拟南芥At5g66070基因在ABA处理下的初步研究

本研究以拟南芥为实验材料,探索基因At5g66070在植物激素ABA处理条件下的相关生理功能.结果表明,在10μMABA处理下,该基因的表达量明显升高,表明该基因受到ABA的诱导.亚细胞定位发现AT5G66070定位在细胞核.通过DNA及RNA水平筛选鉴定At5g66070基因T-DNA插入纯合突变体,然后经根瘤农杆菌介导法进行遗传转化,筛选获得过表达转基因株系.表型分析发现经ABA处理后,突变体相对于野生型而言根长较短,表明突变体对ABA更为敏感.气孔关闭实验发现10μM ABA能诱导突变体气孔关闭,而野生型和过表达无显著影响.以上结果表明At5g66070在拟南芥的ABA胁迫响应中起负调控作用.     

大豆滞绿突变体的T-DNA插入位点分析

通过农杆菌介导的子叶节转化法获得的大豆T-DNA插入突变体ls-1是一个滞绿突变体,该突变体同时表现出花器官异常和种子败育的表型.通过染色体步移的方法分析发现T-DNA插到大豆基因组的7号染色体上,对测序获得的插入位点序列进行了PCR验证.进一步通过半定量RT-PCR和生物信息学分析,推测突变体表型的产生可能由于T-DNA插入编码S1型核酸内切酶的基因Glyma.07G191100和编码线粒体中交替型NAD(P)H脱氢酶的基因Glyma.07G191200之间,使二者表达受到影响造成的.该研究为后续的基因功能研究奠定了基础.     

拟南芥雄性不育基因ds254的定位及其表达模式

通过Ac／Ds转座子系统的诱变，得到拟南芥突变体DS254．它的发育进程比野生型慢，植株比野生型矮小，连座叶柄比野生型的短，花苞数目比野生型的多，分枝的数量比野生型的多，且雄性不育．遗传分析表明突变体属于隐性单基因突变，稳定遗传，并且与Ds是紧密连锁的。可能是Ds插入直接引起的突变．TAIL—PCR的方法将该基因定位在第4条染色体上．Ds上携带的GUS基因表迭的初步分析表明，GUS基因在突变体的花药和连座叶中表达，说明该基因也可能在这些部位表达．突变体的表型分析结果说明该基因可能在植物的许多发育过程中起作用．     

一株晚花和镉敏感拟南芥突变体的分离与鉴定

为了进一步挖掘拟南芥响应Cd胁迫的分子机制,从化学诱导型拟南芥突变体库(约6 000株系)中筛选获得Cd敏感突变体,通过测量经Cd处理后拟南芥植株的根长变化获得Cd响应突株系,然后单株收种并鉴定,最终获得一株对Cd胁迫敏感的突变体。Thermal asymmetric interlaced-PCR(TAIL-PCR)发现这株突变体T-DNA的插入定位于基因At1g35820和At1g35830之间。进一步分析表明这个突变体也是FLC(Flowering locus C)依赖的晚花突变体,将这株突变体命名为fcr(flowering and cadmium related gene)。FLC在拟南芥开花调控网络中起枢纽作用,并且是开花正调控基因Suppressor of overexpression of co 1 (SOCI)的抑制因子。在该突变体中FLC的表达明显高于野生型植株,而FLC下游基因SOCI的表达明显低于野生型植株,但FLC上游基因的表达变化不明显。进一步实验发现,突变体fcr中调节环境因素和春化作用的基因High expression of osmotically responsive gene 1(HOS1)表达量显著增加。通过以上结果我们推测,突变体fcr中的晚开花和Cd敏感表型可能是HOS1基因过量表达所致。     

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.     

