桑树1,5-二磷酸核酮糖羧化酶活化酶基因cDNA片段的克隆及原核表达与植物反义表达载体的构建

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作者 冀宪领 盖英萍 +1 位作者 王洪利 牟志美 《蚕业科学》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期6-12,共7页

1,5-二磷酸核酮糖羧化酶活化酶(RCA)对桑树的光合作用具有重要调节作用。以桑树幼叶为材料分离mRNA,反转录合成cDNA,以cDNA第1链为模板,根据RCA的保守区域设计1对兼并引物,经PCR扩增获得RCA的基因功能区中间片段。对得到的桑树RCA的cDN... 1,5-二磷酸核酮糖羧化酶活化酶(RCA)对桑树的光合作用具有重要调节作用。以桑树幼叶为材料分离mRNA,反转录合成cDNA,以cDNA第1链为模板,根据RCA的保守区域设计1对兼并引物,经PCR扩增获得RCA的基因功能区中间片段。对得到的桑树RCA的cDNA片段编码氨基酸进行BLAST分析表明,其与GenBank中其它植物来源的RCA有较高同源性。将RCA的部分编码区插入原核表达载体pET30a(+),并转化到大肠杆菌菌株BL21中,经IPTG诱导,RCA的部分编码区在BL21菌株成功表达。将得到的RCA基因片段反向插入植物表达载体,构建了RCA基因反义表达载体pBI121-RCA,以利于进一步阐明RCA与1,5-二磷酸核酮糖羧化酶相互作用和调控关系以及用基因工程手段深入探讨桑树光合作用机制。 展开更多

关键词 桑树 1 5-二磷酸核酮糖羧化酶活化酶 基因克隆 原核表达 反义表达载体

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外源海藻糖对PEG渗透胁迫下小麦Rubisco及其活化酶的影响 被引量：5

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作者 马超 张均 +3 位作者 宋鹏 王香生 韩潇杰 冯雅岚 《西北植物学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1241-1249,共9页

以抗旱品种‘晋麦47’和干旱敏感品种‘郑引1号’为材料,通过室内水培试验研究了外源海藻糖对PEG渗透胁迫下小麦叶片净光合速率、1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(Rubisco)和1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶活化酶(RCA)含量和相关基因表... 以抗旱品种‘晋麦47’和干旱敏感品种‘郑引1号’为材料,通过室内水培试验研究了外源海藻糖对PEG渗透胁迫下小麦叶片净光合速率、1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(Rubisco)和1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶活化酶(RCA)含量和相关基因表达特性的影响。结果表明:(1)外源海藻糖和渗透胁迫均能显著增加2个小麦品种叶片海藻糖含量。(2)渗透胁迫显著降低了2个品种小麦叶片的净光合速率,而外源海藻糖能显著缓解受胁迫小麦叶片净光合速率的降低幅度。(3)渗透胁迫仅使‘郑引1号’Rubisco大亚基基因(rbcL)相对表达量及相应蛋白含量显著降低;渗透胁迫显著降低了小麦RCAα和β亚基基因相对表达量,并显著降低RCA蛋白含量,而外源海藻糖不能缓解RCA蛋白含量的降低;渗透胁迫显著降低了Rubisco总活性、初始活性、活化状态及RCA活性,而外源海藻糖则能显著缓解上述酶活性的下降。(4)小麦叶片净光合速率与其rbcL、RCAα和β亚基基因相对表达量及Rubisco总活性、初始活性、活化状态及RCA活性均呈极显著正相关关系。研究发现,在渗透胁迫条件下,外源海藻糖主要从翻译后层面对小麦叶片Rubisco和RCA的活性发挥显著保护作用,从而缓解了小麦净光合速率的降低。 展开更多

关键词 小麦 渗透胁迫 海藻糖 1 5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶 1 5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶活化酶

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黄瓜幼苗Rubisco与Rubisco活化酶对光强的响应 被引量：7

3

作者 姜振升 刘培培 +2 位作者 王美玲 毕焕改 艾希珍 《西北农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第9期95-99,共5页

