不同外源生长素对镉胁迫水稻根系生长的影响

以水稻中花11号为材料,测定了不同外源生长素对镉胁迫水稻根系生长发育的影响。结果表明,0.1mmol/L镉诱导水稻初生根、不定根和侧根的伸长生长且侧根的数目也增加,但抑制地上部分的生长。在镉胁迫下添加不同浓度的生长素如NAA、IAA、IBA和2,4-D都明显改变根系的生长且变化趋势相似。即浓度为10^-9～10^-7M时,促进镉胁迫水稻初生根和不定根的伸长生长,其中以浓度为10^-8M时,促进作用最强;当浓度高于10^-7M时,反而抑制了根的生长;添加4种外源生长素均不能解除镉对地上部分的抑制作用,不过镉胁迫下添加10^-9～10^-8M的NAA能在一定程度上改善镉胁迫水稻的生长。在相同浓度条件下,不同生长素对初生根和不定根上侧根的形成和发育既有相似之处,也存在一定差异。     

异三聚体G蛋白在2,4-D诱导的拟南芥根生长发育中的作用

利用拟南芥的野生型(ws)、异三聚体G蛋白α亚基基因GPA1缺失突变体(gpa1-1和gpa1-2)和超表达突变体(wGα和cGα)为材料,通过施加不同质量浓度(0～0.010 mg.L-1)的2,4-D处理,对拟南芥根生长发育的形态指标进行了测定。结果表明:(1)随着培养基中2,4-D质量浓度的不断增大,5种基因型主根的伸长生长都受到抑制,且抑制作用随浓度升高而增强;4种突变体和野生型主根的生长在相同浓度2,4-D处理下,无明显差异;(2)2,4-D在一定浓度范围内,对拟南芥侧根的生长发育起促进作用;在2,4-D诱导的侧根生长中,相同浓度2,4-D处理下,缺失突变体明显比野生型侧根多,超表达突变体比野生型侧根少;gpa1-1和gpa1-2分别在2,4-D质量浓度为0.005mg.L-1和0.008 mg.L-1时的侧根数目与野生型差异最大。初步证明G蛋白不参与2,4-D诱导的拟南芥主根生长发育的调节,而在侧根生长发育中可能起负调节作用。     

超氧阴离子对水稻根系生长和生长素分布的影响(英文)

[目的]探讨超氧阴离子对水稻根系生长和生长素分布的影响。[方法]以水稻中花11号为试验材料,分析了DDC(SOD抑制剂)和Tiron(超氧阴离子清除剂)对水稻根系生长、超氧阴离子产生和生长素积累分布的影响。[结果]DDC显著促进了初生根和不定根的伸长生长及其侧根的形成和伸长,Tiron则显著抑制了地上部分、初生根及其侧根的伸长生长,对不定根的形成和伸长及其侧根的生长也有显著的抑制作用。DDC诱导超氧阴离子增加,而Tiron使超氧阴离子的积累减少。DDC诱导生长素在根伸长区以后部位和维管束内的积累增加,相反,Tiron使生长素的积累减少。[结论]该研究结果表明超氧阴离子对水稻根系生长的调节与其诱导生长素积累和分布的变化有密切关系。     

水稻富亮氨酸重复类受体蛋白激酶OsRPK1响应外源生长素的作用研究

为明确水稻富亮氨酸重复类受体蛋白激酶OsRPK1响应外源生长素的作用机制,首先分析外源生长素2,4-D对OsRPK1转基因水稻根部表型的影响;其次,异源表达OsRPK1胞外富亮氨酸重复LRRs,检测H~3-IAA竞争结合融合蛋白GST-LRRs后的放射性活度以及利用等温滴定量热(ITC)法分析IAA与融合蛋白GST-LRRs相互作用的微热量变化。结果表明,在正常生长条件下,OsRPK1过表达能够抑制水稻侧根的生长;0.01μmol/L 2,4-D处理4 d后发现,OsRPK1抑制表达植株侧根的数量比野生型多112%(P0.01),而OsRPK1过表达植株侧根生长受到极显著抑制(P0.001);0.1μmol/L 2,4-D处理10 d后,抑制表达植株不定根的数量相对于野生型多18.2%(P0.05),而过表达植株不定根的生长受到显著抑制(P0.01);大肠杆菌BL21(DE3)诱导表达获得了包涵体形式的GST-LRRs融合蛋白,通过复性、纯化获得可溶性融合蛋白;H~3-IAA竞争结合融合蛋白GST-LRRs以及IAA溶液滴定融合蛋白的微热量分析都表明OsRPK1与外源生长素未发生直接作用。     

