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。     

Ca2+参与异三聚体G蛋白调控的拟南芥侧根生长发育过程

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(gpα1-1、gpα1-2)和超表达突变体(wGα、cGα)为材料,在舍有不同质量浓度(0～0.2mg/L)NAA的培养基内,添加常用的钙通道抑制剂,对拟南芥侧根生长发育的形态进行了观测.结果表明:1)在不含Ca2 的培养基内,5种基因型侧根生长发育的差异显著性明显降低.2)在含有电压依赖型钙通道有机抑制剂(异搏定和地而流卓)的培养基内,5种基因型侧根的生长发育与未施加抑制剂的差异显著性一致.3)在舍有不同浓度的3价无机离子的培养基内,5种基因型侧根的生长发育与未施加抑制剂的差异显著性不一致.初步表明了在NAA诱导的拟南芥侧根生长发育过程中Ca2 可能是G蛋白的下游信号.     

异三聚体G蛋白在UV-B诱导拟南芥气孔关闭中的作用

【目的】了解异三聚体G蛋白在紫外线B（UV-B）辐射诱导气孔关闭中的作用,为进一步阐明植物细胞转导UV-B辐射信号的机制提供依据。【方法】以拟南芥（Arabidopsis thaliana）野生型、G蛋白α亚基基因缺失突变体及其超表达株系和组成活化型株系为材料,并结合药理学试验,通过气孔开度分析确定G蛋白在0.5 W•m-2 UV-B辐射诱导拟南芥叶片气孔关闭中的作用。【结果】细菌毒素试验表明,G蛋白抑制剂百日咳毒素（PTX）能显著抑制UV-B诱导的气孔关闭,而其活化剂霍乱毒素（CTX）能模拟UV-B的作用诱导可见光下叶片气孔关闭。遗传学试验显示,UV-B不能诱导异三聚体G蛋白α亚基GPA1功能缺失突变体gpa1-1和gpa1-2的气孔关闭,却能诱导其超表达株系wGα和组成活化型株系cGα的气孔关闭,且cGα在可见光下气孔开度明显小于野生型,在UV-B辐射初期其气孔关闭速度明显快于野生型。【结论】异三聚体G蛋白α亚基参与了UV-B辐射诱导拟南芥叶片气孔关闭的信号转导过程。     

植物G蛋白的种类及异三聚体G蛋白在植物细胞信号转导中的作用

近年来,植物G蛋白（包括异三聚体G蛋白、小G蛋白及超大G蛋白）的存在受到人们的普遍关注,同时它在细胞信号转导过程中起着重要作用,已成为人们研究信号调控的热点问题。阐述了已发现的植物G蛋白的种类,总结了异三聚体G蛋白在植物细胞信号转导中的作用。     

植物异三聚体G蛋白在细胞信号转导中的作用机制研究进展

对近年来植物异三聚体G蛋白在细胞跨膜信号转导过程中作用机制的研究进展进行了综述,重点阐述了植物异三聚体G蛋白在植物细胞信号转导、调节气孔运动、调控花粉萌发及花粉管伸长等方面的重要作用,展望了植物异三聚体G蛋白的研究前景及方向。     

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。     

植物异三聚体G蛋白功能与相关机制研究进展

异三聚体G蛋白参与许多植物进程,包括种子萌发,茎的伸长,根的生长,果实发育以及植物对光,臭氧,激素,病原菌的反应等。文章就植物中异三聚体G蛋白偶联信号途径的研究进展作了综述,并重点讨论了植物异三聚体G蛋白的功能及相关机制。     

异三聚体G蛋白参与小麦抗叶锈病反应的研究

 【目的】研究异三聚体G蛋白是否参与小麦抗叶锈病反应的过程,为更深入地了解小麦抗叶锈病的反应机制奠定基础。【方法】用异三聚体G蛋白的效应剂处理离体培养的小麦叶片后接种叶锈菌观察侵染型的变化。测量经异三聚体G蛋白的效应剂诱导后防卫反应酶活性值,观察变化趋势。另外用半定量RT-PCR方法检测接种毒性菌株和无毒性菌株后异三聚体G蛋白α亚基基因的表达情况。【结果】用激活剂（GTPγS、Mastoparan-7）处理后明显可以推迟叶片发病,而抑制剂百日咳毒素（PTX）作用不明显。用G蛋白的激活剂（GTPγS、Mastoparan-7）处理后防卫反应酶的活性升高,而用抑制剂百日咳毒素（PTX）处理后24 h再接种无毒性叶锈菌菌株,防卫反应酶的活性却无明显的变化。无毒性叶锈菌菌株可以诱导叶片中G蛋白基因表达量升高,毒性菌株抑制G蛋白基因的表达。【结论】异三聚体G蛋白可能参与了小麦抗叶锈病的反应过程。     

不同生长素诱导对拟南芥根生长发育的影响

利用奈乙酸(NAA)、吲哚乙酸(IAA)、吲哚丁酸(IBA)和2,4-D等4种生长素的不同浓度(0,0.01,0.02,0.05,0.1,0.15和0.2 mg/L)的溶液,分别在MS培养基上对拟南芥萌发的幼苗进行处理,对其生根情况进行测定,结果表明:4种生长素都能抑制拟南芥主根生长,促进不定根生长。2,4-D的抑制作用最明显;IBA与IAA的促进作用差异不显著;NAA在0.05 mg/L时,促进作用最强。     

