大豆适应性的分子遗传基础

光周期是重要的调控开花时间的因子。在大豆中,光周期调控开花是影响生育期和产量的重要因素之一,因而受到农学家们的关注。大豆在地域上具有广泛的适应性,这与大豆品种对日照长度的适应性是分不开的。大豆对光周期的适应性是由一系列成熟期基因来控制的。在长日照下,大豆需要降低或减少对光周期的敏感性;而在短日照下,大豆需要晚花以获得足够高的产量。近年来,科学家们通过正向遗传学的研究鉴定到了许多成熟期基因,并通过遗传学、分子生物学和生物化学方法进一步分析这些基因的功能,以解析光周期在长日照和短日照下如何调节大豆开花。文章总结了关于成熟期相关位点基因的鉴定,以及它们如何在长日照和短日照条件下调节开花时间。     

生物钟与光周期响应

浩瀚宇宙中,地球自转的同时围绕太阳的公转导致昼夜交替,四季更迭,风物长新。正因如此,地球生命赖以存在的自然环境中的光照、温度、水分(湿度)、食物(营养)等环境因素也会发生相应的周期性变化。生物体只有适应环境节律性变化带来的生存压力才能保证种族的繁衍。所有的环境适应性中,生物体对光周期的适应最为重要。处于地球上不同纬度的生物,在一年之中感受到光强、光质和光照长度的节律性变化,会在最适的时间选择适宜的环境完成生长、发育和繁殖过程。在漫长进化过程中产生的生物钟调控机制,可以帮助生物体整合并预测内外环境信号近24小时节律性变化,进而通过调控机体生理生化和新陈代谢过程提高环境适应性。生物学家一直关注生物钟与光周期现象,相关领域已有许多重要研究成果表明生物钟参与调控动植物的光周期响应。     

光在植物组织培养中的调控作用

光是地球上一切生命的能量来源,它是世界上一切生物赖以生存的环境中最重要的因素之一.生命的起源和进化离不开光,生物结构和功能也受到光的强烈影响.珊已发现,植物正常的发育过程,是一个光形态建成的过程、一个需光调控的过程.从种子萌发、幼苗生长、叶片展开和叶绿体发育一直到开花、衰老和对光环境的各种适应,都离不开光参与调节.随着研究工作的深入,导致产生了“光生物学”.它是一门正在发展的生气勃勃的学科,美国等正从“光形态建成”等十四个领域展开着深入的研究.在农业生态上,不同波长的彩色光已被作为一项新的技术措施,取     

一个具有棉花纤维细胞特异性的启动子SCFP

为了获得棉花纤维特异启动子, 克隆了棉花纤维细胞中表达基因GhSCFP的5′端上游序列, 将其分别与GUS和GFP报告基因融合. 在转基因烟草中, 仅在种皮的最外层细胞中检测到GUS和GFP活性; 在转基因陆地棉中, 根、叶片、幼茎、花冠、花药和柱头中均未观察到GUS信号, 而在开花当天胚珠表面突起的纤维细胞中有明显的GUS活性, 直到开花后36 d, 纤维上仍可观察到GUS信号. 本研究结果显示, SCFP启动子具有明显的棉花纤维表达特异性和植物种皮特异性, 而且表达强度高. 该启动子在棉花纤维发育相关基因的功能研究和棉花基因工程改良中将有重要的应用价值.     

植物开花生热的生物功能及其调控机制研究进展

开花生热是某些植物科属在长期进化过程中形成的一项重要适应机制,有助于植物花器官抵御低温伤害,并且能够促进昆虫访花和传粉受精,对于确保植物的生殖成功具有重要的生物学意义.本文基于国内外近年来植物开花生热研究方面取得的重要进展,结合开花生热活体实时检测的技术发展,对植物开花生热的类型、生物学功能以及调控机制进行综述,并展望了植物开花生热研究领域亟待解决的重要问题.     

离体黄瓜子叶直接开花的研究

植物开花一直是生物学中重要研究领域之一.迄今为止,植物开花研究大多以整体植物为对象,发现光照、温度、激素多胺和营养条件等都影响植物开花,并且与内源赤霉素、细胞分裂素水平等生理生化变化密切相关.近年来,离体条件下对植物开花也有较多的研究,特别是烟草、蓝猪耳等植物薄细胞层培养开花的研究.     

