Expression of ROP/RAC GTPase genes in postharvest loquat fruit in association with senescence and cold regulated lignification

ROP/RAC GTPases regulate various development processes and play important roles in plant defense responses. Recently, lignification or secondary cell wall formation related ROP members were reported in rice, zinnia, cotton and Eucalyptus. The present study aimed to investigate the possible association of loquat ROPs with flesh lignification under different temperatures. Four ROP cDNA fragments, EjROP1.1, EjROP1.2, EjROP2 and EjROP3, were isolated from ‘Luoyangqing’ (LYQ) loquat fruit, and all of them shared over 80% nucleotide identity with known ROPs from other plants. Sequence analysis revealed that EjROP1.1, EjROP2 and EjROP3 might be functional while EjROP1.2, with mutated C-terminal resulted from a 65 bp deletion in the corresponding nucleotide sequence as compared with EjROP1.1, might be dominant-negative and consequently act as a negative regulator of ROP signal transduction. Increase in expression of EjROP1.1, EjROP2 and EjROP3 was observed during first 4 or 6 d of storage at 20 °C and was positively correlated with the increase in flesh firmness. Expression of EjROP1.2 was constantly low under 20 °C but was quickly, within 6 h, induced under 0 °C, and it increased by about 20 times within 24 h. The expression was induced under 5 °C as well but not so strong as that under 0 °C, and transfer of fruit from 5 °C to 0 °C re-stimulated the expression. The possible roles of EjROPs played during senescence and cold regulated lignification was discussed, and the simultaneous increase in the expression of three functional EjROPs and the negative regulator EjROP1.2 was suggested to be important for maintaining a ROP rheostat to protect cells from excessive lignification. To our knowledge, this is the first study on a dominant-negative ROP resulted from a deletion mutation, and a ROP responded to low temperature.     

新疆早实核桃LFY同源基因的克隆与分析

利用RT-PCR和RACE法从新疆早实核桃新早丰花芽中克隆到控制植物成花的关键基因LEAFY,其cDNA全长为1 472bp(GenBank登录号为JF520778),含有1 155bp的开放阅读框,编码385个氨基酸。序列分析表明,该基因含有3个外显子和2个内含子,与其他植物上相关同源基因的结构相似,且与已克隆的LEAFY序列同源性较高。部分序列在早实和晚实核桃上进行扩增发现,该基因在早实核桃及晚实核桃上都能够得到扩增产物,且扩增产物的亮度早实核桃大于晚实核桃。在早实核桃不同组织器官之间进行扩增发现,该基因在早实核桃营养器官上的表达方式显示出自身的特有表达特征。     

二十二个抗稻瘟病基因在云南的利用价值评价

为了明确22个抗稻瘟菌基因在云南省的抗性水平及其利用价值,将采集、分离自云南省3个稻区的282个稻瘟病菌单孢菌株,接种于以丽江新团黑谷为轮回亲本培育而成的含有22个垂直抗性基因的水稻单基因系上.根据各稻区采集的菌株在水稻单基因系上的侵染率,分析出各垂直抗性基因在云南省各稻区的利用价值.持有Pi9、Piz5、Pi1、Pita2、Piz、Pikh、Pizt 7个垂直抗性基因的单基因系的侵染率分别为1.22%、2.40%、3.21%、4.82%、5.95%、7.23%、9.04%,可在籼稻区种植或作抗源使用;持有Pi9、Piz5、Pi1、Pita2、Piz、Pikh、Pizt、Pi12、Pita、Pib 10个垂直抗性基因的单基因系的侵染率分别为0.93%、 16.67%、10.19%、 5.09%、15.74%、15.74%、12.04%、9.26%、19.29%、11.11%,可在粳稻区种植或作抗源使用;持有Pi9、Piz5、Pi1、Pita2 4个垂直抗性基因的单基因系的侵染率分别为8.60%、13.83%、10.93%、18.04%,可在籼粳交错区种植或作抗源使用.同时用联合致病性系数和联合抗病性系数分析了病菌和单基因系的群体互作以及抗瘟组合的利用价值,结果表明:品种两两搭配后的RAC值大于0.80的组合有Pi9与Pita2、Pizt、Pi1、Piz,说明以上4种组合的抗病性最强,应用价值最大.     

