小麦果聚糖合成酶基因6-SFT克隆和功能验证

许多研究表明植物中果聚糖累积有助于提高植物耐逆境胁迫能力,但对小麦中果聚糖合成相关基因及其与抗逆性关系还缺乏研究。本研究拟从普通六倍体小麦中克隆出果聚糖合成酶基因6-SFT并进行生物学特性及功能研究,以期解析小麦通过累积果聚糖途径提高自身抗逆境胁迫能力的分子机理,为转6-SFT基因提高小麦抗逆境胁迫能力提供理论依据。利用touch-down PCR技术从小麦品种杨麦6（Triticum aestivum cv. Yangmai 6）基因组及cDNA中分离出编码6-SFT基因的全长序列,运用生物学信息技术对其编码蛋白的相关理化及生物学功能进行了预测,同时利用农杆菌介导法将所克隆的小麦6-SFT基因转入了烟草,对转基因烟草植株进行了抗旱、抗盐和抗低温鉴定。结果表明,小麦中6-SFT基因的gDNA和cDNA长度分别为3134bp和1851bp,序列结构分析表明该基因含有4个外显子、3个内含子,编码产物为约68kD的蛋白质,其等电点（pI）约为5.25,具有液泡定位信号;转小麦6-SFT基因烟草植株表现出较强的抗旱、抗盐和抗低温能力。本研究为利用基因工程技术改良小麦抗逆性提供重要理论依据。     

小麦TaCAT新基因克隆及分子生物学和生化特性分析

小麦组织培养再生潜力与抗氧化胁迫能力具有相关性。为解析小麦TaCATs基因家族的分子生物学及生化特性并为后续试验验证奠定理论基础,利用e-PCR方法进行小麦过氧化氢酶(CAT)新基因克隆,结合in silico技术对小麦TaCATs基因家族的生化特性进行分析和预测。氨基酸序列同源性比对结果表明,克隆的小麦TaCATs基因家族新成员与水稻的CatA和玉米的Cat3具有较高的相似性,分别达89%及81.1%,命名为TaCAT3,基因组DNA和cDNA长度分别为1986和1482bp,编码494个氨基酸的蛋白。亚细胞定位结果表明,TaCAT3可能定位在线粒体中,且所有的功能活性位点在小麦TaCATs家族中具有一致的保守性。系统发生树构建结果表明,小麦TaCATs能形成3个独立的分支。在蛋白质编码序列同源比对的基础上,利用SwissModel的Swiss-PdbViewer 3.7软件包对TaCATs高级结构进行同源模拟,发现所构建的模型能很好地反映TaCATs的高级结构。     

植物组织培养过程中器官发生途径再生植株分子机制研究进展

 综述了植物组织离体培养过程器官发生途径所经历的3 个阶段的分子机制,包括已分化器官脱分化、根器官再生和芽器官再生。重点概述了禾谷类作物组织培养再生途径中的细胞遗传学机理。分析了当前植物再生性状分子基础研究存在的3 个主要问题,即具有稳定表现的高再生性能植物品种有限,再生性状相关主效基因发掘不足,已鉴定的再生相关基因功能不明显。提出应加强高再生性能植物品种选育,为发掘、控制植物离体组织培养再生关键基因提供丰富的基因资源,推动植物再生性状的分子机制研究。     

小麦苗期耐旱品种筛选及其生理特性

 以收集及引进的50个小麦品种为材料,通过小麦幼苗干旱胁迫试验筛选耐旱小麦种质,结合旱胁迫相关指标测定,揭示耐旱生理指标与耐旱性能相关性。结果表明,小麦幼苗经干旱处理复水后品种间成活率差异显著,其中川麦42、西农2000和洲元936的成活率均高于65%,其他品种低于42%。进一步分析3个耐旱品种和随机选择的3个干旱敏感型品种在干旱胁迫下4种生理指标的差异表明,耐旱性小麦品种幼苗叶片中K+、可溶性糖及Pro含量均显著高于旱敏感型品种,而MDA含量降低,表明小麦苗期幼苗叶片中K⁺、可溶性糖、Pro及MDA含量与小麦耐旱性能具有相关性。     

非生物胁迫处理对植物离体组织培养再生效果影响研究进展

植物离体组织培养再生性能受多种因素影响。早期关于提高植物组织培养和植株再生效率的策略往往侧重于基因型筛选、培养基改良和植物生长调节剂搭配等方面,忽略了环境胁迫条件对植物离体培养再生效果的影响。据此,综述了不同胁迫诱导对植物离体组织培养再生的影响,主要包括氧化、渗透、水分、伤害和温度等胁迫。氧化胁迫对植物细胞的再生过程具有双重作用,即氧化胁迫引发植物体内相关抗氧化胁迫酶类合成,从而促进再生,但是发生氧化胁迫的细胞因其细胞膜通透性发生改变,易导致细胞死亡;短期渗透胁迫对植物胚性愈伤组织再生能力具有明显的促进作用;伤害通过影响相关基因表达而对体细胞胚胎产生积极作用;温度对植物体细胞胚胎发生的影响具有发育阶段的特异性以及处理强度的依赖性,适度的温度处理可诱导出较多的胚性愈伤组织。因此,对用于组织培养的外植体进行适当的逆境胁迫前处理,有助于植物组织培养过程胚性愈伤组织的产生,并最终促进植物离体组织培养再生性能的提升。