大豆GmGBP1在GA调控开花过程中的功能分析

从大豆中克隆得到一个编码SKIP蛋白的基因,命名为GmGBP1。通过研究外施赤霉素对GmGBP1过表达拟南芥植株表型及相关基因表达量的影响,探讨了该基因在GA3调控开花过程中的功能。结果表明,过表达GmGBP1植株对赤霉素的敏感性加强,植株开花时间显著提早,开花相关基因的相对表达量明显提高,而与野生型相比,GA3生物合成途径关键酶基因GA3ox和GA20ox的相对表达量下降明显。初步证实GmGBP1为GA开花信号途径中的正向调控因子,负调节植物赤霉素的生物合成。     

大豆开花逆转现象的发现

晚熟大豆品种自贡冬豆出苗后进行８～１０ｄ短日照（１２ｈ）处理,尔后置长日照（〉１５ｈ）下,可诱导顶端花序的产生,但花序上的上部因短日照后进行的长光照处理而形成茎,花序中部少数花芽原基因转而分化营养芽。这是长光照诱导的花序逆转和花逆转现象在大豆中的首次发现,已经短日诱导正常开花的自贡冬豆植株转移至长日照下时,原有花荚大部分脱落,不定芽大量发生,恢复到以营养生长为主的状态,本文就此种现象称为整株逆转（     

AT-hook基因及其在植物开花调控中的研究进展

AT-hook基因是能够编码与双链DNA小沟中富含AT碱基的序列特异性结合的一类基因,其所编码的蛋白含有以甘氨酸-精氨酸-脯氨酸(GRP)三个氨基酸残基为中心的DNA结合蛋白基序.笔者通过对AT-hook基因的特点和功能及其在拟南芥及水稻等高等植物开花中的调控作用综述.AT-hook基因不仅参与植物的生长发育及逆境胁迫...     

GmNMH7基因在大豆成花诱导、花发育和开花逆转过程中的表达

大豆[Glycine max(L．) Merrill]是典型的短日照植物，光周期反应敏感品种在一定的短日一长日条件下可发生开花逆转。本实验室以大豆品种自贡冬豆为材料，将SD(短日)、LD(长日)和SDl3d-LD相结合，建立了大豆光周期反应机制研究的新的实验系统。本研究通过筛选自贡冬豆成熟花的cDNA文库得到MADS-box基因家族的一个成员GmNMH7，采用RNA原位杂交技术分析了不同光周期条件下GmNMH7基因在大豆顶端分生组织分化过程中的表达，并观察了GmNMH7基因在幼叶、幼茎、根瘤等器官中的表达情况。主要结果总结如下：在短日照(SD)条件下，自贡冬豆植株可在较短时间内完成开花诱导、正常开花和结实。GmNMH7基因在可观察到的花芽分化出现之前即开始在大豆顶端分生组织中表达，其表达时间贯穿成花诱导、花芽分化、花器官发育及种子形成的全过程。在长日照(LD)条件下，植株持续进行营养生长，没有任何形式的花器官出现，GmNMH7基因在顶端分生组织中一直不表达。在短日照13天一长日照(SDl3d-LD)条件下，60％以上的植株出现花序逆转和花逆转，另一部分植株顶端出现短花序，开花期比持续短日处理的植株晚。在出现开花逆转的植株中，GmNMH7基因的表达可随长日处理日数的增加和营养器官的出现而减弱。当顶端分生组织完全恢复叶片分化时，GmNMH7基因的表达停止。在出现短花序的植株中，GmNMH7基因一直表达，但表达量低于持续短日处理。对部分时期GmNMH7基因在幼叶、幼茎和根瘤中表达情况的研究未发现明显的规律性。GmNMH7基因在大豆花芽分化启动之前就开始表达的现象为大豆开花诱导提供了早期证据，该基因在顶端分生组织中的表达受光周期调控的事实说明，GmNMH7与大豆光周期反应、成花诱导及花器官发育有密切关系。我们推测，GmNMH7基因在上述过程中可能发挥着类似于分生组织特征基因的作用。实验结果进一步证明，本实验室利用开花(短日处理)、持续营养生长(长日处理)、开花逆转(短日-长日处理)三种发育状态(光照处理)建立的实验系统在大豆(短日植物)光周期反应和个体发育研究中有重要的利用价值。     

