拟南芥SSCD1基因突变对苯丙氨酸诱导花青素积累的影响

为探索花青素生物合成的调控机制,以模式植物拟南芥野生型Col–0和酪氨酸降解途径缺陷突变体sscd1为试验材料,分析5种浓度(0、0.1、0.5、1.0、2.0mmol/L)外源苯丙氨酸处理后花青素的积累和花青素生物合成相关基因的表达,探讨酪氨酸降解途径受阻是否影响苯丙氨酸诱导花青素的积累。结果发现:外源添加不同浓度苯丙氨酸能提高拟南芥幼苗花青素的含量,而且花青素的含量随着苯丙氨酸浓度的增加而增多;苯丙氨酸处理后,sscd1突变体幼苗中花青素的积累增多,同时花青素生物合成基因,如PAL、CHI、CHS、DFR、LDOX、UF3GT的表达水平在sscd1突变体中都显著上调,表明SSCD1基因突变会阻断酸酪氨酸降解,增加苯丙氨酸诱导花青素的合成。     

尿黑酸影响拟南芥酪氨酸降解缺陷突变体sscd1的种子萌发

[目的]探究外源添加尿黑酸对拟南芥酪氨酸降解途径的影响。[方法]以拟南芥野生型和酪氨酸降解途径缺陷突变体sscd1、hgo为材料,通过在培养基中添加不同浓度尿黑酸,分析长、短日照下对种子萌发的影响。[结果]在长、短日照下,外源添加0.1~0.4 mmol/L浓度尿黑酸推迟sscd1突变体种子萌发;外源添加0.8 mmol/L浓度尿黑酸抑制sscd1突变体种子萌发,而该浓度的尿黑酸对野生型和hgo突变体种子萌发没有影响。另外,在培养基中添加酪氨酸降解途径的异常代谢产物——琥珀酰丙酮,在长日照下也能抑制野生型种子萌发。[结论]尿黑酸处理后激活了酪氨酸降解途径,使sscd1突变体中积累较多的琥珀酰丙酮从而影响其种子萌发。     

色氨酸对拟南芥酪氨酸降解途径缺陷突变体sscd1细胞死亡的影响

为了解色氨酸处理是否影响sscd1的细胞死亡,以拟南芥野生型Columbia(Col–0)和sscd1突变体为试验材料,用色氨酸处理,观察并统计幼苗的死亡情况,检测叶绿素含量,分析酪氨酸降解途径基因HGO、MAAI和SSCD1以及活性氧诱导基因BAP1、OXI1、ZP的表达。结果表明：色氨酸处理能明显抑制sscd1突变体幼苗死亡,增加叶绿素的合成,抑制sscd1突变体中酪氨酸降解途径基因HGO和MAAI以及活性氧诱导基因BAP1、OXI1、ZP的上调。推测色氨酸可能通过增加叶绿素的生物合成,减少活性氧的产生来抑制酪氨酸降解途径突变体sscd1的细胞死亡。     

苯丙氨酸处理对拟南芥酪氨酸降解途径的影响

以拟南芥野生型Col–0(CK)和酪氨酸降解途径缺陷突变体sscd1为试验材料,观察统计了4种浓度(0.1、0.5、1.0、2.0 mmol/L)苯丙氨酸处理下种子萌发和幼苗生长情况,分析了苯丙氨酸对酪氨酸降解途径中关键基因HGO、MAAI和SSCD1表达的影响。结果发现:0.5、1.0、2.0 mmol/L苯丙氨酸处理能够抑制拟南芥种子的萌发和根的生长,对突变体sscd1的抑制程度高于野生型对照;0.1、0.5 mmol/L苯丙氨酸促进幼苗地上部分的生长,1.0、2.0 mmol/L苯丙氨酸抑制地上部生长,其中对突变体sscd1的抑制作用更为显著;q RT–PCR分析发现,苯丙氨酸处理能显著上调野生型中HGO基因的表达以及酪氨酸降解途径缺陷突变体sscd1中HGO和MAAI基因的表达,表明苯丙氨酸能上调拟南芥酪氨酸降解途径。     

