槲皮素促进拟南芥生长素极性运输的研究

用含有外源槲皮素的培养基种植拟南芥，探讨槲皮素对拟南芥生长素极性运输的影响。     

槲皮素促进拟南芥生长素极性运输的研究(英文)

Study on the role of quercentin in polar auxin transportation. Arabidopsis was cultured on medium supplemented with quercetin to observe the growth of hypocotyls,14C-IAA transport assays were conducted to measure the auxin transport activity. The results showed that Arabidopsis mutant aux1 which had been deficient in auxin influx transportion obviously recovered the ability after cultured on the medium with quercetin. The polar auxin transport was promoted by the addition of quercetin. These results indicated that quercetin could promote polar auxin transport in vivo.     

Quercetin Promotes Auxin Transport in Arabidopsis thaliana

Study on the role of quercentin in polar auxin transportation. Arabidopsis was cultured on medium supplemented with quercetin to observe the growth of hypocotyls,14C-IAA transport assays were conducted to measure the auxin transport activity. The results showed that Arabidopsis mutant aux1 which had been deficient in auxin influx transportion obviously recovered the ability after cultured on the medium with quercetin. The polar auxin transport was promoted by the addition of quercetin. These results indicated that quercetin could promote polar auxin transport in vivo.     

拟南芥液泡分拣蛋白AtVPS25调控植物生长素响应的功能分析

【目的】鉴定生长素胁迫条件下纯合突变体vps25的表型,获得拟南芥液泡分选蛋白AtVPS25的互作蛋白,并分析AtVPS25和其互作蛋白在生长素响应过程中的功能及其分子机制。【方法】根据“三引物法”鉴定突变体;通过观察拟南芥vps25突变体在外加生长素的培养基上的表型,鉴定AtVPS25的功能;以AtVPS25为诱饵蛋白,采用泛素分离系统筛选在拟南芥中与其互作的蛋白;利用酵母互作试验和双分子荧光互补试验（BiFC）验证AtVPS25与AtAIR12（for Auxin-Induced in Root cultures）的互作关系;鉴定AtVPS25和AtAIR12蛋白在植物细胞中的定位情况;采用Real-time PCR方法,分析在生长素处理条件下,部分生长素运输相关基因在拟南芥vps25突变体中的表达变化。【结果】Real-time PCR结果显示,10 μmol•L-1 IAA处理条件下,在野生型拟南芥（WT）中,AtVPS25的表达量随着胁迫时间的增长而增高,并在12 h达到最高,约为0 h的40倍,证明AtVPS25受生长素处理的诱导表达。利用泛素分离系统筛库获得AtVPS25的互作蛋白AtAIR12、AtVPS25与AtAIR12全长蛋白序列的酵母双杂交试验证明AtVPS25与AtAIR12互作。亚细胞定位试验证明AtVPS25定位在细胞膜和细胞质中,AtAIR12定位在细胞膜及叶绿体膜上。BiFC（双分子荧光互补）试验结果显示,AtVPS25蛋白与AtAIR12蛋白互作,并且互作位点在细胞膜和细胞质中。突变体鉴定获得纯合突变体vps25。vps25在0.1 mg•L-1 IAA条件下生长,表现为主根伸长受到抑制,并且相对同一条件下的WT的主根长度差异极显著（P＜0.01）,而同时侧根数无明显差异,这与已报道的air12-1突变体在生长素处理条件下的表型相似。10 μmol•L-1 IAA处理时,在WT背景条件下,AtAIR12的表达量对IAA响应明显,并且随着胁迫时间的增长而增高,在12 h时达到最高,约为0 h的80倍,证明10 μmol•L-1 IAA处理条件下,WT中AtAIR12表达量的变化趋势与AtVPS25完全相同。同时在vps25突变体背景条件下,AtAIR12的表达相对于WT受到抑制,在0-24 h表达量无明显变化。此外,在vps25突变体背景条件下,生长素输出载体基因AtPIN2相对于WT中表达量降低,生长素输入载体基因AtLAX2相对于WT中表达量提高。【结论】拟南芥液泡分拣蛋白基因AtVPS25受IAA诱导表达,参与调控植物主根的发育,AtVPS25可以与生长素响应蛋白AtAIR12在细胞质和细胞膜上互作,AtVPS25调控部分生长素相关基因的表达,AtVPS25通过调控这些下游基因的表达影响生长素在根部的响应。AtVPS25与AtAIR12的调控机制需要进一步深入研究。     

