AtJAR1基因在拟南芥耐盐性中的功能分析

  目的  茉莉酰氨基酸结合物合成酶(jasmonoyl amino acid conjugate synthase,JAR1)可以催化茉莉酸(jasmonic acid,JA)形成茉莉酸的活性形式茉莉酸异亮氨基酸复合体(jasmonic acid-isoleucine,JA-Ile),从而激活JA信号途径。JA信号途径在介导植物盐胁迫的响应中发挥重要作用,因此,探究AtJAR1在植物耐盐性中的功能对于研究JA信号途径影响植物耐盐性的机制具有重要作用。  方法  运用CRISPR/Cas9基因编辑技术,创建了2个不同的拟南芥Arabidopsis thaliana AtJAR1基因突变体,并对这2个突变体进行地上部生物量的统计分析和JA信号标记基因的表达分析,以确定AtJAR1基因功能缺失。之后,观察分析不同浓度氯化钠和脱落酸(ABA)处理对jar1突变体的种子萌发和幼苗建成的影响,明确AtJAR1基因对拟南芥耐盐性的影响。最后,通过比较分析盐处理前后野生型和突变体的钾离子(K+)和钠离子(Na+)质量摩尔浓度,以及高亲和力K+转运蛋白基因AtHAK5的表达变化情况,初步探究AtJAR1基因在拟南芥耐盐性中的功能。  结果  JA信号标记基因AtVSP1和AtVSP2的表达量大幅下调,表明AtJAR1基因功能丧失。与点突变产生的jar1-1突变体不同的是,这2个突变体表现为前3周生长加快,之后逐渐减缓并出现叶片萎蔫的表型。同时,AtJAR1突变可以缓解盐胁迫和ABA对种子萌发和根系生长产生的抑制作用。此外,盐胁迫下AtJAR1突变可以促进AtHAK5的表达和根系对K+的吸收转运。  结论  JA信号途径可能通过与ABA交互作用影响AtHAK5的表达量,以调节植物根系对K+的吸收转运,进而改变细胞内K+/Na+平衡,最终影响植物耐盐性。图8表2参52     

不结球白菜BcLBD37基因的克隆及其对硝酸盐吸收的调节

LBD转录因子是高等植物特有的一类转录因子。为研究不结球白菜LBD基因对硝酸盐吸收的影响,以紫色不结球白菜自交系NJZX3-4为材料,采用同源克隆的方法克隆BcLBD37基因;通过构建PRI101过表达载体,异缘转化拟南芥,实现BcLBD37基因的过表达;同时借助病毒介导的基因沉默技术(VIGS),使不结球白菜中的BcLBD37基因沉默;并利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析BcLBD37基因过表达以及沉默后对硝酸盐吸收相关基因表达量的影响。结果表明,该基因片段长度为840 bp,编码279个氨基酸。与野生型相比,转基因拟南芥中硝酸盐代谢相关基因NIA1、NIA2、NRT1.1、NRT1.7、NRT2.1、NRT2.5的表达量均显著下调,硝酸还原酶活性和硝态氮含量亦显著降低。而在不结球白菜中沉默该基因后,沉默植株PTY-2/4中硝酸盐代谢相关基因的表达显著上调,硝酸还原酶活性和硝态氮含量亦显著提高。综上可知,BcLBD37基因通过抑制硝酸盐代谢相关基因的表达,调节硝酸还原酶的活性,进而抑制$\text{NO}_{3}^{-}$的吸收。本研究为提高不结球白菜营养品质提供了理论依据。     

拟南芥光敏色素D(AtphyD)在不同光质下的表达特性分析

【目的】比较拟南芥光敏色素D启动子、基因及其蛋白在黑暗、红光、远红光及蓝光下表达特性。【方法】通过GUS组织染色,半定量RT-PCR及蛋白Western blot检测启动子、基因及其蛋白的表达。【结果】GUS染色显示:子叶中,PHYD基因启动子活性在红光下高于蓝光,且均高于远红光条件;下胚轴中启动子的活性在蓝光条件下最高,远红光条件有较高丰度表达,红光条件下仅在下胚轴上部检测到活性;在根中,蓝光和远红光下生长的幼苗根的上部可检测到启动子的微弱表达,红光下未见表达。在黑暗中生长的幼苗,光敏色素D基因启动子未发生表达。PHYD基因转录和蛋白表达在光下均高于黑暗条件下,不同光质间的表达差异不显著。【结论】在不同光质中,PHYD基因启动子在不同组织的活性存在显著差异;不同光质之间,PHYD基因转录和蛋白表达差异不显著。     

