Wes：两篇最新植物学研究论文发表在PLANT PHYSIOLOGY和PLANT BIOTECHNOLOGY JOURNAL

2019年4月-5月，密歇根州立大学以及英国的约翰英纳斯中心的科学家利用ProteinSimple的Wes系统分别在植物期刊：PLANT PHYSIOLOGY（IF：7.394）和PLANT BIOTECHNOLOGY JOURNAL（IF：6.305）发表文章。

文章一：A Cytosolic Bypass and G6P Shunt in Plants Lacking Peroxisomal Hydroxypyruvate Reductase，Plant Physiol. 2019 Jun;180(2):783-792.

研究背景：

Calvin循环：卡尔文循环（CBB，Calvin-Benson-Basshamcycle）。是光合作用中碳反应的一部分。反应场所为叶绿体内的基质。循环可分为三个阶段: 羧化、还原和二磷酸核酮糖的再生。大部分植物会将吸收到的一分子二氧化碳通过Rubisco的酶作用整合到一个五碳糖分子1，5-二磷酸核酮糖（RuBP）的第二位碳原子上。此过程称为二氧化碳的固定。这一步反应的意义是，把原本并不活泼的二氧化碳分子活化，使之随后能被还原。但这种六碳化合物极不稳定，会立刻分解为两分子的三碳化合物3-磷酸甘油酸。后者被光反应中生成的NADPH还原，此过程需要消耗ATP，产物是3-磷酸丙糖。后来经过一系列复杂的生化反应，一个碳原子将会被用于合成葡萄糖而离开循环。剩下的五个碳原子经一系列变化，最后再生成一个1，5-二磷酸核酮糖，循环重新开始。循环运行六次，生成一分子的葡萄糖。

Rubisco酶：核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶。Rubisco是光合作用C3碳反应中重要的羧化酶,也是光呼吸中不可缺少的加氧酶。它在光合作用中卡尔文循环里催化第一个主要的碳固定反应，将大气中游离的二氧化碳转化为生物体内储能分子，比如蔗糖分子。

C3植物：CO2同化的最初产物是光合碳循环中的三碳化合物3-磷酸甘油酸的植物，称为碳三植物（C3植物）如小麦、大豆、烟草、棉花等。

研究摘要：

Rubisco酶对核酮糖1,5-二磷酸的氧化是光呼吸的第一步，并且降低了C3植物的光合作用效率。作者利用缺乏过氧化物酶体羟基丙酮酸还原酶的突变体系，来确定拟南芥（Arabidopsis thaliana）中，2-磷酸甘油酸酯（2-PG）积累和循环电子流之间是否存在联系。作者发现，2-磷酸甘油酸酯（2-PG）是磷酸丙糖异构酶（TPI）的竞争性抑制剂。磷酸丙糖异构酶（TPI）是Calvin循环中的一种酶，它将3-磷酸甘油醛转化为磷酸二羟丙酮。如果将3-磷酸甘油醛输出到胞质中，则可以克服这种代谢阻滞，即胞质中的磷酸丙糖异构酶（TPI）可以将其转化为磷酸二羟丙酮。作者发现碳被重新导入成为葡萄糖-6-磷酸，在基质磷酸丙糖异构酶的周围形成细胞质旁路。然而，这也刺激了葡萄糖-6-磷酸分流，它消耗ATP，但可以通过更高的循环电子流速率来补偿。

文章利用ProteinSimple的Wes系统，对文章中野生型（Col-0）和两种突变型（hpr1-1 and hpr1-2）拟南芥中，参与Calvin循环中的关键蛋白：Rubisco活化酶蛋白进行准确定量。

文章二：Characterizingstandard genetic parts and establishing common principles for engineeringlegume and cereal roots, Plant Biotechnol J. 2019 Apr 25.

研究摘要：

植物物种中的基因工程改造，大多数依赖于使用一些成熟的组成型启动子，来实现高水平的基因表达。转基因表达的水平，也可以通过密码子优化，内含子增强效应和不同的终止子序列来调节。用于调节转基因表达的这些优化方法，大多数仅在小规模实验中进行测试，通常测试单个目的基因。因此，难以解释这些方法的相对重要性，以及可能在不同植物物种中的基因工程策略是否成功，特别是难以解释，如果对每种转基因表达进行精准调节后所呈现的多基因性状。本文作者提供了紫花苜蓿，日本莲藕，本塞姆氏烟草和大麦的46个启动子和10个终止子的特征数据，以及密码子优化和内含子增强效应对大麦中两个转基因表达的影响。作者确定了一组核心的启动子和终止子，这些启动子和终止子与植物根中的新特性相关。此外，作者结合密码子优化和内含子增强效应增加了大麦中的转基因表达和蛋白质水平。根据作者的研究，作者建议，可以广泛使用一套核心的启动子和终止子，并为这些基因工程的谷物物种提出一套一般性原则和指南。

文章利用ProteinSimple的Wes系统，对文章中通过密码子优化和内含子增强效应后，大麦中的转基因NSP2蛋白进行定量。