水稻OsGASR4基因及其启动子的克隆与表达分析

对前期克隆的水稻GAST基因家族新成员OsGASR4开展研究,利用DNAMAN软件分析水稻OsGASR4进化树;检测GA处理野生型和d 18水稻突变体后OsGASR4表达变化;利用RT PCR方法分析该基因的时空表达特性;克隆了该基因上游长约2 082 bp调控序列,并利用网络工具预测启动子顺式作用元件,构建OsGASR4启动子GUS融合表达载体,通过农杆菌介导的水稻遗传转化.结果表明:OsGASR4蛋白具有典型的GASA保守结构域,启动子里含有多个与激素响应元件、光诱导相关元件以及逆境胁迫响应元件;GA_3处理降低了OsGASR4转录水平;RT PCR检测和GUS染色的结果表明,OsGASR4在水稻茎和幼穗的表达量相对较高.表明OsGASR4可能作为GA信号途径的抑制因子参与水稻茎和穗的早期发育.     

拟南芥中一个参与盐胁迫应答基因的T-DNA插入纯合突变体的鉴定及表型分析

本研究以拟南芥为试验材料,探索基因at5g66070在受到非生物胁迫的表达情况,并研究其抗逆特性.结果表明,在NaCl处理下,该基因的表达量明显升高,表明该基因受到盐的诱导.通过PCR和RT-PCR在DNA和RNA水平上筛选鉴定at5g66070基因T-DNA插入纯合突变体.分析了野生型拟南芥与突变体在不同浓度NaCl处理下,其萌发率,根长以及苗期的生长差异.结果发现,相对于野生型来说,突变体对盐更敏感.具体来说,在含有150mMNaCl的MS培养基中,突变体的萌发率比野生型要低,根长比野生型要短,同时突变体幼苗更容易出现枯萎,萎黄症状.     

ROS介导γ-氨基丁酸调控拟南芥根毛发育机制研究

以拟南芥根特异性表达的γ-氨基丁酸(GABA)合成酶基因(GAD1)突变体(gad1)为材料,探讨了GABA在根毛发育中的调控机制.结果表明,gad1突变体中根毛的长度明显高于野生型,外源GABA的添加会抑制拟南芥野生型和gad1突变体根毛的长度.活性氧(ROS)染色证实了gad1突变体根尖和根毛区域ROS的水平高于野生型, qRT-PCR实验表明gad1突变体中参与ROS清除基因(CSD1、CSD2和MSD1)的表达受到了抑制.研究初步证实了GABA代谢参与了ROS介导的根毛生长调控, GABA作为一种负调控信号参与了根毛生长的调节.     

INO80参与拟南芥气孔数量调控的分子机制

气孔是植物表皮特有的结构,参与到植物的呼吸、蒸腾作用等多种生理活动.植物通过气孔与大气进行气体交换.INO80是一类保守的染色质重塑因子,可以与组蛋白变异体H2A.Z结合.与野生型相比,拟南芥ino80缺失突变体对于渗透压的敏感度及其失水率都有明显提高.与此相应的是,ino80缺失突变体植物表现出气孔明显增多的表型.bHLH转录因子家族中的SPCH和MUTE对于气孔的发育起到正调控的作用.RT-PCR检测显示,在ino80突变体的背景下,气孔正调控基因SPCH和MUTE的表达量都显著上调.ChIP-PCR实验显示,相对于野生型,H2A.Z在SPCH和MUTE上染色质的分布在ino80缺失突变体内下调.我们的工作表明,在拟南芥中,INO80可能通过调控气孔正调控基因染色质区域组蛋白变体H2A.Z的分布影响靶基因的转录水平,进而改变气孔数量以及植物的相应生理指标.     

籼稻矮杆突变体Tm049的表型分析及其对外源赤霉素的响应

利用60Coγ射线辐照籼稻93-11,获得一个性状稳定的矮化突变体材料Tm049,对其表型、节间细胞结构及生理特性方面进行了分析。研究结果表明,Tm049植株矮化、叶色略深且短而宽、分蘖少、穗型直立状、籽粒小而圆、属于dn型矮杆;第一节间和第二节间细胞体积和数目发生变化;第二叶鞘对外源赤霉素(GA3)敏感性降低;内源GA3水平略高于野生型.推测该突变体可能与GA的信号途径缺失有关.研究结果为今后该基因的定位克隆、功能分析及分子标记辅助培育理想株型的新品种奠定了研究基础.     

