油菜素内酯对拟南芥和水稻根毛发育的影响

油菜素内酯(Brassinosteroids,BRs)是植物生长发育所必需的一类植物激素。本研究以拟南芥和水稻为研究对象,借助BR相关突变体,通过外源施加BR及BR合成抑制剂研究BR和根毛生长发育的关系。结果表明:在双子叶模式植物拟南芥中,BR抑制根毛的生长发育;在单子叶模式植物水稻中,BR对的根毛的发育存在剂量反应,在一定的浓度范围内促进根毛的生长发育。     

玉米暗形态建成突变体的筛选

双子叶植物的下胚轴和单子叶植物的中胚轴的生长模式是暗形态建成和光形态建成的重要标志性发育事件,黑暗促进其延伸,而光照则抑制其生长。拟南芥下胚轴的形态建成受光信号通路与植物激素途径中许多重要基因的调控,这些基因在农作物中的同源基因,往往也与许多重要的农艺性状有关。基于此,以玉米的中胚轴在暗形态建成中的长度作为表型标记,从EMS突变体库中(包含6 150份郑58背景株系和2 340份B73背景株系)筛选获得96株中胚轴长度异常的突变体。进一步对其中两个突变体进行了初步分析,发现这两个突变体在BR信号途径发生缺陷。玉米暗形态建成突变体的获得将不仅有助于解析玉米对光信号的应答,而且有助于揭示光信号通路与其他信号途径的互作。     

拟南芥花粉与花药发育相关基因调控的研究进展

拟南芥是重要的模式植物,基因高度纯合,用理化因素易获得突变体且易获得突变植株,是研究植物基因组的理想材料;被子植物的花是其有性繁殖的重要器官,花的正常发育对于植物的生长和繁殖有重要意义。为其他植物花粉花药生长发育的研究提供参考,从花粉萌发及其突变体小孢子表达、花粉识别及水合、花粉壁的发育模式、花粉管的生长发育、药开裂及花粉粒释放和花药的育性等方面对拟南芥花粉与花药发育相关基因的调控机制进行概述。     

一种筛选拟南芥低铁响应突变体的有效方法

铁是植物必需的一种微量营养元素。农作物的产量及品质经常因土壤缺铁而降低。研究植物在低铁条件下生长发育及对铁缺乏响应的分子机制,有助于揭示植物铁营养的遗传基础,有利于改良和培育耐低铁的农作物。笔者根据野生型拟南芥在低铁条件下的生长和生理表型确定了遗传筛选突变体的指标,并建立了筛选拟南芥与缺铁信号及信号转导相关突变体的方法。利用这种方法,笔者筛选出11株突变体并克隆了一个可能与植物耐低铁胁迫相关的基因,证明该方法适用于鉴别铁营养相关的重要基因以及分子遗传学的研究。     

拟南芥核膜孔蛋白Nup160基因的突变体表型分析

植物开花受环境条件的影响,其分子调控机制在转录、翻译和表观遗传等层次已有较广泛而深入的研究;核膜孔复合物是真核细胞中细胞质与细胞核之间物质交换的重要通道。筛选到拟南芥核膜孔蛋白Nup（Nucleoporin） 160基因的3个突变体nup160-1/-2/-3,均表现出发育的多种表型,最显著的表型为早花,而且是不依赖于环境条件（光周期和温度）的早花。但是,突变体在长日下的开花时间依然早于短日条件下的开花时间,暗示突变体仍然对光周期有反应。结果表明,在拟南芥中Nup160作为一个植物开花的负调控因子,主要在温敏途径和光周期途径中参与拟南芥开花时间的调节。     

拟南芥缺铜敏感突变体的鉴定分析

为进一步探明植物缺铜响应机制,利用甲基磺酸乙酯(EMS)诱变、体视显微形态观察和ICP-MS技术对拟南芥(Col)缺铜敏感突变体cds-1进行鉴定分析。结果表明:在缺铜条件下,cds-1的根伸长发育受到抑制,而高浓度铜处理则可使得cds-1根长部分恢复至野生型。除根伸长发育受到抑制外,cds-1根部形态(根毛长度和根直径)与野生型相比也有较大差异。cds-1与野生型植株体内铜含量无显著差异。遗传分析该突变体性状由2对隐性等位基因控制。     

