拟南芥HPT1,VTE3及TE4基因启动子在逆境条件下的表达特性分析

维生素E是一类人体所必需的脂溶性维生素,具有重要的生理功能。尿黑酸叶绿醇转移酶（HPT）、2-甲基-6．叶绿基-1,4-苯醌甲基转移酶（MPBQMT／VTE3）、1-生育酚甲基转移酶（γ-TMT／VTE4）是维生素E生物合成途径中的关键酶。本研究对来自拟南芥的HPT1,VTE3,VTE4三个基因启动子在低温、高盐及无光等逆境条件下的表达特性进行了分析,GUS组织化学染色结果表明：低温条件下,HPT1的表达降低明显,高盐条件下,HPT1的表达仅略有降低,无光条件下HPT1在茎中的表达升高,而根中的表达则降低;低温条件下VTE3的表达没有变化,高盐条件下则明显降低,无光条件下VTE3在茎中的表达显著降低;低温条件下VTE4表达略有升高,高盐条件下其表达明显降低,无光条件下VTTE4在茎中的表达有所降低。说明拟南芥维生素E合成途径中的酶的表达受外界环境条件的影响。     

拟南芥CDR6基因过表达载体构建及过量表达植株筛选鉴定

[目的]以拟南芥为材料克隆CDR6基因,构建CDR6基因的过量表达载体并筛选鉴定获得过表达植株.[方法]提取拟南芥mR-NA,反转录成cDNA,并以此为模板克隆CDR6基因CDS全长,通过限制性内切酶切割、T4 DNA连接酶连接,将CDR6基因CDS全长连接到带有35S强启动子的pXB094载体上;然后转化至Trans1-T1感受态细胞中,菌落PCR鉴定阳性单克隆并测序确认.将重组质粒转化至根瘤农杆菌GV3101菌株,通过浸花法侵染拟南芥野生型植株,通过抗性筛选和鉴定获得预期的转基因植株.[结果]菌落PCR鉴定和测序结果表明CDR6基因已成功构建至pXB094载体;通过抗性筛选并鉴定获得了过量表达阳性植株.[结论]筛选和鉴定获得的过量表达植株为研究CDR6基因的分子功能奠定了基础.     

拟南芥动蛋白AtOvKLP的序列分析及原核表达

选择拟南芥AtOvKLP蛋白作为研究对象,对其氨基酸序列和结构域进行了分析.结果表明,AtOvKLP蛋白ATP结合位点序列(FAYGQTGSGKT)与大多数动蛋白中的ATP结合位点序列不完全一致(YGQTGS-GKT);通过与动蛋白其它亚家族的系统分析比较,发现AtOvKLP与KHC亚家族类的各动蛋白距离较近;同时构建了pET-khc原核表达载体,并得到了体外表达蛋白.     

拟南芥晚花突变体fve-1和fca-1营养生长时相转变

拟南芥胚后发育经历了营养生长和生殖生长两个主要阶段,在营养生长的过程中,由幼龄期向成熟期的转变称为营养生长时相转变。有关这个转变的基因调控网络仍不清楚。本文对拟南芥晚花突变体fca-1、fve-1的营养生长时相转变过程进行了形态学观察和基因表达分析。结果表明：与野生型相比,fve-1、fca-1植株幼龄期延长,导致营养生长时相转变延迟。自主开花基因FVE、FCA参与了植物营养生长时相转变的调控。     

拟南芥莲座叶芥子油苷组成和含量对缺硫胁迫的响应

[目的]探讨缺硫胁迫下拟南芥(Arabidopsis thaliana)生长到12片莲座叶时芥子油苷组成和含量的变化规律。[方法]以模式植物拟南芥为原材料,通过水培方法进行缺硫胁迫处理,采用高效液相色谱-质谱联用(HLPC-MS)法分析芥子油苷的组成和含量。[结果]缺硫胁迫处理48 h,拟南芥莲座叶中检测出7种脂肪族芥子油苷、4种吲哚族芥子油苷。缺硫胁迫对吲哚族芥子油苷含量影响不显著,对脂肪族芥子油苷含量影响显著。[结论]试验结果为探索缺硫胁迫下芥子油苷的代谢途径提供了理论依据。     

拟南芥低叶绿素荧光LCF3基因的克隆与功能分析

叶绿素荧光动力学技术在测定叶片光合作用中光系统对光能的吸收、传递、耗散、分配等方面具有独特的作用。本研究借助叶绿素荧光成像仪, 从拟南芥EMS诱变突变体库中筛选到一株低叶绿素荧光突变体lcf3-1 (lower chlorophyll fluorescence 3-1)。遗传分析表明lcf3-1突变体为单基因隐性突变。突变基因图位克隆结果显示LCF3是PsbW的等位基因。另外, LCF3基因的T-DNA插入突变体及功能回补转基因植物的叶绿素荧光分析结果, 均证明LCF3基因突变导致拟南芥叶绿素荧光F_v/F_m值降低。进一步实验证明LCF3蛋白定位于叶绿体, 且LCF3基因在植株中普遍表达。PsbW蛋白可能细微调整PSII-LHCII超复合体的组装及稳定。     

