茶树cpDNA测序及基于cpDNA序列的山茶属植物亲缘关系研究

叶绿体基因组在物种鉴定、系统进化分析及亲缘关系研究等领域应用前景广阔。本文应用Illumina高通量测序技术对龙井43（Camellia sinensis cv. Longjing 43）的叶绿体全基因组进行测序;利用叶绿体trnL-trnF序列研究茶树及其近缘植物的亲缘关系。结果表明,龙井43叶绿体基因组全长为157 096 bp,反向互补重复区（Inverted repeat, IR）为26 080 bp,小单拷贝区（Small single copy region, SSC）、大单拷贝区（Large single copy region, LSC）分别为18 283 bp、86 653 bp。共注释叶绿体基因133个,其中蛋白编码基因86个,rRNA基因8个,tRNA基因39个。对所选植物的trnL-trnF序列进行比对,序列长度变异范围为481~501 bp,序列最长为岔河大茶,最短为金花茶,基于此序列构建亲缘关系树,山茶属茶组植物聚成一个组。研究结果对茶树优良品种培育及山茶属植物亲缘关系的研究具有重要价值。     

盐胁迫下海马齿叶肉细胞超微结构观察

通过透射电镜,在超显微结构水平上对淡水和海水栽培的海马齿(Sesuvium portulacastrumL.)植物叶肉细胞结构进行了比较。结果显示:海水栽培的海马齿叶肉细胞质膜明显向内折叠,出现大量大小、形状各异的质膜突起,以及质膜片层;而淡水栽培的海马齿叶肉细胞质膜向内折叠不明显,质膜突起少见。相对于淡水栽培,海水栽培的海马齿植物叶肉细胞叶绿体变小、数量增多;形状变短,由肾形、梭形或弓形变成椭圆形或一端膨大的不规则形状;叶绿体基粒片层结构清晰完整,垛叠程度增加,叶绿体没有受到明显伤害;叶绿体中淀粉粒数量增多,体积变大,淀粉粒表面出现皱褶,形状由长椭圆型变成短椭圆形或不规则形状,电子密度变低;叶绿体上脂质体增多且体积变大。线粒体数量增加,但体积变小;形状由圆球状或棒状变成椭圆体状;线粒体内膜向内折叠所形成的嵴清晰,但海水栽培的海马齿叶肉细胞线粒体外膜模糊,受到轻微伤害。     

银叶病对西葫芦叶片光合特性和叶绿体超微结构的影响

以西葫芦杂交种‘硕丰早玉’为材料, 烟粉虱诱导西葫芦银叶病, 研究了其对叶片净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和叶绿体超微结构的影响。结果表明, 西葫芦发生银叶病后, 叶片光合速率降低, 气孔导度降低, 胞间CO2浓度增加。与健康叶片相比, 发病叶片叶绿体膜受损, 叶绿体数量和体积均减少, 基粒数和片层数减少, 淀粉粒数量和大小减少。西葫芦发生银叶病后, 叶绿体超微结构的变化可能是导致发病叶片叶绿素含量降低和光合速率下降的重要原因。     

植物间水平基因转移——基因交流新途径及其农业利用潜力

水平基因转移(horizontal gene transfer, HGT)指通过受精以外的方式进行的跨物种遗传物质传递,是原核和真核生物基因组构成的重要来源,对生物进化具有重要推动作用。近年来,基因组测序技术的发展进一步证明了植物之间存在着大量的水平基因转移事件。文章主要对国内外植物间水平基因转移的途径、转移的基因分类,以及水平基因转移在农业中的应用潜力等方面进行了综述和讨论,分析了当前植物水平基因转移研究存在的问题,并就未来基础理论研究及利用的方向作了展望。     

水稻不同组织总DNA对叶绿体标记分析的影响

叶绿体DNA标记是水稻分子生物学分析中的常用方法之一。但是水稻叶绿体DNA的提取过程复杂且耗时,为了简化分析步骤,本试验使用CTAB与SDS方法分别提取栽培水稻籼93-11和粳沈农265的叶、根、种子3种组织总DNA,选择3对叶绿体基因间隔区标记(psbA-trnH、petG-trnP和infA-rpl36)以及2对水稻叶绿体籼粳分类标记(ORF100和ORF29-TrnCGCA)进行PCR扩增。结果显示以它们种子、根为模板的扩增效果与叶片模板的扩增效果相一致,并与预期的结果相符合。最后对60份杂草稻种子总DNA进行叶绿体籼粳分类标记扩增分析,结果表明,杂草稻种子总DNA中扩增出目的片段同样能够进行有效的籼粳分类。这在一定程度上简化了水稻叶绿体标记的分析过程,加快分析速度。     

