepopulationalsignalsderivedfrombacteriacaninduceplantresistancetopathogenorregulateplantdevelopment.Hereweused2鄄DproteomicsmethodtoinvestigateArabidopsisthalianaseedlingsrespondingtoOHHL,oneofbacterialpopularsignals.After2鄄Dproteomicsandassay,weobtained47differentialproteinspots,mostoftheirexpressionshowincreasewiththeextensionoftreatmenttime;theseproteinsarealsoinvolvedinplantantioxidantactivity,materialmetabolismandsignaltransaction.Therefore,webelieveourresultswillshowmorein鄄sightintounderstandingtheinteractionsmechanismofplantandmicrobe,andfurtherwellregulateplantthemselvesgrowthanddevelopment.Keywords:Proteomics;Arabidopsisthaliana;Bacterialsignal;OHHL

摇拟南芥(Arabidopsisthaliana)具有植株小、生育期短、繁殖系数高等生物学特性,使其成为植物研究的模式物种(安贤惠,1998)。植物与细菌的联系比较密切,如植物与细菌的共生,近年对植物与细菌的互作越来越受到关注。细菌不是单独个体,它们之间通过称为细菌群体感应(Quorumsensing,QS)(Reading和Sperandio,2006)

的系统进行通讯和互作,而互作则是通过产生某

植物分类与资源学报摇2011,33(4):389~395PlantDiversityandResources摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇DOI:10.3724/SP.J.1143.2011.10229

***基金项目:国家自然科学基金面上项目(30871704,30670030,30971452)、中国科学院百人计划项目

通讯作者:Authorforcorrespondence;E鄄mail:Huxiangyang@mail.kib.ac.cn收稿日期:2010-12-13,2011-03-01接受发表作者简介:牛雪艳(1986-)女,在读研究生,研究方向:植物信号传导。种信号分子来识别,这种信号分子统称为N鄄乙酰基高丝氨酸内酯(N鄄acylhomoserinelactones,AHLs)(Engebrecht等,1983)。一般不同的细菌

产生的信号分子是不同的,并且不同的AHL所带的脂肪酸侧链长度不同所发挥的生理学效应是不同的(Ortiz鄄Castro等,2008),N鄄3鄄oxo鄄hexanoyl鄄homoserine鄄lactone(OHHL)则是其中的一种

(Coskun鄄Ari和Bosgelmez鄄Tinaz,2008)。

植物也可以感知细菌QS信号分子AHLs,并作出相应的反应。细菌QS信号分子AHLs与植物的相互作用如对植物的促生作用、根际定殖、缓解非生物胁迫方面已有一些研究(Liu等,2007;Gao等,2007;Liu等,2010)。Mathesius等(2003)

利用蛋白质组学方法研究发现,用100nmol·L-1浓度的AHL处理苜蓿(Medicagotruncatula)根后,有150多种蛋白质的积累发生了显著变化,预示着这些蛋白质的相应功能可能受到了细菌QS信号分子的调节。用100nmol·L-1浓度的AHL处理拟南芥,可以促进其萌发和生长,并能使其不定根的数目增加(Li,2009)。但是,拟南芥响应QS信号分子的机制了解甚少,本实验进行初步研究。目前蛋白组学研究是后基因时代的重要研究领域(Alison,1999),其核心技术双向电泳作为一种快速、简单、高效分离多个蛋白点的方法,近年来得到广泛应用(Gorg等,2000)。该技术已被成功用于植物对非生物胁迫应答的研究,为寻找更有效的新的抗逆基因或蛋白开辟了新的方向(李雪梅等,2009)。为了研究QS系统及信号分子AHLs在参与与寄主植物有益互作中的信号机制,本实验用100nmol·L-1的信号分子OHHL处理拟南芥,对不同时间点处理的拟南芥分别取样,跑双向电泳,进行蛋白比较分析,通过蛋白质组学方法解析拟南芥对细菌QS信号分子的应答,以及调节拟南芥生长发育的机制,为利用细菌QS信号分子作为新型植物生长调节剂改善作物产量和品质奠定基础。

