中科院昆明植物所等在植物开花调控研究中取得新进展

<正>在拟南芥中,长日照条件诱导开花启动因子Flowering Locus T(FT)的表达来加速植物开花。光周期条件对FT的激活主要依赖于转录因子CONSTANS(CO)的活性,对CO的转录水平、蛋白质稳定性以及生物钟的调控是植物能够响应光周期并诱导植物成花的关键机制。ABI5结合蛋白2     

AP2/ERF转录因子对植物非生物胁迫的应答机制研究进展

AP2/ERF (APETALA2/ethylene responsive factor)家族转录因子是植物中的一大类转录因子,最早从拟南芥(Arabidopsis thaliana)中分离出。该家族转录因子一般包含两个AP2/ERF结构域,该结构域大约由60～70个氨基酸组成与DNA结合有关。AP2/ERF家族参与非生物胁迫的反应,比如干旱胁迫、高盐胁迫和低温胁迫等。这些胁迫会激活植物激素ABA、茉莉酸(jasmonate, JA)、乙烯(ethylene, ET)、水杨酸(salicylic acid, SA)等信号途径,同时激活AP2/ERF转录因子家族基因的表达,进而调控其下游功能基因的表达。本研究综述了近年来有关植物AP2/ERF转录因子响应非生物胁迫应答机制的新进展,探讨了该家族转录因子的结构特点、分布,及其对植物发育和次级代谢的影响以及对非生物胁迫的应答。     

芥菜型油菜BjA09.TT8和BjB08.TT8基因调节类黄酮的合成

bHLH类转录因子TT8具有调控植物类黄酮合成的功能。本研究采用同源克隆法,在芥菜型油菜紫叶芥中获得了2个TT8拷贝,分别命名为BjA09.TT8和BjB08.TT8,它们分别编码521和517个氨基酸。定量表达分析表明,这2个拷贝在叶中的表达量均显著高于茎和根中,且都响应茉莉酸(JA)信号,在50μmol L–1的茉莉酸甲酯处理0.5 h后表达量均达到峰值;利用毛状根体系过表达发现,BjA09.TT8和BjB08.TT8分别可使紫叶芥和绿叶芥菜型油菜四川黄籽的毛状根中总黄酮含量升高,同时对类黄酮合成基因Bj.CHS的表达具有促进作用,说明二者在功能上具有冗余性。分别在野生型拟南芥和拟南芥tt8突变体中过表达BjA09.TT8和BjB08.TT8发现,过表达拟南芥植株叶片颜色变紫,植株总黄酮和原花色素含量显著升高。本研究表明,BjA09.TT8和BjB08.TT8基因能够促进芥菜型油菜类黄酮的合成,为进一步解析芸薹属植物原花色素合成的调控机制提供了参考。     

香蕉MaASR1基因通过ABA途径提高拟南芥抗旱性的作用机制

香蕉MaASR1基因在植物响应逆境胁迫时发挥着重要作用,为了进一步研究MaASR1基因转入拟南芥后增强其抗旱性的分子机制,运用DNA芯片技术来筛选野生型的拟南芥和转MaASR1基因的拟南芥在不做任何处理和干旱胁迫处理条件下的差异基因。对基因芯片中与ABA途径相关的上调和下调大于2倍的差异基因进行了荧光定量PCR的验证,实验结果发现在以上两种处理条件下,转MaASR1基因的拟南芥体内ABA的生物合成量比野生型拟南芥低,而ABA的降解量却升高。当受到干旱胁迫时,转基因拟南芥体内ABI5和ABF1基因的表达量会得到提高,而ABI5基因可以赋予转基因拟南芥株系耐旱性和抗旱性的功能是因为LEA类的蛋白被其调控表达和提高了ABA诱导基因的表达水平。ABF1基因发挥其提高转基因株系抗旱性的功能则可以通过参与ABA信号途径以及与其它的ABI类基因共同作用来实现。除此之外转基因拟南芥株系抗旱性的提高,与CBL/CIPK复合物参与的胁迫应答途径无关。以上结果为解析MaASR1基因作为转录因子通过ABA途径提高植物抗旱能力的分子机制奠定基础。     

