玉米中的细胞程序性死亡及其遗传机制

玉米是主要农作物之一 ,也是一种重要的模式研究植物。玉米生长发育过程中自始至终伴随着细胞程序性死亡 (programmedcelldeathPCD)。这些PCD大致分为三大类 ,一类是正常生长发育过程中的PCD ;一类是抗病过程中的PCD或突变模拟病斑 ;另一类是外界逆境因素诱导的PCD。在玉米中已发现许多细胞死亡突变体 ,导致这些突变的一般是一个已知的可转座元素 ,这样便可通过转座子标签法来分离这些突变体的相应基因。对这些突变体的分析将阐明玉米PCD的分子机制及遗传调控 ,从而为人工控制玉米PCD提供理论基础 ,并将为其它植物的PCD研究提供一种模型。     

植物细胞程序性死亡中的半胱氨酸蛋白酶研究进展

半胱氨酸蛋白酶是富含半胱氨酸的一类蛋白酶家族,不仅广泛参与植物的各种生理过程,而且最新研究表明,半胱氨酸蛋白酶与植物发生PCD有关。本文从Caspase的基本结构、分类及Caspase参与植物PCD的过程等方面进行了综述,以期为半胱氨酸蛋白酶在植物细胞程序性死亡中的作用研究提供理论参考。     

植物细胞程序性死亡研究进展

植物细胞程序性死亡普遍存在于植物生长发育及环境相互作用过程中,是由基因调控的、主动的细胞死亡过程。植物PCD已成为当前生物学研究的热点之一。本文概述了植物细胞程序性死亡的形态学、分子生物学特征以及植物PCD在植物发育、环境胁迫、超敏反应中的存在,并就植物PCD的细胞形态学、分子生物学等检测方法以及植物PCD的基因、酶和信号分子的调控进行了综述。     

植物细胞程序性死亡的研究进展

细胞程序性死亡是植物正常生长发育过程中必不可少的一部分,目前已经成为植物细胞生物学研究的热点。本文从植物PCD与动物PCD间的异同,植物PCD与营养生长、生殖生长、逆境胁迫的关系,植物PCD的分子机制与调控等方面,综述了植物细胞程序性死亡的研究进展。     

植物有性生殖过程中的细胞程序性死亡

细胞程序性死亡(pmgrammed cell death,PCD)已成为当前生物学的研究热点之一,PCD是植物发育过程中的一种普遍现象,植物生殖器官中一些细胞的死亡对植物有性生殖具有重要作用,有性生殖过程中的植物细胞程序性死亡具有细胞类型特异性,即在特定时期,只有特定的细胞才会发生程序性死亡,本文介绍了植物有性生殖过程中各种类型的细胞在特定时期所发生的程序性死亡的形态和生化特征,这些PCD类型包括单性花的形成、性别决定、大小孢子的退化、花粉发育及绒毡层的解体、雌雄配子体的发育、花粉管的生长、胚胎发育过程中胚柄、胚乳以及糊粉层的消失等等。     

维管植物导管元素分化与细胞程序性死亡

通过遗传控制的细胞死亡是植物正常生长和发育的重要过程，是近年来国内外的研究热点之一。维管植物的导管和筛管由死亡的管导分子组成，本文着重讨论了维管植物的导分子形成过程中的细胞程序性死亡（ｐｒｏｇｒａｍｍｅｄ ｃｅｌｌｄｅａｔｈＰＣＤ）的形态和化特性以及参与找在因，并介绍了植物生长发育过程中ＰＣＤ存在的时空广泛性。虽然植物发育生殖过程中的ＰＣＤ与动物细胞通过遗控制的细胞死亡是植物正常生长和发育的重要过程，是近年来国内外的研究热点之一，维管植物的导管和筛管由天文馆的导管分子组成。本文着重讨论了维管植物的导管分子形成过程中的细程序性死亡（programmed cell death PCD)的形态和生化特征以及参与的基因，并介绍了植物生长发育过程中ＰＣＤ存在的时空广泛性。虽然植物发育和生殖过程中的ＰＣＤ与动物细胞凋亡存在许多相似的形太必生化特征，但细胞通过自溶或自自我吞噬来死亡，而并不形成动物细胞凋亡中典型的凋亡小体。说明这些ＰＣＤ类型本质上凋亡型ＰＣＤ。导管分子的死亡是一种典型的植物ＰＣＤ。近年来体外系统研究表明，导管元素分析中的细胞死亡程序与动物细胞凋亡不同。     