拟南芥独脚金内酯突变体叶绿素荧光特性分析

独脚金内酯是新发现的起源于类胡萝卜素生物合成途径的信号分子,调控着植物生长发育中的各种生理过程。为了解独脚金内酯及其信号途径对植物光合特性的影响,以拟南芥Arabidopsis thaliana独脚金内酯合成突变体max1和信号突变体max2为材料,测定叶片的光合色素质量分数及叶绿素荧光特性。结果发现:max1突变体与max2突变体在光合荧光特性存在明显的差异。max1叶绿素质量分数较野生型并没有显著降低,但叶绿素a/b发生了变化,max1突变体叶绿素初始荧光Fo和Y(NO)显著高于野生型,但F_v/F_m,Y(Ⅱ),qP等荧光参数较野生型并没有显著变化。快速光响应曲线发现max1突变体在强光下的ETR,Y(Ⅱ)和QNP等参数低于野生型。而max2突变体叶片的叶绿素a和叶绿素b质量分数显著低于野生型(P0.05),叶绿素荧光参数F_v/F_m,Y(Ⅱ),qP等光化学参数也显著降低,但Q_(NP),q_N等光保护参数显著升高(P0.05)。这些结果说明独脚金内酯可能参与了调控植物光合对环境的适应,而其信号传导蛋白MAX2则可能对植物光系统的建成具有基础作用。     

拟南芥隐花色素在脱落酸调节种子萌发中的功能

隐花色素(Cryptochrome,CRY)在植物中介导蓝光信号传导,调节生长发育的多种过程。脱落酸(Abscisic acid,ABA)在种子萌发和幼苗发育中发挥重要作用。研究发现一些高等植物的CRY调节逆境中种子的萌发,但关于拟南芥CRY1在这一过程中发挥的作用及其机制尚不清楚。试验对拟南芥隐花色素CRY1功能缺失突变体和CRY1CRY2功能缺失双突变体种子萌发对脱落酸的响应进行了研究,利用荧光定量PCR技术检测脱落酸信号传导基因和代谢关键酶基因在cry1突变体中表达量的变化,结果显示CRY1负向调节脱落酸抑制的种子萌发,而且CRY1和CRY2在这一过程中发挥相反的作用。     

Ca2+对拟南芥侧根生长发育影响的递进因子分析

【目的】确定Ca2+在异三聚体G蛋白调控的拟南芥侧根生长发育过程中的作用及可能的信号传递途径。【方法】以拟南芥的野生型(ws)、异三聚体G蛋白α亚基基因GPA1缺失突变体(gpa1-1,gpa1-2)和超表达突变体(wGα,cGα)为材料,在含有不同质量浓度(0~0.2 mg/L)NAA的培养基内,添加无机钙通道抑制剂AlCl3,对拟南芥侧根生长发育的形态进行观测,并对NAA、Ca2+、AlCl3的影响作用大小进行递进因子分析。【结果】相同质量浓度的NAA对5种基因型拟南芥侧根的生长发育无显著影响;Ca2+对5种基因型拟南芥侧根生长发育均有显著影响,侧根数目依次为缺失突变体野生型超表达突变体;AlCl3对5种基因型拟南芥侧根生长发育影响显著;Ca2+和AlCl3是拟南芥侧根生长发育的重要影响因素。【结论】(1)Ca2+通道可能是异三聚体G蛋白α亚基调节的下游效应器,Ca2+可能是下游信号,AlCl3对细胞膜上的Ca2+通道阻断数量可能是按一定比例阻断,而不是一个绝对数量,机制尚不明确。(2)3个处理因素在不同的处理层次中所起的作用不同,对5种不同基因型拟南芥个体侧根生长的影响也不同。递进因子分析结果与实际情况基本一致,是一种科学的、可行的、有创新性的方法,值得推广应用。     