以津优3号幼苗为试材,研究弱光(LL:100μmol.m-2.s-1)、亚弱光(SL:300μmol.m-2.s-1)下黄瓜幼苗光合速率(Pn)、核酮糖-1,5-二磷酸羧化/加氧酶(Rubisco)、Rubisco活化酶(RCA)活性及其基因表达量的变化。结果表明,11 d弱光处理后,黄瓜幼... 以津优3号幼苗为试材,研究弱光(LL:100μmol.m-2.s-1)、亚弱光(SL:300μmol.m-2.s-1)下黄瓜幼苗光合速率(Pn)、核酮糖-1,5-二磷酸羧化/加氧酶(Rubisco)、Rubisco活化酶(RCA)活性及其基因表达量的变化。结果表明,11 d弱光处理后,黄瓜幼苗叶片的Pn、Rubisco初始活性、总活性及RCA活性均显著降低,亚弱光处理的Pn也明显降低,但其Rubisco初始活性和总活性与CK差异不显著。弱光和亚弱光处理的rbcS相对表达量有所降低,而rbcL和CsRCA相对表达量明显增加。说明弱光下Rubisco和RCA活性降低是引起Pn降低的重要原因之一,但当光强达到300μmol.m-2.s-1时,Rubisco和RCA活性与Pn相关性不明显。较长时间的弱光处理后,Pn的降低与rbcS相对表达量减小有关,而rbcL和CsRCA的表达量增加可在一定程度上弥补Rubisco和RCA活性降低引起的光合速率下降。 展开更多

关键词 黄瓜 核酮糖-1 5-二磷酸羧化/加氧酶(Rubisco) Rubisco活化酶(RCA) 基因表达 弱光 亚弱光

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不同抗性烟草品系Rubisco及其活化酶对赤星病胁迫的响应 被引量：3

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作者 杨志晓 侯骞 +5 位作者 刘国权 卢志刚 曹毅 芶剑渝 王轶 林英超 《生物技术通报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期202-212,共11页

本研究以抗、感烟草品系JYH、CBH为试验材料,分析赤星病胁迫对光合作用和核酮糖-1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(Rubisco)、核酮糖-1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶活化酶(RCA)活性及基因表达的影响。结果表明,胁迫9 d,JYH的光合作用及Ru... 本研究以抗、感烟草品系JYH、CBH为试验材料,分析赤星病胁迫对光合作用和核酮糖-1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(Rubisco)、核酮糖-1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶活化酶(RCA)活性及基因表达的影响。结果表明,胁迫9 d,JYH的光合作用及Rubisco、RCA活性、基因表达水平和蛋白含量受到明显抑制。赤星病胁迫显著降低CBH的光合作用及Rubisco、RCA活性和蛋白含量,Rubisco大、小亚基基因(rbcL、rbcS)、RCA基因(rca)的相对表达量也持续下降。JYH的Rubisco、RCA活性、基因表达水平和蛋白含量均显著高于CBH。相关性分析结果显示,Pn与Rubisco、RCA活性及基因表达量呈显著、极显著正相关。在赤星病胁迫下,JYH可维持较高的Pn与Rubisco、RCA活性,从而具有较强抗性。 展开更多

关键词 烟草赤星病 光合作用 1 5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶 1 5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶活化酶 基因表达 相关性分析 抗性差异 品系

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水生植物RuBisCO基因的趋同演化

5

作者 曹阳 贺雄雷 王建国 《中山大学学报（自然科学版）（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期161-170,共10页