植物抗病过程中PCD研究进展

细胞程序性死亡（PCD）是生物体为了自身发育或抵抗外界不良环境,在基因控制下采取的主动地、有序的死亡方式,并伴随着细胞形态学和分子生物学等方面的特征。本文综述了植物抗病过程中PCD的研究进展,重点对植物与病原物互作中的PCD以及PCD的检测方法等方面进行了分析和总结,并对抗痛过程中的PCD研究前景进行了展望,期望对进一步揭示PCD与植物抗病之间的深层次关系起到推动作用。     

赤霉素关键蛋白DELLA对植物雄蕊发育研究进展

在植物生长发育过程中,DELLA蛋白作为响应赤霉素（GA）信号通路负调控因子,其家族成员在植物雄蕊组织中均有表达,对植物生长发育起着重要作用.通过近几年研究发现,无论是拟南芥还是水稻,DELLA基因的突变都会导致植株的雄性不育.该文综述了DELLA蛋白基本特征、参与赤霉素信号通路的调控,以及在雄蕊发育中的作用,为今后的研究提供一定的理论基础.     

活性氧与植物细胞程序性死亡

在植物细胞中,线粒体ETC的复合物I和III是ROS产生的主要部位。大量证据表明,ROS可作为一普遍存在的信号分子在胁迫诱导植物PCD过程中起作用,而线粒体处于PCD调控的中心位置。     

利用嫁接技术研究植物固醇的长距离运输

植物固醇是真核生物细胞膜系统的重要组成成分,在植物生长发育过程中起了重要的作用.植物固醇是植物重要的代谢产物之一,并且近年来的研究表明植物固醇可能作为一种信号分子,调控植物的生长发育.信号分子和代谢产物往往能进行长距离运输,但是目前关于植物固醇能否进行长距离运输尚未有报道.本研究以植物固醇合成途径关键基因CPI1的突变体cpi1-1为研究材料,利用嫁接技术探究植物固醇长距离运输问题.研究结果发现植物固醇不能在根和地上部之间进行长距离运输.     

HPLC-MS/MS同时测定植物6种內源激素含量方法的优化

植物激素在植物的胚胎发育、种子萌发、生长发育、开花结果等生理过程中相互调节对生物合成起着至关重要的作用.针对植物激素在植物体内含量极低且不稳定的特征,采用高效液相色谱与质谱(HPLC-MS/MS)联用的方法检测拟南芥(Arabidopsis thaliana)不同部位中的生长素(IAA)、赤霉素(GA_3和GA_4)、脱落酸(ABA)、茉莉酸(JA)和水杨酸(SA)6种激素的含量,同时对玉米(Zea mays)内源激素合成突变体及野生型材料的内源GA_3和GA_4含量进行了定量的研究.通过不断实验,优化了植物材料的前期处理方法及提取技术,提高了植物内源激素的提取和检测效率,形成了一套较为完整高效的植物内源激素检测方法.     

植物脂肪酸及其衍生物防御信号研究进展

植物由于不能移动而发展了复杂而精密的抗病系统.近年来,人们发现作为细胞膜组分的脂肪酸在植物的各种抗病机制中发挥着举足轻重的作用.脂肪酸及其衍生物不仅参与植物基础免疫和系统免疫,还参与经典抗病基因(R基因)介导的抗病过程.目前,已发现许多与脂肪酸(尤其是16碳和18碳脂肪酸及其衍生物)代谢相关的突变体,对这些突变体抗病性改变的分子机制研究成为植物抗病领域研究热点之一.本文综述了脂肪酸及其衍生物在植物防御信号转导中的最新研究进展,旨在为植物抗病遗传育种研究提供新的参考.     

钙离子可能参与放线菌素D诱导的玉米细胞凋亡

钙在动物细胞凋亡的信号转导中起重要作用，其最直接的作用是激活钙依赖性核酸酶，导致DNA的特异片段化。然而，关于钙在植物细胞程序性死亡中的作用的报道很少。本文以玉米根尖分生组织为材料，利用RNA合成剂放线菌D诱导细胞死亡，并从形态和生化方面检测到这种细胞死亡是一种程序性死亡，并从形态和生化方面检测到这种细胞死亡是一种程序性死亡（programmed cell death,PCD)。利用钙离子特异性结合荧光染料wazo-1研究的结果表明，在死亡程序启动的瞬间，胞质内钙离子浓度急骤上升。意味着钙信号转导途径可能参与了这种PCD。这种PCD在DNA严重断裂之前是可以逆转的。     

钙离子可能参与放线菌素D诱导的玉米细胞凋亡

钙在动物细胞凋亡的信号转导中起重要作用,其最直接的作用是激活钙依赖性核酸酶,导致DNA的特异片段化.然而,关于钙在植物细胞程序性死亡中的作用的报道很少.本文以玉米根尖分生组织为材料,利用RNA合成剂放线菌D诱导细胞死亡,并从形态和生化方面检测到这种细胞死亡是一种程序性死亡(programmed cell death,PCD).利用钙离子特异性结合荧光染料wazo-1研究的结果表明,在死亡程序启动的瞬间,胞质内钙离子浓度急骤上升.意味着钙信号转导途径可能参与了这种PCD.这种PCD在DNA严重断裂之前是可以逆转的.     