H_2O_2对水稻幼苗生长和生理的调节

用水稻(Oryza sativa L.)中花11号分析了0.06%、0.006%、0.000 6%H_2O_2处理5 d对水稻幼苗生长、H_2O_2产生、细胞死亡及生长素积累分布的影响。结果表明,高浓度H_2O_2(0.06%)抑制地上部分和不定根的伸长及不定根上侧根的形成和生长,但对初生根上的侧根生长无明显影响。低浓度(0.000 6%)H_2O_2促进初生根和不定根的伸长及其侧根数量增多和长度增加。根尖H_2O_2积累和细胞死亡随着H_2O_2浓度的增大而增加。利用DR5-GUS转基因水稻分析显示高浓度H_2O_2促进生长素在根尖的过量积累,本试验条件下H_2O_2对生长素积累和分布的调节与其激活转录有关。由此可见,高浓度H_2O_2对水稻幼苗生长的抑制作用与其诱导细胞死亡及生长素过度积累有密切关系。     

水稻高温敏感侧根缺失突变体表型性状的初步研究

为揭示温度影响水稻侧根发育的机制,从水稻甲基磺酸乙酯(EMS)突变体库中筛选出一个高温敏感侧根缺失突变体hts1,初步研究了该突变体苗期性状及农艺性状对不同温度的反应.结果表明,该突变体在26℃侧根表型正常,28～32℃表现为少侧根,34℃以上表现为无侧根以及不定根数目显著增加;34℃高温处理下,相比野生型对照,突变体的分蘖数、株高以及结实率等分别降低了42.5％、14.0％、58.2％.遗传分析表明,该突变体是单隐性基因突变.该基因的突变使水稻生长发育尤其是侧根发育和育性对34℃以上的高温表现出超敏感.     

MAPK调节水稻幼苗根系生长的分子机制

以水稻品种中花11号为材料,利用MAPKK抑制剂PD(PD 98059)分析了MAPK信号对水稻根系生长、H2O2产生、生长素积累分布及生长素和细胞周期基因表达谱的影响。结果表明,PD处理促进了初生根和不定根的伸长生长,但抑制了侧根的形成和发育,并诱导了H2O2的产生和生长素的积累增加。分子水平分析显示,PD处理分别使14个生长素基因和12个细胞周期基因表达上调,使3个生长素基因和7个细胞周期基因表达下调。这些结果说明在正常条件下,MAPK对水稻幼苗根系生长的调节与其控制H2O2产生和生长素平衡及调控生长素和细胞周期基因表达有密切关系。     

镉锌互作条件下ABA对水稻幼苗根系生长和生长素分布的影响

脱落酸(abscisic acid,ABA)和生长素是植物体内重要的信号分子,以水稻(Oryza sativa L.)中花11号为材料分析了镉锌互作条件下ABA对水稻幼苗根系生长和生长素分布的影响。结果表明,在镉锌互作条件下添加ABA合成抑制剂——钨酸钠(sodium tungstate,TS)促进初生根侧根的生长,抑制植株、初生根、不定根和不定根侧根的生长。与镉加锌处理相比,添加ABA使生长素在根尖的积累减少,相反,添加TS使生长素的积累增加,说明ABA与生长素平衡有密切关系。进一步研究表明,在蛋白质水平上,ABA对生长素的调节与蛋白运输和降解有关。     

