番茄SlMIP基因参与转基因拟南芥的渗透调节

本实验以野生型（WT）和转番茄SlMIP基因的拟南芥为材料,研究NaCl胁迫条件下对二者体内渗透调节特征的影响。结果发现, 在NaCl胁迫下,转SlMIP基因的拟南芥细胞膜损伤程度较轻,组织渗透势显著降低,并保持较高的组织含水量,生长受抑制程度明显低于野生型植株。转基因植株体内Na+ 含量和Na+/K+ 比值显著低于野生型拟南芥,K+含量虽有所下降但仍显著高于野生型植株,而且在盐胁迫下脯氨酸和可溶性糖含量也高于野生型拟南芥,表明转入番茄SlMIP基因后的拟南芥,通过增加水分子的吸收,减少钠离子的进入,增加了细胞内脯氨酸和可溶性糖的含量,进而影响植物的有机渗透调节能力,与此同时可能通过离子化区隔机制以及与质膜Na+/H+逆向转运蛋白的相互作用更有效地调节细胞内外的无机离子交换能力,使植物更有效地抵御盐害,表明番茄SlMIP水通道蛋白基因在植物盐胁迫下具有重要的渗透调节作用。     

At2g29080基因可能参与了拟南芥盐代谢的调节

为进一步阐明植物盐代谢机理，以哥伦比亚生态型（Columbia type)野生拟南芥（Arabidopsis thaliana)及其盐敏感突变性（salt overly sensitive2,sos2）为材料，50mmol/L NaCl处理3d，利用mRNA差异显著显示技术分离得到了只在野生型拟南芥中表达，而在sos2突变体中不表达的一个未知功能的At2g29080基因片段DD156。序列同源性分析表明，它是一类大的蛋白家族AAA ATPase（ ATPase associated to a variety of cellular activities)中一员。Northern blot显示，随着NaCl处理浓度的升高。该基因在野生型拟南芥中的表达量增加。而在sos2突变体中，该基因的表达一直处于很低水平。这是首次发现AAA ATPase与植物的盐代谢有关。进一步研究发现，线粒体细胞色素氧化酶活化的变化，与与该基因在野生型和sos2突变体中的表达呈密切相关。表明该基因的编码产物可能参与了拟南芥线粒体细胞色素氧化酶活性的调控。     

拟南芥DA1-Related Protein 2基因参与调控植物对盐胁迫的响应

土壤盐渍化是目前农业生产面临的主要问题之一,同时种子萌发转绿作为植物幼苗形态建成的基础对盐胁迫最为敏感。本研究以Col-0、Ler野生型拟南芥和osr1短根突变体拟南芥为试验材料,通过图位克隆方法得到调控根生长的DAR2(DA1-Related Protein 2)基因。本研究利用RT-PCR方法,发现生长10 d的Col-0幼苗在200 mmol·L 1氯化钠条件下处理6 h和12 h,DAR2基因受盐胁迫诱导;200 mmol·L 1氯化钠处理后,组织化学染色结果显示,萌发1 d的根尖韧皮部和3 d的叶片pDAR2::GUS的表达上升,进一步表明DAR2基因受到盐胁迫的诱导。统计不同MS培养基[0(CK)、100 mmol·L 1氯化钠、150 mmol·L 1氯化钠、200 mmol·L 1氯化钠、150 mmol·L 1氯化钾、200 mmol·L 1甘露醇]上Col-0和dar2-3的萌发率和转绿率发现:随着氯化钠浓度的逐渐增大,突变体无论萌发还是转绿时间明显比野生型晚。在150 mmol·L 1氯化钾和200 mmol·L 1甘露醇培养条件下,萌发和转绿的时间也比野生型要晚。这些结果表明突变体在萌发和转绿期对盐胁迫的敏感性比野生型明显增强,进一步证明了突变体对盐胁迫的敏感性并不是对离子的特异响应。这些研究结果为深入了解逆境胁迫下植物早期生长发育的可塑性调控机制奠定了基础,同时也为通过生物技术改良作物抗逆性提供了理论依据。     