植物抗病性及抗病信号转导的研究进展

模式植物拟南芥是研究植物抗病分子基础的极好工具。利用拟南芥突变体证明植物抗病信号途径是个复杂的网络。过氧化氢,水杨酸,茉莉酸,乙烯,油菜素内酯等信号分子在这个网络中起着重要作用。对植物抗病的分子机制的深入理解,将为病害防治提供新的思路。     

干旱胁迫下不同浓度Ca2+对苜蓿根系活力、脯氨酸含量和过氧化物酶活性的影响

文章采用盆栽试验,用5,10,20,30,50mmol·L-1CaCl2溶液对苜蓿种子浸泡16h,研究干旱胁迫下,Ca2+对苜蓿抗旱性的影响。结果表明,CaCl2浸种后可以提高苜蓿的叶片含水量,降低细胞膜透性,提高苜蓿的根系活力,增加脯氨酸的积累量,提高过氧化物酶的活性,用5￣20mmo·lL-1CaCl2处理时,能够减轻干旱胁迫对植株的伤害,提高根系的吸水和叶片保水能力,进而提高苜蓿的抗旱性。     

绿萝叶斑病病原菌鉴定及外源水杨酸对其影响

为探明绿萝患病叶片的病原菌,采用形态学鉴定及分子生物学方法鉴定其病原菌来源,进一步探究外源物质对于此病原菌的影响。并采用施加外源水杨酸观测病原菌菌落生长情况、抑菌率及病原孢子萌发情况。结果表明:绿萝病害为叶斑病,此病原菌为枝孢杆菌;在不同浓度外源水杨酸配置的PDA培养基菌落增长速度观察中,低浓度0.1mmol·L~(-1) SA会促使菌落增长,而随着水杨酸浓度增加,菌落生长速度降低,2.0~10.0mmol·L~(-1)的测试组始终对病原菌有极高的抑制作用,并没有菌丝体产生。病原孢子数量在不同浓度的水杨酸影响下有着明显的变化。低浓度水杨酸对叶斑病病原孢子生长有促进作用,而0.3、0.5、1.0mmol·L~(-1)水杨酸对病原菌孢子萌发有着较好的抑制性。     

海藻糖浸种对盐胁迫下扬麦19生理特性的影响

以扬麦19为材料,研究4个海藻糖溶液浓度（0、2、20、40 mmol·L-1）浸种对其种子萌发的影响。选择对种子萌发没有明显抑制效应的最适海藻糖溶液浓度（2 mmol·L-1）,研究其对盐胁迫下（3 g·L-1 NaCl）扬麦19幼苗生长及生理特性的影响。结果表明,2 mmol·L-1海藻糖溶液浸种处理对扬麦19种子发芽率和幼苗株高无显著影响,但对幼苗单株干质量有显著促进作用。在盐胁迫下,2 mmol·L-1海藻糖浸种处理可显著提高扬麦19幼苗相对生长率、单株生物量、叶绿素相对含量和N含量,比水浸种处理分别提高200%、650%、1507%和925%;幼苗脯氨酸积累速度明显加快,K+含量及K+/Na+显著增加,Na+含量显著下降（P<005）。双因素方差分析表明,影响幼苗K+含量的程度依次为海藻糖>NaCl>海藻糖×NaCl。海藻糖浸种处理可以使扬麦19更快更早地积累脯氨酸,增强对K+的吸收,以适应盐胁迫环境。     

圆果黄麻成熟叶片总DNA提取及SRAP扩增体系的建立与优化

采用改良的CTAB法从圆果黄麻成熟叶片中提取基因组DNA,对DNA进行电泳检测、含量测定和SRAP分析,并对黄麻SRAP-PCR反应体系中主要影响因子进行了优化,建立了最佳反应体系.结果表明,改良的CTAB法能够提取高质量的DNA,DNA纯度和完整性都较好,经紫外分光光度计测定,D260nm/D280nm均在1.7-1...     