苹果异三聚体G蛋白α亚基基因MdGPA1的克隆及功能鉴定

【目的】异三聚体G蛋白(Heterotrimeric G protein)作为植物生物体内重要的信号转导分子,在感受外界环境刺激、参与植物抗逆反应和跨膜信号转导等方面发挥着重要作用。克隆异三聚体G蛋白α亚基基因MdGPA1,并在烟草中过量表达MdGPA1,对其进行生物学功能鉴定和生理指标分析,为多年生木本植物响应环境因子信号转导过程中的分子机理研究提供参考。【方法】本研究以‘嘎拉’苹果(Malus×domestica‘Royal Gala’)为研究试材,利用同源序列比对和PCR技术,克隆获得MdGPA1。使用MEGA5.0构建GPA1物种间系统进化树;利用qRT-PCR方法检测该基因在苹果受非生物胁迫诱导表达及组织特异性表达情况。构建MdGPA1植物过表达载体,通过农杆菌介导法转化烟草叶片,比较干旱胁迫条件下野生型和转基因株系的表型与生理指标,验证MdGPA1在植物干旱胁迫条件下的生物学功能。【结果】克隆得到苹果异三聚体G蛋白α亚基基因MdGPA1(基因序列号:MDP0000881842),该基因长为1 173 bp,编码390个氨基酸。进化树分析表明MdGPA1与白梨Pb GPA1亲缘关系最近,同源性最高。基因表达分析显示MdGPA1主要在叶片中表达,在根系中的表达量次之,在茎和果实中的表达量较低。定量分析表明,该基因参与干旱、低温和盐等非生物逆境胁迫响应,在150 mmol·L~(-1)Na Cl、150 mmol·L~(-1)甘露醇、10%PEG和4℃胁迫条件下表达量明显下调,在5%H_2O_2胁迫处理下表达量明显上调。在烟草中过量表达MdGPA1,发现MdGPA1转基因烟草表现出对干旱敏感的表型特征,其叶片鲜重、叶绿素含量以及脯氨酸含量明显低于野生型烟草。在地下部,MdGPA1转基因烟草同样表现出对干旱敏感的表型特征;其根系形态相比于野生型较小,干重也明显低于野生型。【结论】MdGPA1参与了植物感受外界环境刺激的过程,对干旱、低温和盐等非生物逆境胁迫都存在着不同程度的响应。在烟草中异源表达MdGPA1后,提高了烟草对干旱的敏感性,转基因烟草表现出不耐干旱的表型,受干旱胁迫比野生型烟草更为严重,说明MdGPA1在响应植物抗旱胁迫中起着负调控作用。     

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。     

活性氧不敏感型拟南芥突变体的遗传特性分析

[目的]研究活性氧不敏感型拟南芥突变体的遗传特性。[方法]拟南芥种子经消毒后,在MS固体培养基上进行培养。培养5~6d后,将幼苗移栽于蛭石上继续培养。开花时,以野生型为父本,突变体为母本,进行杂交,成熟时收获得到F1代种子。将F1种子种于MS培养基上,生长5~6 d后,用10-4mol/L的H2O2处理幼苗,用根弯曲法检测植株对H2O2抗性表现,进行遗传分析。[结果]F1代幼苗,全部不抗H2O2,即根的生长受到抑制。在243个F2代植株中,有184株不抗H2O2,59株抗H2O2,不抗与抗的植株数呈现3∶1的分离。[结论]活性氧不敏感型拟南芥突变体发生了隐性单基因突变。     

Columbia型拟南芥愈伤组织培养研究

以Columbia型拟南芥为供试材料,对其在不同培养基和不同浓度植物激素配比条件下的出愈率及愈伤组织状态进行研究。结果表明,NB培养基可明显提高拟南芥的愈伤组织出愈率,且以NB培养基为基础配以2,4-D2.0mg/L和6-BA1.0mg/L时,拟南芥的愈伤组织生长状态最好。     

卡那霉素对拟南芥幼苗生长的影响

为了解植物基因工程中最早广泛应用的卡那霉素筛选剂对拟南芥幼苗的敏感性及幼苗植株发育的影响,将拟南芥种子播种于MS固体培养基上,在22℃光照16h、18℃黑暗8h的光周期条件下进行培养试验,结果表明:卡那霉素致使拟南芥幼苗黄化现象严重,对拟南芥幼苗子叶和真叶的生长和发育有明显影响,并抑制了幼苗主根的伸长和侧根的发生。与对照相比,卡那霉素处理的拟南芥幼苗的子叶较小、黄化,且没有真叶出现,处理10d时,子叶黄化严重,甚至死亡。另外,卡那霉素处理的拟南芥幼苗的主根较短,同时没有形成侧根。但进一步研究分析发现,卡那霉素处理对拟南芥幼苗根尖的影响具有可逆性,但幼苗主根伸长并没有表现出较大的可逆性。     

潮霉素对拟南芥幼苗生长的影响

为揭示潮霉素与拟南芥幼苗生长发育的关系,研究了不同浓度潮霉素对拟南芥幼苗叶和根生长的影响.结果表明:拟南芥幼苗对潮霉素的抗性浓度约为30 μg/mL;在30 μg/mL潮霉素的作用下,拟南芥幼苗叶生长、主根伸长和侧根形成受到显著抑制,导致拟南芥幼苗较小.