小立碗藓原生质体细胞壁再生过程观察

[目的]小立碗藓具有遗传背景清楚、活体观察方便、生活史短、再生能力强等特点,是研究发育的理想模式植物.[方法]应用0.5％的崩溃酶将生长7d的原丝体酶解,得到新鲜原生质体,先过滤再用8％的甘露醇洗涤,在含有为8％的甘露醇的BCDA液体培养基内培养2d和4d.采用新鲜原生质体、再生2d和再生4d的原生质体作材料,使用透射电镜,观察不同时期原生质体的细胞壁再生过程,并运用实时荧光定量PCR技术分析了细胞壁再生相关基因的表达.[结果]研究结果表明,原生质体培养2d后开始有微纤丝发生,在原生质体培养4d时形成细胞壁结构,细胞开始进行分裂.分析细胞壁再生相关基因的表达量,发现在新鲜原生质体中基因表达量最低,原生质体培养2d和培养4d后,基因表达量均比在新鲜原生质体中的表达量高.[结论]小立碗藓原生质体在液体培养基中培养2d微纤丝发生;原生质体培养4d形成完整的细胞壁结构.     

水稻原生质体制备条件的优化及其细胞壁变化的快速检测

以疣粒野生稻和栽培稻02428的成熟种子为材料,对愈伤组织的诱导和继代、胚性悬浮细胞系建立、原生质体制备、再生细胞团分化及植株再生进行研究。结果表明:(1)水稻愈伤组织诱导的最佳2,4-D浓度为0.014mmol/L;(2)胚性悬浮细胞系建立的最佳条件为AA悬浮培养基+0.009mmol/L 2,4-D,每25mL液体培养基加入0.4g愈伤组织的初始接种量,7d的继代周期;(3)原生质体制备的最佳条件为20g/L纤维素酶+1g/L果胶酶,酶解5h,800r/min离心5min;(4)用荧光增白剂(VBL)细胞壁染色液可以快速、准确的检测原生质体制备及培养过程中细胞壁的变化情况。     

不同质膜稳定剂对烟草原生质体细胞壁再生的影响

质膜稳定剂能增加完整原生质体数量,防止质膜破坏,促进原生质体细胞壁再生和细胞分裂形成细胞团。本研究拟在原生质体酶解液中分别加入CaCl2.2H2O、KH2PO4、MES 3种质膜稳定剂,或3种质膜稳定剂组合分离、提纯、培养原生质体,探讨3种质膜稳定剂对烟草原生质体细胞壁再生的影响。结果表明:3种质膜稳定剂对于解离出的原生质体的质量及原生质体细胞壁再生和原生质体细胞分裂都有一定影响,最佳浓度分别为CaCl2.2H2O 10 mM、KH2PO40.7 mM、MES 5 mM;3种质膜稳定剂组合以CaCl2.2H2O 5 mM、KH2PO40.35 mM与MES 2.5 mM的组合最佳,原生质体壁再生率达88.5%,细胞分裂率达77.5%,表明能最快促进烟草原生质体细胞壁再生及细胞分裂生长。     

白桦木质部原生质体初生细胞壁再生过程转录组分析

  目的  木质部细胞壁的组成及特性是决定材性的重要因素,研究木质部细胞壁形成的分子调控机制对于木材改良具有重要意义。本研究探究了白桦木质部原生质体初生壁再生过程的分子调控机制,并鉴定出重要调控基因,旨在为林木材性性状研究提供数据和材料。  方法  分别以培养0 h和2 h的白桦木质部原生质体为材料,通过荧光增白剂染色观察初生壁再生过程。利用转录组分析技术研究初生壁再生前后的差异表达基因及其参与的调控途径,将检测到的差异表达基因在GO、KEGG、PlantTFDB数据库中进行比对分析。  结果  荧光显微镜观察结果显示:原生质体分离后不具有细胞壁,培养2 h再生初生细胞壁。以|log₂（FC）| ≥ 1（FC为差异倍数）且q < 0.05为标准筛选差异基因,结果显示:相较于刚分离的原生质体,培养2 h的原生质体中检测到4 396个上调表达的基因,4 056个下调表达基因,总计8 452个差异表达基因。其中GO数据库共注释到10个显著上调条目,KEGG数据库注释到10个显著差异代谢通路,PlantTFDB数据库共注释到16个家族的360个差异表达转录因子。GO注释结果表明,DNA复制、细胞周期相关基因上调表达。KEGG注释结果表明,谷胱甘肽、α-亚麻酸等与抗逆代谢相关的基因下调表达,果胶脂酶相关基因上调表达。PlantTFDB注释结果表明,bHLH、NAC、MYB、bZIP等与细胞壁合成密切相关的转录因子均差异表达。  结论  培养2 h的木质部原生质体处于细胞壁再生及分裂准备状态,DNA复制、细胞周期、多糖合成代谢等相关基因在白桦木质部原生质体培养及初生细胞壁形成过程中起调控作用。      