拟南芥雄性不育突变体ms1521的基因定位

ms1521是经EMS诱变筛选得到的一拟南芥雄性不育突变体,通过背景纯化与遗传分析,发现ms1521突变体是受隐性单基因控制,形态学观察表明：突变体的花缺失部分花瓣,雄蕊比较短,花药肥大,部分雄蕊的花药成丝状,利用图位克隆的方法对不育基因MS1521进行了定位,结果表明：MS1521位于第一条染色体分子标记F17F8Alu1和T19E23之间161kb的区间内,数据库预测,其中有11个与花发育有关的基因,试验将有助于对目的基因的克隆,控制花器官研究和雄性不育分子机制的研究。     

矮秆种质的赤霉酸反应和株高遗传模型的分析

通过赤霉酸处理及遗传模型分析小麦／冰草衍生系的矮秆种质得知：8个矮秆种质均为赤霉酸不敏感型。其中的3648—3652的株高是多基因控制的数量性状,其遗传模型是两对主基因加多对微效基因控制的混合遗传模型。     

棉花DELLA蛋白GhGAI2b基因的克隆和功能初步分析

DELLA蛋白是赤霉素信号途径的负调节因子,在棉花纤维发育中有着重要作用。本研究采用同源克隆方法,从棉花中克隆DELLA蛋白Gh GAI2b基因,构建p BP35S:Gh GAI2b和p BP35S:Ghgai2b植物过表达载体,通过农杆菌介导的滴花法转化Col野生型拟南芥。结果表明,棉花DELLA蛋白Gh GAI2b包含了DELLA蛋白家族中所有的典型保守区域;转基因拟南芥表现出莲座叶半径变短,植株矮化,花序紧凑,花器官发育迟缓等生长发育受抑制表型。说明棉花DELLA蛋白Gh GAI2b基因可能参与GA信号途径抑制植物生长发育。     

Regulation of eight avr genes by hrpG and hrpX in Xanthomonas campestris pv. campestris and their role in pathogenicity

Eight putative avirulence genes in Xanthomonas campestris pv. campestris (Xcc) strain 8004 were characterized by Tn5gusA5 mutagenesis and gene expression analysis. The virulence test of mutants on Chinese radish showed that all mutants in individual avr genes except avrBs2 mutant were not significantly different from the wild type in virulence. The avrBs2 mutant showed reduced virulence and bacterial growth in planta. Gene expression analysis using β-glucuronidase as reporter indicated that avrBs1.1，avrBs1，avrXccB，avrXccC，avrXccE1 were regulated by hrpG, whereas avrXccA1, avrXccA2 and avrBs2 were not. RT-PCR analysis showed that all hrpG-regulated genes except avrBs1 were also regulated by hrpX. In addition, it was demonstrated that avrBs1　 was responsible for elicitation of a type III dependent hypersensitive reaction (HR) on nonhost plant pepper ECW-10R, and wild type Xcc 8004 was unable to cause HR on pepper ECW-20R.     

Sinorhizobium meliloti nifA gene exerts a pleiotropic effect on nodulation through the enhanced plant defense response

Sinorhizobium meliloti nifA gene is required for the expression of a bunch of nif and fix genes. Here, we report its pleiotropic effects on the nodule formation. Compared with wild type strain, nifA mutant sig- nificantly reduced nodule suppression rate in split-root system. The plants inoculated with mutant strain produced lower amount of daidzein and less necrotic cells on their roots. In addition, the defense genes failed to be evoked by nifA mutant at the early nodulation stage. These findings indicated that host defense response was one of the mechanisms mediated by nifA gene to regulate nodule formation during symbiosis. Even though nifA mutant could increase the number of nodules in host plant, it synthesized lower Nod factors than wild type. This suggested that nifA gene mediated multiple and diverse instances in nodulation formation.     