橡胶树皮乳管组织茉莉酸诱导相关因子AP2/EREBP基因的克隆与表达分析

摘要：茉莉酸（jasmonic acid,JA）可诱导橡胶树（Hevea brasiliensis Muell.Arg.）乳管分化,是乳管分化的关键信号分子。目前,对JA诱导橡胶树乳管分化的分子机理仍然不清楚。我们在前期研究中通过筛选JA刺激乳管分化时期的橡胶树树皮组织cDNA差减文库,获得了4条与茉莉酸诱导乳管分化相关的AP2/EREBP家族转录因子基因的EST。本研究在此基础上,采用RACE法完整地克隆了这4个AP2/EREBP转录因子基因的开放阅读框,蛋白氨基酸序列分析表明其中3个属于ERF亚类,1个属于RAV亚类;表达分析发现,这4个基因在乳管分化时期的橡胶树树皮组织的表达受JA诱导,随JA处理时间的延长,其表达量先增强后减弱,推测它们可能在JA诱导橡胶树乳管分化过程中起着重要的调控作用。     

过表达谷子液泡H~+-ATPase E亚基基因在拟南芥中的耐盐性

V-H+-ATPase在植物生长、发育和胁迫响应等生物学过程中发挥重要作用。本研究通过序列比对,从谷子中克隆到V-H+-ATPase E亚基基因Si VHA-E。进化树分析显示,Si VHA-E基因在进化上属于E1/E3亚族,与玉米V-H+-ATPase E亚基基因Zm VHA-EL亲缘关系较近。表达谱分析结果显示,Si VHA-E在高盐、茉莉酸甲酯(Me JA)、水杨酸(SA)和脱落酸(ABA)处理下表达上调,在低温和低氮处理下表达下调。亚细胞定位分析表明Si VHA-E定位于液泡膜上。遗传转化拟南芥的耐盐性鉴定表明,在盐处理条件下,转基因株系的种子萌发率、幼苗主根长、植株鲜重及存活率显著高于野生型的。与野生型拟南芥植株相比,Si VHA-E过表达植株体内Na+含量减少,体内相对含水量提高。此外,ABA萌发试验结果显示,在种子萌发后期,Si VHA-E过表达植株对ABA更加敏感。研究表明,谷子Si VHA-E可以显著提高拟南芥耐盐性,这可能与其正向调控ABA信号途径以及减少植株体内Na+积累和水分散失有关。     

蓝莓VcMYB启动子克隆及其功能初步分析

为探究VcMYB启动子在转录过程中如何发挥调控作用,利用FPNI-PCR法从蓝莓中克隆到调控原花青素合成相关的转录因子VcMYB的768 bp启动子序列。用PLACE和Plant CARE在线启动子预测工具分析了该启动子,结果表明其序列中存在启动子的基本元件CAAT-box和TATA-box,还包含一系列的响应元件,如光响应元件、低温响应元件、防御与胁迫响应元件和茉莉酸甲酯响应元件等。为进一步分析该启动子的功能,构建了该基因启动子与GUS基因融合的植物表达载体VcMYBpro::GUS,并用农杆菌转化拟南芥。对转基因拟南芥进行GUS组织化学染色分析,结果表明该VcMYB启动子能驱动GUS基因在转基因拟南芥中表达,并且经脱落酸(ABA)、4℃低温、LED光照和持续光照处理后,转基因拟南芥中GUS的表达活性增强,推测该基因受ABA、低温和光的调控。     

