冰核活性细菌(INA bacteria)对杏花器官ABA、IAA和可溶性蛋白质含量的影响

试验以2个杏品种花器官为试材,研究低温及INA细菌处理下,花瓣、雄蕊及雌蕊ABA、IAA、可溶性蛋白质含量变化。结果表明:随温度下降,未接菌杏花器官内ABA和可溶性蛋白质含量呈上升趋势,-5℃是花器官的受害温度。接种INA细菌后,ABA、可溶性蛋白质含量下降,杏花器官在-3~-4℃受到伤害。接种INA细菌与对照花器官间ABA与可溶性蛋白质含量差异达显著或极显著水平。在低温及INA细菌影响下,IAA在杏花器官间无规律变化。     

草莓果实成熟期花青苷、酚类物质和类黄酮含量的变化

以春星和全明星为试材,研究了不同成熟度草莓果实酚类物质、类黄酮及花青苷的动态变化。结果表明,随着果实的成熟,酚类物质和类黄酮在绿熟期有较高的含量,之后随着果实的成熟先下降,至紫红期又开始大量积累;花青苷含量随着果实的成熟逐渐增加,紫红期达最大值;低温贮藏的草莓果实酚类物质、类黄酮含量首先下降,之后随着贮藏天数的增加而不断上升;花青苷含量逐渐增加,但增加的趋势比较缓慢。     

杨树PtRRI基因的组织特异性表达模式分析

[目的]模式植物在木本植物中鉴定的许多重要调控因子家族在木本植物中出现了基因家族成员扩张,但ARRs家族作为细胞分裂素响应调节因子在杨树基因组中成员数量反而减少,其在木本植物中如何行使功能需要进一步研究。[方法]本研究通过生物信息学构建PtRRI启动子与GUS融合表达载体,检测植物激素处理后PtRRI表达量和检测PPtRRI::GUS转基因植株在生根过程中GUS信号等方法,对杨树PtRRI基因的组织特异性表达模式进行分析。[结果]表明:PtRRI在杨树根部、形成层、木质部表达量相对较高,PtRRI转录受6-BA激素诱导,与其在不定根发育过程中激素调控下的表达相一致。[结论]PtRRI基因可能参与杨树的次级生长。     

拟南芥尾翼茎突变体tfos基因的分子标记定位

在短日照生长条件下,拟南芥维管发育有一定量的次生生长,可模拟林木木材的形成过程。前期研究中,筛选到 1 个突变体,在短日照生长条件下,相对于野生型,该突变体植株矮化且茎中下部有脊状结构附着,并伴随有发育迟缓、营养生长时期延长和莲座叶叶片边缘呈锯齿状等性状,将其命名为尾翼茎突变体( tfos) 。切片显微观察表明,尾翼组织具有明显维管结构,推测为茎内部细胞不正常分化导致该表型; 遗传分析显示,突变性状受隐性单基因控制。进一步利用分子标记技术对该基因进行定位分析,结果将其定位到 1 号染色体上,与 SSLP 标记F11A17-48074 紧密连锁。     

通过RNAi技术抑制杨树c3h基因表达提高糖转化效率

利用克隆得到的毛白杨c3h1基因构建其RNAi抑制表达载体,通过根癌农杆菌介导的叶盘法转化银腺杨无性系84 K,Realtime PCR检测表明其转基因株系323、325和322中c3h1基因表达量较野生型植株分别下调89.04%、82.22%和68.38%;茎横切片组化染色和显微结构观察表明转基因植株木质部发育和木质素沉积方式发生了改变;木质素、纤维素含量测定及苯酚—硫酸法总糖含量与HPLC法可溶性总糖和单糖含量检测结果表明:转基因植株木质素含量平均降低23.00%,最高可达39.71%;酸前处理效率最高提高了41.39%;未经酸处理直接酶解的糖化效率是对照植株的2.34～2.72倍,322株系和323株系比对照植株经酸前处理后再酶解的糖化效率高出81.18%和375.53%。     

APETALA1基因启动子的克隆与功能分析

为了分析AP1的表达调控模式,本研究克隆了拟南芥花异常株系AFDL的AP1启动子,启动子元件预测结果表明:AP1启动子中含有3个结合MADS调控因子的CArG box(从5'依次编号为CArG1、CArG2、CArG3),通过删减AP1启动子长度以及改变CArGbox数量构建了5个GUS表达载体并转化野生型拟南芥.测序结果显示:AFDL的AP1启动子在核苷酸序列上与野生型拟南芥完全一致,这表明AP1在AFDL中的表达显著降低并不是启动子序列突变引起的;转基因植株的GUS表达模式说明了CArG1在花发育早期及后期激活基因的表达,CArG2在整个后期都对基因的表达有抑制作用,而CArG3在花发育初期就能抑制基因的表达,并且在中后期仍然保持了对下游基因的抑制作用,CArG box1、2、3对AP1的表达有显著但非决定性的影响.此外,还推测在AP1启动子0～-3 579 bp范围之外存在影响AP1在第4轮花器官表达的调控元件,-3 579 bp至-1 752 bp区域可促进AP1的表达,而AP1启动子-1759 bp至-1359 bp区域除CArG2外的其它元件对调节其表达无明显作用.     