60Co γ-Ray射线诱变水稻突变体的分离和遗传学初步分析

为了研究水稻发育的分子机制,我们利用γ射线对粳稻品种9522进行诱变,共诱变了3 000 g种子,M1代单株收种,M2代移栽5 963个株系于上海农科院.在M2代中筛选突变体,并在M3代中复选,最终得到了叶、株型育性等各类形态突变体666份.对其中162株突变体进行了遗传分析,有53.61%的突变体出现3∶1的分离,这些突变体是隐性的单位点突变.同时,这些突变体的分离也为水稻功能基因分离和功能鉴定等研究打下了良好的基础,并为水稻发育的研究提供了宝贵的材料.     

水稻雄性不育突变体OsMS121的遗传及定位分析

通过射线诱变粳稻9522种子获得一株水稻雄性不育突变体OsMS121．遗传分析的结果显示突变体是单基因隐性突变．细胞学观察发现突变体花粉的萌发孔在发育过程中出现异常．萌发孔的塞子体积较小，且畸形．萌发孔的孢粉素层与野生型相比较为稀疏；环状突起不明显，结构松散，呈颗粒状．用图位克隆的方法将该基因定位在水稻第二条染色体分子标记R2M16—2和R2M18—1之间约200KB范围内．这些结果为该基因的克隆及其在花粉发育中的功能研究奠定了基础。     

植物miRNA研究进展

miRNA是一类长度为 2 0～ 2 5nt,能调节mRNA表达的非编码RNA基因产物 .自 1993年首次在线虫中发现以来 ,miRNA的研究一直局限于动物中 .2 0 0 2年 ,miRNA被证实也存在于植物中 ,随后植物中越来越多的miRNA相继被报道 ,有关植物miRNA的形成、特征、作用机制以及它与植物生长发育的关系也日益引起人们的兴趣 .本文就植物中miRNA的研究现状做一综述 .     

过量表达URO基因抑制拟南芥次生细胞壁开关基因表达

植物次生细胞壁的发育受到一系列转录调控因子的调节.但关于这一过程如何与植物整体发育相整合,一直少有报道.拟南芥URO(UP-RIGHT ROSETTE)基因过量表达导致在相应突变体uro中自由态生长素浓度明显升高,并导致该突变体中次生细胞壁发育减弱.本研究利用突变体uro及其杂合子uro/+,通过定量PCR的方法,检测了一系列调控植物次生细胞壁分化相关基因的表达情况.结果表明,在uro/uro和uro/+中,植物次生细胞壁发育开关基因的表达受到明显抑制,而对于木质部导管细胞分化的开关基因没有明显影响.因此,URO基因是介导植物细胞壁次生加厚与植物生长发育状态关联的基因,URO基因通过抑制次生细胞壁发育达到维持细胞的生长状态的效果.     

玉米核基因的图位克隆方法

玉米是主要的粮食和饲料作物,经济地位十分重要,玉米杂种优势的利用是农作物杂种优势利用最成功的例证之一.图位克隆是鉴定突变体突变基因的重要方法之一.随着不同植物基因组数据的释放和新的技术出现,图位克隆将得到更为广泛的应用.本文概述了图位克隆的基本原理及其在玉米基因克隆中的常用操作方法,包括遗传特征的分析、作图群体的构建、多态性分子标记的筛选、目的基因的粗定位和精细定位、候选基因的评估和验证等,最后讨论图位克隆在玉米核基因克隆的应用中可能出现的问题和解决措施.本文所描述的应用于玉米突变体的图位克隆的常规策略在植物里是相通的,也适用于其他植物.     

植物激素-赤霉素(GA)细胞信号转导机制

植物激素赤霉素(GA)参与植物种子萌发、茎伸长、开花、结果等多个生长发育过程.研究GA细胞信号转导的分子机制对进一步阐明其生物学功能具有重要的意义.GA合成突变体和细胞信号转导突变体的研究表明,GAI及其同功蛋白具有受体功能,GA被受体识别后进一步与DELLA蛋白作用,从而解除DELLA蛋白对植物生长的抑制作用.文章主要综述这些分子具体的作用模式.