拟南芥CBF4 基因位点的单核苷酸多态性(SNP)变化与抗旱表型的相应性

以生长于不同生态气候条件下的17个拟南芥(Arabidopsis thaliana)核心生态型为材料，分析了它们的相对抗旱性和抗旱转录因子CBF4基因的单核苷酸多态性(SNP)。结果表明，不同的拟南芥生态型具有差异明显的抗旱性。与拟南芥Columbia生态型相比，25av、203av和244av生态型的CBF4基因位点具有高密度的SNP和插入／缺失(Indel)，多态性的频率为每35．8bp 1个SNP，每143bp 1个Indel。Tajimma'S D统计学检验结果显示各区域都不显著，说明该区域核苷酸变化符合中性突变假说，较高的核苷酸多样性是净化选择的结果。基因非编码区的多态性是编码区的4倍，表明编码区承受着更大的选择压力。在编码区，SNP的频率为每96．4bp 1个SNP，其中1034位(以GenBank No．AB015478序列第19696位的核苷酸为1)碱基变化：G←→T，引起第205位氨基酸变化：gly←→val。而203av形成的haplotype6具有4个特异的SNP变化，其中5′端非编码区3个：27位的A←→G，129位的A←→C，171位的G←→A；3′端非编码区1个：1106位的A←→C。抗旱性鉴定结果表明203av拟南芥是抗旱性最强的一个生态型，研究认为haplotype6与它较强的抗旱性表型相应。     

拟南芥甘油二酯激酶(AtDGK7)基因抗逆的生理作用

构建表达载体PBI121-AtDGK7,转化拟南芥（Arabidopsis thaliana）获得过表达转基因植株。通过抗逆生理指标测定、ABA、NaCl和甘露醇抗性试验, 以及半定量RT-PCR方法,对拟南芥甘油二酯激酶(AtDGK7)基因的抗逆生理功能进行初步研究。结果表明,过表达AtDGK7转基因拟南芥对高浓度ABA的敏感性比野生型要低,能更好地抵御盐胁迫。通过测定脯氨酸(Pro)和丙二醛(MDA)含量以及超氧物歧化酶(SOD)活性,进一步证实过表达AtDGK7转基因拟南芥植株的耐低温能力增强。     

基于BSA-seq的拟南芥辐射诱变突变体的基因定位

辐射诱变极易导致染色体结构变异,目前鲜有采用BSA-seq方法定位辐射诱变突变体基因的研究报道。为探索BSA-seq用于辐射诱变突变体的基因定位的可行性,本研究通过辐射诱变筛选得到一个拟南芥突变体,将其与亲本杂交,在F2代分离群体中根据表型筛选单株,构建两个极端表型的子代混池;将两个子代混池与亲本混池进行全基因组测序,使用MutMap、QTL-seq和GPS等多种BSA-seq定位策略对其进行定位分析。结果表明,多种BSA-seq定位策略均取得了一致的结果,在2号染色体上获得7 Mb的初步定位区间;使用IGV软件对该区间内的基因组进行可视化,发现该区间内存在25 189 bp的大片段缺失,缺失区段包含6个基因;通过SnpEff进行突变位点注释,经基因注释信息推测AT2G28610为候选基因;通过遗传学试验验证了该候选基因为突变基因。本研究结果为应用BSA-seq技术定位辐射诱变得到的突变位点提供了参考。     

小金海棠Fe(Ⅱ)转运蛋白基因在拟南芥突变体中的功能分析

铁是植物生长发育所必需的微量元素,在植物体的生理代谢过程中发挥着极为重要的作用(Thoiron etal.,1997)。苹果是重要的经济作物,缺铁黄化现象较为普遍,严重影响了     

拟南芥AtHOS10基因的克隆及其表达载体的构建

AtHOS10基因对植物冷调节起到重要作用,可以通过控制ABA合成来改变植物的脱水胁迫耐性。本文利用PCR方法从Columbia生态型的拟南芥基因组中扩增出冷调节基因AtHOS10,并插入克隆载体。序列分析表明,克隆片段长3453bp,与目前发表的序列完全一致。将pUC-AtHOS10和pBI-HEM进行酶切重组构建表达载体pBI-AtHOS10,然后将表达载体转化导入农杆菌中,为侵染烟草作准备。     

外源蔗糖对高NH4+胁迫下拟南芥碳氮代谢的影响

以拟南芥野生型、amt1.1和amt1.3为实验材料，采取土培的方法，以正常培养液（4mmol/L NH4+）培养，在20mmol/L NH4+的胁迫下，通过在培养液中添加0%（T1）蔗糖、5%（T2）蔗糖，测定地上部分的鲜重，叶绿素，游离NH4+，可溶性糖，可溶性蛋白，谷氨酰胺合成酶（GS）、谷氨酸脱氢酶（GDH），矿质元素含量等指标，研究外源蔗糖对NH4+胁迫拟南芥碳氮代谢的影响。结果表明，T1处理下，拟南芥生长受到严重的抑制，鲜重，GS，GDH酶活性降低，游离NH4+含量，叶绿素含量，可溶性糖和可溶性蛋白含量增加，植株的N、P、K、Ca的含量增加，Mg、Fe的含量减少。其中col-0在T1处理下受到的抑制比amt1.1和amt1.3更为显著。与T1处理相比较，T2处理增加了拟南芥植株的鲜重，显著提高了可溶性糖和可溶性蛋白含量，提高了GS和GDH的活性；降低了叶绿素和游离NH4+的含量，提高了植株体内的N、P、K、Ca，Mg的含量，降低了植株Fe的含量，其中，外源蔗糖对col-0高NH4+毒害的缓解更为显著。     