水稻根系发育基因OsKSR7 的克隆与功能分析

【目的】 水稻根系是与地上部性状和产量密切相关的重要农艺性状。通过鉴定新的水稻根系发育相关基因,为深入解析水稻根系发育遗传机理奠定基础。【方法】 从甲基磺酸乙酯（ethyl methane sulfonate,EMS）诱变的水稻Kasalath突变体库中筛选到1个根系发育缺陷的突变体Osksr7 （Oryza sativa kasalath short root 7 ）。通过溶液培养和田间种植,对该突变体进行苗期表型鉴定及成熟期主要农艺性状考察。将Osksr7 分别与野生型籼稻Kasalath和粳稻Nipponbare杂交,F₂群体进行遗传分析和突变基因的图位克隆,对预测的候选基因进行测序验证。构建由35S启动子驱动OsKSR7 的回复载体,通过农杆菌介导转入突变体成熟胚诱导的愈伤组织进行转基因互补验证。【结果】 与野生型相比,Osksr7 幼苗期的主根、不定根、侧根和根毛的伸长都受到抑制,主根、不定根和侧根的长度分别只有野生型的33%、38.9%和35.3%,但不定根数有显著增加。农艺性状调查发现,Osksr7 的株高、穗数、茎秆粗细、结实率、千粒重和剑叶长宽等性状都受到显著影响,其中,穗数和结实率的差异极显著,分别只有野生型的56.3%和37.3%。遗传分析表明,突变体Osksr7 和籼稻Kasalath杂交的F₁表型正常,F₂群体中正常植株与短根突变植株的分离比符合3﹕1,表明突变体Osksr7 的突变性状受1对隐性核基因控制;利用SSR和InDel分子标记将突变基因定位在水稻第11染色体上IND1与IND2之间,物理距离约为143 kb的区间。在该区间有25个预测注释基因,候选基因测序比对发现,突变体Osksr7 中的一个编码转运蛋白的基因LOC_Os11g24560 第一个外显子上ATG后73 bp处的T突变为A,导致编码的第25位氨基酸由色氨酸突变为精氨酸。生物信息学分析表明LOC_Os11g24560 是介导蛋白质从内质网（ER）运向高尔基体（Golgi）的COPII有被小泡的SEC23亚基在水稻中的同源基因。RT-PCR表明LOC_Os11g24560 的表达水平在野生型和Osksr7 突变体中无显著差异,35S启动子驱动的LOC_Os11g24560 的回复载体能够使Osksr7 突变体的表型回复成野生型,证实Osksr7 的表型是由LOC_Os11g24560 突变引起。【结论】 Osksr7 是一个水稻短根突变体,其产量相关的几个重要农艺性状显著受抑制,突变基因为LOC_Os11g24560 ,编码COPII有被小泡的SEC23亚基,与已报道的水稻根系基因都不等位,是一个新的水稻根系发育调控基因。     

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。     

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、根部内源吲哚乙酸(indole-3-acetic acid,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,0.20、0.50和1.00μmol·L~(-1)三十烷醇处理8d,侧根密度分别增加了59.0%、97.9%和54.2%;0.5μmol·L~(-1)三十烷醇处理后阶段A的侧根(此时包含3层细胞)原基密度增加了67.8%。外源三十烷醇处理增加根部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。     

水杨酸抑制生长素运输而调节Acuce水稻根的生长

【目的】根系作为植物生长发育必不可少的器官,直接影响地上部分的产量、品质、抗性等诸多优良的农艺性状。该项研究主要探究水杨酸(SA)影响月亮谷水稻根系发育与生长素之间的关系。【方法】用含有不同浓度SA的培养基培养水稻材料,观察根表型;重力刺激实验以及用生长素运输抑制剂Naphthyl phthalamic acid (NPA)处理水稻材料,分析SA影响水稻根系发育与生长素的关系;利用细胞生物学实验观察水稻根系的胞吞作用。【结果】在含不同浓度SA的培养基中生长的水稻材料,其胚根、侧根、不定根的生长发育都会受到影响。重力刺激实验以及用生长素运输抑制剂NPA处理水稻材料,结果显示SA影响水稻根系发育与生长素的运输有关。SA还抑制膜蛋白的胞吞。【结论】水杨酸可通过抑制膜蛋白的胞吞从而改变生长素极性运输,进而影响水稻根系的生长发育。     

过氧化氢酶和抗坏血酸过氧化物酶对镉胁迫下水稻根系生长的影响

[目的]研究过氧化氢酶（CAT）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）与镉胁迫水稻根系生长发育的关系。[方法]以水稻中花11号为材料,研究Cd、Cd＋CAT抑制剂和Cd＋APX抑制剂处理条件下水稻幼苗的变化。[结果]在Cd胁迫下,抑制CAT活性,导致地上部分的生长受到显著抑制,引起不定根和侧根数量的减少,但显著促进了不定根和侧根的伸长生长;同时,初生根和不定根上第一侧根距根尖的距离也比对照的增加。抑制APX活性,水稻的生长变化与CAT抑制剂处理的类似。[结论]在正常和胁迫条件下CAT和APX对水稻的生长可能具有重要的调节作用。     

ABA对Cd胁迫水稻根系生长发育的调节研究

[目的]研究ABA对Cd胁迫下水稻根系生长发育的调节。[方法]以中花11号水稻为材料,分析在Cd、Cd＋ABA和Cd＋ABA抑制剂复合处理条件下,水稻根系生长发育的变化。[结果]外源ABA缩短了水稻初生根以及不定根的长度,且明显抑制了初生根和不定根上侧根的形成,ABA也明显缩短了根毛到根尖的距离,但对不定根的数量影响不大。[结论]ABA参与了Cd胁迫下水稻根系生长发育的调节。     

