拟南芥类受体蛋白激酶的激酶域信号传导强度研究

为了解不同类受体蛋白激酶RLKs激酶域响应病原相关分子PAMPs信号强度的差异,本研究将拟南芥FLS2的胞外域(NT)与6种不同RLKs的激酶域(KD)组合为重组RLKs(rRLKs),构建融合基因表达载体,并通过拟南芥原生质体瞬时表达的方法,将rRLKs/FLS2、35S::GUS(内参)和FRK1::Luciferase(响应报告载体)共转化到拟南芥fls2突变体叶肉原生质体细胞中;后经flg22处理后,通过对萤光素酶(Luciferase)和葡糖苷酸酶(GUS)活性的定量分析和比较,鉴定不同RLKs激酶区域信号传导的强度。结果表明:1)FLS2、EFR、PEPR1和RLK7的激酶域可明显激活抗病响应报告基因FRK1的表达,对植物抗病反应起正调控作用;FLS2和EFR的激酶域信号传导能力最强,两者无显著差异(P0.05);PEPR1和RLK7激酶域的信号传导能力稍弱,其信号传导强度分别是FLS2的57.13%和32.92%,与FLS2差异显著(P0.05);2)CERK1和NIK1的激酶域对FRK1的上调作用不明显,其信号传导强度分别仅有FLS2的9.76%和7.88%,和FLS2NT(对照)之间无显著差异(P0.05);3)PSKR1激酶域引起FRK1表达下调,对PTI起负调控作用。本研究结果有助于了解RLK家族的抗病响应作用机理,并为人工构建更高效的rRLK蛋白提供参考。     

拟南芥免疫相关基因启动子对免疫信号分子的响应强度分析

为对比不同的植物抗病相关基因对植物免疫激发子的响应强度,筛选出响应强度较高的报告基因,从拟南芥中克隆5个植物免疫相关基因(WRKY33、FRK1、WRKY29、PR2和PDF1.2)的启动子序列,构建目的基因启动子驱动的萤光素酶(Luciferase,LUC)表达载体,并将其转化到拟南芥原生质体中瞬时表达;经植物免疫激发子(FLG22与PEP1)处理后,进行LUC活性检测,判断目的基因启动子的激活情况,分析上述目的基因启动子对免疫信号分子的响应强度。结果显示:经FLG22与PEP1处理后,拟南芥原生质体细胞中WRKY33响应强度为最高,与对照相比分别上调11.2与4.5倍,WRKY29响应强度次之,分别为对照的10.0与3.1倍;与WRKY相比,FRK1响应强度明显降低,而PR2与PDF1.2均无明显响应。上述结果表明在拟南芥原生质体瞬时表达体系中WRKY33可高效响应植物免疫激发子,pWRKY33::LUC原生质体表达体系可作为一种高效的PTI反应报告系统,用于新型植物免疫激发子的筛选鉴定。     

紫心甘薯二氢黄酮醇4-还原酶基因表达及酶活性与花色苷积累的相关性

 【目的】以块根着色部位和程度不同的2个紫心甘薯品种（系）‘A5’和‘山川紫’,以及白心甘薯品种‘禺北白’为试材,研究了紫心甘薯二氢黄酮醇4-还原酶（DFR）基因表达及其酶活性与花色苷积累的相关性。【方法】对紫心甘薯在不同生长时期各器官（叶、茎、块根）的花色苷含量和DFR的活性进行了测定,对二者之间的变化趋势进行了相关性分析。此外,通过实时荧光定量PCR检测了‘A5’、‘山川紫’和‘禺北白’块根中IbDFR基因的表达量,以及不同发育时期的山川紫块根中IbDFR基因的表达量,并测定了相应的花色苷含量变化。【结果】（1）在同一生长时期的各品种（系）甘薯中,着色程度深的器官,其花色苷的含量较高,DFR活性也较高,不同器官的DFR活性与相应的花色苷含量呈显著线性正相关;（2）在不同的生长时期,3个品种（系）甘薯各器官的花色苷含量与DFR活性的变化趋势相一致,并且呈显著线性正相关;（3）3个品种（系）甘薯中,着色程度深的块根,其花色苷的含量较高,IbDFR基因的表达量也较高;（4）在山川紫块根的3个发育阶段,随着根的膨大,花色苷含量逐渐升高,IbDFR基因的表达量也逐渐增大。【结论】在不同生长时期的甘薯各器官中DFR活性与花色苷含量均呈线性正相关,且紫心甘薯块根中IbDFR基因表达量的变化与其花色苷含量的变化趋势相一致,说明：DFR是紫心甘薯花色苷合成代谢过程中的关键酶;紫心甘薯花色苷是原位合成的。     

拟南芥细胞分裂素受体AHK3亚细胞定位信号的研究

【目的】研究细胞分裂素受体在细胞内定位分布的具体信号及其机制。【方法】构建拟南芥细胞分裂素受体蛋白——组氨酸蛋白激酶3(Arabidopsis histidine kinase 3,AHK3)的一系列亚细胞定位相关表达载体,转化到拟南芥原生质体细胞中进行瞬时表达后,采用激光共聚焦显微镜观察研究AHK3的亚细胞定位信号。【结果】AHK3定位于内质网(Endoplasmic reticulum,ER);AHK3的N端和C端均含有ER定位序列。【结论】AHK3在ER中实现对细胞分裂素的感知及受体蛋白之间的相互应答,并进行下游的信号转导;AHK3含有多段ER驻留信号。     

紫心甘薯花青素积累与PAL活性的关系

以块根着色程度不同的2个紫心甘薯品系‘A3’和‘山川紫’为试材,以白心甘薯‘禺北白’为对照,对其不同器官(叶、茎和块根)的花青素含量和苯丙氨酸解氨酶(PAL)的活性进行了测定,对它们之间的变化趋势进行了相关性分析并建立了回归模型.结果表明:不论是不同品系的整株水平,还是同一品系的不同器官,着色程度深的部位,花青素的含量较高,PAL活性也较高.相关性分析以及回归模型显示,花青素含量与PAL活性之间呈极显著的线性正相关.说明PAL是紫心甘薯花青素合成的关键酶.     

紫心甘薯花青素积累与PAL活性的关系

以块根着色程度不同的2个紫心甘薯品系‘A3'和‘山川紫'为试材,以白心甘薯‘禺北白'为对照,对其不同器官(叶、茎和块根)的花青素含量和苯丙氨酸解氨酶(PAL)的活性进行了测定,对它们之间的变化趋势进行了相关性分析并建立了回归模型.结果表明:不论是不同品系的整株水平,还是同一品系的不同器官,着色程度深的部位,花青素的含量较高,PAL活性也较高.相关性分析以及回归模型显示,花青素含量与PAL活性之间呈极显著的线性正相关.说明PAL是紫心甘薯花青素合成的关键酶.

Abstract：

The contents of anthocyanin and the enzyme activities of phenylalanine ammonialyase(PAL)in different organs of three strains of sweet potato[Ipomoea batatas(L.)Lam.],including two purple-fleshed strains(A3 and Yamakawamurasaki)and one white-fleshed strain(Yubeibai)were determined.The relationship between anthocyanin content and PAL activity was investigated by correlation analysis,and a linear regression model was established.The results indicated that the activity of PAL was significantly and positively correlated with the content of anthocyanin,whether in different organs of the same strain or in the whole plant of different strains,thus indicating that PAL is one of the key enzymes in anthocyanin synthesis in purple-fleshed sweet potato.