水稻原生质体电融合适宜条件的研究

水稻原生体电融合适宜条件为：交流电场强度２５０Ｖ／ｃｍ；交频率５００ｋＨｚ；脉冲强度１．６ＫＶ／ｃｍ；脉冲宽度５０ｕｓ；脉冲个数为２。此时的１对１融合率为１４．９％，总融合率达２４．９％。在此条件下，电场处理对原生质 体活力无明显的影响。     

水稻小孢子原生质体分离研究

初步研究了分离水稻小孢子原生质体的条件,首次从具小萌发孔的水稻小孢子中分离出原生质体．小孢子原生质体的分离途径是：小孢子在混合酶液作用下,质膜先脱离小孢子壁,然后原生质体缓慢地从萌发孔中挤出．混合酶液中的渗透压高低和分离时的温度条件对小孢子原生质体的分离有很大影响,在２４℃温度和０．６ｍｏｌ／Ｌ甘露醇的渗透压下分离效果最佳,此时原生质体的分离率达到９．８％～１１．２％．     

水稻原生质体培养及应用研究进展

本文综述了近十年水稻原生质体培养研究的进展及其在远缘杂交、细胞融合、基因转移技术等方面应用。自1985年以来水稻原生质体培养取得了突破性进展。粳稻、籼稻、爪哇稻和野生稻种的原生质体培养相继成功,从中筛选出许多适于原生质体培养的水稻品种或品系。随着培养技术的完善,水稻与其他远缘植物(如稗草、野生稻等)细胞杂交、应用电导基因或PEG 法将外来DNA 直接导入水稻原生质体中的基因转移技术都得到了应用和发展。     

水稻原生质体高效培养技术的研究

用１６个基因型水稻成熟胚在ＭＳ和Ｎ６培养基上筛选建成悬浮细胞系９个,原生质体再生植株３个。使用一步法或两步法较常规的分步法缩短建成悬浮细胞系时间２０～３０天。使用“三合一”培养基（即Ｎ６大量元素、ＭＳ微量元素和Ｂ５有机物等）和固液双相培养法较琼脂糖包埋法及液体浅层培养法显著提高原生质体培养的植板率。     

卷烟包装材料中荧光增白剂的UPLC测定

建立了卷烟滤嘴接装纸、成型纸中荧光增白剂ABP、VBL检测的UPLC方法。样品采用N,N-二甲基甲酰胺超声提取30 min,采用ACQUITY UPLC BEH C18(50 mm×2.1 mm,1.7μm)色谱柱分离,用乙腈/水(V/V=20∶80,流速0.3 m L/min)混合液洗脱,荧光检测器检测。该法前处理简单,回收率高,精密度好,适用于卷烟滤嘴成型纸和接装纸荧光增白剂的测定。     

以水稻叶片细胞壁为模板矿化合成纳米SiO2

人工培养条件下施用正硅酸乙酯(TEOS),通过化学调控在水稻叶片外表皮细胞间隙以细胞壁为模板生物矿化合成纳米尺寸有序SiO2材料.结果表明:SiO2材料有序结构体为条形片状,每条长150～200 nm,宽约50 nm.各纳米SiO2结构体互相堆积规整取向,结构体间有1～5nm的“重叠区”,构成相隔50 ～ 70 nm的周期性有序空间结构.能谱分析显示矿化纳米SiO2材料主要含有Si、O和C元素.     

Evaluating Kinetic Composing of Cell Wall for Low-Fiber Mutation Rice

The work compared the differences of low fiber mutation rice (LF, Nendao) that selectedthrough gamma-ray (γ) with parental variety Shuangkezao (CK) on their biologicaldevelopment and cell wall composing after rice heading stage. Comparing with parentalrice, LF rice revealed an advantage on its vegetative growing by increasing the yieldsof leave blade, leave sheath and stem for 27.77, 30.19 and 37.96% respectively. And thecellulose content of LF rice straw was decreased remarkably for 23.9%, the hemicellulose,lignin and biogenic silicon contents were increased contrarily for 11.94, 8.79 and 5.60%respectively. Moreover, the crude protein content was increased by 20.71% for LF rice andwith an improvement on its solubility for 63.49% concomitantly. The results indicatedthat the Iow-fiber mutation rice exhibited its potential as a fodder-rice variety or asdual-purpose rice to improve fiber degradability of straw.     

水稻纹枯病菌胞壁降解酶的产生及致病作用

水稻纹枯病菌(Rhizoctonia solaniKühn)在改良的Marcus培养液中能产生多聚半乳糖醛酸酶(PG)、纤维素酶(Cx)、果胶甲基半乳糖醛酸酶(PMG)、多聚半乳糖醛酸反式消除酶(PGTE)和果胶甲基反式消除酶(PMTE)5种胞壁降解酶,其中PG、Cx和PMG活性较高,而PGTE和PMTE活性很低。病菌产生胞壁降解酶的最佳条件是:在pH5培养液中28℃下静置培养6 d。病菌接种水稻叶鞘后也能显著产生PG、Cx和PMG等胞壁降解酶,并且病斑外侧褪绿部酶活最高,平均为对照(健康部)的3.4倍;其次是褐色部,酶活总量平均为对照的2.9倍;病斑中央枯白部酶活较低,但明显高于对照。这一结果提示,在病菌侵染和扩展过程中胞壁降解酶起重要作用。果胶酶(PG、PMG)和纤维素酶(Cx)无论是单独处理还是混合处理,对水稻叶鞘都具有显著地损伤细胞膜和浸渍组织的作用。     