GmELF3s调控大豆开花时间和生物钟节律的功能分析

大豆是典型的短日照作物,光周期的敏感性严重影响大豆的开花时间和产量,制约大豆的种植范围,但调控大豆光周期和生物钟节律的机制尚不十分清楚。在模式植物拟南芥中,ELF3与ELF4、LUX一起,形成ELF4-ELF3-LUX (Evening Complex, EC)生物钟晚间复合物,在生物钟节律和开花时间调控等方面发挥重要作用。本研究通过CRISPR/Cas9基因编辑系统获得大豆Gmelf3a/j、Gmelf3b-1和Gmelf3b-2的突变体材料。通过观察Gmelf3a/j、Gmelf3b-1和Gmelf3b-2各突变体材料在短日照和长日照下的开花时间发现, GmELF3b-1在长日照下对大豆开花时间起调控作用;通过观察非纯合双突变体的表型发现,GmELF3a/J与GmELF3b-1和GmELF3b-2之间在调控大豆开花时间方面存在功能冗余。通过qRT-PCR对大豆生物钟节律相关基因的表达进行检测发现,GmCAB、GmPRR9a和GmPRR7a的表达模式发生改变,这表明GmELF3a/J、GmELF3b-1和GmELF3b-2可能是通过GmPRR9a和GmPRR7a对大豆生物钟节律和开花...     

外源激素调控蝴蝶兰开花技术

温度是蝴蝶兰花期控制最为关键的因素之一,处理时间一般为距预定盛花期110～140天,处理的适宜日温为25℃～27℃,夜温为15℃～18℃。根据蝴蝶兰开花习性与生长发育规律,生产中可在高温下适用外源GA3、IBA、IAA等激素代替低温缩短诱导开花时间。     

中国大豆不同生态类型开花至成熟期对光周期的反应

选用来自中国不同大豆生态区的１５个代表品种,比较了不同产地、不同生育期、不同播期类型的大豆品种开花后光周期反应的差异。结果表明,大豆品种在开花后光周期反应方面存在着广泛的遗传多样性。中国大豆典型生态类型开化后光周期反应敏感性有以下顺序：南方秋豆〉南方夏豆〉黄淮夏豆〉南方春豆、黄淮春豆〉北方春豆。试验中发现,大豆品种开花至成熟期各阶段长度与它们在自然条件下出苗至初花的日数正相关。供试的早熟品种开花后     

大豆品种自贡冬豆花芽分化及开花逆转过程的形态解剖学研究

研究了光周期反应敏感的晚熟大豆[Glycine max (L.) Merr.]品种自贡冬豆在正常花芽分化和开花逆转过程中的解剖学特征。光周期处理包括连续短日照（SD, 12 h）、连续长日照（LD, 16 h）和13 d短日后转入长日(SD13d-LD)3种。结果表明, 自贡冬豆在连续短日条件下可正常开花结实;经13 d短日照处理后移至长日照下约50％的植株发生开花逆转,另外50％的植株形成短的顶端花序;在连续长日照下保持营养生长。短日照不仅促进大豆的生殖发育, 而且加快出叶速度。短日处理3 d基部叶腋开始分化花芽;13 d顶端分生组织开始分化花序,19 d顶端花序分化结束,29 d植株开花。SD13-LD处理,在移至长日照的最初14 d内,顶端分生组织继续分化花原基,但分化速度比连续短日处理慢,分化出的花芽数目少。长日处理20 d（出苗后33 d）左右,约50％植株的顶端分生组织逆转到营养器官的分化。在连续长日条件下,顶端分生组织一直分化叶片。还讨论了叶片和花器官的同源性。     

大豆GmGBPl基因参与暗形态建成反应

于2012-2013年对GmGBPl过表达烟草植株的研究结果表明该基因在黑暗下促进植株的黄化,抑制子叶的展开、促进下胚轴的伸长。并且Gm,GBP1启动子启动GUS在转基因拟南芥中表达,GUS染色结果表明大豆GmGBPl启动子表达受黑暗强烈诱导,综上所述,该基因可能参与大豆暗形态建成过程。     