光对高等植物基因表达的调控作用

光是高等植物生长发育及其分化过程中的一个极为重要的环境因子。除利用光能来转化和贮藏能量的光合作用这一高能反应外,植物对光的另一个低能反应——光形态建成反应已日益受到研究者们的重视。植物的光形态建成反应实质上是受光调控的植物的生长、发育和分化的过程。这个过程中,光的几个参数都很重要,它们是:光谱质量(光质)、光照度(光强)、光照频率(单位时间的照光次数)和持续时间、以及光照的空间对称性与非对称性。从40年代发现光敏色素至今,人们对于植物对光的反应的研究已分别从植株、器官、组织、细胞及分子水平进行了大量的工作。去年10月在日本召开的第16届国际植物学会议,专门讨论了植物光敏色素及植物的光形态建成,会议的论文几乎都是从分子水平上进行的,特别是其中有相当数量的报道是关于高等植物的基因表达受光调控方面的研究成果,表明植物光生物学的研究益已进入分子生物学时代。     

一个新发现:具核尾的茶树精细胞

对植物精细胞的研究已成为当今植物生殖生物学领域的一个热点。本文报道我们在应用DAPI-DNA荧光显微术结合冬青油透明术对茶树花粉离体萌发核行为进行观察的研究过程中,新发现的一个现象,即观察到具细长核尾的精细胞(图1)。     

植物转录因子与发育调控

近１０余年来,已发现了大量的植物转录因子,主要包括;茎节转录因子家族,ＭＡＤＳ－ｂｏｘ转录因子家族、诱导花分生组织的转录因子以及控制植物细胞分化的转录因子。这些转录因子不仅在植物的生长发育,形态建成以及代谢调控等方面起到重要的作用,而且通过其异位表达还可以对植物形态的发生进行修饰。因此,植物转录因子有可能成为一种修饰植物性状的新型的生物技术工具。     

番茄系统抗性反应的信号转导

番茄中受伤诱导的蛋白酶抑制剂(PIs)为阐明植物系统性抗性反应信号转导途径的分子基础提供了一个理想的模式系统. 在这一模式系统中, 与日俱增的证据表明多肽信号分子系统素和来源于不饱和脂肪酸的植物激素茉莉酸都具有信号分子的功能, 二者通过一个共同的信号转导途径激活蛋白酶抑制剂和其他抗性相关基因的表达, 从而使植物产生抗性. 然而, 关于这些信号分子如何相互作用而促进细胞间长距离信号传递所知甚少. 对番茄中由系统素/茉莉酸共同介导的蛋白酶抑制剂基因的表达过程进行遗传解析, 为全面认识多肽和氧化脂类信号分子在调控植物系统性抗性反应中的作用机制提供了独特的契机. 以前的研究认为, 系统素是诱导抗性基因表达的长距离运输的信号分子. 但是最近的遗传分析表明, 系统抗性反应中长距离运输的信号分子是茉莉酸而不是系统素, 系统素的作用在于调控茉莉酸的生物合成.     

钙在红光调节的尾穗苋苋红素合成中的作用

光作为重要的环境信号对植物形态建成和一些生理过程起重要的调节作用.光信号首先为植物细胞所接受,并通过信号的转换和传递引起植物细胞的生理生化变化和遗传性状表达.童哲指出:“对从光敏色素活化到性状出现之间过程方面的研究不多,积累的知识甚少”,强调了对这一过程研究的重要性.他指出的问题实际上主要是一个光信号为受体接受后如何转换和传递的问题.Roux等曾提出钙信使系统参与光信号转换和传递的假说.目前这一假说已在低等植物转板藻叶绿体向光旋转、球子蕨孢子需光萌发、高等植物小麦原生质体光诱导膨大和番茄叶绿体需光发育中得到不同程度的证实.童哲等证实光敏色素参与了尾穗苋苋红素的合成.王晓明等的研究结果表明钙螯合剂EGTA、钙通道阻断剂     

外源激素对白百利烟草愈伤组织生长和分化的影响

白百利(Nicotiana sp.),俗称白茎烟。在温室里栽培的植株,它的茎自下而上逐渐呈白色,叶片自下部起逐渐变白,上部的叶片保持绿色。这种遗传性状在温室的继代栽培和试管苗的继代培养中保持稳定。它作为一种组织培养材料,不仅容易诱导出愈伤组织,而且对外源激素反应灵敏,易于从愈伤组织诱导出器官的分化,培养成植株。这为外源植物激素的作用机理、细胞融合以及植物分子遗传学的研究提供了一     

油菜素甾醇类信号转导研究进展

动物体系中的甾醇类激素在动物细胞的生长发育中发挥重要调控作用, 其信号转导途径主要是通过核受体直接调控基因表达. 近年来, 人们研究发现植物细胞中也存在甾醇类激素, 并发现了膜受体复合物的重要组成部分BRI1和通过膜受体介导的信号转导途径, 使得油菜素甾醇类信号从膜上被感知一直到在核内诱导特异基因表达的信号转导途径有了一个基本的轮廓. 本文简要介绍了该领域的最新进展并进行了讨论.     