拟南芥开花相关的分子调控机制的研究

植物开花是基因与环境因子协同调节的复杂过程。对于拟南芥开花的调控过程,主要分为温度途径、光周期途径、自主途径、春化途径、年龄途径和赤霉素途径六个主要途径,然后SOC1和FT等开花途径整合因子感知来自不同途径的信号,并且将信号传递给花分生组织决定基因LFY和AP1,从而完成对开花时间的精准把握和控制,最终完成拟南芥开花的整个形态建成过程。该研究就这六条主要调控机制如何调节拟南芥开花进程的机理做进一步的介绍和阐述。     

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。     

超高效液相色谱法测定拟南芥芥子油苷

将已有的拟南芥芥子油苷高效液相色谱(HPLC)检测方法转换为超高效液相色谱(UPLC)方法,通过条件优化改进,建立拟南芥芥子油苷UPLC检测方法。该方法采用Waters ACQUITY UPLC HSS T3色谱柱(50 mm×2.1 mm,1.8μm),以超纯水和甲醇为流动相进行梯度洗脱,流速为0.40 mL·min-1,检测波长229 nm,进样量5μL,内标为苯甲基芥子油苷。利用此方法测得样品的日内和日间精密度均小于9.62%,用此方法与HPLC法测定生长10周的拟南芥莲座叶中各种芥子油苷组分含量一致。方法简单、快速、准确,适用于拟南芥芥子油苷组分及含量的分析。     

拟南芥营养突变体的初步筛选

采用发芽和幼苗试验探索了筛选拟南芥抗某些抑制性物质的适宜浓度,其中2,4-D,6－BA,NaCl,AI3 ,Cu2 ,CrO4或2,4-DNP分别是10μmol．L-1,5μmol．L-1,2O0μmol．L-1,500μmol．L-1,20μmol．L-1,500μmol．L-1和18μmol．L-1。在该浓度下对经化学诱变处理获得的M2种子进行了发芽法筛选,得到了在高浓度抑制物存在时表现不同的可能突变株。     

禾谷镰刀菌侵染拟南芥的研究

本研究采用禾谷镰刀菌侵染拟南芥,结果表明,在拟南芥开花初期,采用分生孢子悬浮液喷雾接种,能够引起花组织和角果产生病变,菌丝进一步扩展到整个植株中,最终引起植株坏死。用组织染色及特异引物进行PCR扩增,证实接种菌已侵入植物组织。说明拟南芥可用来进行禾谷镰刀菌侵染过程的相关分析,也可为筛选抗赤霉病的基因提供新思路。     

不同生态型拟南芥FLC基因的序列分析

[目的]对拟南芥春化作用相关基因FLC的序列分析。[方法]先期经过对拟南芥自然群体的春化反应的QTL分析,发现拟南芥5号染色体上有一个与开花有关的QTL,本实验就是运用序列分析确定它与FLC基因是否具有同源性。[结果]意大利拟南芥与瑞典拟南芥在第27位、第461位、第501位、第638位、第738位、第884位碱基上不同。虽然这些碱基有所不同,但是密码子编码出来的第9个氨基酸、第167个氨基酸、第246个氨基酸,由于密码子的简并性,编码的蛋白质均相同。[结论]拟南芥具有丰富的遗传多样性,其FLC基因序列长度高度保守、碱基变异位点丰富密码子的简并性它们均编码同一种氨基酸对拟南芥生长没有影响。这表明拟南芥的基因序列会受到环境的影响。     

野生型拟南芥叶片愈伤组织诱导的研究

[目的]研究野生型拟南芥叶片愈伤组织的诱导。[方法]以野生型拟南芥叶片为外植体,通过将其切段后接种在添加有不同浓度6-BA和NAA的MS培养基上,研究了拟南芥愈伤组织的诱导和再生植株。[结果]6-BA对于愈伤组织诱导不可缺少,但其浓度太高易产生玻璃化;NAA单独使用利于生根,配合6-BA使用利于分化芽;获得最适愈伤组织诱导培养基为MS＋0.50mg/L6-BA＋0.10mg/LNAA,愈伤组织诱导率可达100%。[结论]为进一步开展拟南芥的遗传转化或细胞培养奠定了基础。     

