外源蔗糖，Vc对铬诱导的拟南芥主根生长抑制和过氧化物积累的缓解作用

通过水培实验研究重金属铬胁迫下拟南芥主根生长和过氧化物积累情况,以及外源施加蔗糖和维生素C对毒害的缓解作用。结果发现随着铬浓度的升高,植物主根生长受到了明显的抑制,胎盘兰染色表明高剂量的铬造成了主根的根尖细胞的死亡。进一步DAB染色发现铬胁迫诱导植物根尖大量积累过氧化氢,而在胁迫培养基中加入蔗糖和维生素C都可显著改善植物根的生长、减低过氧化氢的积累,并减少铬诱导的根尖细胞的死亡。上述结果表明铬胁迫诱导的拟南芥主根生长的抑制很可能是由于根尖细胞过氧化物积累所致。     

拟南芥尾翼茎突变体tfos基因的分子标记定位

在短日照生长条件下,拟南芥维管发育有一定量的次生生长,可模拟林木木材的形成过程。前期研究中,筛选到 1 个突变体,在短日照生长条件下,相对于野生型,该突变体植株矮化且茎中下部有脊状结构附着,并伴随有发育迟缓、营养生长时期延长和莲座叶叶片边缘呈锯齿状等性状,将其命名为尾翼茎突变体( tfos) 。切片显微观察表明,尾翼组织具有明显维管结构,推测为茎内部细胞不正常分化导致该表型; 遗传分析显示,突变性状受隐性单基因控制。进一步利用分子标记技术对该基因进行定位分析,结果将其定位到 1 号染色体上,与 SSLP 标记F11A17-48074 紧密连锁。     

拟南芥逆境胁迫诱导表达基因rd29A启动子的克隆与序列分析

以拟南芥基因组DNA为模板,通过PCR扩增得到逆境胁迫诱导表达基因rd29A的启动子片段,将其克隆到pUC19质粒中进行序列分析。结果表明,获得的启动子片段大小为937bp,与已报道的该启动子序列比较,其核苷酸序列同源性为99．8％。     

拟南芥转录因子IDD4不同突变体对灰葡萄孢菌的抗性分析

为明确IDD家族IDD4基因在拟南芥Arabidopsis thaliana抵抗灰葡萄孢菌Botrytis cinerea侵染过程中的作用,通过统计病情指数检测拟南芥野生型（wild type,WT）植株、过表达植株IDD4-OE和缺失突变体idd4植株感染灰葡萄孢菌情况,利用组织染色检测叶片细胞死亡和H₂O₂的积累情况,采用实时荧光定量PCR（real-time quantitative-PT-PCR,qRT-PCR）技术分析灰葡萄孢菌肌动蛋白基因Bc. ACTIN在3种植株叶片中的表达情况,并施加0.1 mmol/L外源水杨酸（salicylic acid,SA）后测定IDD4-OE植株的病情指数。结果显示,不同株系对灰葡萄孢菌的抗性由高到低依次为idd4＞WT＞IDD4-OE,IDD4-OE植株中病原菌感染部位的寄主细胞死亡程度比idd4植株严重。染色结果表明,病原菌侵染拟南芥后4 h,接种部位已有H₂O₂积累。qRT-PCR反应结果显示,Bc. ACTIN在IDD4-OE中比在idd4植株中的表达水平更高,表明灰葡萄孢菌在IDD4-OE植株中的繁殖速率更快。对IDD4-OE植株外源施加SA后,其病情指数、Bc. ACTIN表达量与WT植株间均无显著差异,说明SA能将感病植株的抗性提高至WT植株的水平,表明IDD4作为负调控因子参与了拟南芥对灰葡萄孢菌的抗性调控,SA在其中发挥着重要作用。     

拟南芥SWR1复合体亚单位编码基因ARP6和SWC6的水稻同源基因功能研究

用RT-PCR的方法分别克隆出拟南芥SWR1复合体亚单位编码基因ARP6和SWC6在水稻中的同源基因OsARP6和OsSWC6,对其组织表达特异性进行了分析。构建这两个基因的表达载体,分别转化拟南芥突变体arp6和swc6,它们在阳性植株表达后均能在一定程度上使突变性状回复,表明在拟南芥和水稻之间,这些基因在功能上具有一定的保守性。本研究结果为水稻中存在SWR1功能复合体提供了重要的证据,也有助于探明该复合体调控基因表达的分子机制。     

