水稻卷叶矮化突变体rld的表型鉴定及基因精细定位

为了研究引起水稻叶片卷曲的分子机理,鉴定出新的水稻卷叶基因.用~(60)Co-γ射线辐射诱变籼稻品种镇恢084,获得一份卷叶矮化突变体材料,命名为rld(rolling leaf and dwarf).通过形态学分析水稻表型,石蜡切片观察叶片细胞组织形态,图位克隆和测序技术进行精细定位和确定目的基因,生物信息学分析蛋白序列结构.结果显示:rld突变体叶片极度内卷,株高降低,穗长变短,结实率降低;rld突变体叶片维管束间的下表皮叶肉细胞面积增大;rld基因精细定位在标记Indel2和Indel5间的32.3 kb的物理区间,测序发现rld是调控卷叶基因RL9的一个新等位基因,由于外显子上精氨酸缺失引起rld基因编码的蛋白空间结构发生改变.推测精氨酸在RL9蛋白的正常功能行使过程中是必要的,对维持水稻叶片表型具有至关重要的作用.     

肌动蛋白相关蛋白ARP5调控气孔发育的表观遗传机制研究

气孔是叶表皮分化的一类功能性细胞类型,是植物与外界进行气体交换的主要通道,对于植物在发育过程中适应环境起到重要的作用.气孔的发育受到复杂的转录调控,然而表观遗传机制是否参与到这一过程目前仍不清楚.ARP5是一类保守的肌动蛋白相关蛋白,在酵母和人类中参与染色质重塑.拟南芥arp5缺失突变体的叶片表现出气孔增多的表型.SPCH和MUTE是正向调控气孔发育的bHLH转录因子,RT-PCR分析显示其转录水平在arp5突变体背景下特异性地上调.ARP5可以在体外特异性地结合组蛋白变异体H2A.z.此外,H2A.z而非H3在SPCH和MUTE编码区的富集依赖ARP5的功能,表明拟南芥ARP5可能通过特异性地调控H2A.z的染色质分布影响SPCH和MUTE的转录水平.     

细胞自噬在植物应答盐胁迫中的作用研究

本研究以模式植物拟南芥为材料,利用生理学和遗传学手段分析了盐胁迫下细胞自噬基因和活性氧(ROS)变化的相关性.结果表明野生型拟南芥Col-0在遭受盐胁迫处理3d表现了叶片漂白的症状并且会诱导ROS的产生和积累了大量的细胞死亡.荧光定量PCR实验表明盐胁迫会诱导细胞自噬相关基因的表达,细胞自噬参与了调控植物的防御机制来响应盐胁迫.进一步的实验表明拟南芥细胞自噬突变体atg2和atg5在遭受盐胁迫处理3d表现了更加严重的叶片漂白症状并且积累大量的细胞死亡和ROS.初步表明细胞自噬主要是通过调控ROS的产生来应答盐胁迫.     

植物ABI3转录因子研究进展

植物脱落酸不敏感蛋白3(abscisic acid-insensitive 3,ABI3)属于植物特有的B3蛋白家族,是脱落酸(ABA)信号转导过程中重要的调控因子之一,可与ABI5(abscisic acid-insensitive 5)共同作用,来诱导ABA响应基因的表达,从而调节种子休眠和萌发.其功能缺失突变体在...     

大米草生物学特性 (Ⅰ)叶解剖结构的初步观察

1、大米草(Spartina anglica Hubbard)的叶片横切面,具有发达的绿色组织的维管束鞘和一层幅射状排列的叶肉细胞围绕着维管束鞘。2、叶的维管束鞘细胞的叶绿体不同于叶肉细胞的叶绿体。束鞘的叶绿体比较大、含淀粉较多;叶肉细胞的叶绿体较小、含少量淀粉粒或不合淀粉粒。3、束鞘细胞的叶绿体和叶肉细胞的叶绿体都含有许多基粒。4、叶片上下表皮都具有盐腺。盐腺由两个细胞构成,比较小的为园顶状帽细胞,位于较大的具颈状突起的基细胞上面。基细胞和帽细胞都具有浓厚的细胞质。基细胞具有许多线粒体和向内折叠的原生质膜将基细胞的细胞质分隔开。5、在近轴面,叶表皮的角质层上产生许多小乳凸,而远轴面叶表皮的角质层很光滑。     

