高粱SbSKIP基因的克隆及其在烟草中的抗旱功能分析

SKIP(ski-interacting protein)是一种RNA代谢相关蛋白,在植物抵抗非生物胁迫伤害中起着很重要的调节作用,本研究克隆了高粱(Sorghum bicolor)SbSKIP基因,cDNA编码区全长1 485 bp,编码494个氨基酸;进化树分析表明,高粱SbSKIP基因编码的氨基酸序列与节节麦(Aegilops tauschii)相似性为52％;定量PCR分析表明,在模拟干旱条件下SbSKIP基因表达量上调,在干旱处理16h后,表达量显著增加了2倍以上.构建植物表达载体pSH-SbSKIP,利用农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导的叶盘法遗传转化烟草(Nicotiana tabacum),获得25个转基因植株.选取3个不同株系TP4、TP9和TP13,在不同浓度甘露醇模拟干旱条件下对种子发芽率和幼苗期进行抗旱性分析,结果发现,在300 mmol/L甘露醇处理10d,种子的发芽率比野生型高60％以上,而且从苗期根的生长发现,野生型根的生长明显受到抑制.在自然条件下生长的烟草幼苗,用20％ PEG 6000处理14d,结果显示,转基因烟草正常生长,而野生型烟草大部分叶片黄化甚至出现萎蔫,其中转基因植株超氧化物歧化酶(super-oxide dismutase,SOD)的平均活性值比野生型高91.2％,H2O2和丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量分别比野生型降低了42％和32.7％,可溶性糖(soluble sugar)含量达野生型的1.1倍.结果表明,SbSKIP基因表达提高了烟草植株的干旱耐受能力.本研究为进一步研究SbSKIP基因功能提供依据,同时该基因的克隆和功能分析可为创制转基因抗旱材料提供基础资料.     

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。     

应用隶属函数法筛选贵州玉米苗期抗寒种质

本文以25种贵州本地玉米种质为材料,在低温胁迫条件下,测定了植株鲜重、植株干重、根冠比、可溶性糖含量和叶绿素等生理指标,运用灰色关联度分析法对玉米苗期抗寒性鉴定指标进行筛选。发现根干重、植株干重、根鲜重和可溶性糖含量等指标与玉米抗寒性关系较为密切,根上部鲜重和叶绿素含量与抗寒的关联度最小。同时利用隶属函数法对玉米抗寒性进行综合评价,结果表明:金玉818、QB1013和黄C等种质抗寒性较强。     

外源尿黑酸对拟南芥幼苗花青素生物合成的影响

以拟南芥Col–0(CK)和酪氨酸降解最后一步缺陷突变体sscd1为试验材料,采用外源尿黑酸处理幼苗,研究尿黑酸对花青素生物合成的影响。结果显示:外源尿黑酸能诱导拟南芥幼苗花青素的积累,而且在sscd1突变体中花青素的积累效果更显著;荧光定量PCR分析发现,尿黑酸处理能促进花青素生物合成基因(包括花青素生物合成的下游基因DFR、LDOX、UF3GT和上游基因PAL、CHI、CHS)的表达,且在sscd1突变体中,这些基因表达上调的幅度更大。以上结果表明,尿黑酸处理能激活花青素生物合成途径,从而促进花青素的积累;酪氨酸降解最后一步缺陷能促进尿黑酸诱导花青素的生物合成。     

保加利亚乳杆菌的冷适应性与冷应激蛋白的研究

几乎所有单细胞生物在外界环境急剧降温的条件下都会发生应激反应,产生的一系列蛋白质被称为冷应激蛋白。冷应激蛋白在乳酸菌适应低温环境和增强抗冻能力方面发挥着重要作用。本研究从冷应激蛋白着手,研究了保加利亚乳杆菌低温适应性及冷应激蛋白的抗冻保护作用。在冷冻前进行20℃预处理可以使保加利亚乳杆菌的存活率增加100倍,而低于最低生长温度时,与对照组的存活率相差不大。通过SDS-PAGE电泳,冷处理样泳道出现了两种7ku的冷应激蛋白。利用PCR技术进一步获得保加利亚乳杆菌中冷休克蛋白的基因片断,与L.delbrueckii subsp.bulgaricus ATCC11842中CspA序列同源性达到100%。低温预处理可以增强菌体抗冻能力,且可以产生3条6.3、6.7、7.0ku的冷应激蛋白,初步推测低温诱导冷应激蛋白的表达抵御了冷冻对保加利亚乳杆菌的伤害。     

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。