拟南芥PIN2介导的生长素极性运输调控植物根向地性

主要观察了拟南芥生长素输出载体PIN2及其介导的极性运输、生长素诱导合成对根尖生长素不对称分布和根向地性反应的影响.结果表明:拟南芥PIN2基因突变、诱导内源生长素IAA及用抑制剂NPA或TIBA抑制生长素极性运输都严重影响了根尖生长素不对称分布的形成,最终抑制植物根向地性反应,暗示PIN2介导的生长素极性运输和生长素不对称分布在根向地性反应中起着关键性调控作用.从这些研究结果可进一步理解生长素调控植物根向地性的分子机理.     

过氧化氢对拟南芥生长素信号转导相关蛋白的影响

通过添加外源过氧化氢来探究其对植物生长素信号的影响.以GUS基因作为报告基因,研究拟南芥中各生长素相关蛋白(生长素含量标志蛋白DR5、输入蛋白AUX1、输出蛋白PIN1和PIN2)对过氧化氢的响应.结果表明过氧化氢处理后拟南芥呈植株变小、根变短和不定根数目增多的表型;与对照相比,GUS染色后各生长素相关蛋白的表达下降,表明过氧化氢对植物生长素的合成与运输起一定的抑制作用.在过氧化氢处理的基础上,添加抗氧化物质后发现植株表型有明显恢复,GUS染色也表明相关蛋白的表达量均增加;另外,0.1 nmol/L的外源IAA能恢复过氧化氢处理后拟南芥的表型和生长素相关蛋白的表达.综上所述,过氧化氢主要通过抑制植物体内的生长素信号来调控植物的生长发育.     

过氧化氢对拟南芥生长素信号转导相关蛋白的影响

通过添加外源过氧化氢来探究其对植物生长素信号的影响.以GUS基因作为报告基因,研究拟南芥中各生长素相关蛋白(生长素含量标志蛋白DRS,输入蛋白AUX1,输出蛋白PIN1和PIN2)对过氧化氢的响应结果表明过氧化氢处理后拟南芥呈植株变小、根变短和不定根数目增多的表型;与对照相比,GUS染色后各生长素相关蛋白的表达下降,表明过氧化氢对植物生长素的合成与运输起一定的抑制作用在过氧化氢处理的墓础上,添加抗氧化物质后发现植株表型有明显恢复,GUS染色也表明相关蛋白的表达量均增加;另外,0.1 nmol/L的外源IAA能恢复过氧化氢处理后拟南芥的表型和生长素相关蛋白的表达综上所述,过氧化氢主要通过抑制植物体内的生长素信号来调控植物的生长发育.     

过氧化氢对拟南芥生长素信号传导相关蛋白的影响

本论文通过添加外源过氧化氢来探究其对植物生长素信号的影响。以GUS基因作为报告基因,研究拟南芥中各生长素相关蛋白(生长素含量标志蛋白DR5、输入蛋白AUX1、输出蛋白PIN1和PIN2)对过氧化氢的响应。结果表明过氧化氢处理后拟南芥呈植株变小、根变短和不定根数目增多的表型;与对照相比,GUS染色后各生长素相关蛋白的表达下降,这表明过氧化氢对植物生长素的合成与运输起一定的抑制作用。在过氧化氢处理的基础上,添加抗氧化物质发现植株表型有明显的恢复,GUS染色也表明相关蛋白的表达量均增加;另外,0.0001 ?mol/L的外源IAA也能恢复过氧化氢处理后拟南芥的表型和生长素相关蛋白的表达。综上所述,过氧化氢主要通过抑制植物体内的生长素信号来调控植物的生长发育。     

组蛋白去乙酰化抑制剂对拟南芥根尖干细胞微环境的影响

根系发育是植物生长的重要组成部分,该过程由多种信号转导途径共同调节。组蛋白乙酰化和去乙酰化的动态变化对基因表达具有关键的调控作用,而对其在根发育中功能的研究还不深入。本研究通过组蛋白去乙酰化酶抑制剂Trichostatin A（TSA）处理拟南芥,发现其主根生长受到抑制,分生区细胞数目变少。显微观察的结果表明TSA影响了根尖干细胞微环境。根尖微环境调控相关因子SCR和SHR的表达受TSA处理的影响并不明显,而PLT1/PLT2的表达受TSA强烈抑制。我们对生长素运输途径的分析发现在TSA处理条件下,PIN1表达只受轻微影响,而PIN2表达量明显下调。pDR5:GFP的结果表明TSA可能引起生长素在根尖的积累和分布变化。综上所述,TSA影响了拟南芥根尖干细胞微环境的维持,表明组蛋白的去乙酰化在根发育过程中发挥着重要作用。     