水稻盐敏感突变体ssm1的生理指标分析

探索水稻对盐胁迫的耐受机制,培育高产耐盐水稻是提高盐碱土地利用率的重要手段.通过对甲基磺酸乙酯(EMS)诱变的种库进行耐盐筛选获得了盐敏感突变体ssm1,该突变体同时具有叶片早衰表型.进一步研究发现,盐处理后突变体中H_2O_2和MDA含量显著高于野生型,总抗氧化能力显著低于野生型.此外,盐胁迫处理6 h后耐盐相关基因MYB2和HKT1.1表达量下调.推测ssm1突变体的盐敏感表型是由于突变体中H_2O_2和MDA的积累导致的膜脂过氧化或膜系统受损,继而造成大量外源Na~+进入细胞导致细胞死亡.通过对盐敏感突变体ssm1的生理指标分析,探究SSM1参与水稻盐胁迫耐受机制,为培育高产耐盐水稻品种提供重要理论依据.     

毛白杨果胶甲酯酶PtoPME34-1调控植物抗旱性研究

为了探究林木植物中果胶甲酯酶PME的功能,本研究中,我们从毛白杨中克隆出拟南芥PME34的同源基因PtoPME34-1,阐述了该基因在毛白杨中的生物学功能.生物信息学分析表明,毛白杨PtoPME34-1基因与毛果杨PtrPME34-1序列相似性为100%,与拟南芥AtPME34序列相似性为93%.组织特异性表达分析显示PtoPME34-1基因在所有组织都有表达,在基部茎、木质部的表达量较高,在老叶表达量最低.蛋白亚细胞定位结果显示,绿色荧光蛋白GFP标记的PtoPME34-1-GFP融合蛋白定位在烟草叶片细胞壁.毛白杨PtoPME34-1基因过表达显著提高植株的抗旱性.毛白杨PtoPME34-1和PtoPME34-2基因的双突变体植株中果胶甲酯化程度升高,且植物抗旱性也显著增加.这些研究结果证实PtoPME34-1在调控植物生长发育和抗旱胁迫中发挥重要作用.     

花生AhNCED1重组蛋白原核表达与二级结构初步分析

9-顺式环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCED)是调控ABA生物合成的关键限速酶.根据花生叶片中克隆得到基因AhNCED1,构建融合蛋白重组表达载体,将重组质粒转化到大肠杆菌DH5a中诱导表达,SDS-PAGE分析显示在0.2 mmol/L IPTG、4 h、28 ℃的条件,目的蛋白以可溶形式高效表达,分子质量在66.0 ku左右.AhNCED1重组蛋白可与制备抗体特异性结合,呈现典型的不规则卷曲结构.     

花生AhNCED1重组蛋白原核表达分析

9-顺式环氧类胡萝卜素双加氧酶（NCED）是调控ABA生物合成的关键限速酶.根据花生叶片中克隆得到基因AhNCED1，构建融合蛋白重组表达载体，将重组质粒转化到大肠杆菌DH5a中诱导表达，SDS-PAGE分析显示在0.2mmol/L IPTG、4h、28℃的条件,目的蛋白以可溶形式高效表达，相对分子质量在66kD左右. AhNCED1重组蛋白可与制备抗体特异性结合，呈现典型的不规则卷曲结构.     

过量表达SlOPA3-like基因对烟草叶片叶绿体发育的影响

3型视神经萎缩蛋白(Optic atrophy type 3,OPA3)普遍存在于真菌、植物和动物中,但它在植物中的功能尚不清楚。本研究构建了番茄OPA3-like (SlOPA3L)基因的过表达载体35S∶∶SlOPA3L并遗传转化烟草。与野生型烟草叶片相比,过量表达SlOPA3L基因的转基因烟草的子叶呈花叶状、部分组织失绿,转基因烟草的少数早期真叶呈花叶表型,随着叶片发育后又逐渐恢复正常。转基因烟草的叶片细胞表型分析表明:真叶花叶的叶片的海绵组织和栅栏组织发育受到显著的影响。这些结果表明:Sl OPA3L基因可能影植物叶片细胞的分裂和参与植物叶片发育早期的叶绿体形成。     

