Ca2+对拟南芥侧根生长发育影响的递进因子分析

【目的】确定Ca2+在异三聚体G蛋白调控的拟南芥侧根生长发育过程中的作用及可能的信号传递途径。【方法】以拟南芥的野生型(ws)、异三聚体G蛋白α亚基基因GPA1缺失突变体(gpa1-1,gpa1-2)和超表达突变体(wGα,cGα)为材料,在含有不同质量浓度(0~0.2 mg/L)NAA的培养基内,添加无机钙通道抑制剂AlCl3,对拟南芥侧根生长发育的形态进行观测,并对NAA、Ca2+、AlCl3的影响作用大小进行递进因子分析。【结果】相同质量浓度的NAA对5种基因型拟南芥侧根的生长发育无显著影响;Ca2+对5种基因型拟南芥侧根生长发育均有显著影响,侧根数目依次为缺失突变体野生型超表达突变体;AlCl3对5种基因型拟南芥侧根生长发育影响显著;Ca2+和AlCl3是拟南芥侧根生长发育的重要影响因素。【结论】(1)Ca2+通道可能是异三聚体G蛋白α亚基调节的下游效应器,Ca2+可能是下游信号,AlCl3对细胞膜上的Ca2+通道阻断数量可能是按一定比例阻断,而不是一个绝对数量,机制尚不明确。(2)3个处理因素在不同的处理层次中所起的作用不同,对5种不同基因型拟南芥个体侧根生长的影响也不同。递进因子分析结果与实际情况基本一致,是一种科学的、可行的、有创新性的方法,值得推广应用。     

异三聚体G蛋白在2,4-D诱导的拟南芥根生长发育中的作用

利用拟南芥的野生型(ws)、异三聚体G蛋白α亚基基因GPA1缺失突变体(gpa1-1和gpa1-2)和超表达突变体(wGα和cGα)为材料,通过施加不同质量浓度(0～0.010 mg.L-1)的2,4-D处理,对拟南芥根生长发育的形态指标进行了测定。结果表明:(1)随着培养基中2,4-D质量浓度的不断增大,5种基因型主根的伸长生长都受到抑制,且抑制作用随浓度升高而增强;4种突变体和野生型主根的生长在相同浓度2,4-D处理下,无明显差异;(2)2,4-D在一定浓度范围内,对拟南芥侧根的生长发育起促进作用;在2,4-D诱导的侧根生长中,相同浓度2,4-D处理下,缺失突变体明显比野生型侧根多,超表达突变体比野生型侧根少;gpa1-1和gpa1-2分别在2,4-D质量浓度为0.005mg.L-1和0.008 mg.L-1时的侧根数目与野生型差异最大。初步证明G蛋白不参与2,4-D诱导的拟南芥主根生长发育的调节,而在侧根生长发育中可能起负调节作用。     

异三聚体G蛋白在IAA诱导的拟南芥根生长发育中的作用

以拟南芥的野生型（ws）和异三聚体G蛋白α亚基基因GPA1缺失突变体（gpa1-1,gpa1-2）和超表达突变体（wGα,cGα）为材料,通过施加不同浓度（0~0.8 mg/L）的IAA处理,对拟南芥根生长发育的一些形态指标进行了观测比较。结果表明：①随着培养基中IAA浓度的不断升高,5种基因型主根的伸长生长都受到抑制,且抑制作用随浓度升高而增强;4种突变体和野生型主根的生长在相同浓度IAA处理下,无明显差异;②IAA在一定浓度范围内,对拟南芥侧根的生长发育起促进作用;在相同浓度IAA诱导的侧根生长中,缺失突变体明显比野生型侧根多,超表达突变体比野生型侧根少。初步证明,G蛋白不参与主根生长发育的调节,而在侧根生长发育中可能起负调节作用。     

蔗糖对拟南芥根系偏斜角度的影响

本文以野生型拟南芥Col-0及NRT1.1突变体nrt1.1-1和chl1-5为材料,通过在培养基中添加不同浓度的蔗糖,研究了蔗糖对拟南芥根系偏斜程度的影响.结果表明,0,3％蔗糖处理野生型与突变体拟南芥的根系偏斜角度有显著性差异,突变体根系偏斜角度分别是野生型的1.34-1.80倍(nrt1.1-1)和1.71-2....     

拟南芥缺失突变体at14a的比较转录组分析

以at14a相关基因型(野生、缺失)拟南芥植株为试验材料,利用转录组学和生物信息学等方法,分析野生型(col)、缺失突变体(at14a)拟南芥差异基因表达状况,初步探讨拟南芥AT14A的功能。结果表明:at14a在拟南芥植株根、茎、叶和花中均有表达,尤其在叶片中的表达量较高;相较于野生型,缺失突变体at14a中有194个差异基因,其中上调基因122个,下调基因72个;通过GO富集分析发现,2种基因型植株差异基因主要参与了应答胁迫过程,这表明at14a可能通过调控AT5G39610、AT1G53240、AT4G32770、AT1G02920、AT1G10760这些逆境胁迫相关基因的表达来参与应答胁迫。差异分子主要定位于细胞核,具有绑定的分子功能。通过pathway分析发现,2个基因型植株差异基因主要参与了核糖体代谢、碳水化合物代谢、光合等代谢途径。研究结果为深入研究at14a作用的分子机理奠定了基础。     