拟南芥sscd1–1点突变对其表达的影响

为了探明拟南芥sscd1–1突变体中sscd1–1突变基因表达水平的降低是由剪切效率所致还是由自身启动子影响所致,分别构建了由外源35S启动子驱动的SSCD1正常基因和sscd1–1突变基因的表达载体及由内源自身启动子驱动的SSCD1正常基因和sscd1–1突变基因的表达载体,并将其转入到拟南芥sscd1–1突变体中。采用RT–PCR分析sscd1–1突变基因的表达。结果显示:外源35S启动子驱动的sscd1–1突变基因的表达与正常基因相比没有明显差别,而内源自身启动子驱动的sscd1–1突变基因的表达显著降低,这表明sscd1–1的点突变没有影响其剪切效率;sscd1–1突变基因表达水平的降低是由内源自身启动子影响所致。     

拟南芥psc1突变体降低蔗糖诱导的花青素积累

以拟南芥野生型和psc1突变体为材料,研究蔗糖(30、60、90、120、150 mmol/L)诱导花青素的积累.结果表明:蔗糖浓度高于60 mmol/L时,拟南芥psc1突变体中花青素的积累比野生型明显降低,花青素生物合成关键基因DFR的表达量减少.在无蔗糖和有蔗糖(90 mmol/L)条件下,添加表油菜素内酯进一步...     

不同糖对拟南芥种子萌发和sscd1突变体细胞死亡的影响

[目的]比较不同糖对拟南芥种子萌发以及sscd1突变体细胞死亡的影响。[方法]以拟南芥Col-0野生型和sscd1突变体为材料,在培养基中外源添加蔗糖、葡萄糖、果糖和麦芽糖,比较不同糖对拟南芥种子萌发和sscd1突变体细胞死亡的影响。[结果]在120 mmol/L浓度范围内,蔗糖、葡萄糖和果糖对拟南芥种子的萌发无显著影响,而麦芽糖对种子萌发有延迟作用,且糖浓度越高延迟作用越显著。120 mmol/L不同糖对sscd1突变体细胞死亡的抑制效果有显著差异,抑制效果由高到低依次为麦芽糖、蔗糖、葡萄糖和果糖。[结论]该研究为深入研究糖代谢途径调控酪氨酸降解途径的机理提供理论依据。     

水稻HGO基因启动子的克隆及转化鉴定

HGO是编码酪氨酸降解途径中尿黑酸1,2双加氧酶的基因。探讨了水稻HGO基因的表达特征,构建了水稻HGO基因启动子与GUS表达载体,采用农杆菌介导的浸花法将该表达载体转入拟南芥中,获得转基因植株。通过GUS组织化学染色法检测,发现水稻HGO基因启动子在拟南芥根、下胚轴、叶柄和子叶中高度表达,在真叶中只有叶脉和叶尖上有微弱的表达。     

水稻HGO基因启动子的克隆及转化鉴定

HGO是编码酪氨酸降解途径中尿黑酸1,2双加氧酶的基因。探讨了水稻HGO基因的表达特征,构建了水稻HGO基因启动子与GUS表达载体,采用农杆菌介导的浸花法将该表达载体转入拟南芥中,获得转基因植株。通过GUS组织化学染色法检测,发现水稻HGO基因启动子在拟南芥根、下胚轴、叶柄和子叶中高度表达,在真叶中只有叶脉和叶尖上有微弱的表达。     

光调控因子HY5及HYH在蔗糖诱导花青素积累中作用

以拟南芥为材料,研究了光调控因子HY5、HYH在蔗糖胁迫下花青素积累过程中的作用。结果表明,蔗糖胁迫环境下诱导的花青素(Anthocyanin)的积累依赖于光,糖胁迫诱导花青素的积累过程必须在光存在的条件下进行,在暗处,即使施加高浓度的糖胁迫,也不能明显的诱导花青素的产生,且在暗处短期内不会因胁迫时间的延长而改变花青素的积累量。在这个过程中光调控因子HY5、HYH起了重要作用。与野生型拟南芥Col-0、WS相比,缺失突变体在糖胁迫环境下花青素积累明显减少。     