用最短路径传递共表达预测拟南芥基因功能

提出基因之间传递共表达可作为一个重要因素来连接同一代谢通路中的基因,而同一代谢通路中的功能相似的基因都是高表达相关的.因此可通过求代谢通路下的最短路径,南同在一条最短路径上的与未知基因高表达相关的已知基因来预测末知基因的功能.通过用最短路径算法分析拟南芥代谢通路下的共表达数据对未知基因的功能进行预测,证明了此方法可以预测出拟南芥代谢通路下未知基因的功能,并验证了通过在代谢通路下求最短路径来预测基因功能的方法具有一定的可行性和有效性. Abstract： The present paper predicted the function of unknow genes by analyzing the co-expression data of Arabidopsis thaliana from biological pathway based on the shortest-path algorithm.This paper proposed that transitive co-expression among genes can be used as an important attribute to link genes of the same biological pathway.The genes from the same biological pathway with similar functions are strongly correlated in expression.Moreover,the function of unknown genes can be predicted by the known genes where they are strongly correlated in expression lying on the same shortest-path from the biological pathway.Analyzing the Arabidopsis thaliana from the biological pathway,this study showed that this method can reliably reveal function of the unknown Arabidopsis thaliana genes and the approach of predicting gene function by transitiving coexpression in shortest-path is feasible and effective.     

拟南芥山奈酚糖苷对UV-B辐射的响应

以拟南芥(Arabidopsis thaliana)为材料,通过施加低强度(40μw·cm-2)和相对长时间(7 d)的UV-B辐射,研究拟南芥幼苗和成苗中三种山奈酚糖苷即山奈酚-3-O-鼠李葡萄糖基-7-O-鼠李糖苷(K1)、山奈酚-3-O-葡萄糖基-7-O-鼠李糖苷(K2)、山奈酚-3-O-鼠李糖基-7-O-鼠李糖苷(K3)含量及合成途径关键酶编码基因表达水平对UV-B辐射的响应.结果表明,拟南芥幼苗三种山奈酚糖苷含量均为成苗的10倍左右.经过7 d的UV-B辐射处理,拟南芥幼苗中山奈酚糖苷积累水平、合成途径关键酶编码基因chs和fls1的相对表达量均显著高于对照植株,山奈酚糖苷表现为响应UV-B辐射而积累.在拟南芥成苗和幼苗中三种山奈酚糖苷组合模式应对UV-B辐射的变化并不一致,这与其在防御机制中的不同角色有关     

拟南芥POT基因密码子使用特性分析

运用CodonW程序对拟南芥(Arabidopsis thaliana)POT基因密码子组成、同义密码子使用频率和全长编码区密码子进行分析.结果表明,拟南芥POT基因密码子适应指数(CAI)与同义密码子第三位碱基含量(C3s)、密码子偏爱指数(CBI)均呈显著正相关(P＜0.05),与最优密码子使用频率(FOP)呈极显著正相关(P＜0.01).有效密码子数(ENC)与同义密码子第三位碱基含量(C3s)呈显著正相关(P＜0.05),与GC3s呈极显著正相关(P＜0.01),与同义密码子第三位碱基含量(T3s)呈极显著负相关(P＜0.01).拟南芥POT基因密码子使用相对概率(RSCU)＞1的密码子多以碱基A或T结尾.     

不同生态型拟南芥FLC基因的序列分析

[目的]研究拟南芥春化作用相关基因FLC的序列。[方法]对拟南芥自然群体的春化反应进行QTL分析,发现拟南芥5号染色体上有一个与开花有关的QTL,再运用序列分析确定它与FLC基因的同源性。[结果]意大利拟南芥与瑞典拟南芥在第27、461、501、638、738、884位碱基上不同。但密码子编码的第9、167、246个氨基酸由于密码子的简并性,编码的蛋白质均相同。[结论]拟南芥具有丰富的遗传多样性,由于FLC基因序列长度高度保守、碱基变异位点丰富密码子的简并性,它们均编码同一种氨基酸,对拟南芥生长没有影响。     

