小盐芥(Thellungiella salsuginea)CBF1基因的克隆

CBFs （ CRT/DRE-binding factor ）是结合DNA顺式元件CCGAC的转录因子．拟南芥中CBFs由一个小的基因家族编码,包括3个成员：CBF1、CBF2和CBF3,它们在植物抗逆性调控中起重要作用．为了获得高度耐盐耐旱的转基因植物,我们以盐生植物小盐芥为材料,依据拟南芥中CBF1的序列信息设计引物,扩增出小盐芥中CBF1的部分序列,然后使用SMART^TM RACE等方法,从小盐芥中克隆到全长的CBF1 cDNA序列,进而重组到植物表达载体中,为植物抗逆基因工程提供了有用基因．     

盐芥WBC11克隆与RNAi载体的构建

作为植物在非生物胁迫下耐受机制研究中的模式植物之一,盐芥具有耐受干旱、高盐和高低温等抗逆性特点.本文以盐芥中脂类代谢的关键基因WBC11作为研究对象,利用q-PCR技术克隆盐芥WBC11 5’端300bp序列(简称WBC11-300),通过gateway的方法构建RNAi表达载体并成功转入农杆菌中,为探索盐芥WBC11功能的后续实验打下了基础.     

盐芥ThPHT1;8基因的克隆和功能分析

磷(P)是植物生长发育过程中重要的矿质营养元素之一,PHT1磷酸转运蛋白家族负责调控植物从土壤中吸收磷以及细胞间无机磷(Pi)的转运.本文以盐芥幼苗根cDNA为材料,克隆到盐芥磷酸转运蛋白ThPHT1;8基因.生物信息学分析结果表明,ThPHT1;8蛋白编码525个氨基酸残基,蛋白分子质量为58.1,ku,等电点6.33,是一个定位在细胞膜上的疏水、无信号肽的非分泌性蛋白,含有高亲和力磷酸转运蛋白典型的跨膜结构.实时定量PCR结果显示,低磷胁迫能促进ThPHT1;8基因在盐芥根部的表达,而且不同磷浓度处理下ThPHT1;8基因表达的模式不同.ThPHT1;8基因在转基因拟南芥中的生物学功能研究表明,不同浓度低磷胁迫处理下,与野生型拟南芥相比,35S:ThPHT1;8转基因拟南芥幼苗的主根根长显著增加、侧根密度显著降低,叶绿素含量、无机磷和总磷含量提高,花青素含量降低.上述结果表明,盐芥ThPHT1;8基因确实参与低磷胁迫时植物的应答,能够提高转基因拟南芥的耐低磷能力,为土壤磷高效利用提供了一种有潜力的候选功能基因.     

低温胁迫下高山离子芥消减文库的构建

以0?C 低温处理12 h 的高山离子芥幼苗cDNA 为检测子,以正常生长温度下的高山离子芥幼苗cDNA为驱动子,应用抑制性消减杂交技术,构建冰缘植物高山离子芥的消减文库,筛选在低温下高表达的基因片段.随机挑取96个阳性克隆进行测序分析,得到39个独立的基因片段,26个和已知基因有较高的同源性,13个为未知基因.基因分析表明:高山离子芥在低温胁迫下,微丝交联蛋白Actin cross linking protein很可能在感受低温的过程中行使作用,而DREB2A和ABF1协同作用一起调节下游冷响应基因的表达,为进一步研究高山离子芥的抗冻机制奠定了基础.     

NaCl、Na2SO4对盐芥生长和生理胁迫效应的比较

分别用含有0、100、150、200mmol/L NaCl和Na2SO4的Hoagland培养液处理盐芥幼苗,处理一定时间后测定其鲜重、干重、离子含量、质膜透性、Na /K 比值、光合速率等的变化.结果表明:两种盐处理都能抑制盐芥的生长,并且Na2SO4处理比相同浓度的NaCl处理抑制更明显;盐芥肉质化程度降低;盐芥地上部及根部Na 含量远远高于对照,并且盐主要积累在地上部.这些结果说明盐芥不是稀盐盐生植物,也不是拒盐植物,推测其耐盐机制可能建立在基础生理生化的代谢上.     