甘蓝型油菜BnWRKY41的理化性质分析及BnWRKY41-2 在花青素合成中的功能解析

甘蓝型油菜BnWRKY41-1通过负调控花青素合成相关基因的表达而显著抑制拟南芥叶片花青素的积累。为[JP2]深入了解同源拷贝BnWRKY41-2在花青素合成过程中的作用,对BnWRKY41-1和BnWRKY41-2进行生物信息学分析,并从甘蓝型油菜品种‘中双11’中成功克隆BnWRKY41-2 的全长编码序列,分别转化烟草和拟南芥 wrky41-2 突变体,对其亚细胞定位和在花青素合成中的调控作用进行分析。结果表明,BnWRKY41两个拷贝均具有典型WRKY结构域,N端不含跨膜结构和信号肽,二级结构主要由无规则卷曲组成,蛋白质修饰以磷酸化为主。BnWRKY41-2 定位在细胞核中,在拟南芥 wrky41-2 突变体背景下异源表达 BnWRKY41-2 基因使突变体叶片中的花青素含量恢复到野生型水平,而且可显著调控花青素积累相关基因的表达。这些结果表明BnWRKY41-2 与BnWRKY41-1在蛋白质结构及理化性质方面相似,并且在调控拟南芥叶片花青素积累方面发挥类似的生物学功能,起负调控作用。     

拟南芥突变体npr1-2的鉴定及水杨酸感受性分析

【目的】拟南芥的NPR1 (nonexpresser pathogenesis-related gene 1)是植物系统获得抗性(systemic acquired resistance,SAR)的关键调节基因,SAR是一种有效的先天免疫反应,提供广谱抗病性。大量的研究表明:水杨酸为诱导SAR的细胞外信号,而NPR1蛋白作为水杨酸的受体串联并启动细胞内的反应。拟南芥突变体npr1-2是研究拟南芥水杨酸信号转导途径的材料之一。为了筛选出纯合的npr1-2突变体,测定纯合突变体中NPR1基因的表达水平,鉴定突变幼苗对水杨酸的敏感性。【方法】采用PCR扩增、DNA测序、定量RT-PCR以及水杨酸敏感性鉴定等方法。【结果】鉴定并筛选出了npr1-2纯合突变体,发现突变体NPR1基因表达量下调为野生型的30%左右,突变体幼苗对水杨酸的敏感性降低。【结论】npr1-2纯合突变体为进一步的研究奠定了材料基础。     

拟南芥突变体jar1的鉴定及其MeJA感受性分析

为了研究JAR1 (At2g46370)基因在茉莉酸调控机制中的作用,从拟南芥生物资源中心获得JAR1基因的T-DNA插入突变体jar1 (SALK_030821),对突变体中T-DNA插入位点和突变纯合性进行检测,筛选出纯合的jar1突变体。通过qRT-PCR检测jar1突变体中JAR1基因的表达水平,并进行茉莉酸敏感性实验,观察jar1幼苗在含有茉莉酸甲酯的培养基的生长情况。结果表明:纯合突变体中JAR1基因的表达量明显下降,仅为野生型植株的41. 2%; jar1幼苗对茉莉酸甲酯的敏感性显著下降。     

粘液繁殖体植物抱茎独行菜TTG1基因转化拟南芥的表型研究

[目的]将过量表达典型粘液繁殖体植物抱茎独行菜TTG1基因(LpTTG1)的转基因拟南芥株系表型与野生型和突变体进行比较,为深入研究LpTTG1基因的功能提供参考依据.[方法]在体视显微镜下,通过对拟南芥野生型、ttg1突变体及LpTTG1基因过表达转基因株系的植株表型,幼苗叶表皮毛、下胚轴和根毛以及种子形态进行观察比较.[结果]拟南芥ttg1突变体与野生型和LpTTG1过表达转基因型的幼苗在下胚轴的颜色、根毛着生方式、真叶表皮毛等方面有显著差异,但后两者表型间无显著差异.[结论]缺失TTG1基因可导致拟南芥幼苗形态发生显著变化,但此基因过量表达不一定对拟南芥形态产生影响.     