一氧化氮对拟南芥气孔运动的影响

利用外源一氧化氮供体硝普钠(sodium nitroprusside,SNP)处理、表皮条检测的方法研究了外源NO(nitric oxide)对拟南芥(Arabidopsis thaliana)气孔运动的影响。结果表明,随着外源NO浓度的增大,气孔关闭的效应也逐渐增大。但该效应可被c-PTIO逆转。此外,就内源NO在光、暗调控的气孔运动中的作用进行了讨论。     

拟南芥莲座叶芥子油苷对聚乙二醇模拟干旱的响应（摘要）（英文）

[目的]研究拟南芥莲座叶芥子油苷对聚乙二醇模拟干旱的响应。[方法]以PEG-6000模拟干旱胁迫,设置对照组和干旱处理组分别培养拟南芥Columbia生态型种子,并在处理后的第0、4、5、6、7天分别取2组拟南芥莲座叶进行生理指标和芥子油苷含量的测定。叶片相对含水量测定采用烘干称重法（水分占叶片鲜重的百分比）;叶片相对电导率和丙二醛（MDA）浓度测定参照李合生的方法;采用高效液相色谱-质谱联用（HPLC-MS）系统进行芥子油苷的测定。[结果]干旱胁迫处理后营养生长时期的拟南芥幼苗莲座叶叶片的相对含水量下降,相对电导率（表征膜透性）及丙二醛浓度增加,受损害程度随处理时间的增加而增强。拟南芥莲座叶芥子油苷总量、脂肪族芥子油苷含量及吲哚族芥子油苷含量均在处理后第5天达到最大值,在处理后第6天迅速下降并低于对照组。各种芥子油苷含量变化存在差异,其中含量最高的4MSOB与芥子油苷总量变化趋势一致且差异显著,脂肪族芥子油苷响应干旱胁迫较吲哚族芥子油苷强烈。4MSOB等部分芥子油苷占芥子油苷总量的比例在干旱处理后发生变化并且与其本身含量变化相关。[结论]干旱胁迫确实对拟南芥莲座叶中芥子油苷总量、脂肪族芥子油苷及吲哚族芥子油苷的含量产生影响,使芥子油苷参与到植物对外界干旱胁迫的防御反应中,但长期的干旱胁迫不利于叶片中芥子油苷的积累。     

野生型拟南芥叶片愈伤组织诱导的研究

[目的]研究野生型拟南芥叶片愈伤组织的诱导。[方法]以野生型拟南芥叶片为外植体,通过将其切段后接种在添加有不同浓度6-BA和NAA的MS培养基上,研究了拟南芥愈伤组织的诱导和再生植株。[结果]6-BA对于愈伤组织诱导不可缺少,但其浓度太高易产生玻璃化;NAA单独使用利于生根,配合6-BA使用利于分化芽;获得最适愈伤组织诱导培养基为MS＋0.50 mg/L 6-BA＋0.10mg/L NAA,愈伤组织诱导率可达100%。[结论]为进一步开展拟南芥的遗传转化或细胞培养奠定了基础。     

铝诱导拟南芥根系分泌苹果酸

铝诱导根系分泌有机酸是酸性土壤中植物抵御铝毒害的重要机制,但拟南芥根系在铝胁迫下分泌有机酸的研究鲜有报道.文章设计了一种适合拟南芥根系分泌物研究的微型系统,研究了铝胁迫下拟南芥(Arabidopsis thaliana Columbia)根系苹果酸的分泌特点.结果表明,建立的拟南芥根系分泌物研究微型系统,能获得长势相对一致的植株和发达的根系,铝能诱导拟南芥根系分泌苹果酸,且分泌量随铝浓度(0,25,50 μmol·L-1)的升高和铝处理时间(2,4,8,12,20 h)的延长而增加;铝处理4h后苹果酸分泌才显著高于对照,说明拟南芥以模式Ⅱ分泌苹果酸.     

拟南芥二氧化碳突变体生理特性的分析

通过远红外成像技术,笔者获得了2个对CO2有反应的拟南芥突变体：二氧化碳敏感突变体（cdsl）和二氧化碳不敏感突变体（cdil）,通过对这2个突变体和拟南芥野生型一些生理特性的分析,探索它们之间的表型差异,以期为进一步的基因功能分析提供思路。同时对突变基因的克隆和功能分析,也会对研究在全球CO2日益增高的环境中提高作物的适应性提供一定的理论基础和研究遗传材料。