KOR调控内切-1,4-β葡萄糖酶在植物生长发育的作用

综述了KOR调控内切-1,4-β葡萄糖酶的结构,以及在植物根伸长发育、纤维生物合成中的作用,并提出了展望。     

DNA甲基化和类Dicer蛋白是拟南芥继代胁迫适应过程中所必需的

植物在其生活史中会受到各种各样的生物和非生物胁迫,为适应这些胁迫,植物通过基因组水平以及生理状态的改变使自身具有更强的抵御胁迫的能力。前人研究发现,植物整个基因组的稳定性和DNA甲基化水平都会发生相应的变化,并且这些变化和植物抗胁迫能力密切相关。     

BAK1在减弱拟南芥对Turnip crinkle virus 感病性作用中的影响

以Turnip crinkle virus (TCV)-拟南芥(Col-0)为互作系统,研究了跨膜蛋白BAK1是否参与拟南芥对TCV的防御作用.接种试验结果表明,bak 1-4突变体对TCV更加敏感,叶片易褪绿枯萎；而过量表达植株在接种TCV后受损程度较小.H2O2检测表明,严重的病症伴随有较多活性氧积累,提示该亲和互...     

拟南芥悬浮细胞及其愈伤组织对潮霉素的反应

研究了潮霉索对拟南芥悬浮细胞及其愈伤组织的作用效果和特性．结果表明：潮霉素对拟南芥悬浮细胞生长、愈伤组织诱导及其生长均有极明显的抑制作用。但作用效果和特性均有所不同；拟南芥悬浮细胞继代培养阶段、愈伤组织诱导阶段和愈伤组织增殖阶段的临界致死质量浓度分别为25、2．5、1．5mg／L，液体与固体培养条件下差异极大；潮毒素需要一定处理时间才能充分表现其抑制细胞生长或杀死细胞的效果，一般液体培养条件下3d以后、固体培养条件下5d以后效果趋于稳定，但不同的处理质量浓度有较大差异．还就液体与固体培养条件下作用效果差异的原因进行了讨论，并提出了对潮毒素抗性标记筛选的建议．     

不同钼水平对拟南芥生理特性的影响

钼是植物生长发育的必需微量元素,其本身没有生物活性,只以钼酶或辅酶的形式发挥其生理功能,对植物的生长发育、蛋白质合成、物质运输和抗逆性都有影响。试验通过对不同盐浓度和钼浓度的培养基上拟南芥萌发率和根长的统计,来阐明不同钼水平对拟南芥生长状况的影响。     

模式生物拟南芥研究进展的文献计量分析

用文献计量学的原理和方法对我国181种自然科学类核心期刊1979—2013年35年间的拟南芥研究论文进行分析。结果表明:我国拟南芥研究开始由起步走向繁荣,一支专业的拟南芥研究队伍已初步形成,研究者之间的合作正日益加强,但仍未形成核心作者群;著者研究机构地域性明显,中东部地区优势显著;关键词共现分析发现突变体研究深入,基因表达、ABA表现活跃,诱导方法倍受关注;布拉福德定律分析显示:拟南芥研究领域相对集中,核心效应显著。     

甘蓝型油菜BnADH3基因的克隆及转BnADH3拟南芥的耐淹性

利用RT-PCR技术从甘蓝型油菜耐淹品系WR-4中克隆获得Bn ADH3基因,其完整开放阅读框为1137 bp。该基因编码379个氨基酸,与甘蓝Bo ADH3基因和拟南芥At ADH3基因高度同源,同源性分别达到96%和91%。利用定量RT-PCR检测Bn ADH3基因在油菜耐淹系WR-4和不耐淹系WR-24中的表达表明,在淹水处理下该基因表达受到一定的诱导,淹水处理6 h后表达开始上调,说明Bn ADH3基因在油菜耐淹机制中发挥作用;将其转化到模式生物拟南芥中,采用幼苗淹水3 d后去水处理,测定表明转基因株系叶片和根系中乙醇脱氢酶活性均高于野生型;生长4周和6周的拟南芥植株淹水3 d后的表型显示,Bn ADH3的表达可增强拟南芥对淹水胁迫的耐性,处理的T2代转基因幼苗大部分恢复,但野生型幼苗枯死;调查表明,淹水5 d后野生型植株的存活率为26.7%,转基因株系ADH33和ADH44的存活率分别为80.0%和66.7%。