茉莉酸在玉米地上部与地下部系统性诱导防御反应中的作用

 【目的】研究外源茉莉酸处理玉米地上部（或地下部）是否会系统性地影响到地下部（或地上部）的防御作用,探讨对玉米防御反应的影响是否与玉米的茉莉酸信号途径相关。【方法】以“高油115”玉米为材料,采用化学物质分析和基因表达分析方法,通过茉莉酸合成途径抑制剂水杨苷异羟肟酸（salicylhydroxamic acid, SHAM）预处理的对比实验,研究茉莉酸在玉米地上部与地下部诱导防御反应中的作用。【结果】外源茉莉酸处理玉米地上部能系统地影响到地下部防御物质的含量及防御相关基因的表达,处理地下部也能系统性地影响地上部。茉莉酸处理地上部以及茉莉酸处理地下部对玉米叶片防御反应的诱导均强于根系,而茉莉酸处理地上部对玉米同一部位的诱导作用强于茉莉酸处理地下部。茉莉酸处理地上部是通过激活茉莉酸自身合成来诱导叶片Bx1、Bx9、PAL、PR-1、MPI、FPS和TPS基因的表达、增加叶片丁布含量及降低咖啡酸含量的,同时系统诱导根系Bx6、Bx9、PAL和PR-2a基因表达、增加香豆酸和咖啡酸含量以及降低丁香酸含量则与激活地上部茉莉酸自身合成相关。茉莉酸处理玉米地下部对根系Bx6、PR-2a和MPI基因表达的诱导以及总酚含量的降低也是通过激活茉莉酸自身合成来实现的,对地上部（叶片）防御相关基因Bx6、Bx9、PAL、FPS和TPS表达的间接诱导作用以及丁布、香豆酸、咖啡酸和丁香酸的增加作用则与激活地下部茉莉酸自身合成相关。【结论】外源茉莉酸处理地上部能系统影响到地下部的防御反应,反之亦然;茉莉酸对玉米的诱导防御以叶片为主;茉莉酸处理地上部对玉米的诱导作用强于地下部处理;茉莉酸处理玉米的地上部或地下部,对处理部位防御作用的影响主要是通过激活玉米体内茉莉酸自身合成起作用的;茉莉酸处理玉米对非处理部位防御作用的影响则与激活处理部位茉莉酸自身合成相关。     

生长素参与三十烷醇诱导的拟南芥侧根发育

[目的]本文旨在研究植物生长调节剂三十烷醇对拟南芥侧根发育的影响,揭示其调控侧根发育的机制,为生产上的使用提供理论依据。[方法]以野生型拟南芥、生长素不敏感型突变体为试验材料,外源三十烷醇处理生长5 d的幼苗,分析侧根数目、侧根密度、侧根原基数量、侧根原基密度、细胞周期调控的关键基因的表达、根部内源IAA含量、生长素合成关键基因表达等指标。[结果]外源三十烷醇处理拟南芥的幼苗,能够诱导侧根的产生,0.2、0.5和1μmol·L-1三十烷醇处理8 d,侧根密度分别增加了59.0%、97.9%和54.2%;0.5μmol·L-1三十烷醇处理后A阶段的侧根原基密度增加了67.8%。外源三十烷醇处理增加根部吲哚乙酸(indole-3-acetic acid,IAA)的含量,上调参与生长素合成的关键酶基因表达,增强根尖和不同发育阶段侧根生长素响应报告基因DR5:β-glucuronidase(GUS)和IAA2:GUS的表达。生长素运输抑制剂三碘苯甲酸(2,3,5-triiodobenzoic acid,TIBA)及萘基邻氨甲酰苯甲酸(1-naphthylphthalamic acid,NPA)和作用抑制剂p-chlorophenoxy isobutyric acid(PCIB)的添加抑制了三十烷醇诱导的侧根发育;生长素不敏感型突变体tir1-1和axr1-3对三十烷醇缺乏响应,而aux1-7和eir1-1对三十烷醇的响应弱于野生型。[结论]三十烷醇能够通过促进侧根原基的从头形成来增加侧根的密度,其诱导侧根发育依赖生长素的途径。     