Epiphytic colonization of Ustilaginoidea virens on biotic and abiotic surfaces implies the widespread presence of primary inoculum for rice false smut disease

Ustilaginoidea virens (Uv), the causative agent of rice false smut disease, infects developing rice spikelets at the booting stage, and transforms individual grains of the panicle into smut balls. Epidemics of the disease occur when the rice booting and heading stages coincide with rainy days. Using a green fluorescent protein (GFP)‐labelled Uv isolate that can form false smut balls on rice panicles, it was found that under high humidity and free water conditions the Uv isolate could colonize leaves of plants belonging to various families including the Poaceae (Oryza sativa, Echinochloa crusgalli, Digitaria sanguinalis and Leptochloa chinensis), the Brassicaceae (Arabidopsis thaliana) and the Solanaceae (Nicotiana benthamiana) without symptoms. Over several days, some conidia could germinate on the leaves of these plants and in water on the surface of Parafilm and cellophane, form hyphae and differentiate conidiophores to generate a large number of secondary conidia, while other conidia were able to directly produce secondary conidia. Conversely, in the absence of water some conidia could either bud to form new conidia or were converted into chlamydospores. These data indicate that Uv is one of a few fungal pathogens reported to have epiphytic characteristics. The rapid generation of a large number of spores on biotic and abiotic surfaces greatly increases the inoculum that can infect rice spikelets, resulting in the occurrence of rice false smut disease epidemics. These findings are important in the development of disease control strategies.     

拟南芥转录因子AtMYB73转录活性区域分析及互作蛋白的筛选

【目的】确定拟南芥抗逆转录因子AtMYB73的转录活性区域并筛选获得与其互作的蛋白,为进一步阐明AtMYB73调控拟南芥抗逆的分子机制奠定基础。【方法】构建转录因子AtMYB73的酵母诱饵表达载体pAS1-AtMYB73,检测pAS1-AtMYB73的自激活性及其对酵母Y190的细胞毒性。克隆AtMYB73的N端区域（含有R2R3结构域）和C端区域（不含R2R3结构域）,检测AtMYB73的N端和C端的转录激活活性,分析AtMYB73自激活结构域的位置。利用酵母双杂交技术,以AtMYB73为诱饵筛选拟南芥的cDNA文库,将阳性克隆进行鉴定、测序;利用TAIR数据库对筛选获得的AtMYB73的候选互作蛋白进行分析。构建AtMYB73和F12F1.4的酵母双杂交载体pGBDT7-AtMYB73和pGADT7-F12F1.4,通过酵母双杂交技术,对其互作关系进行分析。【结果】含pAS1-MYB73的酵母菌在不同浓度的3-AT的SD/-His/-Trp/、SD/-Ade/-Trp培养基上均能生长,表明AtMYB73具有较高的自激活活性。含pAS1-AtMYB73的酵母菌在SD/-Trp/Amp液体培养基中培养24 h的OD₆₀₀值大于0.8,表明诱饵载体对酵母Y190没有细胞毒性。成功构建了pAS1-AtMYB73-N和pAS1-AtMYB73-C载体,获得了含有pAS1-AtMYB73-N和pAS1-AtMYB73-C的酵母;含pAS1-AtMYB73-N的酵母在含X-a-gal的YPAD培养基上呈现无色,而含pAS1-AtMYB73-C的酵母则呈现蓝色,表明AtMYB73的C端有明显的自激活性,而N端没有自激活性。以AtMYB73为诱饵,筛选拟南芥的cDNA文库,获得了与光合作用、防御反应途径、抗逆等相关的8个蛋白。利用酵母双杂交技术,确定了MYB73与F12F1.4之间存在一定的互作。【结论】拟南芥抗逆转录因子AtMYB73具有较高的转录激活活性,其活性区域位于C端;以AtMYB73为诱饵,筛选获得了与光合作用、防御反应途径、抗逆等相关的8个AtMYB73的候选互作蛋白;利用酵母双杂交技术,确定了AtMYB73与F12F1.4之间的互作关系。     

植物种子萌发的分子调控

综述了突变体和分子生物学方法、转录组和蛋白质组技术在研究植物种子萌发的分子调控中的应用。     

葡萄糖对拟南芥种子萌发和幼苗生长的影响

以拟南芥为试验材料,在不同浓度葡萄糖胁迫下,对种子萌发、幼苗根生长进行研究。结果表明,50 mmol/L葡萄糖对种子萌发率没有影响,且促进了幼苗根生长;随着浓度增加,种子萌发和幼苗根生长受到了抑制,侧根数目开始增加,在300 mmol/L下,幼苗生长受到了明显抑制;同时对幼苗进行细胞膜透性、丙二醛(MDA)含量测定,发现在50 mmol/L葡萄糖胁迫下,二者的含量并没有增加,甚至降低,但随着葡萄糖浓度增大,又明显升高,这说明葡萄糖能够参与植物生长发育的调控。