拟南芥AtHEMA1基因的克隆及其表达载体的构建

为探究AtHEMA1基因转化植物后对叶绿素合成机制的影响,本实验设计特异引物,以拟南芥基因组DNA为模板,采用PrimStar HS DNA聚合酶扩增AtHEMA1基因。将AtHEMA1基因克隆至载体pVCT2101,获得植物表达载体pVCT2298。     

拟南芥花药特异启动子启动的Barnase基因在烟草中的表达

为探明植物基因工程雄性不育温度敏感性的影响因子，以拟南芥（Arabidopsis thaliana)WS生态型基因组DNA为模板，PCR扩增后分别得到0.78kb的A6和0.3kb的A9基因5'旁侧区DNA片段。将其分别与核糖核酸酶Barnase基因融合，导入含有抗溴苯腈（Bxn)基因的植物双元表达载体构建成pWPA6N和pWPA9N，并经根癌农杆菌（Agrobactrium turmefaciens)LBA4404介导获得转基因植株。生物学观察表明，转基因植株表明出了明显的转化不育性状，如花丝变短，花药瘦小等，说明A6，A9两5'启动子片段都在烟草（Nicotiana abacum)花药中定位启动了Barnase的表达，另经高温敏感性测试均可见育性恢复现象,这初步表明雄性不育植株的高温不稳定性由启动子造成的可能性较小。     

小金海棠Fe（II）转运蛋白基因在拟南芥突变体中的功能互补研究

MxIrt1基因是从小金海棠（Malus xiaojinensis Cheng et Jiang）中克隆得到的Fe（II）转运蛋白基因，具有“ZIP基因家族”的保守功能域，推测该基因与苹果中铁的转运吸收有关。本研究构建MxIrt1基因的植物表达载体pCWIrt，通过农杆菌介导转化拟南芥IRT1突变体irt1-1。GUS染色以及Southern杂交检测结果显示，MxIrt1基因已经整合到拟南芥基因组中。在缺铁胁迫条件下，转基因植株提高了突变体irt1-1的耐缺铁能力，表明MxIrt1基因参与了铁的吸收。     

高铵胁迫对拟南芥幼苗侧根生长的影响及机制探索

本研究探讨了高铵对拟南芥幼苗侧根的影响特征及相关机制。结果表明,根部高铵明显地抑制拟南芥侧根生长,主要是降低侧根长度而非减少侧根数量。外源铵代谢抑制剂MSO不能缓解这种抑制效应,说明该效应可能并非N代谢产生的整体效应。对主根或侧根的不同区段进行局部供铵处理,发现根部高铵抑制侧根长是通过侧根根尖特异性介导的一种局部的直接抑制效应。同时,局部高铵对异侧非高铵区的二级侧根长度有显著的促进作用。突变体分析表明,生长素运输突变体aux1-7和eir1-1以及乙烯不敏感突变体ein2-1和etr1-3的侧根生长对高铵抑制效应均没有抗性,说明根部高铵抑制侧根生长的效应可能不是通过影响生长素运输和乙烯调控途径起作用的。     

在烟草中表达拟南芥GAI基因获得矮化的烟草植株

赤霉素（GA）能控制植物茎的伸长，从而决定植物的高度（Schomburg et al．，2003）。一些植物的矮化突变体是由于体内GA缺陷、GA不敏感引起的（Ross et al.，1997）。因此，改变植物体内GA的浓度和对GA的敏感性都可能改变植物的高度，获得矮化植株。GAI是一个在拟南芥中发现的GA应答的负调控因子，过量表达引起植株矮化（Peng et al．,1997．Fu et al．，2001）。本研究克隆了拟南芥GAI基因，在烟草中表达获得了矮化的烟草植株。     

水稻HTD1基因启动子在转基因拟南芥中的表达特征

通过分析β-葡萄糖醛酸苷酶(β-glucuronidase, GUS）基因产物,对水稻HIGH-TILLERING DWARF1(HTD1)基因启动子在转基因拟南芥中的表达特性进行初步研究。用已构建的含HTD1基因启动子和GUS报告基因的植物表达载体,通过农杆菌介导转化拟南芥,对转基因拟南芥进行GUS组织化学染色,观察该启动子的表达特性。结果表明,在HTD1基因启动子的驱动下,GUS报告基因主要在转基因拟南芥幼苗期的叶片、叶柄、下胚轴以及主根基部的维管组织中表达。     

