拟南芥BLI基因调控植物衰老的研究

BLISTER(BLI)蛋白是多种应激反应的调节因子,可以促进植物对环境的适应性. BLI蛋白通过抑制IRE1蛋白以维持植物的正常生长,缺失BLI蛋白的拟南芥植株出现多种发育缺陷表型. 文章以拟南芥bli突变体为实验材料,通过细胞生物学及遗传学方法检测其衰老相关表征,发现bli突变体植株早期出现叶片黄化、叶绿素含量下降、离子渗透率升高等一系列衰老表型;与此同时,bli突变体体内衰老相关基因表达上调,光合作用相关基因表达下调,表明BLI蛋白参与植物衰老过程;外源施加ROS导致野生型Col-0植株中BLI基因表达量减少; GUS显色结果表明BLI在植株各组织器官中均有表达,为进一步解析BLI调控衰老的分子网络提供了思路.     

低能N+注入诱导拟南芥变异及突变体特异表达cDNA克隆

低能N+离子注入拟南芥引起处理当代(M0)种子的萌发率降低,并且降低的幅度随剂量的升高而增大.较高剂量离子处理的M2代植株中出现了较明显的表型变异,包括黄化、半致死、形态变异以及开花结实性状的改变等.对M2代植株进行随机引物扩增多态性DNA(RAPD)分析的结果表明,离子注入处理的拟南芥中有RAPD条带的缺失或增加,且变化频率与离子注入的剂量相关,而对照未发现有明显变化.80次剂量处理的M1代植株中有一株特别矮小,为典型的矮化变异体.以它的一个稳定的M6代矮化突变体T80II为材料,用PCR增效的减法杂交技术,构建减法文库,克隆特异表达的cDNA片段,其中1个712 bp的片段与GRF基因有部分同源性.     

一株拟南芥晚花突变体的分子分析

植物的开花时间直接控制植物营养生长期和生育期的长短,在相当程度上决定着繁育的成功与否,也与植物的产量和质量性状密切相关.拟南芥花期改变突变体是植物开花调控机制研究重要的植物材料.研究利用前期研究中获得的一株稳定遗传的、晚花表型的T-DNA插入拟南芥突变体pex2为材料,对其进行开花相关表型分析、T-DNA插入位点鉴定及插入位点基因转录分析等研究,结果表明:pex2突变体中存在单一的T-DNA插入,该插入位点位于PEX2基因下游约1 800 bp处,且该位点的插入引起了PEX2全长转录产物的缺失.该研究为进一步探索pex2突变体晚花机制及拟南芥PEX2基因与晚花表型之间的相关性研究,提供了研究材料.     

抗坏血酸对暗诱导拟南芥叶片衰老的影响

分析黑暗诱导衰老条件下3种内源抗坏血酸含量不同的拟南芥（GLDH基因超表达植株gldh236OE、哥伦比亚野生型Col和拟南芥抗坏血酸缺乏突变体vtc2-1）表型、抗坏血酸含量及叶绿素荧光参数等生理指标的变化,研究抗坏血酸对暗诱导拟南芥叶片衰老的影响.结果表明,黑暗胁迫后3种拟南芥抗坏血酸含量均呈下降趋势,与Col相比,vtc2-1的抗坏血酸含量显著降低（P005）,叶片黄化速度明显较快;gldh236OE叶片黄化速度较慢;黑暗均引起了PSII最大光能转化效率（Fv/Fm）和PSII实际光化学量子产量（Yield）降低,PSII的光合效率受到阻碍;也减少了vtc2-1非光化学猝灭（NPQ）,外施抗坏血酸对植株热耗散能力显著增强（P005）.研究表明,内源抗坏血酸含量的缺失会导致植株对黑暗胁迫的适应性降低,外施1 mmol/L抗坏血酸能部分缓解植物的黑暗胁迫.     

拟南芥atfes1a突变体种子的热敏感性分析

根据基因芯片数据等生物信息学资料,我们锁定一些未知的且被高温诱导的基因,并获得了一个推测编码蛋白含armadillo/beta-catenin repeat(简称ARM)结构域的突变体salk-021784,该突变体缺失AtFes1A基因,该基因编码一种受高温诱导的ARM 蛋白.利用抗体检测了在拟南芥种子发育过程中AtFes1A的热诱导表达特征, 通过表型分析发现,热处理后的突变体种子萌发率明显低于热处理后的野生型,表明AtFes1A蛋白与拟南芥耐热有关.     