转GmAREB基因提高拟南芥的干旱、氧化胁迫耐性

以耐盐性较强的大豆(Glycine max L.)品种铁丰8号为试验材料,克隆到1个A亚族bZIP类转录因子基因,命名为GmAREB (Glycine max ABA responsive element binding protein)。该基因由1 317个核苷酸组成,编码439个氨基酸残基,包括4个保守的磷酸化位点区域(C1、C2、C3和C4)、1个核定位信号区(KVVE)和1个bZIP转录因子保守域。聚类分析显示GmAREB蛋白与拟南芥ABF2、水稻OsTRAB1具有较高的同源性,并存在较近的亲缘关系。采用凝胶阻滞实验方法证明GmAREB蛋白与ABRE顺式元件具有体外结合特异性。功能分析结果表明, 在干旱胁迫条件下, GmAREB转基因拟南芥的存活率(50%)显著高于野生型(5%);气孔统计分析显示转基因植株的气孔开度(0.8 μm)明显比对照开度小(2.6 μm)。氧化胁迫结果显示GmAREB转基因拟南芥在甲基紫精溶液中叶绿素含量比野生型高(7.3 mg g^–1 FW)。转基因拟南芥RT-PCR分析表明,GmAREB基因过表达能够增强下游胁迫相关基因ABI1、ABI2的表达,抑制气孔开闭相关基因KAT1、KAT2的表达。综上所述,GmAREB基因过表达有效调控了转基因拟南芥下游靶基因表达,加速了气孔关闭,减少了水分蒸发和叶绿素降解,从而提高了转基因拟南芥对干旱、氧化胁迫耐性。     

李传友研究组等揭示MYC2调控茉莉酸信号终止的机制

<正>作为一种重要的植物激素,茉莉酸调控植物的防御反应和适应性生长。当植物遭遇病虫侵害或其他逆境胁迫时,活性茉莉酸被受体COI1(CORONATINE-INS ENS ITIVE 1)识别而释放核心转录因子MYC2的活性,MYC2与转录中介体亚基MED25形成功能复合物而在全基因组范围内激活茉莉酸响应基因的表达,产生防御反应。但茉莉酸信号的过度激活会大量消耗自身能     

棉花GhTGA1与GhTGA9.2基因克隆及表达特征分析

为了揭示棉花GhTGA1与GhTGA9. 2基因的生物学功能,利用RT-PCR技术,从抗枯萎病棉花品种中棉所12号中克隆了TGA转录因子基因GhTGA1与GhTGA9. 2。生物信息学分析表明,2个基因开放阅读框(ORF)长分别为1 281,1461 bp,分别编码405,486个氨基酸。序列分析表明,2个基因均含有b ZIP和DOG1结构域,属于b ZIP亚家族TGA转录因子基因。利用实时荧光定量(qRT-PCR)技术进行表达特征分析表明,GhTGA1基因能被枯萎病菌、乙烯(ET)、茉莉酸(JA)诱导上调表达,水杨酸(SA)诱导后,在各处理时间点,该基因表达量均低于Mock,以上结果表明,GhTGA1基因可能通过参与乙烯(ET)和茉莉酸(JA)信号通路调控棉花对枯萎病的抗性;枯萎病处理后,GhTGA9. 2基因在各时间点表达量均低于Mock,呈下调表达,但能被激素(ET、JA、SA)诱导上调表达。结果表明,GhTGA9. 2基因可能通过激素(ET、JA、SA)途径参与胁迫应答,通过对GhTGA1与GhTGA9. 2基因表达特征分析为后续研究提供基础。     

二倍体马铃薯S.phureja种质资源的抗旱性鉴定与综合评价

本研究采用盆栽干旱法,对19个二倍体马铃薯S. phureja种质资源和1个四倍体品种进行抗旱性鉴定,测定了叶片含水量、相对电导率、叶绿素含量、丙二醛含量、可溶性糖含量、脯氨酸含量等生理生化指标,利用主成分分析和隶属函数分析综合评价其抗旱性。试验结果表明,品种间干旱胁迫响应差异显著,干旱处理下生理生化指标与对照相比差异显著,通过主成分分析和隶属函数分析,筛选出C3、C4、C6、C9、C10这5个二倍体马铃薯抗旱种质。本研究通过多个指标鉴定马铃薯抗旱性可为抗旱育种提供技术参考,鉴定出的S. phureja抗旱种质可为二倍体马铃薯抗旱育种提供材料基础。     