转防治软腐病基因拟南芥的获得及其抗病性研究

AHLs是细菌群体感应中的关键信号分子,参与包括导致作物软腐病的胡萝卜软腐欧文氏菌在内的许多植物病原菌致病因子的表达。AHL内酯酶能降解AHLs使其达不到临界浓度,从而阻断了病原菌的致病过程。将克隆到的AHL内酯酶基因SS10置于CaMV 35S启动子下构建双元载体,通过根癌农杆菌介导转化拟南芥。通过抗性筛选和分离比获得纯合转基因植物种子,进行了PCR及RT-PCR鉴定,证明目的基因在转基因拟南芥中整合并表达。初步抗病性实验表明,部分转基因植株具有显著的抗软腐病能力。     

植物LFY基因的研究进展

LFY基因在植物花分生组织形成中处于关键位置，维持花分生组织的正常功能、花启动，防止花分生组织的逆转。LFY基因需要其他成花基因相互作用，构成一个基因调控网络，其中任一基因的失活，其功能都会被其他基因部分补偿。LFY基因的表达除受碳源、植物激素等因子影响外，还受其他诸多因素的影响。文章就国内外对LFY基因及其同源基因的一些研究进展进行了综述，重点介绍了该基因在植物花发育中的功能、表达及其影响因子，同时展望其应用前景。     

利用gs1.1和gs1.2突变体研究外源蔗糖对高铵胁迫拟南芥碳氮代谢的影响

以拟南芥野生型Col-0、谷氨酰胺合成酶敲除突变体gs1.1和gs1.2为实验材料,采取土培试验,比较正常培养液(4 mmol/L NH4⁺)培养(CK)、正常培养液(4 mmol/L NH4⁺)下外源添加5%蔗糖(T1)、高NH4⁺胁迫(20 mmol/L)(T2)以及高NH4⁺胁迫(20 mmol/L)下外源添加5%蔗糖(T3)对拟南芥各株系各生理指标的影响;通过测定地上部分的鲜重、叶绿素、游离NH4⁺、可溶性糖、可溶性蛋白、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸脱氢酶(GDH)、矿质元素含量等指标,研究外源蔗糖对NH4⁺胁迫拟南芥碳氮代谢的影响。结果表明,高NH4⁺胁迫下,拟南芥生长受到严重的抑制,鲜重、GS、GDH酶活性降低,游离NH4⁺含量、叶绿素含量、可溶性糖和可溶性蛋白含量增加,植株的N、P、K、Ca的含量增加,Mg、Fe的含量减少,其中gs1.1和gs1.2在高NH4⁺处理下受到的抑制比Col-0更为显著。外源添加5%蔗糖显著缓解了高NH4⁺毒害,提高了可溶性糖和可溶性蛋白含量,提高了GS和GDH的活性,降低了叶绿素和游离NH4⁺的含量,提高了植株体内的N、P、K、Ca,Mg的含量,降低了植株Fe的含量,其中,外源蔗糖对gs1.1和gs1.2高NH4⁺毒害的缓解更为显著。     

克隆包含以拟南芥为寄主的甘蓝黑腐病菌Xcc1067无毒基因的DNA片段

本研究探索了以拟南芥为寄主的甘蓝黑后病菌的致病条件，观察了其病症的发展．建立了菌株Ｘｃｃ１０６７的ｐＩＪ３２００为载体的基因文库，从基因文库中筛选出拟南芥Ｃｏｌｕｍｂｉａ为寄主的Ｘｃｃ１０６７菌株的无毒基因克隆，该克隆的进一步分析正在进行。     

拟南芥对多环芳烃菲胁迫的早期响应

选用模式植物拟南芥及3环的多环芳烃菲为材料, 研究了抗氧化酶和膜保护系统的早期响应及胁迫下相关基因mRNA的差异表达, 结果表明: 菲胁迫12 h时, 拟南芥叶片超氧化物歧化酶(SOD)及过氧化物酶(POD)活性明显高于对照, 清除超氧阴离子自由基()及过量H2O2的机制已启动.胁迫72 h时H2O2含量出现累积现象, 但膜系统仍未受到膜脂过氧化作用的明显伤害.随着胁迫时间的延长, 拟南芥的光合作用无论在mRNA水平还是细胞水平都受到影响.本研究揭示了氧化胁迫响应是植物对多环芳烃胁迫的重要早期应激反应.