1摇材料和方法1.1摇实验材料和仪器材料:哥伦比亚野生型拟南芥(ArabidopsisthalianaColumbia)。

主要试剂:信号分子OHHL购自Sigma鄄Aldrich公

司;Tris、NP鄄40、尿素、硫脲、CHAPS、载体两性电解质、PH4鄄7、十二烷基磺酸钠(SDS)、丙烯酰胺、甲叉双丙烯酰胺、过硫酸氨、四甲基二乙胺(TEMED)、考马斯亮蓝CBB鄄R250均购自BioBasicInc(BBI);二硫苏糖醇(DTT)、胰酶溶液(10ng·ml-1)购自PromegaCorper鄄

ation;IPG胶条和碘乙酰胺购自Bio鄄Rad公司;三氯乙酸(TCA)、丙酮、甘油、磷酸、甲醇、乙醇等试剂为国产

分析纯;低分子量蛋白质marker购自Fermentars公司。仪器:PH3鄄10线性IPG胶条,聚焦盘,水化盘,PROTEANIEFCell一维等电聚焦仪,Mini鄄PROTEAN3

ElectrophoresisCell垂直电泳仪(美国Bio鄄Rad公司),Beckman离心机等。1.2摇方法1.2.1摇拟南芥培养摇提前3天将拟南芥种子进行低温

春化,准备好MS培养基。将春化好的种子表面消毒,无菌培养于MS培养基,温度为25益(白)/16益(晚)于组培室培养。1.2.2摇拟南芥样品处理摇将培养10d的拟南芥用100

nmol·L-1OHHL处理,对照组用配制OHHL用的乙醇浓

度处理,处理时间为1、3、5d,分别取样。1.2.3摇拟南芥蛋白质提取摇参照谷瑞升等(1999)方

法进行部分修改,准确称量样品粉末0.8g至研钵中,加入PVPP0.02g和蛋白质提取缓冲液(50mmolTris鄄HCLpH7.5,20mmol·L-1KCL,13mmol·L-1DTT)2.0

mL,研磨成浆后加入200滋LNP鄄40、30滋L0.1mol·L-1

的PMSF,将样品研磨均匀,于16500r·min-14益离心30min,取上清,加入5倍体积的预冷10%TCA/丙酮,

混匀后置-20益沉降2h,16500r·min-14益离心30min,沉淀用80%含有0.07%DTT的冷丙酮洗2次,16500r·min-14益离心30min,抽干沉淀,置-20益保

存或加入样品裂解液(7mol·L-1Urea,2mol·L-1thio鄄urea,0.4%CHAPS,60mmol·L-1DTT,0.5%两性电解

质pH4~7,0.4%PMSF),振荡器振荡2min,16500r·min-14益离心30min,取上清即为待测蛋白质上样液。

1.2.4摇蛋白质含量测定摇采用Bradford(1976)方法以

样品裂解液为空白,1.0mg·mL-1的牛血清白蛋白(BAS)标准蛋白为标准,参照O爷Farrell(1975)的方法操作,紫外可见分光光度计测定OD595值,用于计算获得的蛋白质样品的含量。1.2.5摇双向电泳摇第一向等电聚焦电泳,取蛋白加入

水化液(7mol尿素,2mol硫脲,4%CHAPS,65mmolDTT,0.2%两性电解质pH4~7),混匀后被动水化14

h,使胶条充分吸胀,进行第一向等电聚焦电泳。设定

等电聚焦程序:(1)200V,慢速,1h;(2)500V,慢速,1h;(3)1000V,线性,1h;(4)8000V,线性,2h;(5)8000V,快速,60000Vh;(6)500V,快速,

093摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇植物分类与资源学报摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇第33卷