生长素调控极性运输载体PIN2质膜丰度与降解

主要观察了外源生长素长时间(8 h)处理对拟南芥生长素极性输出载体PIN2-GFP质膜丰度的影响,低温、KCN处理和生长素受体突变对生长素调控质膜PIN2-GFP丰度的影响,以及液泡H+-ATPase抑制剂ConA对野生型和生长素受体四突变体tir1afb1,2,3液泡中PIN2-GFP积累的影响.结果表明:外源生长素通过其受体TIR1/AFB介导的信号途径下调质膜PIN2-GFP的丰度,促进PIN2-GFP的内吞、胞内运输和液泡降解.暗示生长素通过TIR1/AFB介导的信号途径反馈调控质膜PIN2-GFP的水平,从而阻止了胞内生长素的过多输出.     

三叶鬼针草对岩溶木本植物任豆和香椿的化感作用

为了探讨三叶鬼针草(Bidens pilosa L.)对岩溶木本植物的化感作用,利用生物检测法研究了三叶鬼针草叶和根水浸液对任豆(Zenia insignis Chun)和香椿(Toona sinensis Roem.)的种子萌发和幼苗生长的影响,及叶水浸液对任豆和香椿幼苗光合作用的影响.结果表明,三叶鬼针草叶片水浸液对香椿的种子萌发和幼苗生长有明显抑制作用,根部水浸液仅在高浓度(0.1g/ml)对香椿的种子萌发和幼苗生长有轻微抑制作用;三叶鬼针草叶片和根部的水浸液在0.1g/ml浓度时对任豆种子萌芽和幼苗生长有轻微抑制作用,其它浓度时均为促进作用.香椿的种子萌芽和幼苗生长对三叶鬼针草浸提液比任豆更敏感;叶片的化感抑制作用强于根部.三叶鬼针草使任豆幼苗的净光合速率下降,使香椿幼苗的净光合速率增强.     

生长素极性输出载体PIN的研究进展

生长素极性运输几乎参与植物生长发育的每一个阶段,生长素在时间和空间上的动态分布主要依赖于生长素极性输出载体PIN-FORMED(PIN)蛋白的极性定位和输出活性.着重从磷酸化调控、极性锚定、胞内运输等方面介绍最近5年有关PIN蛋白极性定位领域中所取得的最新进展.归纳总结PIN蛋白极性定位和输出活性的分子调控机制,为进一步剖析PIN介导的生长素极性运输机制提供新的见解和思路.     

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.     

四种对映-贝壳杉烷二萜化合物化感作用潜能的初步评价

从甘肃产维西香茶菜和兰萼香茶莱中分离到4种得率较高的对映-贝壳杉烷二萜化合物:Leukamenin E,Weisiensin B,Rabdosin B和Epinodosin,以莴苣为受试植物运用生物测定的方法对这4种二萜化合物的化感作用潜能进行了初步的研究.除Rabdosin B以外,其余3种化合物在较高浓度条件下对莴苣幼苗根的生长均有极为显著的抑制作用,160μmol·L-1的4种二萜均能够不同程度抑制莴苣幼苗的根毛发育,但对萌发率、苗长、鲜重和干重则没有显著影响.另外,化合物Rabdosin B在40～160 μmol·L-1的浓度范围内对莴苣幼苗根的生长表现出显著的促进作用.研究结果表明,该类化合物能够影响莴苣幼苗根的生长及根毛发育,很有可能在其自然生境中发挥着重要的生态作用.     