沙棘果实发育阶段苹果酸代谢关键基因的表达分析

为探讨沙棘果实苹果酸积累与相关基因表达间的关系,以偏低酸品种‘橙色’和偏高酸品种‘芬兰’不同发育期(D1～D5期)的果实为试材,测定可溶性固形物和苹果酸含量,采用实时荧光定量PCR分析苹果酸代谢关键基因的表达模式。结果表明,第一,可溶性固形物含量在果实发育过程中呈上升趋势,成熟时(D5期)最高,‘橙色’比‘芬兰’高;苹果酸含量的变化与之相反,果实发育阶段呈下降趋势,成熟时最低,‘橙色’比‘芬兰’低。第二,果实发育过程中,与苹果酸合成相关的PEPC基因表达水平呈下降趋势,且在成熟期(D4～D5期)‘橙色’比‘芬兰’下降迅速;cytMDH基因在‘芬兰’果实的表达整体上呈先升后降趋势,转色期(D3期)为转折点,在‘橙色’各时期的表达水平变化较小。第三,NADP-ME基因在整个果实发育阶段的表达呈上升趋势,‘橙色’比‘芬兰’明显;PEPCK基因的表达在两个品种间存在显著差异,在‘芬兰’中的表达水平变化较小;在‘橙色’中呈现升-降-升-降的趋势,转色期后迅速表达至峰值,与NADP-ME共同作用促进苹果酸在成熟期含量迅速降低,可溶性固形物含量迅速提高。本研究结果为进一步深入探讨沙棘苹果酸代谢调控基因的功能及表达提供科学依据。     

不同炮制方法对菟丝子总黄酮和多糖含量及抗氧化能力的影响

为研究不同炮制方法对菟丝子总黄酮和多糖含量、抗氧化能力的影响,采用水和醇对不同炮制方法制得的菟丝子进行提取,然后分别测定水和醇提取液中总黄酮和多糖含量、抗氧化能力。结果显示,与水洗晒干法相比较,雷氏法、酒炙法、粉碎水煮法等炮制方法显著地提高了菟丝子总黄酮和多糖的溶出能力,从而增加了菟丝子的抗氧化能力。醇提液中的总黄酮和多糖含量、抗氧化能力较水提液增加明显。另外,经过破碎处理的菟丝子中的总黄酮和多糖含量、抗氧化能力明显增多增强。结果表明,雷氏法、酒炙法、粉碎水煮法结合破碎处理和醇提更适合于菟丝子活性物质提取和利用。     

软籽石榴胚离体培养和快繁技术探讨

正确的处理条件以及适宜的植物激素配比在软籽石榴胚培养和快繁技术上起关键性作用。本研究以软籽石榴胚组织为材料,研究确定最适宜软籽石榴发育的胚处理条件、增殖培养基、生根培养基,为软籽石榴的优质高产提供理论依据。通过对比低温(4℃)下不同处理时间(0, 4d,8d, 16 d)和两种不同处理方式(保留种皮,去除部分种皮)、不同植物激素处理、不同炼苗基质对软籽石榴胚培养和快繁的影响,得出结论:石榴果实在4℃下保存4 d,除去部分种皮有利于胚萌发;软籽石榴组培苗最适增殖培养基为MS+0.5 mg/L NAA+0.5 mg/L GA3 +0.5 mg/L 6-BA,试管苗株高3.8 cm、增殖系数达到4.8,其中植物激素对增殖的影响程度6-BA>NAA>GA3;最佳生根培养基为1/4MS+0.1 mg/LIBA+0.1 mg/L PP333,生根率为85%;最佳炼苗基质为泥土,苗成活率达到90%以上且苗长得快而茁壮。该研究通过胚培养技术筛选适宜软籽石榴快速繁育的培养条件,有望为软籽石榴的快速繁殖和培养优良性状的新品种提供依据。     

依托“互联网+大数据”的陕农特产品平台构建

近年来,我国"互联网+"现代农业发展速度显著加快,通过互联网技术,建立了一个产学研协同驱动的"高校—企业—农户"的产业创新服务平台,将陕西农特产品以透明化的形式售出,改变了传统营销的渠道单一、信息不畅、成效不高等问题。平台将互联网技术与陕西农特产品种植、加工、销售、信息服务等产业链充分融合,建立了商品资源平台、资料管理平台、信息咨询平台、商品评论平台、网络推广平台、专家库等6个子系统,促进了陕西农业的发展。     