缺失AtArm基因导致拟南芥耐热性下降

生物信息学数据表明,At3g09350基因编码一种受高温诱导的armadillo,beta-catenin repeat蛋白,但其生物学功能迄今不详,我们利用基因组DNA PCR、RT-PCR和Western-blotting方法,对该T-DNA插入拟南芥突变体进行了筛选,获得At3g09350基因被敲除的T2代纯合突变体,通过表型分析,我们发现,该突变体的获得耐热性明显下降,呈现热敏感表型.分子进化分析结果表明,该基因为微牛物和动物Hsp70s的核苷酸交换因子的同源物,它的缺失可能导致Hsp70s分子伴侣活性下降,进而导致拟南芥耐热性下降.     

拟南芥At5g58100基因T-DNA纯合插入突变体PCR鉴定及表型观察

以拟南芥SPOT1功能缺失突变体spot1和野生型(WT)植株为材料,比较研究了它们在花粉发育和结实率方面的差异.spot1-1,spot1-2和spot1-3突变体都能形成可育的三核花粉,但用扫描电子显微镜(SEM)观察发现其花粉粒皱缩,花粉外壁存在纹理缺陷.用荧光显微镜观察了这些花粉粒的树脂半薄切片,发现花粉内壁无纤维素的自发荧光,spot1突变体成熟果荚中的种子数量显著少于野生型.对spot1-3突变体花药发育过程进行观察后发现,从花粉母细胞时期开始,突变体细胞壁组成与野生型已出现差异.10μmol·L~(-1)(物质的量浓度)茉莉酮酸既不能抑制黄化spot1幼苗的顶钩反应,又不能抑制1×10~(-6)(质量分数)乙烯利引起的夸张顶钩反应.上述结果提示SPOT1基因的功能与小孢子初生外壁、花粉内壁的发育,以及花丝伸长(长度)有密切关系,SPOT1可能与茉莉酮酸信号传导通路相关联.     

异源表达花生基因AhGLK1对拟南芥glk1glk2突变体表型特征及抗旱性的影响

为探讨花生基因AhGLK1对拟南芥表型特征和抗旱能力的影响,以glk1glk2突变体为实验材料,异源表达AhGLK1,观察转基因拟南芥表型特征,包括叶色、叶片数量和形态等;利用共聚焦显微镜观察叶绿体;测定拟南芥叶片失水率和旱后存活率;利用荧光测定仪检测干旱和复水恢复过程中,拟南芥叶片叶绿素荧光参数的变化.结果表明:AhGLK1/glk1glk2回复株系拟南芥叶片呈绿色,叶片数量增加,叶片卷曲,叶柄增长,叶绿体发育完善,气孔增多,叶片保水性提高,旱后存活率显著升高.叶绿素荧光参数在干旱胁迫下显著降低,而复水时恢复.证明AhGLK1通过影响叶片数量、形态发育以及光合作用等提高拟南芥的抗旱能力.     

异三聚体G蛋白在拟南芥生长过程中的作用

利用拟南芥的野生型和异三聚体G蛋白α亚基基因GPA1缺失突变体(gpα1-1,gpα1-2)和超表达突变体(wGα,cGα)为材料,对植株生长发育的一些形态指标进行了观测比较．结果表明2个缺失突变体的植株高度、叶片宽度、长角果果柄长度都明显超过野生型,而超表达突变体的部分指标与野生型相比也有明显差别．实验结果表明,异三聚体G蛋白参与某些器官生长发育的调节,初步证明G蛋白α亚基在伸长生长过程中可能起负调节作用。     

拟南芥抗油菜黑胫病突变基因的遗传分析及染色体定位

以拟南芥黑胫病感病突变体及抗病野生型为材料,对不同世代群体进行遗传分析,结果表明,该突变性状为细胞核内两对重叠作用的基因所控制,感病植株为隐性突变体,其基因型为sc1sc2.同时对突变位点sc1及sc2进行了染色体定位研究.结果证实, sc1位于1号染色体的长臂上,sc2位于2号染色体的长臂上.为进一步研究拟南芥抗病功能基因奠定了基础.     