大豆转录因子基因GmMYBJ7的表达及功能分析

MYB转录因子广泛参与植物的生长、发育、生理代谢的调控及胁迫应答,它们均具有保守的MYB结构域。GmMYBJ7是从大豆中分离获得的一个新的MYB基因(GenBank登录号:DQ902864)。亚细胞定位检测结果表明,Gm-MYBJ7蛋白定位于细胞核中;半定量RT-PCR检测结果显示,在紫外辐射、高盐及干旱(PEG)等非生物胁迫处理下,GmMYBJ7在大豆品种吉林3号中的表达量明显降低;构建植物表达载体pCAMBIA2301-GmMYBJ7,利用农杆菌介导法转化烟草NC89,在GmMYBJ7的阳性转化受体中,总黄酮的含量则明显减少。推测GmMYBJ7可能通过对类黄酮生物合成的调控参与植物的基础生理代谢。     

伪应答因子PRRs在不同植物光周期调控开花中的作用

在光周期调控高等植物开花途径中,伪应答基因家族(pseudo response regulator, PRR)位于核心环节中央振荡器内,是重要的调控基因,既要保证输入信号的振荡处理又要调控节律信息向下游基因的传递。根据多种作物开花表现分析,PRRs基因是开花抑制因子,过表达时植物表现晚花。进化树分析伪应答基因家族主要分为PRR1 (TOC1)、PRR3/PRR5、PRR7/PRR9三个分支,在核心振荡器中按照时序依次表达。本研究总结了4种常见作物和2个其他植物中,PRRs基因的作用及与其他重要相关基因间的调控关系当前研究进展。     

大豆GmNF-YC2基因的克隆与功能分析

NF-Y (nuclear factor-y)是真核生物中普遍存在的一种转录因子复合物, 是由3个不同的亚基(A, B, C)组成, 并通过作用于其他调控因子的启动子来调节目的基因的表达。本文从大豆KN18中克隆大豆NF-YC基因GmNF-YC2, 并且利用实时荧光定量PCR (qRT-PCR)分析其表达模式, 发现GmNF-YC2的表达受光调控, 并在开花期第3复叶中表达量最高。结果表明, GmNF-YC2在大豆光周期开花调节中起重要作用。拟南芥原生质体瞬时表达实验证实, GmNF-YC2蛋白定位在细胞核中。这为大豆NF-YC家族基因的功能研究提供重要依据。     

矮杆和半矮杆大豆突变体植株生长对外源GA3的响应

矮杆和半矮杆突变体是研究植物基因功能和培育高产作物新品种的重要材料。本研究以矮杆和半矮杆大豆突变体与各自野生型品种为材料, 利用外源赤霉素(GA₃)处理不同发育时期植株, 研究植株生长速率和成熟期株高性状发育对外源GA₃的响应及主茎纵向细胞的形态学变化, 分析两类突变体与各自野生型之间的内源赤霉素含量差异。结果表明, 外源GA₃(40 mg L^-1)对半矮杆和矮杆突变体的作用效果明显不同, GA₃处理后半矮杆突变体植株在不同测定时段的平均生长速率达到2.76 cm d^-1, 而矮杆突变体的平均生长速率仅为0.92 cm d^-1, 而且成熟期半矮杆突变体植株的平均高度、主茎平均节间长度与节间纵向细胞长度均显著超过对照, 外源GA₃能够恢复其正常的野生型株高表型; 而矮杆突变体较对照的上述3项增幅均明显小于半矮杆型, 外源GA₃不能恢复其正常的野生型株高表型。说明半矮杆突变体的植株生长对外源GA₃有明显响应, 为GA₃敏感型突变体; 而矮杆突变体仅在生育前期对外源GA₃有一定程度响应, 为GA₃钝感型突变体。半矮杆和矮杆突变体成熟期植株的内源GA₃₊₁含量均显著低于各自野生型品种, 这可能是二者表型矮化的生理原因。     

大豆细胞周期G1/S期阻滞对镉胁迫的应答调控机制

选取对Cd抗性不同的两个大豆品种为试验材料,采用培养皿双层滤纸法培养幼苗,分别添加不同Cd浓度溶液处理,Cd浓度设为0～2.5 mg/L处理4 d,通过对幼苗根尖细胞周期和相关基因表达的研究,旨在探讨Cd胁迫下大豆细胞周期G1/S期阻滞调控的应答机制。结果表明,不同的Cd浓度处理均能引起大豆幼苗根尖DNA的损伤,造成基因组的不稳定性,Cd处理后‘辽豆10号’细胞周期阻滞在G1/S期,而‘沈农豆20’则是阻滞在G2/M期;DNA损伤检验点基因ATM和ATR的表达量与Cd浓度呈明显的倒U型剂量-效应关系;DNA错配修复基因MSH2和MSH6的表达量与Cd浓度呈明显的倒U型剂量-效应关系。Cd胁迫引起DNA损伤被MRN蛋白复合体识别,从而诱导ATM激活,然后ATM通过磷酸化p21抑制CDK在cyclin-Cdk/PCNA复合体中磷酸化,使转录活化因子E2Fa不能脱离Rb控制,失去转录活化因子的作用,从而使细胞被阻断在G1/S期。     