高等植物开花时间决定的基因调控研究

开花是植物从营养生长向生殖生长的转变过程,在这一过程中植物顶端分生组织从钠部的代谢途径到外部表型都会发生一系列程序化的变化的变化。与开花相关基因的表达是实现这一转变的基础,环境因子（春化作用和光周期）以及细胞自身的生长状况对这些基因的表达起着调控作用。近年来在高等植物成花决定过程的基础调控研究方面取得了很成就,简要综述该领域国内外的最新进展。     

光质对垂盆草茎段离体培养中生长发育的影响

植物的个体发育过程中均存在一个需光的光形态建成过程,光作为一种重要的植物生长发育的调控因子,对植物的生长发育有很大的影响。光作为一种因子用于调控植物的组织培养虽有一段研究历史,并一致认为光对植物组织培养有一定的调节作用,但其作用的机理仍在探讨之中。     

植物的生存防御战

为了生存,植物在长期的进化过程中也逐渐具备了防御敌害的本领,这些技术各有其独特之处,下面我们就来见识一下它们的防御战吧。植物物理防卫包括尖刺、荆棘和皮刺这样的武器。这些结构改变了叶片或者树枝形态,阻止大型动物的践踏和掠食。植物厚厚的表皮蜡脂层或者叶和茎上的密集坚硬的绒毛可以击退较小的动物,特别是昆虫。一些植物,包括一些草本植物,其叶片上积聚了坚硬的硅矿物质,使得动物咀嚼叶片的时候非常困难,并且容易磨损牙齿。植物还能采取多种多样的化学防卫措施——“生化武器”。柑橘树的叶片和果实产生的粘稠油脂有浓重的味道,许…     

利用RNA干扰技术敲减rlpk2基因的表达可以延缓大豆叶片衰老

叶片衰老是受细胞内部遗传程序控制的、植物叶片发育过程的最后一个阶段, 对启动和调控这一过程的分子机制及衰老信号的传递途径的研究具有重要意义. 从人工诱导衰老的大豆叶片中克隆到一个新的LRR型类受体蛋白激酶基因rlpk2 (GenBank登录号: AY687391), 无论在前期人工诱导衰老系统还是叶片自然发育过程中, 该基因在大豆叶片中的表达水平都表现出明显的衰老上调趋势. 利用RNA干扰技术(RNA interference, RNAi)“敲减”(knock-down)该基因的表达, 可以明显延缓转基因大豆叶片无论自然发育还是营养缺乏胁迫引起的衰老进程, 转基因植株叶片具有比较致密的表面结构及较高的叶绿素含量.     

钙在红光诱导的绿豆原生质体膨大中的作用

在植物光形态建成的研究中,光信号如何传递的问题至今尚不清楚.Roux等曾在Haupt和Weisenseel的基础上,提出钙信使系统参与光信号传递的假说.这一假说已在低等植物转板藻叶绿体的向光旋转和球子蕨孢子需光萌发中得到证实.我们以高等植物绿豆黄化幼苗下胚轴原生质体为实验材料,研究在光敏色素调节的原生质体膨大反应中,钙是否作为第二信使,起着传递光信号的作用.     

耐旱植物厚叶旋蒴苣苔BDN1脱水素基因的克隆及表达特性分析

根据已知植物脱水素基因保守区域设计引物,采用ＲＴ－ＰＣＲ方法从耐旱植物厚叶旋蒴苣苔的总ｃＤＮＡ中扩增出一个５００ｂｐ的与植物脱水素基因同源的序列。结合５’ＲＡＣＥ获得了植物脱水素基因家族一个新成员ＢＤＮ１的全长ｃＤＮＡ（１１４８ｂｐ）。Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交分析表明,ＢＤＮ１基因在厚叶旋蒴苣苔基因组中以单拷贝形式存在,Ｎｏｒｔｈｅｒｎ杂交结果表明,该基因的表达受干旱,寒冷及ＡＢＡ的诱导。推测该基因与     

植物青枯菌M2细菌素及其亚基的研究

青枯菌(Pseudomonas solanacearum)是一种世界性的重要病原菌,可以引起33科200多种植物的青枯病。本文在文献[2,3]的基础上,对该细菌素的性质,尤其是它的两个亚基的生物活性做了进一步的研究,并测定了两个亚基的N端氨基酸序列,为该细菌素基因的分子克隆提供了理论依据和物质基础。