大豆根际溶磷真菌的筛选、复配及包埋固定化回用效果

为获得具高效溶磷能力的溶磷真菌,本研究从大豆根际土壤中分离筛选出5株具有溶解Ca3(PO4)2、AlPO4、FePO4及磷矿粉能力的高效菌株,分别命名为Z2、Z3、Z8、T4和Y2,分析了其对不同磷源的溶解能力,复配了最优溶磷组合同时评价了最优组合固定化回用的效果。结果表明:菌株Z2为黄色蓝状菌(Talaromyces flavus),Z3为绳状篮状菌(Talaromyces funiculosus),Z8为黑曲霉(Aspergilus niger),T4为嗜松蓝状菌(Talaromyces pinophilus),Y2为糙刺蓝状菌(Talaromyces trachyspermus)。培养11 d内,Z2、Z3、Z8、T4及Y2对Ca3(PO4)2的最大溶磷量分别为610.51 mg/mL、674.39 mg/mL、687.10 mg/mL、667.06 mg/mL和629.08 mg/m L,对Al PO4的最大溶磷量分别为485.76 mg/mL、505.59 mg/mL、559.72 mg/m L、495.97 mg/mL和540.02 mg/mL,对FePO4的最大溶磷量分别为504.60 mg/mL、511.57 mg/m L、553.21 mg/mL、508.23 mg/m L和520.42 mg/mL以及对磷矿粉的最大溶磷量分别为139.78mg/mL、135.31mg/mL、159.03mg/mL、154.61mg/m L和154.43mg/mL。溶磷过程中,溶磷量与pH值呈现极显著的负相关性,并测得5株真菌释放有机酸含量分别为228.6 mL/L、91.5 mL/L、7 254.1 mL/L、314.4 mL/L和284.6 mL/L。对无拮抗反应的菌株进行随机复配组合,发现菌株Z3、Z8和Y2组成的复配组合溶磷能力最强,其对Ca3(PO4)2溶磷量高达779.94 mg/m L。最优复配组合包埋固定回用至土壤后,土壤中有效磷含量得到明显提升,最高效磷含量可增长至113.5 mg/kg,增长率为127.3%。本研究为微生物溶磷菌肥的开发提供菌种资源,也可为今后的进一步应用研究提供科学依据。     

龙眼GA信号受体基因LonGID1的功能初步分析

龙眼LonGID1基因编码赤霉素(gibberellin, GA)受体,是赤霉素信号途径中一个非常关键的调节基因。本研究的主要目的是探讨龙眼GA信号受体基因LonGID1的功能初步分析。通过将克隆得到的龙眼LonGID1基因转入拟南芥Atgid1b/c缺失突变,野生型植株中,观察其表型变化及GA信号途径中上下游基因的变化。结果表明:(1) Atgid1b/c缺失突变株系种子萌发率明显低于哥伦比亚野生型株系(columbia, Col-0);Atgid1 b/c×35S::LonGID1缺失突变恢复株系种子萌发率与Atgid1b/c缺失突变株系相比明显提高。10 nmol/L的GA处理可以提高4个拟南芥株系的萌发率,但是GA处理Atgid1b/c缺失突变株系种子萌发率仍然明显低于其他株系。5 nmol/L多效唑(Paclobutrazol, PAC)处理显著降低4个拟南芥株系的萌发率。(2) Atgid1b/c缺失突变株系花苞发育的时间比Atgid1 b/c×35S::LonGID1缺失突变恢复株系推迟约13～14 d。Atgid1 b/c×35S::LonGID1缺失突变恢复株系花苞发育的时间与Col-0野生型株系相比提前约5～6 d,35S::LonGID1超表达株系花苞发育的时间与Col-0野生型株系相比提前4～5 d。10 nmol/L的GA处理,35S::LonGID1超表达植株的花苞发育时间与Col-0野生型相比提前了5～6 d,Atgid1 b/c×35S::LonGID1缺失突变恢复株系的花苞发育时间与Atgid1b/c缺失突变株系相比提前了5～6 d。5 nmol/L的PAC处理使各株系花苞发育时间推迟。(3)GA处理Col-0野生型株系,AtGA4、AtSOC1、AtLFY、AtFT、AtGID1和AtGAI的表达变化明显;这种表达变化会因为GA受体基因Atgid1b/c的缺失而降低,而龙眼的LonGID1基因可以弥补拟南芥GA受体基因Atgid1b/c的缺失而引起的GA作用效果的降低。龙眼LonGID1基因功能的分析,对于我们了解龙眼GA信号传导途径具有积极的意义,也有助于我们更好的利用GA来调控龙眼的生长发育过程,为在生产上指导农户合理利用GA提供理论基础。     