渗透胁迫下钙对小麦胚芽鞘和根系生长的影响

 以精选冬小麦(Triticum aestivum L.)4185种子为试验材料，采用CaCl2、EGTA、LaCl3及Verapamil配制的溶液处理萌发24 h的小麦根系，研究其胚芽鞘及根系对渗透胁迫的不同反应。结果表明，PEG-6000（20%）诱导的渗透胁迫下，低浓度Ca2+（10-6～10-3 mol·L-1）处理小麦根系时，不同浓度处理间胚芽鞘及根系的生长无显著差异，10-2 mol·L-1的Ca2+则抑制胚芽鞘和根系的生长；EGTA（1、5、10 mmol·L-1）、LaCl3（0.5、1 mmol·L-1）和Verapamil（250、500 μmol·L-1）处理根系时，均抑制了胚芽鞘和根系的生长，这种抑制效应与提高过氧化物酶（POD）活性有密切关系。表明在渗透胁迫下，小麦对缺钙更敏感，高浓度Ca2+以及减少细胞外Ca2+和阻断Ca2+的运转，均对生长有抑制作用。     

盐响应信号途径SOS与植物K+吸收关系

【目的】在盐胁迫条件下研究SOS突变体K+吸收的变化,旨在解析植物高盐胁迫响应与K+吸收的关系。【方法】以SOS信号途径的3个主要基因sos1、sos2、sos3突变体和野生型拟南芥（WT）为试验材料,在含有不同Na+/K+浓度比例的培养基上处理试验材料,观察各突变体与WT的表型差异,进行根系扫描、测定植物的RGR（相对生长率）,植株体内Na+、K+的含量,计算植株体内Na+/K+浓度比值,同时,利用qRT-PCR分析K+转运体基因AKT1、AKT2、SKOR在突变体和WT间的表达差异。【结果】不同浓度K+进行处理时,突变体和WT之间没有明显差异;在30 mmol•L-1 NaCl处理下,植株形态、RGR和体内Na+/K+浓度比值,体内K+浓度的测定结果显示,当K+浓度从0.2 mmol•L-1 增加到60 mmol•L-1 时,K+浓度增加缓解了高盐胁迫对突变体生长的抑制作用。所有植株体内的Na+/K+值降低,体内K+浓度提高。在相同处理条件下,突变体的Na+/K+值高于WT,WT体内K+浓度高于突变体;当K+浓度升高到80 mmol•L-1 时,突变体的生长又重新受到抑制。所有植株体内的Na+/K+值升高,体内K+浓度降低。3个K+转运体AKT1、AKT2、SKOR的real-time PCR分析结果显示,在30 mmol•L-1 NaCl处理时,在低钾条件下（0.2 mmol•L-1 K+）AKT1和SKOR表达比较低,而高钾条件下（20.05 mmol•L-1 K+或者60 mmol•L-1 K+）AKT1、AKT2、SKOR的表达量没有明显差异,这3个基因的表达方式在突变体之间没有明显的差异。【结论】在中度盐胁迫条件下,外界K+浓度增加可以缓解盐胁迫对植物生长造成的抑制作用,但是当外界一价阳离子的总浓度高于110 mmol•L-1时,拟南芥的生长重新受到抑制。SOS信号途径对植物K+吸收没有直接的调节作用。     

离子交换色谱法对肌肉中钙激活酶分离纯化的研究

试验通过离子交换色谱法对肌肉中钙激活酶(Calpain)进行定量分析研究,确定了Calpain粗提液制备工艺。对Calpain粗提液进行全波长紫外扫描说明276～280nm处有一个吸收高峰。应用DEAE离子交换层析对Calpain进行纯化,用0～500mmol·L-1NaClTris-HCl进行离子强度线性梯度洗脱,在280nm波长下测定洗脱液的光吸收值,洗脱得3个蛋白峰,μ-Calpain和m-Calpain分别在NaCl为130～180mmol·L-1和260～300mmol·L-1时洗脱下来,钙激活酶抑制蛋白(Calpastatin)在NaCl为70～110mmol·L-1时洗脱下来。Calpain分子量为110000u,通过电泳试验表明,本检测结果提取液正好在分子量约为110000u处有一条清晰的带,说明所得提取物为Cal-pain,而且纯度较高。     