油菜素内酯对拟南芥和水稻根毛发育的影响

油菜素内酯(Brassinosteroids,BRs)是植物生长发育所必需的一类植物激素。本研究以拟南芥和水稻为研究对象,借助BR相关突变体,通过外源施加BR及BR合成抑制剂研究BR和根毛生长发育的关系。结果表明:在双子叶模式植物拟南芥中,BR抑制根毛的生长发育;在单子叶模式植物水稻中,BR对的根毛的发育存在剂量反应,在一定的浓度范围内促进根毛的生长发育。     

GFP标记拟南芥突变体sad2微管及F_2代幼苗的检测与分析

为观察拟南芥突变体sad2(sensitive to ABA and drought)的微管列阵,以拟南芥突变体sad2-1和sad2-2为母本,转GFP(green fluorescence protein)-α-tubulin野生型拟南芥为父本杂交,并对F2代幼苗进行叶表型分析、卡那霉素抗性筛选和荧光镜检。表型分析显示,拟南芥sad2-2突变体与转GFP-α-tubulin的杂交F2代幼苗叶片出现有毛和无毛2种性状,二者分离比为2.81∶1。卡那霉素抗性筛选显示,部分F2代幼苗在卡那霉素培养基上出现白化死亡,大部分可正常生长。荧光镜检显示,卡那霉素阳性苗的子叶出现GFP绿色荧光。此外,共聚焦显微镜观察显示,拟南芥突变体子叶细胞微管列阵清晰可见,且sad2-1和sad2-2两种突变体的微管比野生型更加致密,但sad2-1和sad2-2两突变体间无明显差异。说明:采用杂交法将GFP-α-tubulin引入突变体来分析微管是一种简便可靠的方法,且sad2基因影响细胞微管列阵,可用于sad2基因与微管功能的进一步研究。     

SO2诱导拟南芥气孔保卫细胞致死效应研究

以拟南芥叶片下表皮为材料,研究了SO2体内衍生物--亚硫酸钠和亚硫酸氢钠混合液(3:1,mmol·L-1/mmol·L-1)对气孔保卫细胞的致死作用.结果表明,浓度0.5～4.5 mmol·L-1的SO2衍生物处理表皮3 h可引起保卫细胞死亡,细胞死亡率呈浓度依赖性增高.抗坏血酸(AsA)或过氧化氢酶(CAT)与SO2衍生物共同作用时,保卫细胞死亡率显著降低.Ca2+螯合剂乙二醇双四乙酸(EGTA)或Ca2+通道抑制剂LaCl3与SO2衍生物共同作用时,保卫细胞死亡率亦显著降低.研究发现,一定浓度的SO2可诱导拟南芥保卫细胞死亡,胁迫可能通过诱导活性氧、激活质膜钙通道,造成胞外Ca2+内流,引发细胞死亡.     

生长素参与三十烷醇诱导的拟南芥侧根发育

[目的]本文旨在研究植物生长调节剂三十烷醇对拟南芥侧根发育的影响,揭示其调控侧根发育的机制,为生产上的使用提供理论依据。[方法]以野生型拟南芥、生长素不敏感型突变体为试验材料,外源三十烷醇处理生长5 d的幼苗,分析侧根数目、侧根密度、侧根原基数量、侧根原基密度、细胞周期调控的关键基因的表达、根部内源IAA含量、生长素合成关键基因表达等指标。[结果]外源三十烷醇处理拟南芥的幼苗,能够诱导侧根的产生,0.2、0.5和1μmol·L-1三十烷醇处理8 d,侧根密度分别增加了59.0%、97.9%和54.2%;0.5μmol·L-1三十烷醇处理后A阶段的侧根原基密度增加了67.8%。外源三十烷醇处理增加根部吲哚乙酸(indole-3-acetic acid,IAA)的含量,上调参与生长素合成的关键酶基因表达,增强根尖和不同发育阶段侧根生长素响应报告基因DR5:β-glucuronidase(GUS)和IAA2:GUS的表达。生长素运输抑制剂三碘苯甲酸(2,3,5-triiodobenzoic acid,TIBA)及萘基邻氨甲酰苯甲酸(1-naphthylphthalamic acid,NPA)和作用抑制剂p-chlorophenoxy isobutyric acid(PCIB)的添加抑制了三十烷醇诱导的侧根发育;生长素不敏感型突变体tir1-1和axr1-3对三十烷醇缺乏响应,而aux1-7和eir1-1对三十烷醇的响应弱于野生型。[结论]三十烷醇能够通过促进侧根原基的从头形成来增加侧根的密度,其诱导侧根发育依赖生长素的途径。     

光与IAA和NAA对拟南芥下胚轴伸长的影响

利用拟南芥(Arabidopsisthaliana)野生型(WT)及其光受体缺失突变体研究了光与IAA(吲哚乙酸)和NAA(α萘乙酸)对拟南芥下胚轴伸长的影响。结果表明,白光及IAA和NAA都能独立抑制野生型拟南芥(Arabidopsisthaliana)幼苗下胚轴伸长。白光下,1μmol/L和10μmol/L的IAA对WT下胚轴伸长的抑制率显著大于黑暗下,但100μmol/L的IAA对WT下胚轴伸长的抑制率却显著小于黑暗;白光下和黑暗下1μmol/L的NAA对WT下胚轴伸长的抑制率无显著差异,白光下10μmol/L和100μmol/L的NAA对WT下胚轴伸长的抑制率显著小于黑暗;利用不同的光受体缺失突变体研究光受体的作用表明,隐花色素1、光敏色素A和光敏色素B参与调节了光对下胚轴的抑制作用。