植物碳固定,作为碳循环中的核心环节,对全球粮食产量与气候变迁具有深远影响。在此过程中,核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(RuBisCO)的作用举足轻重。其催化速率与特异性间存在微妙的平衡:特异性降低,催化速率上升,但副反应中的有毒副产物亦随... 植物碳固定,作为碳循环中的核心环节,对全球粮食产量与气候变迁具有深远影响。在此过程中,核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(RuBisCO)的作用举足轻重。其催化速率与特异性间存在微妙的平衡:特异性降低,催化速率上升,但副反应中的有毒副产物亦随之增多,从而影响整体效率。然而,水生植物却拥有独特的CO_(2)富集机制,有效减少了副反应的影响,为酶创造了优越的工作环境。本文以高等水生植物入水事件为切入点,深入研究了其核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶大亚基蛋白的趋同进化。旨在寻找与入水事件紧密相关的趋同进化位点,并探究CO_(2)富集机制下该酶理化性质的变化,为酶的优化提供新思路。收集了泽泻目、唇形目、虎耳草目、水韭目、山茱萸目和金鱼藻目等6个目共48个物种的酶蛋白质序列信息,并确定了6次关键的入水事件。采用PCOC分析方法,整合了这6次入水事件的数据,深入剖析了水生植物的进化趋势。分析结果显示,水生植物中可能存在一个关键的趋同进化位点,位于蛋白质序列的第328号位置,紧邻酶的活性中心。推测该位点的替换可能增强了反应底物进入活性中心区域的灵活性,使CO_(2)更易进入,从而提升了酶的催化速率。这一发现为后续的酶改进突变实验指明了方向,提供了坚实的理论依据。研究成果不仅有助于优化该酶的催化效率和适应性,也为深入研究植物碳固定机制提供了新的视角。 展开更多

关键词 核酮糖-1 5-二磷酸羧化酶 高等水生植物入水事件 CO_(2)富集机制 趋同进化

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碳和氮代谢被抑制诱导雨生红球藻细胞内虾青素的合成 被引量：9

6

作者 董庆霖 赵学明 +2 位作者 邢向英 巩继贤 胡建中 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2006年第12期48-49,57,共3页

为研究雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)合成虾青素的机理,文中分析了不同诱导条件下藻细胞内氮和碳代谢的变化。结果表明:强光照(HL)、添加乙酸钠(AA)、缺氮(NF)和缺磷(PF)都直接或间接地影响了雨生红球藻细胞内1,5-二磷酸核酮糖... 为研究雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)合成虾青素的机理,文中分析了不同诱导条件下藻细胞内氮和碳代谢的变化。结果表明:强光照(HL)、添加乙酸钠(AA)、缺氮(NF)和缺磷(PF)都直接或间接地影响了雨生红球藻细胞内1,5-二磷酸核酮糖羧化酶(Rub isco)和硝酸还原酶(NR)的活性,导致2种酶的活性大幅度下降。只有当Rub isco和NR的活性降到非常低的水平时,藻细胞才开始合成虾青素。与此相反,对照(CK)中这2种酶的活性一直较高,但细胞内没有虾青素积累。由于Rub isco和NR是雨生红球藻碳代谢和氮代谢的关键酶,因此碳和氮代谢被抑制是诱导雨生红球藻合成虾青素的原因。 展开更多

关键词 虾青素 雨生红球藻 1 5-二磷酸核酮糖羧化酶 硝酸还原酶

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凤尾蕨科植物rbcL基因的适应性进化分析 被引量：15

7

作者 森林 苏应娟 +1 位作者 张冰 王艇 《热带亚热带植物学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期1-8,共8页

为深入理解蕨类植物辐射式物种分化的分子适应机制,在时间框架下,采用位点模型和分支-位点模型对凤尾蕨科植物rbcL基因的进化式样进行了分析。通过比较模型M1a/M2a和M7/M8,在氨基酸水平上共鉴定出6个正选择位点:149I、251M、255V、282F... 为深入理解蕨类植物辐射式物种分化的分子适应机制,在时间框架下,采用位点模型和分支-位点模型对凤尾蕨科植物rbcL基因的进化式样进行了分析。通过比较模型M1a/M2a和M7/M8,在氨基酸水平上共鉴定出6个正选择位点:149I、251M、255V、282F、359S和375F,其中位点282F对维持Rubisco功能有重要作用。分别检验凤尾蕨科的附生分支和水蕨类分支发现,前者不具适应性进化位点,而后者有两个位点(230A和247C)经历正选择。相对于荫蔽的光条件,水生生境可能对RbcL亚基的选择作用更强。另外,基于UCLD分子钟模型估算出的凤尾蕨科各分支分化时间表明,该科物种丰富度的辐射式增长发生在新生代渐新世,推测古、始新世最热事件可能对物种分化的形成也产生一定作用。这对认识薄囊蕨类如何应对被子植物兴起导致的陆地生态系统改变具重要意义。 展开更多