GABA对小麦幼苗耐盐性的影响

以小麦为试验材料,研究了NaCl胁迫下外源GABA浓度对小麦发芽率、芽长、根长、鲜干重、相对电导率及其酶活性的影响.结果表明:与对照相比,GABA浸种促进了小麦幼苗芽的生长,对根的生长影响较小;在GABA浓度为0.5 mmol.L-1条件下,小麦幼苗的发芽率及其鲜干重有明显的提高;相对电导率的测定结果显示,不同浓度GABA对膜都有不同程度的保护作用,在GABA浓度为0.5 mmol.L-1时效果最显著;对SOD、POD和CAT这几种酶活性的测定结果显示,随着GABA浓度的增加其活性都有不同程度的增加;由此推断,外源GABA可以减轻盐胁迫对小麦幼苗造成的伤害,具有一定的生理保护作用.     

金花茶体胚和叶片愈伤组织培养

分别以金花茶子叶胚切块和成年植株叶片为材料,进行愈伤组织培养的研究。结果表明:金花茶子叶胚去外表皮后切块,接种于MS+1.5mg·mL-12,4-D+0.5mg·mL-1KT中,能诱导出愈伤组织,并能较好地继代,蔗糖浓度为6%时,愈伤组织生长良好;金花茶成年叶片在流水中冲洗30min,75%酒精浸泡30s后,转入0.2%HgCl2消毒剂中浸泡8min,接种于MS+1.5mg·mL-16-BA+0.5mg·mL-1IAA+4mg·mL-1NAA中,愈伤诱导率为98.335%,遮光有助于叶片愈伤组织的生长。     

南林‘895’杂交杨组培苗对NaCl胁迫的生理响应

以南林‘895’杂交杨( Populus delotides × P. euramericana cv. ‘Nanlin895’)组培苗为试验材料,采用CK、25、50、75和100 mmol·L^-1 5种盐处理,研究盐胁迫对于‘895’杨叶片生理特性的影响。结果表明：(1) 25 mmol·L^-1盐处理可以促进‘895’杨的生长,100 mmol·L^-1盐处理抑制了‘895’杨的生长。(2)盐处理增加了过氧化氢(H₂O₂)与丙二醛(MDA)含量,在100 mmol·L^-1时处理20 d时最为显著。(3)随着盐浓度的升高,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物(APX)呈先增加后下降的趋势,APX的峰值出现在25 mmol·L^-1盐处理时,SOD、POD及CAT的峰值出现在50 mmol·L^-1盐处理时。在100 mmol·L^-1盐处理时,SOD、POD、CAT和APX活性显著低于对照。(4)随着盐浓度的升高,谷胱甘肽还原酶(GR)活性、还原型抗坏血酸(AsA)含量呈增加的趋势,100 mmol·L^-1盐处理时,GR活性、AsA含量显著高于对照。谷胱甘肽(GSH)含量在1 d与10 d处理时随着盐浓度的上升而增加,20 d处理时,GSH含量在100 mmol·L^-1盐处理较75 mmol·L^-1盐处理微微下降。(5)根长、茎长和MDA、H₂O₂、GSH和AsA呈负相关关系;MDA、H₂O₂与SOD、CAT、APX呈负相关关系,与POD、GR呈正相关关系;SOD、CAT、APX3种酶互为正相关关系,POD与GR、SOD、CAT呈正相关关系。由此可见,低盐浓度(25 mmol·L^-1)处理刺激了 ‘895’杨的生长,其通过提升抗氧化酶活性与抗氧化物质含量来维持活性氧平衡,避免受到毒害;高盐浓度(100 mmol·L^-1)处理抑制了抗氧化酶与非酶抗氧化物质的作用,‘895’杂交杨受到了伤害;APX是 ‘895’杂交杨叶片内抵御膜脂过氧化最为关键的酶。