某多金属矿周围牧区土壤重金属形态及环境风险评测

采集某多金属矿周围牧区土壤样品,分析土壤中含量相对较高的Cr、Cu、Ni、Pb、Sr、Zn的赋存形态,采用污染负荷指数法(PLI)、内梅罗综合指数法、风险评价编码法(RAC)和聚类分析比较探讨该矿区周围土壤重金属污染程度。结果表明,该区域土壤中大部分重金属含量都超过了对照土壤背景值。PLI与内梅罗综合指数法分析显示,该矿区周围土壤处于被污染状态,重金属元素污染程度顺序为ZnCuNiCrSrPb。赋存形态分析表明,重金属的主要形态是残渣态,其中Sr的可交换态(4.99%~42.11%)和碳酸盐结合态(4.05%~41.10%)所占百分比最高,Cu和Ni的有机结合态明显高于其他元素。RAC结果显示Sr处于高风险,Cu、Ni、Pb和Zn基本处于中低风险,Cr基本处于无风险等级。重金属非残渣态聚类分析结果表明,该区域土壤中重金属非残渣态可分为两个集群,分别是Ni、Pb、Cu、Cr以及Zn、Sr,其中Sr和Zn环境污染风险最大。以上结果表明该地区已受到一定程度的污染,并且存在继续污染的风险,应该加强该地区金属矿开采和尾矿的管理和监督。     

北京市得田沟金矿和崎峰茶金矿周边土壤重金属形态分析和潜在风险评价

对密云水库上游已关闭的得田沟金矿和崎峰茶金矿周边土壤中重金属的总量和形态分布进行分析,并通过富集因子法和风险评价编码法（RAC）对其污染状况进行了评价。结果表明,除As和Pb外的重金属平均含量都高于北京市土壤背景值,重金属的空间分布具有一定的差异性。土壤中Pb的铁锰氧化物结合态占总量的50%,其次为残渣态占33%;Cu的残渣态为72%,其次有机结合态为21%;Zn和Mn均以铁锰氧化物结合态和残渣态为主,分别占总量的93%和87%,其他重金属元素则以残渣态为主要形态。大多数重金属含量和可提取态含量的最大值都出现在堆积过尾矿石处（Z8、Z9和Z10）,污染程度较重。基于总量的富集因子结果表明,研究区内Cr有显著污染,Hg、Cu、Cd和Ni为中度污染,其他元素轻微污染或无污染;基于形态的RAC表明该地区重金属元素具有较低的风险水平。     

OsRAC3调控水稻籽粒性状的功能分析

目的 RAC/ROPs是一类植物特有的小G蛋白，作为分子开关参与众多的植物信号转导途径。OsRAC3通过与细胞分裂素信号组分互作，调控水稻Oryza sativa L.冠根发育，但是否影响水稻地上部分的性状尚不清楚。本研究主要分析OsRAC3对水稻穗发育以及产量性状的影响。方法 对水稻OsRAC3promoter::GUS转基因植株的花序组织进行GUS染色，分析OsRAC3的表达模式。分析转基因材料持续激活型突变体(CA-osrac3)和显性失活型突变体(DN-osrac3)2种试验材料的每穗粒数、粒长、粒宽、千粒质量等主要农艺性状。结果 OsRAC3在花序分生组织、雄蕊和雌蕊中强烈表达；CA-osrac3株系的穗粒数减少，籽粒更加饱满，粒长、粒宽、千粒质量均显著高于野生型；DN-osrac3株系的穗分枝数少且育性差，籽粒粒长、粒宽、千粒质量则显著低于野生型。结论 OsRAC3影响水稻穗的发育过程，持续激活型突变体CA-osrac3促进水稻籽粒的发育；OsRAC3在水稻高产育种和遗传改良中具有重要的应用价值。