蓝藻生物节律性分子调控机制的研究进展

生物钟现象是一种普遍存在于生物界细胞的内源节律性保持机制。生物钟机制的存在可以使生物体的代谢行为产生并维持以24h为周期的昼夜节律,从而更好地适应于地球自转所产生的环境条件昼夜间节律性变化。蓝藻是目前生物钟分子机制研究中的模式生物,其依赖于kai基因家族成员的核心生物钟调控模式已经被众多研究者详细阐明。蓝藻生物钟的核心振荡器是由蓝藻kaiA／B／C的编码产物来调控的,Kai蛋白的表达模式具有节律性。KaiC蛋白磷酸化状态的节律性循环及输入、输出途径相关组成蛋白的翻译后修饰状态节律性循环共同组成其反馈回路,负责维持生物钟节律性振荡的持续进行并与环境周期保持同步。传统的蓝藻生物钟分子机制模型认为,节律性表达基因翻译产物的转录／翻译负反馈抑制环是生物节律性维持和输出的关键。遗憾的是,在其它物种生物钟分子机制研究中未发现由ka／基因家族成员同源基因组成的节律性标签,这表明以kaiA／B／C为核心振荡器的生物钟系统并不是一种跨物种保守的生物钟系统。近期,人们发现非转录／翻译依赖的振荡器（NTO）也具有成为生物节律性产生和维持的“源动力”的可能。过氧化物氧化还原酶（Pax）氧化还原状态节律性是第一种被报道的跨物种保守的NTO节律性标签,这也日渐成为蓝藻生物钟分子机制研究新的热点。     

差异 NaCl 处理时间对青稞和大麦生理影响的比较

为了确定在较长期NaCl胁迫条件下,青稞和大麦2种抗逆性较强的禾本科作物的耐盐性表型差异,并为应用比较基因组学技术进一步开发利用禾本科作物抗逆遗传资源打下基础。以1．0％及0．5％NaCl溶液（ w／V）处理的大麦和青稞种子苗为材料,检测分析了这2种植物在NaCl胁迫1～5 d（4 d）条件下的营养生长状况及其对外界胁迫条件的生理响应表型。结果表明,相同NaCl胁迫条件下,青稞种子的萌发率显著高于大麦,而且在较长期的NaCl胁迫条件下青稞种子苗根和叶的生长状况均好于同期大麦。种子苗耐盐生理指标测定结果显示,在相同NaCl胁迫条件下青稞组织内的丙二醛（ Malonyldialdehyde ,MDA）含量极显著低于大麦,而脯氨酸、可溶性糖含量以及超氧化物歧化酶（ Superoxide dismutase ,SOD）比活力则高于大麦,上述结果显示：青稞幼苗比大麦有更好的耐盐性。     

小麦耐水分胁迫突变体生理及RAPD特性分析

检验小麦耐水分胁迫突变体对渗透胁迫环境的耐受能力并对其生理生化及分子特性进行研究。测定突变体愈伤组织在甘露醇,NaCl和聚乙二醇(PEG-6000)模拟的渗透胁迫下的相对生长量及其在20%甘露醇胁迫下游离脯氨酸含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量等生理生化指标,并进一步检测了突变体再生苗的K /Na 含量及可溶性蛋白质组成和基因组DNA RAPD多态性等生化和分子特征。突变细胞系可以在对照不能生长的20%甘露醇、1.5%NaCl和20%PEG-6000胁迫条件下,分别表现出14.5%,12.8%,41.8%的相对生长量;在20%甘露醇胁迫条件下突变细胞系游离脯氨酸积累量为对照的80%,可溶性糖积累量为对照的1.2倍,可溶性蛋白含量为对照的1.3倍。在相同浓度的甘露醇模拟的渗透胁迫环境中突变体再生植株比对照植株相能维持较高的K /Na 比值。与对照相比,耐水分胁迫突变体再生植株可溶性蛋白SDS-PAGE发生显著变化:6条新可溶性蛋白谱带出现在突变体再生植株中,同时对照系中的1条可溶性蛋白谱带在突变株中缺失。突变体植株与对照株RAPD带型呈现一定的多态性。所研究的小麦耐水分胁迫突变体是一个具有较强渗透胁迫耐受能力,可用于进一步育种工作的良好中间材料。     

植物种间的有利作用及其对外来种入侵过程的影响

我国植物入侵的态势严峻,因此需要深入理解入侵机制进而为有效管理入侵植物提供理论依据.目前,揭示外来植物成功入侵机制的研究聚焦于土著种和外来种之间的负相互作用.然而,植物种间的有利作用广泛存在,是群落组成的主要驱动因素.因此,在说明种间有利作用概念的基础上,分析以有利作用为核心揭示外来植物定植、建群与扩张等入侵过程中的障碍及其克服;并进一步提出从弱化土著种对入侵种有利作用的角度探索提高入侵预警准确性、防控效率的方法,以期为促进植物入侵认知和管理提供一个新的角度.     

