ftsZ基因与质体的分裂

质体是植物细胞中一类重要的细胞器, 其正常分裂过程与植物细胞的分化和发育密切相关. 人们对于质体分裂的早期研究主要集中于质体分裂过程的形态学观察和对某些突变体材料的遗传学分析, 而对于控制质体分裂的分子基础尚无明晰的认识. 近年来, 随着原核细胞分裂基因类似物在植物中的发现以及对质体进化祖先原核生物细胞分裂机制的解析, 极大地促进了人们对质体分裂机制的认识. 通过对分裂相关基因的功能研究, 人们认为作为内共生产物的质体可能与其原核祖先具有相似的分裂机制, 特别是对在分裂过程中发挥关键作用的ftsZ基因功能的深入研究为人们从分子水平上认识质体分裂的机制奠定了坚实的基础. 本文对质体分裂的研究历史进行了简单的回顾, 并对近来质体分裂分子机制的研究进展做一简要评述.     

烟草ftsZ基因表达对质体发生的影响

FtsZ是广泛存在于原核生物和高等植物中的一种功能蛋白,它控制着原核细胞和质体的分裂过程.为进一步认识原核细胞和质体分裂的分子机制及真核细胞的起源和进化等重要问题,研究了该基因的表达调控特征.从烟草克隆ftsZ cDNA,构建了谷胱甘肽转移酶(GST)与FtsZ融合蛋白的表达质粒,并将其导入到在异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)诱导下能高效表达的大肠杆菌JM109中.高表达的融合蛋白通过谷胱甘肽-琼脂糖亲和层析和SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳纯化后,用以免疫兔子制备抗血清.免疫印迹法表明烟草ftsZ基因的表达具有明显的组织器官特征,在质体(叶绿体)分裂活跃的部位表达强,其表达量为幼嫩花瓣>幼叶>幼根>老叶>茎.黑暗培养1d对ftsZ基因表达似乎无影响,随黑暗培养时间延长,FtsZ蛋白表达逐渐降低,叶绿体转化成为体积小、数目众多(增加2～3倍)的淡黄色或白色质体.该实验结果证明,光对植物ftsZ基因表达很可能无直接影响,ftsZ基因表达的强弱是决定质体(叶绿体)分裂和细胞中质体(叶绿体)数目多少的主要原因之一.     

白菜与甘蓝种间杂交(Brassica pekinensis Rupr.与B.oleracea L.)的一些尝试

芸苔属的种间杂交工作一向受到植物学者们的注意.U.最先以芸苔(Brassicacampestris L.)与甘蓝(B.oleracea L.)杂交,人工合成了B.napus L.是这一方面经典的工作。根据他的杂交成果和以往的细胞遗传学观察,提出了芸苔属植物各物种种间关系的理论。此项理论法经学者们从各方面予以验证属实,现已成为遗传学的重要论题(参阅[1])。 白菜(B.pekinensis Rupr.)是我国特产的蔬菜,与人民的生活关系极为密切。白菜与芸苔血绿很近,可以自由杂交,因此自然地令人想到以白菜与甘蓝杂交极有可能获得一种有价值的新植物。我们曾以白菜为母本,以羽衣甘蓝为父本进行杂交,获得一能育力极     

葡萄糖氧化酶基因的克隆及其在转基因烟草中的表达

通过PCR扩增,克隆了黑曲霉编码葡萄糖氧化酶的GO基因.构建了CaMV35S启动子驱动的GO基因植物表达载体,经农杆菌介导的遗传转化,获得了转基因烟草植株.经Southern,Northern和Western杂交分析,证明了GO基因在转基因烟草中的整合、转录和翻译.转基因烟草中H2O2的含量最高可达610μmol/L,比对照提高近5倍.嫁接试验证实H2O2可由砧木远距离运输至接穗,但不能由接穗转运至砧木,说明H2O2是通过导管由下向上运输.非转基因接穗嫁接至转基因砧木上3周,接穗上不同节位叶片中H2O2的含量不存在浓度梯度,说明这是一种主动运输而不是被动扩散.