拟南芥抗葱链格孢相关基因的差异表达分析

选取病拟南芥转基因NahG(抗病)、生态型WS-2(抗病)和Shakh-dara(感病)为材料,利用mRNA差异显示技术(DDRT-PCR)对抗、感病材料接种葱链格孢后抗性相关基因的差异表达情况进行了分析,共获得135个与拟南芥抗葱链格孢侵染相关的差异表达片段。反式Northern杂交结果表明,38个差异表达片段为阳性片段,阳性率为28.1%。同源性分析结果表明,拟南芥抗感生态型感染葱链格孢后,诱导了呼吸过程、参与细胞壁构建和蛋白质水解等相关基因的表达。其中,接种3 h诱导表达的WS-2-47序列编码含有SH3保守域的Sla1蛋白,表明拟南芥受葱链格孢侵染后可能是通过寄主细胞壁的改变来提高寄主的抗病性。     

拟南芥HCF243蛋白参与叶绿体PSⅡ稳定调控机制的研究

核基因编码的调控因子在光系统Ⅱ（PSⅡ）的组装过程中起着关键的调控或辅助作用。已有研究证明,HCF243蛋白是一个重要的核基因编码的调控因子,推测它可能作为一个辅因子通过与D1蛋白的直接相互作用来维持后者在PSⅡ蛋白复合物中的稳定。为了探究HCF243蛋白在光抑制条件下在PSⅡ核心亚基尤其D1蛋白周转过程中的作用机制,首先利用TAIL-PCR的方法鉴定了hcf243突变体T-DNA的插入位点,并通过半定量RT-PCR对该基因（At3g15095）进行了表达模式分析,发现其表达量在叶中最高并随发育阶段逐渐上调,不同胁迫条件下的表达量也有变化。利用体内蛋白质同位素标记实验,发现hcf243突变体中D1蛋白组装到PSⅡ复合体中的速度明显低于野生型;进一步通过蛋白免疫印记分析证实,在光抑制条件下,相比野生型,hcf243突变体中PSⅡ复合物核心亚基D1降解速度显著加快,可能是造成PSⅡ复合体组装速率降低的原因。因此,通过上述实验推测HCF243蛋白作为一个辅因子,在PSⅡ反应中心D1蛋白的周转尤其降解过程中起着关键的调控作用。     

影响静止中心(QC)细胞分裂的EMS突变体库构建与筛选分析

采用正向遗传学方法,以转基因拟南芥(Arabidopsis)SCRGVG UAS∶∶axr3-1为材料来进行EMS诱变。通过外源施加激素DEX诱导GVG/UAS系统启动axr3-1在静止中心表达,导致静止中心发生分裂。通过构建EMS突变体库,得到2 616份M2代候选突变体家系。对M2代种子进行初筛得到43个候选家系。经过复筛,获得22个具有稳定表型的突变体家系。根据表型相似性将候选家系分为5类,共6组。将候选家系进行组内杂交,根据F1代植株表型是否与亲本相似,获得2对等位突变体。这些突变体将为研究干细胞小生境的调控机制研究提供新材料。     

No DNA loss in autotetraploids of Arabidopsis thaliana

To address the issue of genome evolution in autopolyploids and particularly to investigate whether rapid sequence elimination also occurs in autopolyploids as in allopolyploids, amplified fragment length polymorphism (AFLP) fingerprinting was employed to examine a large number of genomic loci in F₁ hybrids between two different autotetraploids of Arabidopsis thaliana accessions, namely Ler and Col. Using this approach, perfect additivity in the F₁ hybrids was found between the newly‐formed autopolyploids when compared with their parental lines. Using flow cytometry, the study was extended in a quantitative manner, in which the nuclear DNA contents in one autotetraploid A. thaliana accession Ler, was determined. The increase in genome size of the autotetraploid line was additive. Taken together, no evidence was found for genome size reduction due to autopolyploidization of A. thaliana. The results indicating that there was no DNA loss in autotetraploid A. thaliana suggest that a different type of genome evolution may occur in autopolyploids during the initial stages of their formation when compared with allopolyploids.     

拟南芥抗菌核病突变体的筛选

为筛选模式植物拟南芥抗菌核病基因源，建立了两种抗性鉴定筛选方法：菌丝体直接接种离体叶法和菌核病毒素草酸-病菌接种两步法。后者是先用2 mmol/L草酸在MS培养基上筛选，存活的植株经PCR验证，阳性植株移栽培养15 d 后，再用菌丝体接种鉴定。采用第一种方法筛选了5 000株突变体，发现了抗感差异明显的个体；采用第二种方法筛选了46 600株，发现2株对菌核病高抗的功能缺失型突变体。野生型对照在接种后12h即出现病斑，而突变体在36h才出现，其病斑大小仅为对照的六分之一。