茉莉酸对水稻根系生长素合成及运输的调控

以水稻中花11和DR5∷GUS转基因植株为实验材料,观察茉莉酸(Jasmonic acid,JA)对水稻根系中生长素积累和分布的影响.结果表明,JA负调控水稻主根、冠根和侧根的生长,抑制DR5∷GUS在水稻根系形态学下端的表达.实时定量PCR结果显示,在JA处理的水稻根系中,7个水稻生长素合成基因OsYUCCAs(OsYUCCA1～7)全部显著下调表达,4个生长素输入载体基因OsAUX1,OsAUX3～5显著上调表达,4个生长素输出载体基因OsPIN1b、OsPIN1c、OsPIN2、OsPIN9显著下调表达.     

脱落酸对水稻根系生长素合成与运输的调控

利用一系列不同浓度的脱落酸(ABA)处理水稻幼苗根系,观察水稻初生根根长、冠根数目、侧根数目及长度、DR5::GUS转基因材料GUS活性、生长素的合成及运输相关基因表达水平等变化.结果表明,ABA可以抑制水稻初生根的伸长、冠根和侧根的发生和伸长,并且抑制效应呈现剂量效应.DR5::GUS活性在整个根系中随ABA处理浓度升高而减弱,但根尖部位的DR5::GUS活性经过ABA处理后表现增强;生长素合成相关基因YUCCA2、YUCCA4、YUCCA7,生长素运输载体基因AUX3、AUX5、PiN1b、PiN2、PiN5a、PiN9、PiN10a均显著下降表达.     

对氨基苯甲酸在拟南芥根生长发育中对生长素运输的调控

为探究对氨基苯甲酸(PABA)影响拟南芥(Arabidopsis thaliana)根部生长发育的作用机制,以野生型和DR5∷GUS转基因拟南芥为实验材料,研究了PABA外源处理对根系形态结构和生长素运输的影响.结果表明:200μmol/L PABA可以明显抑制拟南芥幼苗主根生长并促进侧根和根毛的发育.PABA可增强生长素类似物2,4-D对幼苗主根生长的抑制作用和对根毛伸长的促进作用;相反,PABA可在一定程度上减弱生长素运输抑制剂NPA对幼苗主根和根毛生长发育的抑制作用.此外,PABA可诱导拟南芥根尖生长素的积累以及生长素极性运输相关基因PIN1、PIN3和AUX1的表达.综上所述,PABA可调节根部生长素运输和分布,在拟南芥根生长发育过程中起重要作用.     

过氧化氢对拟南芥生长素信号转导相关蛋白的影响

通过添加外源过氧化氢来探究其对植物生长素信号的影响.以GUS基因作为报告基因,研究拟南芥中各生长素相关蛋白(生长素含量标志蛋白DR5、输入蛋白AUX1、输出蛋白PIN1和PIN2)对过氧化氢的响应.结果表明过氧化氢处理后拟南芥呈植株变小、根变短和不定根数目增多的表型;与对照相比,GUS染色后各生长素相关蛋白的表达下降,表明过氧化氢对植物生长素的合成与运输起一定的抑制作用.在过氧化氢处理的基础上,添加抗氧化物质后发现植株表型有明显恢复,GUS染色也表明相关蛋白的表达量均增加;另外,0.1 nmol/L的外源IAA能恢复过氧化氢处理后拟南芥的表型和生长素相关蛋白的表达.综上所述,过氧化氢主要通过抑制植物体内的生长素信号来调控植物的生长发育.     

过氧化氢对拟南芥生长素信号传导相关蛋白的影响

本论文通过添加外源过氧化氢来探究其对植物生长素信号的影响。以GUS基因作为报告基因,研究拟南芥中各生长素相关蛋白(生长素含量标志蛋白DR5、输入蛋白AUX1、输出蛋白PIN1和PIN2)对过氧化氢的响应。结果表明过氧化氢处理后拟南芥呈植株变小、根变短和不定根数目增多的表型;与对照相比,GUS染色后各生长素相关蛋白的表达下降,这表明过氧化氢对植物生长素的合成与运输起一定的抑制作用。在过氧化氢处理的基础上,添加抗氧化物质发现植株表型有明显的恢复,GUS染色也表明相关蛋白的表达量均增加;另外,0.0001 ?mol/L的外源IAA也能恢复过氧化氢处理后拟南芥的表型和生长素相关蛋白的表达。综上所述,过氧化氢主要通过抑制植物体内的生长素信号来调控植物的生长发育。     