水稻矮化突变体G蛋白α亚基基因的结构和表达

利用γ-Co60辐射诱发水稻特光矮-2(Oryza sativa L.cv.TGA-2)产生变异,获得一种稳定遗传的新型水稻矮化突变体dwarf69.dwarf69和TGA-2及其杂交后代F1、F2、F3成熟期的株高数据表明矮化表型受一对隐性基因控制.进一步研究发现,虽然dwarf69和TGA-2的G蛋白α亚基基因(Rice G protein alpha-subunit,RGA)编码区核苷酸序列只有一个核苷酸的差异,但RGA在野生型TGA-2中的表达量明显高于在突变体dwarf69中的表达量.对矮化突变体dwarf69和野生型TGA-2的RGA基因5＇上游区的序列分析表明,dwarf69 RGA 5＇上游区比TGA-2RGA5＇上游区多出1076bp.首次报道水稻矮化突变体中的RGA5＇上游区序列与其野生种的RGA5＇上游区序列存在显著的差异.     

拟南芥一氧化氮相关突变体在干旱胁迫下抗旱相关基因表达的研究

据报道,拟南芥一氧化氮（nitric oxide,NO）合成缺陷突变体noa1较野生型Col-0抗旱,而个别抗旱相关基因表达的增强是其抗旱机理之一.为了证实该结果及研究NO信号分子在抗旱中的作用,系统地对8种共12个不同类型的抗旱相关基因在干旱处理不同时间的拟南芥野生型和noa1及亚硝基谷胱甘肽还原酶功能缺失突变体gsnor1-3间的表达情况进行了反转录PCR分析.研究结果表明,抗旱相关基因的表达在拟南芥不同基因型间无明显差异,noa1的耐旱性与抗旱相关基因的表达无显著相关性.     

Genetic analysis and gene cloning of a triangular hull 1 (tri1) mutant in rice (Oryza sativa L.)

Grain shape and size are two key factors that determine rice yield and quality. In the present study, a rice triangular hull mutant (tri1) was obtained from the progeny of japonica rice variety Taipei 309 treated with 60Co γ-rays. Compared to the wild type, the tri1 mutant presents a triangular hull, and exhibits an increase in grain thickness and protein content, but with a slight decrease in plant height and grain weight. Genetic analysis indicated that the mutant phenotype was controlled by a recessive nuclear gene which is stably inherited. Using a map-based cloning strategy, we fine-mapped tri1 to a 47-kb region between the molecular markers CHR0122 and CHR0127 on the long arm of chromosome 1, and showed that it co-segregates with the molecular marker CHR0119. According to the rice genome sequence annotation there are six predicated genes within the mapped region. Sequencing analysis of the mutant and the wild type indicated that there was a deletion of an A nucleotide in exon 3 of the OsMADS32 gene, which could result in a downstream frameshift mutation and premature termination of the predicted polypeptide. Both semi-quantitative and real-time RT-PCR analyses showed that this gene expressed highly in young inflorescences, while expressed at very low levels in other tissues. These results implied that the OsMADS32 gene could be a candidate of TRI1. Taken together, the results of this study lay the foundation for further investigation into the molecular mechanisms regulating rice caryopsis development.     

Function analysis of a semi-dwarf sdg in rice with near isogenic lines

The physiological phenotype of the rice semi-dwarf mutant,sdg,was characterized in details using a pair of near isogenic .Neither gibberellin*deficient nor gibberellin-insensitive is characteristic of the sdgphenotype.Byanalyzing the secretion of aamylas and the promotion of stem growth caused by eogenous gibberellin(GA),the sdg plant was found to have decreased sensitivity to the GA at the seedling stage. The dwarfism stature of the sdg mutant can be attributed to the shortened internodes. Increase of the cell sults indicate the protein encded by the wild type gene of sdg may be a regulator for cell elogation.     

水稻矮化突变体差异表达cDNA片段的克隆与分析

利用抑制性消减杂交（Suppressive subraction hybridization,SSH）分离本实验室获得的一株水稻矮化突变体dwarf69与其野生型对照品系特光矮-2（Rryza sativa,TGA-2 indica）间表达有差异的cDNA片段,分别以dwarf69作为驱赶子,TGA-2为检测子,以及以dwarf69作为检测子,TGA-2为驱赶子建立了两个差异表达cNDA文库,分别代表在TGA-2和dwarf69中特异表达的cDNA,经反式Northern检测这两个文库共得到10个阳性克隆。