关键词 凤尾蕨科 RBCL基因 核酮糖-1 5-二磷酸羧化酶/加氧酶 放松分子钟模型 正选择位点

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节旋藻FACHB341 Rubisco基因部分序列的克隆和分析 被引量：8

8

作者 刘金姐 茅云翔 +2 位作者 臧晓南 隋正红 张学成 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 2003年第6期87-93,共7页

以节旋藻FACHB341为材料,对所克隆Rubisco基因进行了核苷酸序列测定和分析,由此推导出相应的氨基酸序列,并与部分其他蓝藻的同源基因进行了同源性分析。结果表明:所克隆DNA片段包含Rubisoo大小亚基基因部分序列及rbcX基因序列,长度为207... 以节旋藻FACHB341为材料,对所克隆Rubisco基因进行了核苷酸序列测定和分析,由此推导出相应的氨基酸序列,并与部分其他蓝藻的同源基因进行了同源性分析。结果表明:所克隆DNA片段包含Rubisoo大小亚基基因部分序列及rbcX基因序列,长度为2073 bp,其中rbcL和rbcX基因之间存在两个转录茎环结构;大小亚基酸性氨基酸和碱性氨基酸的比例分别为13.14％和14.51％,疏水氨基酸的比例为42.16％;rbcL核苷酸序列与集胞藻PCC6803、Prochlorothrix hollandica、聚球藻PCC6301、Agmenellum quadruplicatum和鱼腥藻PCC7120同源序列的相似性分别为91.7％、79.9％、74.8％、77.2％和76.1％;rbcS核苷酸序列与鱼腥藻PCC7120同源序列的相似性为67.6％,而与PCC6301和集胞藻PCC7002同源序列的相似性分别为30.1％和63.8％。 展开更多

关键词 节旋藻 基因序列 克隆 “l 5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶” 核苷酸 同源性分析 氨基酸 RUBISCO基因 密码子

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光照强度对雨生红球藻合成虾青素的影响 被引量：5

9

作者 董庆霖 邢向英 赵学明 《水生生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第3期445-447,共3页

关键词 雨生红球藻 虾青素 强光 硝酸还原酶 1 5-二磷酸核酮糖羧化酶

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小麦Rubisco的纯化、鉴定及其活性测定 被引量：10

10

作者 李卫芳 姚晓群 王忠 《安徽农业科学》 CAS 2001年第2期146-148,共3页

以小麦叶片为材料 ,根据Rubisco的溶解度、分子大小和形状、电荷种类等特性采用盐析、凝胶过滤、离子交换层析技术进行该酶的分离、纯化。纯化的Rubisco经聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定呈一条谱带 ,经SDS -聚丙烯酰胺凝胶电泳呈 2条谱带 ,一... 以小麦叶片为材料 ,根据Rubisco的溶解度、分子大小和形状、电荷种类等特性采用盐析、凝胶过滤、离子交换层析技术进行该酶的分离、纯化。纯化的Rubisco经聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定呈一条谱带 ,经SDS -聚丙烯酰胺凝胶电泳呈 2条谱带 ,一条带为Rubisco大亚基 ,分子量 5 5 0 0 0左右 ;另一条为Rubisco小亚基 ,分子量 14 80 0。 展开更多

关键词 小麦 RUBISCO 纯化 鉴定 酶活性测定 核酮糖-1 5-二磷酸羧化酶

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烟草叶片CO_2传导与碳同化参数的研究 被引量：3

11

作者 江力 张荣铣 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 2001年第4期598-601,共4页

研究了不同部位烟草 (N icotiana tabacum L.)叶片光合作用 CO2 传导与碳同化酶的变化。结果表明 ,随着叶位降低 ,光合速率、叶肉导度 (gm)、碳酸酐酶 (CA)活性和核酮糖 -1,5 -二磷酸羧化酶 (Ru BPCase)初始活性快速下降 ,气孔导度(gs)... 研究了不同部位烟草 (N icotiana tabacum L.)叶片光合作用 CO2 传导与碳同化酶的变化。结果表明 ,随着叶位降低 ,光合速率、叶肉导度 (gm)、碳酸酐酶 (CA)活性和核酮糖 -1,5 -二磷酸羧化酶 (Ru BPCase)初始活性快速下降 ,气孔导度(gs)先保持相对稳定后迅速下降 ,胞间 CO2 浓度 (ci)呈现升高、降低、再升高的变化趋势。光合速率与叶肉导度显著正相关 ,非气孔因素是烟叶光合功能衰退的主要原因。 展开更多

