高等植物的性别表达及其调控——外界因子对植物性别表达的影响

高等植物的性别表达研究是成花生理及发育生理的一个特殊组成部分,是生殖生理学中的最重要问题之一,在理论上、实践上都具有重要意义.由于植物性别表达本身的特点,使高等植物成为研究发育、性别表达及其决定的优良实验系统.     

植物差异表达基因克隆技术及研究进展

随着分子生物学技术的深入发展,植物基因组研究已经由以全基因组测序为目标的结构基因组学转向以基因功能鉴定为目标的功能基因组学研究,目前分离并克隆差异表达基因已成为生命科学研究的热点.近些年来,国内外学者发展了多种分析差异表达基因的技术来研究植物在不同发育阶段、不同生理状态下的基因表达状况,掌握了生命活动过程中的重要信息.文章对建立在RNA水平上克隆植物未知差异表达基因的几种关键技术及其研究进展进行了综述,阐述了各技术的原理、技术路线、优缺点及相应的改进方法,并对它们在植物抗逆研究中的应用现状及前景作了展望.     

选择性氧化酶基因及其表达的研究进展

综述了选择性氧化酶基因及其表达的研究进展，内容包括一些植物中的Aox多基因家族，以及植物的不同发育阶段、细胞色素途径和ROS对这些基因表达的影响。     

布鲁菌保护性抗原基因植物表达载体的构建

根据genbank序列,参照植物偏性密码子,设计合成适合植物表达的布鲁菌rplL基因和omp31基因。将携带植物表达优化序列的rplL基因片段与pBI-121载体相连接构建重组植物表达载体pBI121-rplL;将omp31基因与相应酶切并携带植物表达特征序列的pMD19-T6载体连接获得重组质粒,之后酶切获得携带植物表达优化序列的omp31基因片段,将其克隆入pBI-121载体,从而构建出带有不同目的片段的重组植物表达载体,为下一步检测基因在植物中的表达奠定基础。     

黄姑鱼(Nibea albiflora)gsdf基因的克隆及表达分析

为探索gsdf(gonadal soma derived factor)基因对黄姑鱼性别分化和性腺发育的作用,克隆了黄姑鱼gsdf基因ORF序列全长,并运用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术检测了该基因在黄姑鱼不同组织和不同发育时期性腺中的表达情况。结果显示:黄姑鱼gsdf基因开放阅读框长648 bp,可编码215个氨基酸,含有TGF-β超家族的保守功能结构域;组织表达分析结果显示,黄姑鱼gsdf基因主要集中在精巢中表达;在23℃左右水温下,孵化后40 d的遗传雄性鱼苗性腺中开始检测到gsdf基因有明显表达(此时组织学上尚看不出精巢形态),49 d后表达量迅速升高,孵化120 d后(精巢分化完成)表达量达到高峰,随后表达量开始下降,直到黄姑鱼精巢成熟之后呈现稳定表达。上述结果提示,黄姑鱼gsdf基因与黄姑鱼性别决定和分化发育过程密切相关。     

植物GPXs基因结构、表达与抗逆性分析

谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione Peroxidase,GPX)是植物体内清除活性氧自由基的重要酶类之一,在保护膜免受氧化损伤中发挥重要作用.目前在一些植物中已经克隆获得了编码GPXs的基因序列.通过对拟南芥、杨树和百脉根等植物GPXs基因结构和功能的分析,研究植物GPXs基因结构及其在胁迫应答中的表达变化,总结了植物GPXs在抗逆应答反应中的可能作用.     

雌雄异型异熟植物的开花机制研究进展

雌雄异型异熟是植物从雌雄同花向雌雄异株进化过程中的一种过渡类型,目前发现存在于13个科20个属植物中。其群体中包括雌先型和雄先型两种交配类型,两种交配类型植株的同步性和互不干扰性可有效地避免自交。一般认为雌雄异型异熟植株的交配类型是固定不变的,但也在一些植物中发现了彼此间的转化; 植株内雌雄花开放时间有的完全错开,有的部分重叠。经典遗传学认为交配类型受1对显/隐性的等位基因控制,且当群体达到平衡时两种交配类型的比例可达平衡状态(1:1),这在胡桃属和山核桃属上得到了验证,但在其他同类植物分子生物学方面的研究还是空白。雌雄异型异熟植物的性别决定为饰变型,其性别分化不仅受性别决定基因的遗传控制,而且还受植物激素的诱导调控,但不同植物上激素诱导性别分化的作用存在差异。解剖学研究表明同一交配类型上的雌雄花发育和成熟时间均存在差异。     