YUCCA基因家族在拟南芥胚胎发育过程中的表达模式研究

生长素作为重要的植物激素,在植物胚胎的形态建成和生长发育过程中起到关键的调控作用.依赖色氨酸的IPA途径是模式植物拟南芥中生长素合成的主要途径.以色氨酸为前体合成的IPA在YUCCA(YUC)的催化下生成IAA,这一过程也是生长素生物合成的限速步骤.拟南芥有11个YUC编码基因,目前对这11个YUC基因在植物胚胎发育过程中的表达模式还没有系统的研究.本文以Pro YUC:GUS(YUC1:GUS、YUC2:GUS、YUC4:GUS、YUC6:GUS、YUC8:GUS和YUC9:GUS)转基因植株为实验材料,观察在胚胎发育不同时期YUC基因的表达情况.结果表明:YUC1、YUC2和YUC4基因在拟南芥胚胎发育的后期(鱼雷期、拐杖期和成熟期)有极其微弱的表达;YUC6基因在拟南芥胚胎发育过程中没有表达;YUC8和YUC9在胚发育过程中有非常强的表达,其中YUC8主要在胚胎发育的三角胚时期、心形期和鱼雷期表达,而且在整个胚中表达,在拐杖期胚和成熟胚中YUC8特异在下胚轴和胚根中表达;YUC9在胚胎发育的球形期、三角胚时期和心形期有较强的表达,在胚发育的后期则在胚根有微弱的表达.这些结果表明拟南芥胚胎发育过程中存在生长素的本地合成,而且YUC8和YUC9是胚胎中参与生长素合成的主要基因.     

过氧化氢对拟南芥生长素信号转导相关蛋白的影响

通过添加外源过氧化氢来探究其对植物生长素信号的影响.以GUS基因作为报告基因,研究拟南芥中各生长素相关蛋白(生长素含量标志蛋白DRS,输入蛋白AUX1,输出蛋白PIN1和PIN2)对过氧化氢的响应结果表明过氧化氢处理后拟南芥呈植株变小、根变短和不定根数目增多的表型;与对照相比,GUS染色后各生长素相关蛋白的表达下降,表明过氧化氢对植物生长素的合成与运输起一定的抑制作用在过氧化氢处理的墓础上,添加抗氧化物质后发现植株表型有明显恢复,GUS染色也表明相关蛋白的表达量均增加;另外,0.1 nmol/L的外源IAA能恢复过氧化氢处理后拟南芥的表型和生长素相关蛋白的表达综上所述,过氧化氢主要通过抑制植物体内的生长素信号来调控植物的生长发育.     

AhHDA1影响花生毛状根生长的研究

花生组蛋白去乙酰化酶AhHDA1转到花生毛状根中超表达后,短侧根的毛状根比例增加. 基因表达检测结果显示,AhHDA1超表达后上调了细胞周期相关基因AhCYCD4和生长素信号转导相关基因AhIAA28的表达水平,而AhARF19的表达水平被显著抑制. 进一步通过LUC实验发现, AhHDA1激活AhCYCD4和AhIAA28启动子的活性. 说明AhHDA1可能通过调控生长素信号转导和细胞分裂影响花生毛状根侧根的生长.     

杂交鹅掌楸LhARF2基因启动子的克隆及瞬时表达分析

生长素响应因子(Auxin response factor, ARF)参与调控植物生长发育的多个途径。本研究利用Tail-PCR技术从杂交鹅掌楸中克隆LhARF2基因5′端上游2 637 bp序列,即pLhARF2启动子,并利用生物信息学软件PlantCARE分析其包含的调控元件,发现其含有启动子必需元件TATA-box和CAAT-box,以及压力响应、激素响应、光信号转导和代谢循环过程元件。构建pLhARF2-pCAMBIA1300:GUS植物表达载体并瞬时浸染本氏烟草叶片,利用GUS组织化学染色法鉴定烟草叶片中瞬时表达活性,发现在烟草叶片中有蓝色斑块,但颜色较浅。实验结果推测杂交鹅掌楸pLhARF2启动子可以调控GUS基因活性,为下一步研究启动子遗传转化的组织表达活性奠定了基础。     

转录组测序解析油菜素甾醇调控番茄根发育的机制

利用生理学实验分析番茄幼苗主根对不同浓度油菜素甾醇(BRs)的响应情况,通过转录组测序寻找番茄幼苗根系在不同浓度BRs处理下的差异表达基因,利用GO与KEGG富集分析探究差异表达基因参与的信号通路.结果发现,0.5 nmol/L的表油菜素内酯(eBL,BRs的一种)促进主根伸长,而10 nmol/L的eBL显著抑制主根伸长.转录组测序发现,与对照相比,10 nmol/L eBL处理共产生585个差异表达基因,其中271个上调和314个下调.进一步的GO与KEGG富集分析表明,上调的差异基因主要与乙烯合成与代谢、植物激素信号转导和MAPK信号转导有关,暗示BRs可能与乙烯交叉互作调控高浓度BRs对植物主根生长的抑制.研究结果为BRs参与植物根系发育调控提供了又一证据,也为番茄等农作物生产中科学使用BRs提供了强有力的支撑.     