镉(Cd2+)对盐生植物盐芥种子萌发和生长的影响

笔者以盐生植物盐芥为材料,研究了不同浓度的镉(Cd2+)对种子萌发和生长的影响,以期为利用盐芥修复黄河三角洲等滨海盐碱地重金属污染提供依据.结果表明,当Cd2+浓度为0.25 mmol·L-时,盐芥种子的萌发率、发芽指数、发芽势和活力指数均下降,并且抑制了盐芥子叶的生长.随着镉浓度的增加,抑制作用明显增强,当镉浓度大于0.75 mmol·L-1时盐芥种子的活力指数为0,子叶也停止生长.而且把未萌发的种子转移到不含镉的培养基上恢复后仍不再萌发.镉胁迫对盐芥根和芽的长度及生物量的抑制作用也随着Cd2+浓度的升高而增强,且对根的抑制效应大于芽.这些结果说明盐芥在萌发阶段对镉具有一定耐受性,但高浓度镉胁迫导致盐芥种子发生了不可逆的毒害.     

盐胁迫下盐芥和拟南芥内源激素质量分数变化的研究

采用酶联免疫吸附(ELISA)法测定了盐胁迫下盐芥(Thellungiella halophila)和拟南芥(Arabidopsis thaliana)叶片中生长素(IAA)、赤霉素(GA)、细胞分裂素(ZR)和脱落酸(ABA)等4种内源激素的质量分数,分析了2种植物的4种内源激素在盐胁迫下的响应特征.结果表明:48 h盐胁迫下拟南芥中的ABA质量分数增加2～2.7倍,是主要的胁迫响应激素;盐芥中呈积累增加的是IAA、ZR、GA,皆为促进生长的激素.说明盐胁迫下2种植物的激素应答方式不同.     

短时盐胁迫对盐芥和拟南芥抗氧化物酶的影响

本文测定了24h盐胁迫下盐芥(6周)和拟南芥(3周)中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,分析了盐胁迫下3种抗氧化物酶在两种植物中的响应特征.结果表明,拟南芥叶片中3种酶活性的变化特征为随盐处理浓度增加,SOD呈逐渐上升趋势,CAT呈逐渐下降趋势,POD活性上升幅度较大,且在200mM NaCl处理条件下,SOD和POD活性达到最大;盐芥根中的SOD、POD、CAT本底活性皆高于叶片.随着盐处理浓度增加,SOD活性基本无变化,叶片中的POD活性逐渐降低,CAT活性逐渐增加.而根中的POD活性却出现递增、CAT为先增加后降低现象.盐芥中的SOD本底含量水平高于拟南芥.     

盐生植物盐芥耐镉、铜和铅胁迫响应的比较研究

通过盆栽试验,比较分析了盐芥在Cd、Cu和Pb胁迫下盐芥幼苗生物量、重金属含量及富集系数等生理指标,以期探讨是否具有重金属超富集特性．结果表明,随着Cd、Cu和Pb处理浓度升高,盐芥的根长及干物质重量均显著下降,MDA均显著升高．与Cu和Pb相比,Cd处理浓度较低,盐芥受害最严重．Pb处理浓度最高,盐芥受害症状最不明显,说明盐芥对Pb具有一定的耐性．从盐芥对三种重金属的累积量来看,盐芥对Cd具有一定的累积作用,但在高浓度下（130mg‘kg。）很难存活,在Cu和Pb胁迫下能够完成正常的生活周期,但对Cu和Pb并不累积．所以盐芥对Cd污染土壤的修复具有一定的潜力,但不适宜用于Cu和Pb污染土壤的修复．     

盐芥根蛋白双向电泳体系的建立

为建立根蛋白质组双向电泳体系,对植物种植条件、蛋白提取方法I、PG干胶条的长度和pH范围、等电聚焦及SDS-PAGE参数进行探索和优化,建立了适用于盐芥(Thellungiella halophila)根蛋白质组学研究的双向凝胶电泳技术体系.