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⁺...     

植物甘油脂合成途径第一步酰化反应的研究进展

甘油脂是生物膜的主要组成成分,参与能量与信号转导、蛋白转运等一系列生物学过程,在植物的生长发育过程中发挥着重要作用。3-磷酸甘油酰基转移酶（Glycerol-3-phosphate acyltransferase, GPAT）催化磷脂酸从头生物合成的第一步关键反应,磷脂酸不仅是膜脂与中性三酰甘油的合成前体,同时还是一个重要的信号分子。然而,目前仍不清楚植物中GPAT酶究竟由多少基因编码的,造成这种现象的一个主要原因是缺乏可简易且有效地鉴定此酶的方法。本文分析总结甘油脂生物合成及GPAT基因克隆与鉴定的研究进展;随后介绍GPATs的鉴定方法,特别是酵母遗传互补法的建立与运用;最后对甘油脂合成途径第一步反应的未来研究进行展望。     

耐三唑并嘧啶类除草剂花生种质创制与鉴定

目前耐除草剂花生的种质资源匮乏,这制约了花生栽培模式的多元化发展。为创制耐不同除草剂的花生种质资源,我们利用甲基磺酸乙酯诱变技术创建了一个由55,000多个花生株系组成的诱变群体,随后选择多种不同除草剂对该群体进行筛选,获得多个对不同除草剂具有耐性的花生突变体。其中一个突变体在田间叶面喷施处理和多种实验室条件下的除草剂耐受性评估试验中均表现出对唑嘧磺草胺和双氟磺草胺极强的耐性,但这种耐性性状并未对花生的产量与品质产生不良影响。为明确这种性状是否与除草剂靶标抗性相关联,我们比较分析了该突变体与野生型中这2种除草剂靶标酶(乙酰羟酸合酶,AHAS)的基因序列及其表达量的差异。分子克隆与序列分析显示,花生A10与B10染色体上各含一个与拟南芥AtAHAS序列高度相似的基因,分别命名为AhAHAS1a与AhAHAS1b。花生A08与B08染色体上亦各含一个AHAS基因,分别命名为AhAHAS2a与AhAHAS2b。然而,与野生型相比,突变体中的这些基因并未发生能够致使氨基酸序列发生改变的核苷酸替换。进而发现, AhAHAS基因的表达量在突变体与野生型中没有显著差异。这些结果表明,该花生突变体的除...     

拟南芥AtFAD6基因突变体的构建

运用优化后的CRISPR/Cas9基因编辑载体,创建了2个不同的拟南芥脂肪酸去饱和酶6基因(AtFAD6)突变体,其AtFAD6基因的保守位点氨基酸序列均发生变化,同时终止密码子被提前引入,基因功能丧失.脂肪酸组分分析结果显示,这2种突变体的叶片中单不饱和脂肪酸16:1和18:1大量积累,多不饱和脂肪酸16:3和18:3含量则大幅下降,同时伴随着叶片发黄、地上部生物量显著降低、抽薹提前2～3 d的表型变化.多不饱和脂肪酸18:3作为茉莉酸合成的前体物质,其含量的下降致使突变体中茉莉酸信号标记基因AtVSP1在叶片中的表达量有所降低,而茎中的表达量提高了40％以上.所获得的2个AtFAD6功能丧失型突变体为进一步研究脂类代谢与植物生长发育之间的关系提供了重要的遗传材料.     

新疆杨扦插育苗技术

新疆杨育苗采用硬枝扦插占地面积较大 ,而采用塑料大棚封闭雾化水嫩技扦插单位面积上的产苗量大 ,适合于工厂化育苗。     

拟南芥和油菜3-磷酸甘油酰基转移酶的关键活性位点鉴定

【目的】3-磷酸甘油酰基转移酶(GPAT)催化三酰甘油(TAG)生物合成途径中的第1步酰化反应,TAG合成能力是油料作物的关键性状,但亦与人类肥胖症密切相关,了解GPAT结构与功能的内在关系对于这一性状的遗传或化学遗传调控至关重要。本研究旨在鉴定调控植物GPAT活性的关键氨基酸位点。【方法】运用定点突变技术构建了58个GPAT9突变基因,结合GPAT特异的酵母遗传互补法,剖析单一和多个氨基酸位点改变对GPAT9酶活性的影响。【结果】通过对拟南芥Arabidopsis thaliana AtGPAT9和油菜Brassica napus BnGPAT9的19个氨基酸残基进行分析发现：AtGPAT9的N端6个磷酸化位点的单独突变(T10A、S11A、S13A、S28A、S30A和S31A)不能增强AtGPAT9在酵母异源表达时的活性。相反,其他6个位于酰基转移酶保守结构域外的氨基酸残基(85、114、119、230、237、322位)的改变能够显著影响GPAT9酶活性。发现这些氨基酸残基之间存在交互作用,例如,3个位点同时突变(Y85W/N119H/S237N)能使AtGPAT9活性大幅上升...     

一种准确、简便测定CRISPR/Cas9基因编辑效率的方法

CRISPR/Cas9基因编辑技术是近年来发展迅速的一项基因定点编辑技术,但对特定CRISPR/Cas9基因编辑技术的编辑效率进行有效评估的方法仍十分匮乏,本研究的目的是建立一种准确、简便测定CRISPR/Cas9基因编辑效率的方法。在我们的方法中,将与种子专一表达启动子(2S3)连接的mCherry荧光蛋白报告基因作为选择基因,并以编码脂肪酸脱氢酶FAD2的基因为靶序列;然后对经CRISPR/Cas9编辑的拟南芥种子进行脂肪酸组分分析,根据其组分变化计算该方法的编辑效率。结果显示,利用mCherry荧光蛋白报告基因的种子专一表达特性,可简便快速地筛选阳性的初级转化子和后代的无转基因突变子;而种子油脂分析法能快速、准确地鉴定CRISPR/Cas9编辑的突变体,可以精确地检测出核酸长度小至单个碱基对的突变,用该方法获得的CRISPR/Cas9基因编辑效率(54.5%～74.1%)远高于基于聚丙烯酰氨凝胶电泳法获得的编辑效率(3.7%～15.4%)。说明,该方法检测CRISPR/Cas9基因编辑效率的高效性与可行性。     

功能丧失突变透示ATS1对拟南芥种子发育的非必需作用

【目的】甘油脂是生物膜的重要组成成分,植物中的ATS1催化甘油脂原核合成途径的第1步酰化反应,但目前ATS1在植物正常生长发育中的功能并不完全清楚。本研究运用反向遗传学手段剖析ATS1功能丧失对植物生长发育的影响。【方法】运用CRISPR/Cas9基因编辑技术,构建拟南芥Arabidopsis thaliana ATS1基因功能丧失型突变体,并比较分析突变体与野生型在整个生育期的表型差异。【结果】分子鉴定显示：多个突变体中ATS1基因的第1个外显子碱基数呈非3的倍数的缺失或插入,从而导致移码突变或翻译提前终止。这些突变体的叶片中多不饱和脂肪酸C16:3的含量急剧下降,而C18:3含量则显著增加。相随的表型分析显示：ATS1基因功能丧失有时会使叶片略显黄色,但对种子发育未产生可见影响。【结论】在正常生长条件下,ATS1并非拟南芥种子发育所必需的。图3表2参25