大豆栽培调控技术

大豆栽培调控技术韦柏林,宋成海(广西浦北县农业局535300)1994年我们在石冲镇石冲村公所进行试验。土壤为沙壤土,无灌溉条件,肥力属中下等,阳光足,前作春甘薯。试验设7个处理,Ｖ7(习惯施删：灰粪4500kg/hm²、石灰300kg/hm²做种肥……     

ABA与GA对水稻籽粒灌浆的调控

灌浆初期籽粒中ABA(脱落酸)含量(ng g-1FW)和ABA与GA(赤霉素)的比值，强势粒高于弱势粒，籽粒充实度好的组合高于籽粒充实度差的组合。开花后2天，喷施外源ABA，籽粒中ABA含量和ABA/GA增大，喷施外源GA后籽粒中GA含量增加，ABA/GA减小。低浓度(15mg/L)ABA处理后，灌浆初期籽粒中ADPG焦磷酸酶和淀粉合成酶活性及淀粉含量增加，     

矮杆和半矮杆大豆突变体植株生长对外源GA3的响应

矮杆和半矮杆突变体是研究植物基因功能和培育高产作物新品种的重要材料。本研究以矮杆和半矮杆大豆突变体与各自野生型品种为材料, 利用外源赤霉素(GA₃)处理不同发育时期植株, 研究植株生长速率和成熟期株高性状发育对外源GA₃的响应及主茎纵向细胞的形态学变化, 分析两类突变体与各自野生型之间的内源赤霉素含量差异。结果表明, 外源GA₃(40 mg L^-1)对半矮杆和矮杆突变体的作用效果明显不同, GA₃处理后半矮杆突变体植株在不同测定时段的平均生长速率达到2.76 cm d^-1, 而矮杆突变体的平均生长速率仅为0.92 cm d^-1, 而且成熟期半矮杆突变体植株的平均高度、主茎平均节间长度与节间纵向细胞长度均显著超过对照, 外源GA₃能够恢复其正常的野生型株高表型; 而矮杆突变体较对照的上述3项增幅均明显小于半矮杆型, 外源GA₃不能恢复其正常的野生型株高表型。说明半矮杆突变体的植株生长对外源GA₃有明显响应, 为GA₃敏感型突变体; 而矮杆突变体仅在生育前期对外源GA₃有一定程度响应, 为GA₃钝感型突变体。半矮杆和矮杆突变体成熟期植株的内源GA₃₊₁含量均显著低于各自野生型品种, 这可能是二者表型矮化的生理原因。     

大豆种子颜色遗传调控机制研究进展

大豆种子颜色是重要的形态标记和进化性状,在驯化过程中种皮从黑色逐渐演变成黄、绿、褐及双色,子叶从绿色进化出黄色。深色种子中含有较多的天然色素——花色素,具有药用和营养价值。因此,种子颜色的遗传调控机制研究对进化理论和实际应用均具有重要意义。种子中色素含量及组分构成导致多样的种皮颜色,其分子调控机制复杂。本文主要阐述了控制大豆种子颜色的遗传位点、相关基因与调控机制、类黄酮生物合成途径三方面的研究进展。具体介绍了9个经典遗传位点I、R、T、O、W1、K1、G、D1、D2和相关分子标记,以及位点间的相互作用; 23个调控种子颜色的相关基因,与部分基因等位变异的调控机制;相关基因参与的类黄酮生物合成途径和主要代谢产物的生理功能。通过综述归纳了大豆种皮、种脐、子叶颜色的遗传调控研究进展,利用遗传位点、基因、等位基因调控机制及类黄酮代谢途径绘制出调控网路,以期为种子外观品质及花色苷组分遗传改良等研究提供参考。