关键词 光合作用 CO2传导 碳酸酐酶 核酮糖-1 5-二磷酸羧化酶 烟叶 碳同化酶 光合速率

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两株绿藻响应CO_2浓度变化的生长和生理特性的研究 被引量：4

12

作者 卫晴 郑凌凌 +2 位作者 卢哲 胡丽丽 宋立荣 《水生生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期182-189,共8页

以小球藻FACHB-1580和栅藻FACHB-1618为研究对象,比较了两株绿藻在0.04%CO_2、5%CO_2和20%CO_2(v/v)三种通气培养条件下的生长和生理特性的响应,试图阐述与无机碳利用相关生理参数和微藻利用CO_2能力的关系。结果表明,两株绿藻均能高效... 以小球藻FACHB-1580和栅藻FACHB-1618为研究对象,比较了两株绿藻在0.04%CO_2、5%CO_2和20%CO_2(v/v)三种通气培养条件下的生长和生理特性的响应,试图阐述与无机碳利用相关生理参数和微藻利用CO_2能力的关系。结果表明,两株绿藻均能高效利用CO_2,在5%(v/v)条件下均表现出最大生物量积累、最大比生长速率和最大二氧化碳固定速率。小球藻FACHB-1580和栅藻FACHB-1618最大生物量分别为3.5和5.4g/L,分别是0.04%CO_2(v/v)条件的1.41和1.46倍。在高达20%CO_2(v/v)条件下,两株绿藻的生物量均显著高于空气组(P<0.05)。随着CO_2浓度的增加,两株绿藻的无机碳亲和力、胞内和胞外CA活性、初始Rubisco活性,及Rubisco活化度均有下降趋势,总的Rubisco活性变化不明显。另外,小球藻FACHB-1580存在较高的胞外和胞内CA活性;而栅藻FACHB-1618胞外CA活性几乎为零,胞内CA活性显著低于小球藻FACHB-1580。由此推测,小球藻FACHB-1580能同时吸收介质中的HCO_3^-和CO_2,其胞内CA催化胞内HCO?3快速转化为CO_2,从而为Rubisco提供充足的CO_2来源;而栅藻FACHB-1618主要吸收介质中的CO_2,其胞内CA活性较低,推测其通过提高胞内CA含量,或增强Rubisco对CO_2的亲和力等促进光合固碳作用。 展开更多

关键词 绿藻 生物量 二氧化碳浓缩机制(CCM) 碳酸酐酶(CA) 1 5-二磷酸核酮糖羧化酶(Rubisco)

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木兰门作物RubisCO大亚基的分子适应性进化研究 被引量：2

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作者 刘晗 王丽坤 熊冬金 《安徽农业科学》 CAS 北大核心 2009年第32期15756-15758,共3页

[目的]研究玉米、水稻等木兰门作物RubisCO大亚基的分子适应性进化。[方法]以玉米、水稻等木兰门作物为研究对象,利用利用密码子替换模型和位点间取不同ω值的最大似然法模型对叶绿体rbcL基因进行分子适应性进化分析。[结果]RubisCO受... [目的]研究玉米、水稻等木兰门作物RubisCO大亚基的分子适应性进化。[方法]以玉米、水稻等木兰门作物为研究对象,利用利用密码子替换模型和位点间取不同ω值的最大似然法模型对叶绿体rbcL基因进行分子适应性进化分析。[结果]RubisCO受到正选择作用,并鉴定出了6个正选择位点。[结论]该研究鉴定的6个正选择位点对于研究RubisCO大亚基催化活性和作物改良具有重要的指导意义。 展开更多

关键词 木兰门作物 核酮糖.1 5-二磷酸羧化酶/加氧酶 RBCL基因 正选择

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