杜仲雌雄株叶片的解剖结构比较

为确定杜仲雌雄株叶片的第二性征,采用石蜡切片法观察了杜仲雌雄株叶片解剖结构的差异。结果表明:(1)杜仲雌、雄叶片均由表皮、叶肉和叶脉3部分构成,上下表皮细胞均由一层细胞构成,下表皮具表皮毛;叶肉的栅栏组织和海绵组织分化明显;叶脉维管束均由木质部、少量形成层和韧皮部构成,主脉维管束为外韧型。(2)雌株的叶片厚度、上表皮厚度、栅栏组织厚度以及栅栏组织厚度/海绵组织厚度值大于雄株的,而雄株的下表皮厚度和海绵组织厚度大于雌株的,且雄株主脉维管束更加发达。这些结果证明,杜仲雌雄株在结构上有着明显的差异,这是第二性征的体现,也是杜仲长期进化中为了更好的生存而产生的策略,可能有利于其繁衍生息。     

拟南芥BLI基因调控植物衰老的研究

BLISTER(BLI)蛋白是多种应激反应的调节因子,可以促进植物对环境的适应性.BLI蛋白通过抑制IRE 1蛋白以维持植物的正常生长,缺失BLI蛋白的拟南芥植株出现多种发育缺陷表型.文章以拟南芥bli突变体为实验材料,通过细胞生物学及遗传学方法检测其衰老相关表征,发现bli突变体植株早期出现叶片黄化、叶绿素含量下降、...     

26S蛋白酶体调控微管蛋白的降解

为了探究微管蛋白在植物细胞中的降解机制,本文利用微管解聚药物、蛋白酶体抑制剂MG132结合遗传学和分子生物学等体内体外研究技术发现微管蛋白TUA和TUB是通过泛素化/26S蛋白酶体途径降解的,同时在26S蛋白酶体调节亚基RPN10突变体rpn10-1的植株中,TUA的降解与野生型相比没有显著差别,但是TUB的降解在突变体中被严重削弱,使得TUB在突变体中过量积累.此外,在突变体中分别过量表达TUA和TUB,对转基因植株鉴定表明过量表达TUA促进突变体根的生长而过量表达TUB严重抑制了突变体的生长,说明在突变体中TUA/TUB的比例是失衡的,过量的TUB蛋白对植物的生长是不利的.以上结果表明,26S蛋白酶体可以调控微管蛋白TUA和TUB的降解,蛋白酶体调控亚基RPN10可以通过调控TUB的稳定性来影响植物的生长和发育.     

基于CRISPR/Cas9的毛果杨PtrHBI1基因功能解析

目的 利用CRISPR/Cas9系统创制毛果杨PtrHBI1功能缺失突变体,初步解析该转录因子在木材形成过程中的功能,为利用基因工程手段培育制浆造纸优良性状的林木新品种提供新思路。方法 以毛果杨(Populus trichocarpa)为研究材料,根据激光显微切割技术捕获的野生型毛果杨不同细胞类型(形成层、木质部和韧皮部)RNA-seq数据,筛选得到1个bHLH家族转录因子PtrHBI1,利用毛果杨木质部原生质体系统对该基因进行亚细胞定位分析,采用原位杂交技术分析PtrHBI1组织特异性表达,采用CRISPR/Cas9技术创制毛果杨ptrhbi1突变体。对ptrhbi1突变体进行生长表型分析,利用石蜡切片对茎段横切面的各细胞类型进行形态分析,利用Klason酸水解法检测突变体木质素含量,使用高效液相色谱测定突变体纤维素和半纤维素含量。结果 亚细胞定位显示PtrHBI1基因定位于细胞核,原位杂交结果表明PtrHBI1主要在形成层和木质部表达。通过CRISPR/Cas9创制的毛果杨ptrhbi1突变体株高显著增加,茎节数和地径在一定时期显著大于野生型。此外,突变体的导管孔径显著增大,纤维细胞数量显著减少。导管细胞的数量和形成层细胞层数与野生型无差异。木材组分分析表明,与野生型植株相比,ptrhbi1植株的纤维素含量增加,木质素总量无显著变化,紫丁香基木质素与愈创木基木质素之质量比(S/G)显著降低。结论 PtrHBI1参与调控毛果杨的生长及次生木质部发育,可能在木材形成过程起着较为重要的调控作用。     

高迁移率蛋白HmgB3和组蛋白Mlh1维持了四膜虫小核稳定性

高迁移率族蛋白(High Mobility Group protein,HMG)和组蛋白H1结合染色质DNA,在维持染色质的高级结构、基因组基因表达调控以及DNA修复等方面发挥重要作用。嗜热四膜虫细胞含有一个体细胞系的大核和一个生殖系的小核,小核特异定位的高迁移率蛋白HmgB3或组蛋白Mlh1的缺失并未引起生长期细胞的异常表型。本研究通过同源重组的方法构建了HMGB3和MLH1的双敲除细胞突变株ΔHMGB3ΔMLH1。突变细胞在营养生长期能够正常增殖,但对甲基磺酸甲酯较为敏感。缺对PCR检测发现突变株中小核染色体有缺失现象,并且不能完成有性生殖。有性生殖过程中,减数分裂后的小核异常降解。结果表明高迁移率蛋白HmgB3和小核组蛋白Mlh1共同维持了四膜虫小核的稳定性,并可能具有功能上的冗余性。     