低纤维基因突变水稻稻草细胞壁组分动态发育分析

 以中国水稻研究所通过伽马射线照射选育的低纤维基因突变体水稻(嫩稻Nendao)与亲本双科早(Shuang-kezao)为研究试材,分析水稻抽穗后的细胞壁纤维构成生物学动态发育与特点。在相同种植条件下,低纤维基因突变体选育的嫩稻表现出较强的营养体生长优势,收获期叶、鞘、茎生物产量分别较亲本提高27.77%、30.19%和37.96%。与亲本相比,嫩稻稻草的细胞壁纤维素含量明显降低(-23.9%),而细胞壁在动态发育过程中,通过自我补偿能力,提高半纤维素(11.94%)、木质素(8.79%)与硅化物(5.60%     

水稻叶鞘原生质体转化体系的构建及Pik-H4和AvrPik-H4蛋白的瞬时表达

【目的】探索水稻叶鞘原生质体最佳游离时间以及转化时间,提高瞬时表达效率,在蛋白水平对目的基因进行检测且大批量表达。探索该系统表达抗稻瘟病蛋白Pik1-H4、Pik2-H4及无毒蛋白Avr Pik-H4的可行性,对目的基因的功能进行分析。【方法】以高抗稻瘟病品种H4及对照品种中二软占作为试验材料,利用1/2 MS培养基种植水稻幼苗25℃恒温培养7—10 d。利用纤维素酶及离析酶对水稻叶鞘进行酶解,血球计数板分别统计游离1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11和12 h的细胞数目获得最佳的酶解时间。将目标基因Pik1-H4、Pik2-H4及Avr Pik-H4分别与GFP融合,构建瞬时表达载体,利用PEG介导转入水稻叶鞘原生质体。设置转化10、12、14、16、18、20、22和24 h,分别提取细胞总RNA,UBQ管家基因为对照,设计GFP特异性扩增引物,利用实时荧光定量PCR(q RT-PCR)检测GFP的相对表达量,探索最佳的转化时间。通过激光共聚焦扫描显微镜对目标基因进行亚细胞定位观察,推测基因功能。提取细胞总蛋白,以Anti-GFP为一抗用Western blot对目标蛋白表达进行验证。【结果】相对室温土壤栽培,营养丰富且均衡的1/2 MS培养基恒温种植的水稻幼苗质量更优质,活力更高。游离时间的长短对游离效率影响较大,游离的最佳时间为4—6 h,在3—4 h细胞游离数目增长速度最快,4—6 h细胞数量趋于平稳,6 h以后细胞总量呈现下降趋势,特别是7 h以后,显微下细胞碎片增多,细胞死亡速度加快。检测GFP的相对表达量,获得最佳转化时间为14—16 h,16 h达到最高值,之后逐渐下降。随着时间的推移,荧光显微镜下观察到GFP蛋白发出的荧光逐渐淬灭。亚细胞定位观察发现Avr Pik-H4蛋白主要被定位于水稻细胞膜上,初步推测是一种膜蛋白,通过某种形式运输到宿主细胞作为激发子触发一系列反应。Pik-H4是高效广谱抗稻瘟病基因,分为Pik1-H4和Pik2-H4两个部分,Pik1-H4主要定位在内质网,Pik2-H4主要定位在质体,从定位结果初步推定Pik1-H4可能主要参与Avr Pik-H4蛋白的识别反应,Pik2-H4主要起到调控下游抗病的作用。Western blot结果显示目标蛋白表达成功,分子大小正确。Pik1-H4和Avr Pik-H4的表达量高于Pik2-H4,说明分子量的大小不是影响转化效率的关键因素。【结论】水稻叶鞘原生质体瞬时表达系统具有高效快速的特点,通过对游离及转化时间的探索为水稻瞬时表达体系的广泛实践应用提供参考。目标基因的成功表达为Pik-H4与无毒蛋白互作机制的研究提供了有价值的理论依据。     

水稻应用腐秆剂效果研究

水稻应用腐秆剂效果研究表明:施用腐秆剂能加速稻草腐烂,有效提高单位面积有效穗数、每穗粒数和结实率,从而达到增加土壤有机质和提高产量的目的。     

水稻壮秧营养剂对秧苗的生理影响

为探讨壮秧营养睦软盘旱育秧和苗床旱育秧的壮秧效果及机理,以水稻品种中－１００,湘早籼２８号和中优早８１为供试材料,比较研究了４种壮秧营养剂对水稻软盘旱育和苗床旱育秧苗的生理影响,结果表明：壮秧营养剂Ｔ１,Ｔ２和Ｔ４对苗床旱育秧苗的根为九和茎数和茎基宽比对照显著提高;壮秧营养剂Ｔ１,Ｔ２和Ｔ３对软盘早育秧苗的生理影响主要表现为根干重、根系α－萘胺氧化力、根系总吸收表面积和活跃表面积、叶片含氮量及叶绿