α-氯代癸酸磷矿捕收剂的合成及其浮选性能

以癸酸为主要原料,通过氯代和中和反应得到脂肪酸改性产品CH3（CH2）7CHClCOONa,与常规脂肪酸类比较捕收剂W10的浮选效果。结果表明,W10和氯代癸酸钠都有常温浮选效果,两者P2O5回收率均在80％左右,但氯代癸酸钠作为捕收剂时,精矿品位达到30．00％,达到浮选指标,其浮选性能优于W10。     

AtSNX1 defines an endosome for auxin-carrier trafficking in Arabidopsis

Polarized cellular distribution of the phytohormone auxin and its carriers is essential for normal plant growth and development. Polar auxin transport is maintained by a network of auxin influx (AUX) and efflux (PIN) carriers. Both auxin transport and PIN protein cycling between the plasma membrane and endosomes require the activity of the endosomal GNOM; however, intracellular routes taken by these carriers remain largely unknown. Here we show that Arabidopsis thaliana SORTING NEXIN 1 (AtSNX1) is involved in the auxin pathway and that PIN2, but not PIN1 or AUX1, is transported through AtSNX1-containing endosomes. We demonstrate that the snx1-null mutant exhibits multiple auxin-related defects and that loss of function of AtSNX1 severely enhances the phenotype of a weak gnom mutant. In root cells, we further show that AtSNX1 localizes to an endosomal compartment distinct from GNOM-containing endosomes, and that PIN2 accumulates in this compartment after treatment with the phosphatidylinositol-3-OH kinase inhibitor wortmannin or after a gravity stimulus. Our data reveal the existence of a novel endosomal compartment involved in PIN2 endocytic sorting and plant development.     

Enhanced gravi- and phototropism in plant mdr mutants mislocalizing the auxin efflux protein PIN1

Many aspects of plant growth and development are dependent on the flow of the hormone auxin down the plant from the growing shoot tip where it is synthesized. The direction of auxin transport in stems is believed to result from the basal localization within cells of the PIN1 membrane protein, which controls the efflux of the auxin anion. Mutations in two genes homologous to those encoding the P-glycoprotein ABC transporters that are especially abundant in multidrug-resistant tumour cells in animals were recently shown to block polar auxin transport in the hypocotyls of Arabidopsis seedlings. Here we show that the mdr mutants display faster and greater gravitropism and enhanced phototropism instead of the impaired curvature development expected in mutants lacking polar auxin transport. We find that these phenotypes result from a disruption of the normal accumulation of PIN1 protein along the basal end of hypocotyl cells associated with basipetal auxin flow. Lateral auxin conductance becomes relatively larger as a result, enhancing the growth differentials responsible for tropic responses.     

看麦娘(Alopecuras aequalis)综合防治专家系统AWES

看麦娘综合防治专家系统ＡＷＥＳ以系统论观点作为看麦娘综合防治的核心,在系统水平上研究整个系统的行为和响应．ＡＷＥＳ是由基于领域专家经验的知识库和基于看麦娘与小麦竞争的经验模型、竞争动态的模拟模型构成．系统确立了看麦娘综合防治的生态经济阈值为２６７株／ｍ２,强调在生态经济阈值以上进行防治,系统可预测由于看麦娘竞争而引起的小麦产量损失,模拟竞争动态．系统界面友好,具有维护功能     

Ca2+/calmodulin is critical for brassinosteroid biosynthesis and plant growth

Brassinosteroids are plant-specific steroid hormones that have an important role in coupling environmental factors, especially light, with plant growth and development. How the endogenous brassinosteroids change in response to environmental stimuli is largely unknown. Ca2+/calmodulin has an essential role in sensing and transducing environmental stimuli. Arabidopsis DWARF1 (DWF1) is responsible for an early step in brassinosteroid biosynthesis that converts 24-methylenecholesterol to campesterol. Here we show that DWF1 is a Ca2+/calmodulin-binding protein and this binding is critical for its function. Molecular genetic analysis using site-directed and deletion mutants revealed that loss of calmodulin binding completely abolished the function of DWF1 in planta, whereas partial loss of calmodulin binding resulted in a partial dwarf phenotype in complementation studies. These results provide direct proof that Ca2+/calmodulin-mediated signalling has a critical role in controlling the function of DWF1. Furthermore, we observed that DWF1 orthologues from other plants have a similar Ca2+/calmodulin-binding domain, implying that Ca2+/calmodulin regulation of DWF1 and its homologues is common in plants. These results raise the possibility of producing size-engineered crops by altering the Ca2+/calmodulin-binding property of their DWF1 orthologues.     

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。