莲子贮存蛋白基因的表达与子叶叶肉细胞的变构

莲子贮存蛋白基因（ＳＰＧ）的表达受发育调控。子叶叶肉细胞变构早于ＳＰＧ的开始表达,随发育过程加剧。在贮存组织中细胞变构的发生有严格的时空顺序性。变构主要表现在细胞核体积增大,外形变不规则,染色质分布不均匀化,核膜局部消失。     

Hela细胞中突变PSF蛋白对细胞增殖迁移及可变剪接的影响

PSF作为真核细胞中的抑癌蛋白,在Hela细胞发生基因突变导致其蛋白功能改变.为了阐明突变体PSF蛋白在肿瘤细胞的作用,本文分别采用siRNA干扰、细胞生长曲线、细胞划痕等实验检测muPSF对Hela细胞增殖及迁移的影响,半定量PCR实验分析PSF调控的下游靶基因的可变剪切情况.研究结果显示,当通过siRNA干扰muPSF的表达后Hela细胞的增殖迁移能力下降,高表达突变体PSF可增强Hela细胞的增殖与迁移,半定量PCR实验分析PSF下游调控基因显示muPSF可以改变增殖和迁移相关基因的可变剪接形式.因此,我们的实验证明,Hela细胞中muPSF通过调控下游靶基因的可变剪切影响Hela细胞的增殖和迁移能力.     

两个水稻叶片反向卷曲突变体的表型及遗传分析

为了揭示水稻叶片卷曲的形态建成,分析了水稻Ac/Ds转座子插入突变体库中的2个叶片反向卷曲突变体的表型及组织形态.研究发现,与野生型平展叶片相比,内卷突变体和外卷突变体叶片中泡状细胞数目明显减少,这可能是造成水稻叶片卷曲的重要原因.另外,内卷突变体叶片主脉薄壁细胞少,薄壁细胞崩裂形成的气腔面积较大.对2个卷叶突变体的纤维素含量进行测定发现,内卷突变体叶片及茎杆中纤维素含量明显减少,而外卷突变体叶片及茎杆的纤维素含量与野生型没有显著差异,说明2个卷叶突变体叶片的卷曲可能由不同基因突变造成.分析了2个水稻卷叶突变体的遗传规律,结果表明,二者均由隐性单基因控制.     

拟南芥中一个新的constans等位基因及特性

植物开花是由内外信号途径共同调控的,CONSTANS是长日照途径上控制开花的基因.在筛选拟南芥滞绿突变体的过程中筛选到一个晚花突变体,工作名称为fnc25.后来证实为一个新的constans突变体co-9.在长日照条件下该突变体植株高大,叶片呈深绿色,莲座叶数目增多,开花延迟,寿限显著延长;春化处理和外源施加赤霉素对其开花时间几乎没有响应,在短日照条件下开花时间几乎不变.测序发现co-9中CO基因编码区中有10个碱基的缺失导致了CO蛋白C末端92个氨基酸没有被合成,这其中包含一个CCT结构域.CO基因的功能缺失很可能是导致co-9晚花的原因.RT-PCR实验表明co-9中CO直接调控的基因FT的mRNA水平显著下调,而另一个调控的基因SOC1的mRNA水平和野生型相比没有改变.说明CO通过不同的结构域作用于下游目的基因,一个结构域的改变只影响下游一个目的基因的表达,导致co-9的晚花表型.     

木兰科叶结构的比较解剖及其系统学意义

对国产６属１１种木兰科植物叶片的结构进行了比较解剖研究。通过比较叶的表皮、皮皮、叶肉及中脉等解剖特征，结果表明：（１）上、下表皮细胞的形态结构在种之间存在差异，（２）下皮存在于木莲属、木兰属、含笑属、合果木属的部分种中，连续或不连续：（３）叶肉中栅栏组织和海绵组织的分化程度以及细胞形态在种间存在差异：（４）中脉维组织具原始怀，维管束环状排列，具髓，外有厚壁细胞组成的维管束鞘包围；维管束的数目在属间