拟南芥叶绿体发育必需蛋白PAC的原核表达及多克隆抗体制备

【目的】将拟南芥叶绿体发育必需蛋白PAC进行大肠杆菌原核表达和纯化,并免疫家兔,获得针对PAC蛋白的多克隆特异性抗体,为进一步研究PAC蛋白在叶绿体发育中的功能提供保证。【方法】将编码拟南芥PAC蛋白的cDNA克隆至原核表达载体pET-28a中,转化BL21(DE3)表达菌,经IPTG诱导后,对诱导产生的PAC蛋白进行镍柱亲和纯化和SDS-PAGE割胶纯化,并将纯化的PAC蛋白通过皮下注射免疫家兔,利用分离得到的抗血清,针对拟南芥野生型、PAC敲除突变系pac-1和PAC过表达系PACOE的总蛋白进行免疫印迹检测。【结果】成功构建了拟南芥基因PAC的原核表达载体pET-28a-PAC,在37℃、1mmol/L IPTG诱导4h的大肠杆菌细胞中,可检测到分子质量为38.9ku的重组蛋白,其大部分以可溶形式存在。用纯化诱导后的重组蛋白免疫家兔获得PAC抗血清,该抗血清能够有效地检测出1ng原核表达的PAC重组蛋白,并在植物样品中检测出1条分子质量约为35ku的条带。【结论】成功制备了PAC蛋白的多克隆抗体,可用于植物中PAC蛋白含量的检测。     

辐射诱发兰花叶艺突变体的叶片叶肉细胞超微结构观察

以未经辐射的全绿植株(TRIR-1)和经辐射诱发叶艺兰植株(TRIR-2)的叶肉细胞为试材,对其全绿植株叶片的正常绿色区、辐射诱变植株叶片的绿色区(TRIR-2′)和白色区(TRIR-2″)叶片叶肉细胞进行细胞超微结构观察。结果表明：(1)TRIR-1叶肉细胞中叶绿体数量最多,TRIR-2′次之,TRIR-2″中无成熟完整的叶绿体;(2) TRIR-1叶肉细胞中的线粒体呈椭圆颗粒状,TRIR-2′中的线粒体外膜破裂、线粒体溶解、嗜锇颗粒数量最多,TRIR-2″中有少量外膜完整的线粒体;(3)TRIR-2″     

镉与酸雨对大豆幼苗叶片叶绿体超微结构的复合影响

镉(Cadmium,Cd)与酸雨(Acid rain,AR)对植物叶片Chl含量、Hill反应速率及Mg2+-ATPase等光合参数的复合影响,业已报道.但上述功能变化是否源自叶绿体结构的微观改变,尚不清楚.     

锰浸种对重迎茬大豆苗期主要光合产物及叶绿体色素的影响

以"垦农4号"为材料,用盆栽正茬及重茬大豆,研究用不同浓度的EDTA-Mn浸种对大豆苗期主要光合产物及叶绿体色素的影响。结果表明:适宜浓度的锰浸种能使不同茬口的大豆苗期叶片中蔗糖和淀粉加速转化到各生长器官中,使可溶性糖含量增加,转化酶活性提高;增加了叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素及叶绿素总量。     

斗蓬山高山沼泽化红豆杉衰老的相关生理指标

为了对红豆杉资源的有效保护和合理开发利用提供科学依据,对斗蓬山高山沼泽生境生长的红豆杉与迁地保护栽培1年、2年的红豆杉进行了相关生理指标比较。结果表明,沼泽生境生长的红豆杉植物叶绿素含量减少,超氧化物歧化酶(SOD)活性增强,过氧化物酶(POD)活性有所上升,过氧化氢酶(CTA)活性下降。由于3种活性氧清除酶活性变化的不平衡,使得活性氧的产生与清除不均衡,氧自由基在叶片中大量积累,膜脂过氧化产物MDA含量上升;根系活力下降,单位叶面积叶片质量下降,植物用于叶面积建成的光合作用相对较少;削弱植株光合产物的积累,植株衰老加快。