外生菌根形态及根毛生长状态与黑松生长的关系

为探讨外生菌根的形态及根毛生长状况对宿主生长的影响,分别对黑松接种3种不同外生菌根菌进行研究,观察菌根形态,并对菌根根段进行透明染色后观察根毛的生长发育程度及菌套、哈氏网的分布状况.结果表明:黑松与不同外生茵根菌形成的菌根形态各异,黄色须腹菌(Rl)和彩色豆马勃(Pt2)的菌根以多头状分支、二叉分支、多级二叉分支为主,美味牛肝菌(Be)的菌根多见二叉分支和顶端明显膨大的棒状.菌根的形态与黑松生长状态似无明显相关性.黑松不同外生菌根根段上均可观察到根毛,且根毛的生长发育状态与菌根菌对黑松的促生作用具有一定相关性.在生长较好的Rl和Pt2菌根化松苗中具根毛的菌根段所占比例较高,且在根毛生长区可同时观察到较多哈氏网菌丝;而在Be菌根苗和对照菌根中,具根毛的菌根段相对较少,在根毛生长区很难观察到根内哈氏网,且杂菌较多.     

OsNAC2转录因子介导生长素代谢通路调节水稻早期根的发育

NAC家族是植物特有的一类转录因子,在植物的生长发育和逆境胁迫等方面具有重要的功能.研究发现,OsNAC2基因的过表达(ON11)和RNAi(RNAi31)转基因株系,早期主根的长度有显著变化的特征.与野生型日本晴水稻(WT)相比,ON11植株的主根变短,而RNAi31的主根变长.通过对早期OsNAC2pro∶∶GUS株系根尖染色结果表明OsNAC2在根尖具有时序性表达.不同激素诱导OsNAC2表达谱和OsNAC2pro∶∶GUS株系对激素响应结果显示OsNAC2受生长素显著性诱导.结合芯片数据和qRT-PCR分析,OsNAC2转基因株系中生长素合成代谢及信号通路相关基因表达量变化较为明显.同时,ON11根尖淀粉粒发育及其向重力性受到抑制.因此,推测OsNAC2可能通过抑制生长素的合成代谢及信号通路相关基因的表达,降低生长素含量,并参与生长素响应通路,最终影响水稻根的生长.     

不同浓度硅酸钾对降香黄檀幼苗生长及其生理特征的影响

以降香黄檀幼苗为实验材料,研究了不同浓度的硅酸钾对降香黄檀幼苗生长发育及其生理特征的影响.结果表明:1 mmol/L的硅酸钾对降香黄檀幼苗的生长发育有促进作用;硅酸钾浓度大于2 mmol/L时对降香黄檀幼苗的生长可产生抑制作用,且随着硅酸钾浓度的增加,其抑制作用加强;在硅酸钾胁迫下,降香黄檀可通过渗透调节和酶活性调节来适应一定程度的环境变化.该研究结果为促进降香黄檀的生长发育提供了科学证据,也为进一步探究硅酸钾对降香黄檀幼苗生长发育的影响以及探究其生理反应机制提供了科学指导.     

低温胁迫下交替氧化酶在拟南芥植株幼根生长中的作用

以交替氧化酶(Alternative Oxidase;AOX)基因反义抑制突变体(AS-12)、超表达突变体(XX-2)及野生型(WT)拟南芥(Arabidopsis thaliana)植株为实验材料,研究了低温胁迫(4℃)对3种基因型拟南芥植株主根的长度、生长速率以及细胞活力的影响.结果显示:在22℃生长条件下,3种植株主根的长度、生长速率及细胞活力均无显著性差异.与在22℃下相比,低温胁迫明显降低了3种植株主根的长度、生长速率和细胞活力;在低温胁迫下,XX-2植株的主根明显长于AS-12和WT,其主根的生长速率和细胞活力也明显高于AS-12和WT.上述结果表明,低温胁迫下拟南芥主根的生长及其细胞活力可能受到了AOX基因的调节.讨论了AOX在低温胁迫条件下对植物幼根生长作用的可能的内在机理.     

柠檬酸盐对水稻根系吸收磷酸盐的影响

将水稻(Oryza sativa L.)根系区域分为根毛区域和根毛外区域,用米氏动力学方程描述主根和根毛表面对磷酸盐的吸收,把根毛磷酸盐的吸收作为扩散方程的源汇项,在Kirk模型的柠檬酸盐和磷酸盐的相互作用机制基础上,建立水稻根系吸收磷酸盐模型.利用该模型探讨水稻主根分泌柠檬酸盐对根系吸收磷酸盐的影响.数值模拟的结果表明,在根毛区域,液态磷酸盐浓度存在梯度变化;在根毛外区域,液态磷酸盐浓度低于Kirk模型,最大低于1.839μmol·L-1;水稻主根分泌柠檬酸盐的含量随着生长时间的增大而增加,然后保持不变;柠檬酸盐促进固态磷酸盐从土壤颗粒表面中解吸出来;在根毛生长的初期,主根吸收液态磷酸盐强于根毛,在16 h后,根毛吸收液态磷酸盐在水稻根系吸收中占主导作用.主根分泌柠檬酸盐和根系形态共同决定水稻根系对磷酸盐的吸收量.     