超量表达FBL1对84K杨根系和生长量影响研究

生长素及其信号转导系统对植物的生长发育具有重要的影响。本研究从银腺杨'84K'(Populus alba × P. glandulosa cl. '84K')中分离了生长素受体基因PtrFBL1,利用PMDC32构建了PMDC32-PtrFBL1超量表达载体,并通过遗传转化获得了超量表达植株17个。对温室定植的3个转基因株系和对照植株的根系、生长量和光合指标等性状分析结果显示:转基因株系总根长和总根面积达到显著或极显著差异,而根系干质量、平均不定根系长度、平均不定根直径差异不显著;株高、平均节间长、地径和高径比皆高于对照,且大多数转基因株系达到显著差异;除气孔限制值(Ls)低于对照外,气孔导度(Cd)、水分利用效率(WUE)、光能利用效率(LUE)和叶绿素相对含量皆高于对照,且大多数转基因株系达到显著或极显著差异。以上结果表明,可能是FBL1超表达增加了转基因株系根系面积,提高了水分和养分的吸收利用,进而导致转基因株系光能吸收和转化效率提高,引起转基因株系生长加快。     

杨树油菜素内酯合成基因DET2的克隆与功能分析

[目的]DET2基因编码一个5α-还原酶,是油菜素内酯(BRs)合成过程中的关键限速基因。研究DET2基因在杨树生长发育中的作用,对于进一步研究油菜素内酯在木本植物中的调控机制有重要意义。[方法]从银腺杨84K(Populus alba×P. glandulosa,‘84K’)克隆得到拟南芥AtDET2同源基因PagDET2,利用生物信息学对其进行序列比对、生化特征分析、构建系统发育进化树。通过RT-PCR分析其在杨树中的表达模式。构建由CaMV 35S强启动子驱动的过表达载体,通过农杆菌介导的叶盘转化法转化84K杨,得到PagDET2-OE转基因植株。分析过表达DET2基因对于转基因植株内源BRs含量、植株生长和抗逆的影响。[结果]克隆了包含全长编码区PagDET2基因全长,可编码一个长度为257个氨基酸的蛋白质。其蛋白序列与毛果杨、拟南芥、水稻、棉花、大豆、番茄DET2蛋白同源性较高,说明该基因在进化过程中相对保守。PagDET2在84K杨不同组织中均检测到表达,其在茎中的表达较高。通过ELISA检测植物BRs含量发现,过量表达DET2可以显著提高杨树内源BRs含量。过量表达DET2基因,可以导致转基因植株的高生长,但对盐胁迫更加敏感。[结论]DET2基因作为BRs合成的关键基因,在杨树中过量表达可以显著提高内源BRs含量,促进植株增高。DET2转基因植株的获得为进一步分析BR参与木本植物生长发育的调控机制奠定了基础。     

李果实发育过程中糖、酸、维生素C含量的变化

分析测定了大石早生、龙园秋李、黑宝石、安哥诺4个李品种的果实生长动态,及其主要糖、酸、维生素C含量的变化规律。结果表明,李果实发育过程中主要糖的变化规律基本一致,即其发育早期,几乎没有蔗糖的积累,果糖含量也较低,而葡萄糖含量相对较高;随着果实的发育,果糖含量持续增加,葡萄糖含量增长缓慢,发育后期蔗糖显著积累。但不同品种含糖量差异较大,龙园秋李总糖含量最高,安哥诺次之,黑宝石和大石早生较低。不同李品种的各类糖含量不同大石早生、龙园秋李蔗糖含量最高,果糖次之,而葡萄糖含量极低;黑宝石以葡萄糖和蔗糖为主,果糖含量相对较低;安哥诺则以果糖和葡萄糖为主。果酸和维生素C含量则随果实发育呈逐渐下降的趋势。     

杨树Na+/H+反向运输蛋白基因(PtNHX1、PtNHX6)的克隆和检测

Na /H 反向运输蛋白基因(NHX)是在细菌、植物和动物体内普遍存在的一类膜蛋白基因家族.迄今已在模式植物拟南芥中分离出AtNHX1、AtNHX2、AtNHX3、 AtNHX4、 AtNHX5和 AtNHX6共6个成员,并发现部分成员对盐胁迫有不同程度的响应.以AtNHX1和AtNHX6的cDNA核苷酸序列为信息探针, 基于可利用的杨树EST数据库和毛果杨全基因组测序结果,通过电子杂交辅助的克隆技术,从毛白杨形成层cDNA中分离得到长度分别为1 635 bp和1 709 bp的2个cDNA,其分别含有编码544个和526个氨基酸残基的完整开放阅读框. 由它们所推导的蛋白质序列与拟南芥、水稻、小麦和玉米的NHX1和NHX6基因的蛋白质序列高度同源, 同源性分别为79%、76%、69%和74%以及82%、82%、27%和26%, 故将其命名为PtNHX1和PtNHX6(GenBank 注册号分别为AY660749和AY832912).Southern 杂交分析表明, PtNHX1和PtNHX6均为低拷贝基因(或有一些高度同源的基因),在杨树基因组中以1 ～ 4个拷贝形式存在.组织特异性RT-PCR结果显示, PtNHX1和PtNHX6基因在杨树根、茎和叶片中均有表达,但其表达模式稍有不同:PtNHX1在根部、形成层、未成熟木质部、成熟叶和嫩叶中均高度表达,在韧皮部和成熟木质部中有少量表达,而PtNHX6在根部、成熟叶和嫩叶中表达丰度较高,在韧皮部、形成层、未成熟木质部表达丰度较低,在成熟木质部中表达丰度极低.NaCl诱导的杨树叶片差异表达RT-PCR检测结果初步表明,PtNHX1和PtNHX6基因均受盐诱导表达,当溶液中NaCl浓度在100～400 mmol·L-1内,随着盐浓度的提高,PtNHX1和PtNHX6基因的表达丰度逐渐增强,但超过400 mmol·L-1后,其表达丰度均有所降低,这与所测定的叶片ABA含量匹配.