十字花科植物授粉过程中花粉表达基因的研究

授粉是开花植物有性繁殖的重要过程，这个过程包括物种特异性的花粉与柱头细胞的黏附，干燥花粉的水合，花粉的萌发和花粉管在花柱中的正常生长等，其中涉及花粉众多基因的表达与调控，同时也与柱头细胞中相关基因的活动密切相关．近年来，人们在十字花科植物有性繁殖的分子机制研究中进展迅速，分离鉴定了多个影响授粉过程的突变体及其对应的基因，提出了控制授粉过程各关键步骤的多种可能的机理，在很多方面有了明显的突破．文中以十字花科植物尤其是模式植物拟南芥为例，从分析众多花粉表达基因在授粉过程中的作用入手，介绍了开花植物授粉分子机制研究的最新进展．     

2-十三烷酮和槲皮素诱导棉铃虫谷胱甘肽 S-转移酶组织特异性表达

利用分光光度酶动力学和定量PCR的方法,从蛋白质水平和基因水平上研究了棉铃虫幼虫谷胱甘肽S-转移酶(GST)的组织特异性表达和植物次生物质的诱导表达作用.结果表明,以1-氯-2,4-二硝基苯(CDNB)为底物检测到的棉铃虫幼虫不同组织GST的活性与其GST mRNA相对表达量的趋势是一致的.酶动力学活性测定结果表明的棉铃虫各组织GST活性大小的顺序与定量PCR结果表明的各组织GST mRNA相对量大小的顺序都依次为:脂肪体、中肠、头和体壁.通过培养基混药法研究植物次生物质对棉铃虫幼虫GST的诱导表明,2-十三烷酮和槲皮素对棉铃虫幼虫GST活性的诱导与其对mRNA表达量的影响是一致的.2-十三烷酮对GST活性及其GST mRNA表达量的诱导作用比槲皮素强.说明mRNA的转录量增加是植物次生物质诱导GST活性增加的主要机制.该结果对于进一步研究植物次生物质诱导作用对棉铃虫对杀虫药剂敏感度的影响具有重要的意义.     

松材线虫性别决定基因Bx-sex-1表达特征和生物学功能分析

【目的】揭示松材线虫(Bursaphelenchus xylophilus)性别决定基因Bx-sex-1的表达特征和生物学功能。【方法】通过Mega 6中的Jones-Taylor-Thornton (JTT)模型,采用邻接法(neighbor joining,NJ)对Bx-sex-1和其他线虫的氨基酸序列进行系统发育构建。采用同步培养的方法分别收集不同龄期的松材线虫并提取总RNA,反转录获得cDNA并采用实时荧光定量PCR (qRT-PCR) 的方法,研究Bx-sex-1在松材线虫不同发育阶段的相对表达量。同时采用qRT-PCR并通过绝对定量法分析Bx-sex-1基因在雌虫和雄虫基因组的拷贝数。采用dsRNA浸泡法对目的基因进行干扰,观察松材线虫后代卵的孵化率和雌雄比的变化。【结果】系统进化树显示松材线虫Bx-sex-1和其他两个植物寄生线虫成为一支,与自由生线虫和寄生动物线虫分别进化为不同的分支。松材线虫Bx-sex-1在不同发育阶段相对表达量有差异,在卵期相对表达量最高,而在2龄幼虫时期最低,从2龄幼虫时期到成虫时期相对表达量逐渐升高。qRT-PCR结果显示Bx-sex-1基因在雌虫和雄虫基因组中均为单拷贝。Bx-sex-1被干扰后,卵的孵化率下降,雌雄比降低。【结论】松材线虫Bx-sex-1基因在卵的发育过程和性别决定中可能具有重要作用。     

雌雄异株树种植株性别鉴定的研究

综述了近半个世纪以来国内外在雌雄异株树各植株性别相关性状及性别鉴定方面的研究,将其概括为形态学、生理学、生物化学、细胞学及分子生物学等几个方面。形态学、同工酶、生理方法和化学药剂处理的鉴别方法相对简便易行,而ＲＡＰＤ、高分辨率流式细胞光度术以及利用ＨＰＬＣ测定酚类物质的方法较为准确、可靠。     