金纳米簇的制备、表征及对玉米种子萌发的影响

选用模式植物玉米为研究材料,初步评估了金纳米簇在植物中的安全性.结果表明:金纳米簇对玉米种子发芽率没有影响,50~400mg/L的金纳米簇能够促进发芽期间玉米幼苗根和芽的生长.通过切片观察了金纳米簇在玉米幼苗细胞和组织中的吸收情况,发现金纳米簇能够进入玉米根尖脱落细胞以及根部皮层细胞.另外,通过电感耦合等离子体原子发射光谱(ICPAES)测定了金纳米簇在玉米幼苗中的吸收量,证实了金纳米簇未从玉米根部向地上运输.     

铅处理对小麦种子萌发和幼苗生长的影响

以小麦种子为材料,研究了不同浓度的铅(Pb)溶液对小麦种子的发芽、幼苗生长、幼苗叶片丙二醛(MDA)含量和细胞膜透性的影响.结果表明,高浓度的Pb可延缓和抑制小麦种子的萌发和幼苗生长;侧根、主根和芽对Pb的敏感程度为侧根＞主根＞芽;小麦幼苗在低、中浓度的Pb胁迫下通过增加侧根数来抵御Pb胁迫;高浓度Pb2 使膜脂过氧化产物MDA含量升高,使膜透性增加.     

棉花DELLA蛋白GhGAl4a基因在拟南芥中功能初步分析

为了探究棉花DELLA蛋白基因GhGAI4a在拟南芥中的功能,构建植物表达载体pBP35S：GhGAI4a和pBP35S：Ghgai4a,利用农杆菌介导的花滴法将其转入Col野生型拟南芥。结果显示,2个载体各自获得6个独立的转基因拟南芥纯合株系。分别统计48—96h种子萌发率,测量生长7d后幼苗的主根长度,与非转基因植株相比,过量表达GhGAI4a、Ghgai4a对拟南芥种子萌发及主根生长具有明显的抑制作用。1μmol／LGA处理转基因植株,GhGAI4a转基因植株主根长和萌发率均增大,而Ghgai4a转基因植株主根长度和萌发率均无显著变化。     

酸和铝胁迫对苦荞种子萌发与幼苗生长的影响

以苦荞品种西荞1号为研究材料，设置不同pH值和铝离子浓度的培养液，研究酸和铝胁迫对苦荞种子萌发和幼苗生长的影响.结果表明，随着pH值升高，苦荞种子的发芽势呈现上升趋势，但发芽率受pH值影响较小；相较于其他pH值，幼苗在pH值为3.5的溶液中生长发育受到显著抑制(P<0.05).与对照组相比，低浓度的铝离子溶液可以促进苦荞种子的发芽势，高浓度的铝离子溶液对发芽势无显著影响；随着铝离子浓度增加，对幼苗根部生长的抑制作用逐渐增强，对地上部生长的影响不显著.以上结果将为深入研究苦荞对酸和铝胁迫的生理机制提供参考.     

三种纳米材料对小麦种子萌发的影响

利用不同浓度的纳米材料处理小麦"天宁38号"种子,观测不同尺寸不同种类的纳米材料处理下对发芽势、根长、根鲜重的影响.研究发现,石墨烯能抑制小麦幼苗的生长发育,延迟小麦种子的发芽时间,但不抑制小麦种子的发芽率,浓度为5 mg·L-1对小麦根长产生了极为显著的抑制,根鲜重最低;低浓度氧化石墨烯溶液对小麦的生长出现一定的促进作用,但是高浓度(100 mg·L-1)对小麦芽长和根长均产生了严重的抑制作用;纳米零价铁对小麦生长有一定的抑制作用,特别是对根的影响最大,50 mg·L-1时小麦的发芽率最低.