异三聚体G蛋白在IAA诱导的拟南芥根生长发育中的作用

以拟南芥的野生型（ws）和异三聚体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,通过施加不同浓度（0~0.8 mg/L）的IAA处理,对拟南芥根生长发育的一些形态指标进行了观测比较。结果表明：①随着培养基中IAA浓度的不断升高,5种基因型主根的伸长生长都受到抑制,且抑制作用随浓度升高而增强;4种突变体和野生型主根的生长在相同浓度IAA处理下,无明显差异;②IAA在一定浓度范围内,对拟南芥侧根的生长发育起促进作用;在相同浓度IAA诱导的侧根生长中,缺失突变体明显比野生型侧根多,超表达突变体比野生型侧根少。初步证明,G蛋白不参与主根生长发育的调节,而在侧根生长发育中可能起负调节作用。     

生长素对丰花月季硬枝扦插生根的影响

[目的]研究不同浓度IAA、2,4-D、NAA及其组合对丰花月季(Rosa hybrida)硬枝扦插生根的影响。[方法]生长素均设置4个浓度梯度(30、60、90、120 mg/L),共24个处理,以清水处理为对照,插穗浸泡时间15 min。[结果]NAA、IAA、2,4-D对丰花月季根系的发育都有显著的促进作用,具体表现为根系的数量、根系的长度、根系生长量及成活率都有明显的增加,3种生长素组合中,浓度90 mg/L时对根系的促进效果最显著。3种生长素分别组合的处理对丰花月季成活率的影响优于单一生长素处理。[结论]该研究可为快速繁殖优质的丰花月季壮苗,以降低成本提供科学依据。     

不同生长素诱导对拟南芥根生长发育的影响

利用奈乙酸(NAA)、吲哚乙酸(IAA)、吲哚丁酸(IBA)和2,4-D等4种生长素的不同浓度(0,0.01,0.02,0.05,0.1,0.15和0.2 mg/L)的溶液,分别在MS培养基上对拟南芥萌发的幼苗进行处理,对其生根情况进行测定,结果表明:4种生长素都能抑制拟南芥主根生长,促进不定根生长。2,4-D的抑制作用最明显;IBA与IAA的促进作用差异不显著;NAA在0.05 mg/L时,促进作用最强。     

生长素对迷迭香插条生根影响研究初报

用IBA、2,4-D、ABT等3种生长素的不同质量水平对迷迭香当年生枝条分别进行绿枝和顶芽扦插,于沙床上全光照喷雾管理。用SPSS统计软件10．0对试验数据进行分析。结果表明3种生长素对迷迭香生根和成活有促进和提高作用。不同生长素的有效质量范围和作用效果存在差异。其中2,4-D表现最优,有效质量水平为1．0～2．0mg／L,质量水平越低,生根效果越好;其次为IBA,有效质量水平0．5～1．0mg／L,质量水平越高,生根能力越强;ABT最弱。     

拟南芥非特异性磷脂酶C2的磷脂酰胆碱特异性磷脂酶C活性研究

在拟南芥中有6个非特异性磷脂酶C(NPC1~NPC6)。GUS染色显示NPC2在根中主要是在根尖分生区和伸长区表达,在成熟区主要是在维管组织中表达;在叶中,NPC2主要在发育的叶片中表达,随着叶片成熟进程,NPC2基因的表达量逐渐降低。npc2-1突变体的PC-PLC活性比野生型降低47.7%,互补的植物能不同程度地恢复突变体的PC-PLC酶活性。这说明NPC2具有PC-PLC酶活性。NPC2基因在侧根形成位点的表达虽然与IAA诱导的侧根形成紧密相关,但外源IAA处理野生型和突变体之间的侧根密度、主根长度和侧根总长无明显区别。     

IBA对毛花点草水插生根的影响

[目的]筛选吲哚丁酸（IBA）处理,确定毛花点草水插生根的最佳条件,为毛花点草的繁殖提供技术支持。[方法]以插穗的生根率、不定根数、不定根长、侧根数以及根系发育指数为指标,研究在0、30、60、90mg/L4种IBA浓度和2、4、6h3种浸泡时间下毛花点草水插生根情况。[结果]毛花点草水插生根的最适IBA浓度为60mg/L,其中以浸泡6h的插穗各项指标最高,侧根数为16.6条,不定根数为48.6,不定根长为15.8mm,根系发育指数达到424.9。促进毛花点草水插生根的IBA浓度和浸泡时间的最佳组合为60mg/LIBA,浸泡6h后插穗。[结论]该法对毛花点草的繁殖具有指导意义。