与银杏性别相关的RAPD标记

应用Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD)技术,筛选与银杏性别相关的分子标记,应用150个10bp随机单引物及110对随机引物组合,检测了雌雄银杏的基因组DNA,获得1个与雄性相关的RAPD标记,该标记的获得,可望进一步转化为Sequence Characterized Amplification Region(SCAR)标记或PCR标记,用于银杏早期的性别鉴定,同时该标记的获得为进一步克隆与其性别相关的基因奠定了基础。     

硬蜱性信息素的研究

用气相色谱、X-射线微区分析、生物测定及电生理等方法,研究了硬蜱性信息素的成分、含量与吸血和交配的关系以及雄虫对性信息素的反应.硬蜱性信息素的主要成分为2,6-二氯酚.雌虫吸血后性信息素量明显增加,第3～5天达到高峰,交配后下降.雄虫哈氏器是感受性信息素的器官,其前窝感毛对2,6-二氯酚反应最灵敏,吸血7d时反应最强.     

乙烯利和三十烷醇对黄瓜性别及其产量的影响

以黄瓜(Cucumis Sativus L.)为材料,在四叶期至性别定型前,于叶面两次喷施乙烯利.由初花期起在叶面三次喷施三十烷醇.试验证明,100ppm,150ppm和200ppm乙烯利处理能提高雌/雄比值,而对照则很低.     

大袋蛾雌虫性信息素腺细胞的超微结构

<正>用透射电镜研究了大袋蛾性信息素腺细胞的超微结构。每个腺细胞具有一个表皮孔和一个由微绒毛围成的端器,但是没有导管细胞,也没有真正的表皮导管。腺细胞上方的表皮显然是由间细胞分泌形成的。腺细胞的分泌物从端器中经表皮孔而排到体外,所以这进一步证实了大袋蛾的性信息素腺细胞是一类新型的昆虫表皮腺细胞。基于各种昆虫表皮腺细胞的形态和功能,还讨论了昆虫表皮腺细胞的可能的进化途径。     

黄鳝Monopterus albus性转变的探讨

通过403尾黄鳝解剖性腺观察并镜检组织切片,发现大多数黄鳝左叶性腺发达,右叶性腺不发达,左叶性腺先发育成卵巢,后转变为精巢。少数黄鳝右叶性腺发达,但也能发生性转变。黄鳝发生性转变与体长有关,并随纬度和环境条件改变而变化。黄鳝的性比不稳定,这是其通过性转变而适应环境的结果。     

性别对人口寿命影响的数学模型研究

用统计学原理研究分析了性别对人口寿命的影响，建立了数学模型，并且用模型测得人口在现代生活环境下，男性人口寿命一般情况下最高达１０５岁，女性人口寿命最高达１０９岁偶而可高于这个数值．这与某些研究人口寿命的学者的观点相一致，与细胞老年学研究的结果相吻合［１］．男女性别对人口寿命的影响结果可用“男女人口基期死亡率的对数之差与男女年龄组间死亡的递增对数的平均值的比值的５倍”的数学模型来表示．     

朱鹮的染色体性别鉴定及核型分析

利用羽髓细胞短期培养、空气干燥制片、Giemsa染色,做了朱鹮的核型和性别鉴定.染色体2n=68,10对大染色体,其余为小染色体,一对性染色体,雌性为ZW,雄性为ZZ,W染色体长度约为Z染色体的一半.     

药材甲性信息素的合成

以丙炔醇及Ｄ－苏氨酸产合成了药材甲的性信息素（２Ｓ,３Ｒ,１Ｒ）－２,３,５－三甲基－６－（１－甲基－２－氧代丁基）－４－氧代－氧杂－５－环已烯。     

几种鹤性别的分子生物学鉴定

以RAAV01和RAAV02两条随机核苷酸加聚体为引物,通过随机扩增片段多态DNA的方法,在白头鹤,白枕鹤,丹顶鹤等3种4对不同个体中,发现一条约300bp的雌性个性特异带,并应用这一方法成功地鉴别了未知性别的丹顶鹤个体,同时参照已知动物CHD基因序列的设计合成CHD基因引物,采用PCR方法在丹顶鹤雌性个体中扩增出一条206bp的片段,序列分析表明,该序列与已知其他鸟类CHD－W,CHD－Z基因的编码区和内含子区都有较高的同源性。