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拟南芥ABI3基因缺失突变体的鉴定及对盐胁迫的响应

拟南芥ABI3基因缺失突变体的鉴定及对盐胁迫的响应

拟南芥ABI3基因缺失突变体的鉴定及对盐胁迫的响应赵彦敏;高海琴;瓮巧云【摘要】采用PCR和RT-PCR技术分别在DNA和RNA水平上对由于T-DNA 插入所导致的拟南芥ABI3基因突变体进行鉴定,鉴定后将野生型Col-0与纯合abi3突变体种子分别置于含不同浓度NaCl的MS培养基上培养,测定萌发率、生物量和根长.结果表明:在NaCl胁迫下,野生型Col-0和纯合abi3突变体种子的萌发率、生物量和根长均随着NaCl浓度的增加呈现下降趋势.在相同NaCl浓度下,纯合abi3突变体种子的萌芽率、生物量和根长均低于野生型Col-0.当NaCl浓度达到150 mmol/L时,纯合abi3突变体种子的萌芽率、生物量和根长均降到最低,与野生型Col-0存在极显著差异.可见,拟南芥ABI3基因具有提高拟南芥抗NaCl 胁迫能力的作用.【期刊名称】《上海农业学报》【年(卷),期】2018(034)004【总页数】4页(P7-10)【关键词】ABI3基因;T-DNA插入;突变体;NaCl胁迫【作者】赵彦敏;高海琴;瓮巧云【作者单位】张家口广播电视大学,张家口075000;张家口广播电视大学,张家口075000;河北北方学院农林科技学院,张家口075000【正文语种】中文【中图分类】Q943.2植物在生长发育过程中,不可避免地会受到各种非生物因素如干旱、低温、高盐及高温等的胁迫,导致农作物的生长品质及产量下降。

作为植物体内重要的逆境响应激素之一,脱落酸(Abscisic acid,ABA)既是胁迫的诱导产物,又是胁迫信号的传导者,通过级联放大反应,能迅速参与到植物抗胁迫的反应中。

此外,脱落酸还参与植物生长的其他环节,如能促使马铃薯形成块茎、抑制种子的萌发等。

早期通过正向遗传学方法筛选到一些在萌发率上对 ABA不敏感的拟南芥基因,如 ABI1-1、ABI2-1、ABI3、ABI4和ABI5[1-4];作为ABA信号的正调控转录因子ABI3基因,在植物的抗旱性和耐盐性功能中起重要的作用[5],主要在种子里表达[2]。

群体感应淬灭_防治植物细菌病害的新策略

群体感应淬灭_防治植物细菌病害的新策略

26(3)241-247 中国生物防治　Chinese Journal of Biological C ontrol 2010年8月群体感应淬灭———防治植物细菌病害的新策略张力群13,田　涛2,梅桂英1(11中国农业大学植物病理系,北京100193;21天津市植物保护研究所,天津300112)摘要:群体感应(quorum sensing,QS)是细菌的一种调控机制,指细菌通过感应特定信号分子的浓度来感知周围环境中自身或其它细菌的数量,并调整相关基因的表达以适应环境的变化。

多种植物病原细菌利用QS系统调控致病因子的表达,因此,QS系统可以作为细菌病害防治的新靶点。

对细菌QS调控机制的干扰和破坏称为群体感应淬灭(quorum quenching)。

本文介绍了QS与植物病原细菌致病性的关系,以及近年来群体感应淬灭研究的新进展。

关　键　词:植物病原细菌;生物防治;群体感应;群体感应淬灭中图分类号:S476;Q93 文献标识码:A 文章编号:100529261(2010)0320241207 Q uorum Q uenching,a N e w Strategy for Controlling Plant B acterial DiseasesZH ANGLi2qun13,TI AN T ao2,MEI G ui2ying1(11Department of Plant Pathology,China Agricultural University,Beijing100193;21Institute of Plant Protection,T ianjin Academy of Agricultural Sciences,T ianjin300112,China)Abstract:Quorum sensing(QS)enables bacteria to m onitor their own population density by means of small,diffusible signals and to coordinate the expression of specialized genes with cell density.Many phytopathogenic bacteria em ploy the QS system to regulate the expression of their virulent factors.This makes QS a very attractive target for the development of novel disease2suppressive strategies.The ability to disrupt QS is known as quorum quenching.This review provides an overview on the relationship be2 tween QS and pathogenicity of phytopathogenic bacteria,and on the progress of the development of the quorum2quenching strategy in plant diseases control during the last decade.K ey w ords:bacterial phytopathogens;biocontrol;quorum sensing;quorum quenching1　细菌的群体感应早在20世纪60年代,研究人员就发现作为单细胞生物的细菌有个体间交流的能力,并能表现出一些多细胞生物的性状,这种细菌间的信号交流方式称作群体感应(quorum sensing, QS)。