AtNHX1基因对菊苣的转化和耐盐性研究

用农杆菌介导法将AtNHX1基因导入菊苣中,共获得42株卡那霉素(Kan)抗性再生植株。经过PCR检测、Southern杂交和RT-PCR检测表明,AtNHX1基因已成功整合到菊苣基因组中,并且能够正常转录。野生型和转基因植株诱发的愈伤组织进行耐盐生长试验,结果显示,相同盐胁迫条件下,转基因愈伤组织的相对生长率显著高于野生型愈伤组织。施加梯度NaCl胁迫后,植株叶片K⁺和Na⁺含量测定结果显示,转基因植株叶片比野生型积累更多的Na⁺和K⁺,维持较高的K⁺/Na⁺;叶片相对电导率测定结果表明,转基因株系叶片相对电导率显著低于野生型。上述结果表明,AtNHX1基因的导入和表达在提高菊苣耐盐性的同时减轻了盐胁迫对植物细胞膜的伤害。     

青稞HvBADH1基因的克隆及其转化烟草的初步研究

应用RT-PCR结合RACE技术, 从青稞总RNA中扩增得长度为1 512 bp的甜菜碱醛脱氢酶(BADH)基因cDNA全长编码序列。通过氨基酸同源性比对, 发现该序列的推定表达产物与大麦BADH同工酶BBD2的同源性为98.4%, 而与小麦、玉米和水稻等禾本科作物的BADH同源性分别为97.0%、84.7%和85.1%。将克隆到的青稞cDNA序列命名为HvBADH1, 投递到GenBank, 获得收录号EF492983。HvBADH1可以在原核表达系统TB1-pMAL c2x中正常表达出分子量为54.2 kD的多肽链。将HvBADH1的编码ORF, 插入到添加了植物表达CaMV 35S启动子和Nos polyA终止子调控元件的植物表达载体pCAMBIA1301质粒相应的克隆位点中, 构建了HvBADH1基因的农杆菌植物转化系统LBA4404(pCAM-ba)。进而采用农杆菌介导法, 将HvBADH1基因导入烟草中, 对所获得的潮霉素抗性烟草株系进行PCR、Southern blot和RT-PCR等分子生物学检测, 结果表明, 在得到的2个转基因株系中, HvBADH1基因已整合到受体植物基因组中, 并且可以在mRNA水平上进行转录。     

青稞HvBADH1基因的克隆及其转化烟草的初步研究

应用RT-PCR结合RACE技术, 从青稞总RNA中扩增得长度为1 512 bp的甜菜碱醛脱氢酶(BADH)基因cDNA全长编码序列。通过氨基酸同源性比对, 发现该序列的推定表达产物与大麦BADH同工酶BBD2的同源性为98.4%, 而与小麦、玉米和水稻等禾本科作物的BADH同源性分别为97.0%、84.7%和85.1%。将克隆到的青稞cDNA序列命名为HvBADH1, 投递到GenBank, 获得收录号EF492983。HvBADH1可以在原核表达系统TB1-pMAL c2x中正常表达出分子量为54.2 kD的多肽链。将HvBADH1的编码ORF, 插入到添加了植物表达CaMV 35S启动子和Nos polyA终止子调控元件的植物表达载体pCAMBIA1301质粒相应的克隆位点中, 构建了HvBADH1基因的农杆菌植物转化系统LBA4404(pCAM-ba)。进而采用农杆菌介导法, 将HvBADH1基因导入烟草中, 对所获得的潮霉素抗性烟草株系进行PCR、Southern blot和RT-PCR等分子生物学检测, 结果表明, 在得到的2个转基因株系中, HvBADH1基因已整合到受体植物基因组中, 并且可以在mRNA水平上进行转录。     

过表达PnSMO1.1基因显著增强裂叶牵牛耐盐性

外源施加植物甾醇衍生物-油菜素内酯的信号物质可以显著提高植物的耐盐性。为了检测过表达编码植物固醇关键酶的甲基固醇加氧酶基因(SMO)是否能提高目标植物的盐胁迫耐受性，使用子房注射法，首先将植物甾醇生物合成过程中关键酶-甲基甾醇单加氧酶的编码PnSMO1.1基因转移到裂叶牵牛中，构建了该基因的过表达转基因株系。接着以经PCR鉴定验证的转基因植物株系幼苗为试验材料，在0～200 mmol/L梯度NaCl处理条件下，检测了不同株系植物的根长和下胚轴长度等生长参数，以及叶片细胞中丙二醛(MDA)的含量、相对电导率、油菜素甾酮和6-脱氧油菜素甾酮含量等生理指标。结果显示，在100～250 mmol/L NaCl处理下，与野生型(WT)植株或空质粒转化对照(BL)植株相比，过表达PnSMO1.1显著增加了转化植株的根和下胚轴的相对生长量，增强了转基因株系的耐盐性。另外，与WT和BL幼苗相比，在不同的NaCl浓度处理条件下，转基因株系中6-脱氧油菜素甾酮的积累显著增加，但相对电导率(rEC)值、油菜素甾酮的积累量或MDA含量均显著降低。盐渍化、干旱和低温等事件的发生，严重抑制了植物的营养生长和产量。...