PBU和6-BA对尾叶桉愈伤组织POD基因表达及酶活性的影响

为了探讨脲类细胞分裂素PBU和嘌呤类细胞分裂素6-BA对尾叶桉愈伤分化、愈伤组织POD基因表达及酶活性的影响,将尾叶桉幼苗下胚轴切段接种在添加PBU+IAA、6-BA+IAA和PBU+6-BA+IAA三种激素组合的SPCa培养基中,通过统计愈伤组织分化情况、检测POD基因表达差异和酶活性变化来开展研究。6-BA+IAA的组合条件下,愈伤组织褐化率高达84.71%;PBU+IAA组合下,愈伤组织褐化率为30.56%;PBU+6-BA+IAA组合时,褐化率最低,为24.09%,胚性愈伤组织时的比例最高,达47.73%。与6-BA相比,PBU诱导出的愈伤POD酶活性显著升高。通过实时定量PCR (real-time quantitative PCR, qPCR)检测6个POD基因的表达变化,设6-BA+IAA诱导所得愈伤的相对表达量为1,PBU+IAA诱导所得愈伤中BP1,BP4,BP5表达上调,分别为1.88、1.63、2.01;PBU+6-BA+IAA诱导所得愈伤中BP3、BP4、BP6表达上调,分别为1.88、1.96、1.93。从实验结果分析,PBU和6-BA有协同效应,通过增强POD酶活性,减轻褐化、促进胚性愈伤分化。PBU和6-BA对不同POD同工酶表达的影响不同。本研究可为深入研究PBU和6-BA协同作用的分子机理提供参考。     

施秉典型常绿阔叶林森林群落特征

以贵州施秉典型常绿阔叶林1 hm2样地调查数据为基础,从群落种类组成、分布区类型、数量特征、径级结构和空间分布格局5个方面分析该地区常绿阔叶林森林群落特征。结果表明:施秉典型常绿阔叶林共有胸径≧1 cm的木本植物251种2 971株,隶属于47科94属;区系特征明显,科级热带性质较强,属级温带性质较强。施秉典型常绿阔叶林的物种丰富,分布较均匀,优势树种不明显。个体数随植物胸径的增大呈现先增加后减少的规律,径级分布近似于倒"J"型。群落整体呈增长型。从物种的空间分布格局来看,重要值大于10%的13个植物种群和4个主要种群的中、小径木都表现出明显的聚集分布,而4个主要种群的大径木则呈均匀分布。大部分物种随着径级的增加聚集度变小。通过研究以期为更好的认识施秉森林群落,为施秉森林生物多样性保护提供依据。     

应用型本科院校“食品添加剂”课程教学改革探讨

"食品添加剂"课程是食品科学与工程专业开设的最重要专业课之一,具有极强的应用性和实践性,因此学好该课程对学生就业具有重要的现实意义。为了提高"食品添加剂"课程的整体教学质量,分析了"食品添加剂"课程在传统教学中存在的一些实际问题,并根据存在的问题从教学内容、教学方法、教学实践和考核方式4个方面进行全面具体的改革。实践证明,良好的教学改革不仅能够调动学生主动学习的积极性,提高学习效率,并培养出专业学生分析问题和解决问题的实际能力,还能够提高食品添加剂学科的教学质量,提升教师的整体教学水平。