拟南芥AGO2的亚细胞定位分析

拟南芥AGO2的亚细胞定位分析


关 键 词 Ａｒ ｇ ｏ ｎ ａ ｕ ｔ ｅ ； Ａｔ ＡＧ Ｏ２ 亚 细 胞 定 位 ；核 定 位 ；抗 病 性 中图 分 类 号 Ｑ ９ ４ ５ ； Ｓ ４ ３ ２
文 献标 志 码 Ａ
Ｉ ｄｅ ｎｔ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｓ ｕ ｂ ｃ ｅ ｌ ｌ ｕ ｌ ａ ｒ ｌ ｏ ｃ ａ ｌ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ａｒ ａ ｂ ｉ ｄ ｏ ｐｓ ｉ ｓ ＡＧＯ２．Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｚ ｈ ｅ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ（ Ａｇ ｒ ｉ ｃ ．＆
拟 南芥 ＡＧＯ２的 亚细胞 定 位 分 析
赵 丽 ，夏文 强 ，蔡新ห้องสมุดไป่ตู้忠
（ 浙 江 大学 农 业 与 生 物 技 术 学 院 生 物技 术 研 究 所 ， 杭州 ３ １ ０ ０ ５ ８ ）
摘 要 Ａｒ ｇ ｏ ｎ ａ ｕ ｔ ｅ（ Ａ ＧＯ） 是 一 类 高度 保 守 的蛋 白 ， 对 基 因沉 默 和 植 物 抗 病 性 起 重 要 调 控 作 用 ． 为 进 一 步 了解 ＡＧ Ｏ 作 用机 制 ， 今 采 用 生物 信 息 学技 术 对拟 南 芥 ＡＧ Ｏ 蛋 白各 成 员 的 细 胞 定 位 进 行 预 测 ， 并对 Ａ ｔ ＡＧ０ ２进 行 亚 细胞 定
Ｌｉ ｆ ｅ Ｓ ｃ ｉ ． ） ，２ ０ １ ３ ， ３ ９ （ １ ） ： Ｉ － １ ０
Ｚ ＨＡＯ Ｌｉ ，ＸＩ Ａ Ｗｅ ｎ ｑ ｉ ａ ｎ ｇ ，ＣＡＩ Ｘｉ ｎ ｚ ｈ ｏ ｎ ｇ （ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｂｉ ｏ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ，Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ａｇ ｒ ｉ ｃ ｕ ｌ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ Ｂｉ ｏ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
某大学生物工程学院《生物化学》考试试卷(150)

某大学生物工程学院《生物化学》考试试卷(150)

某大学生物工程学院《生物化学》课程试卷（含答案）__________学年第___学期考试类型：（闭卷）考试考试时间：90 分钟年级专业_____________学号_____________ 姓名_____________1、判断题（95分，每题5分）1. 底物水平磷酸化是指ATP的形成与底物高能键的断裂有关。

（）答案：正确解析：2. 腺嘌呤核苷酸循环不能脱去氨基。

（）[中国科学院水生生物研究所2013研]答案：错误解析：腺嘌呤核苷酸在腺苷酸脱氨酶作用下脱掉氨基又生成次黄嘌呤核苷酸。

3. 放线菌素D既能抑制DNA的复制，又能抑制转录。

（）答案：正确解析：4. 在肝中，果糖2,6二磷酸是从果糖6磷酸经磷酸果糖激酶2催化产生的。

（）答案：正确解析：5. 蛋白质生物合成后的共价修饰，都属于不可逆的共价修饰。

（）答案：正确解析：6. IF3作为蛋白质合成的起始因子，可以促进核糖体小亚基与大亚基的结合。

（）答案：错误解析：7. RNA polⅠ所需要的转录因子SL1与RNA pol Ⅱ的转录因子TFⅡD的组成相似。

（）答案：正确解析：8. 如果动物长期饥饿，就要动用体内的脂肪，这时分解酮体的速度大于生成酮体的速度。

（）答案：错误解析：动物饥饿时，动员体内脂肪，而血浆内脂肪酸和酮体的浓度则可分别提高5倍和20倍。

动物机体可以优先利用酮体以节约葡萄糖，从而满足如大脑等组织对葡萄糖的需要。

9. 新陈代谢是生命的重要特征，新陈代谢一旦停止生物就会死亡。

（）答案：正确解析：10. tRNA分子在3′末端均有5′CCA3′的序列。

（）答案：正确解析：11. TATA box是真核生物所有细胞核基因都具有的核心启动子元件。

（）答案：错误解析：TATA box是大多数真核生物核基因具有的核心启动子元件，但有例外，一些持家基因（housekeeping gene）如腺苷脱氨酶等和一些发育调节基因如果蝇的同源异型基因缺少TATA box。