花青素合成转录因子PAP2植物表达载体构建及其遗传转化

AtPAP2基因是拟南芥花青素生物合成途径中的重要调控基因,为了实现该基因在烟草中的高效表达,从拟南芥中分离克隆出了AtPAP2基因并构建了植物表达载体,利用农杆菌介导的侵染方法,将该基因成功转入到烟草受体材料中,并获得了紫色的转基因烟草植株,相对于野生型烟草,该烟草在根、茎、叶等组织上均表现出不同程度的紫色。进一步的qRT-PCR分析结果表明,在花青素生物合成途径中,AtPAP2基因的表达可以上调从4-香豆酰CoA到最终合成花青素过程中的相关基因,促进了合成反应的进行,对花青素的合成具有重要的作用。该研究对于揭示AtPAP2基因的作用以及烟草花青素合成途径相关基因的调节机理具有重要的意义。     

辣椒绿茎突变体gh1转录组及候选基因表达分析

以EMS诱变的辣椒绿茎突变体gh1和紫茎野生型樟树港辣椒(ST–8)为材料，测定茎中花青素含量；采用转录组测序技术(RNA–seq)和实时荧光定量PCR(qRT–PCR)分析与辣椒茎中花青素生物合成相关基因的表达水平。结果表明：突变体gh1茎中的花青素含量极显著低于ST–8茎中的花青素含量；与ST–8相比，gh1共获得1794个差异表达基因，包括1003个上调表达基因，791个下调表达基因；与花青素生物合成途径相关的基因包括9个结构基因(DFR、UF3GT、F3H、ANS、CHI、CHS、C4H、PAL、4CL)和3个转录因子(TT8、AN1、TTG1)；对与花青素合成相关的差异表达基因进行转录组表达量分析和qRT–PCR分析，筛选出4个结构基因(CHS、CHI、DFR、UF3GT)和1个转录因子(AN1)，推测这5个基因可能在辣椒茎中花青素生物合成途径中起重要作用。     

越橘原花青素合成相关基因VcLAR和VcANR的克隆和功能鉴定

本研究以越橘(Vaccinium corymbosum Duke)为试验材料,克隆原花青素合成基因VcLAR和VcANR,分析其表达模式及其对水杨酸和茉莉酸甲酯的响应,鉴定其在原花青素合成过程中的作用。结果表明,成功获得了越橘VcLAR(GenBank登录号为MH321470)和VcANR(GenBank登录号为MH321471)基因。VcLAR和VcANR在根、茎、幼叶、花以及不同发育阶段果实中均可表达,但相对表达量存在差异,在绿果中的相对表达量最高。在不同发育阶段果实中,原花青素含量在绿果中最高,在蓝果中最低。水杨酸处理可促进VcLAR和VcANR基因的表达,茉莉酸甲酯处理可抑制VcLAR和VcANR基因的表达。在转VcANR基因拟南芥株系中,原花青素的含量显著高于野生型。在转VcLAR基因拟南芥株系中,原花青素含量与野生型相比无明显变化。由此推测,VcLAR和VcANR在越橘果实原花青素积累过程中发挥重要作用,并受水杨酸和茉莉酸甲酯的调控。     

拟南芥LOF1基因在赤霉素调控开花过程中的功能

以拟南芥侧生器官融合基因LOF1的T-DNA插入突变体lof1-2和p35S:LOF1过表达转基因植株为研究材料,通过观察突变体和过表达转基因植株的表型及其对赤霉素的响应,探讨了该基因在赤霉素调控开花过程中的功能.结果表明,LOF1基因在拟南芥中的过表达导致转基因植物提前开花.突变体lof1-2对施加的外源赤霉素更加敏...