拟南芥器官大小调控基因AtKIX8启动子的克隆和表达分析

为研究拟南芥器官大小调控基因AtKIX8的表达模式,以期进一步研究其功能机制,克隆了该基因启动子序列,获取了启动子-GUS转基因报告植株.利用GUS组织化学染色检测了该启动子作用位置,利用荧光定量PCR分析了启动子对外源激素及冷胁迫的响应.结果表明该启动子诱导GUS基因在幼苗茎尖分生区,成株茎、叶主脉中特异性表达,生长素和低温处理显著提高GUS基因的表达量.说明拟南芥AtKIX8基因启动子具备组织特异性表达模式,且能受到外源生长素和低温的诱导.     

拟南芥VHA-c基因的矿质营养调节

对Ca2+和MS营养处理转VHA-c-GUS烟草叶片的GUS表达活性进行分析。研究结果表明:VHA-c2和VHA-c3可被Ca2+促进表达,而VHA-c5的表达则被Ca2+抑制。同时,MS营养成分可显著促进VHA-c2、VHA-c3和VHA-c5基因的表达。这说明VHA-c基因可被Ca2+和MS等营养成分调控表达。     

乙烯利对绿豆芽前期生长和品质的影响

为研究乙烯对绿豆芽前期生长与品质的影响,采用4种不同质量浓度的乙烯利(30,60,90,120 mg·L^-1)对种子萌发前和萌发后进行处理,用以评价绿豆芽各项生长指标。结果表明:在萌发前和萌发后施加不同质量浓度乙烯利溶液对绿豆芽生长和品质有不同程度的影响。一方面,萌发前用30 mg·L^-1的乙烯利溶液处理8 h后,种子萌发率达到62.2%,与对照组存在显著差异,而高质量浓度的乙烯利溶液120 mg·L^-1则抑制萌发;此外,用30 mg·L^-1乙烯利处理,种子侧根生长被显著抑制,超氧物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性提高,而用较高质量浓度乙烯利溶液处理时,下胚轴长度减小和粗度增加,相同时间产量减小。另一方面,在种子萌发后用乙烯利溶液处理,除30 mg·L^-1乙烯利处理外,其他质量浓度在发芽30 h内产量显著降低;而用90 mg·L^-1乙烯利处理后,在培养50 h时产量出现显著增加,抗氧化性有所提升。研究结果发现:30 mg·L^-1     

过表达OsAIL5基因使水稻种子在发芽过程中对高浓度硝酸盐敏感

从水稻中克隆AP2/EREBP转录因子家族基因OsAIL5(AINTEGUMENTA-like 5),聚类分析结果表明OsAIL5为拟南芥AIL5的同源基因.器官表达谱结果表明OsAIL5在干燥种子中表达量最高.启动子GUS染色分析结果显示OsAIL5在种子发芽后第5～7d表达,并主要定位于根和幼叶中.转35S∷OsAIL5基因水稻的发芽率和生长势指标都表明:过表达OsAIL5基因会导致水稻种子对高浓度硝酸铵敏感.     

毛白杨4CL基因启动子的克隆及初步功能分析

4CL(4-coumarate:CoA ligase,4-香豆酸:辅酶A连接酶)在植物木质素合成途径中催化羟基香豆酸生成羟基肉桂酰CoA,主要在木质部中表达,对植物木质素生物合成具重要调控作用.为研究4CL基因启动子在转基因植物中的表达特性,探索其在植物基因工程研究中的潜在应用价值,利用PCR方法从毛白杨基因组DNA中扩增得到了4CL启动子片段.序列分析表明与美洲山杨(P.tremuloids)的4CL启动子同源性为95%.采用生物信息学方法对该序列进行分析.与GUS基因融合构建双元表达载体,转化烟草的瞬时表达检测可见明显GUS活性.     

红锥根系响应石墨烯的转录组学研究

为了研究石墨烯对植物根系响应的分子机制和转录组学，本文以0、25、33和50 mg/L共4组质量浓度的石墨烯溶液培育红锥（Castanopsis hystrix Miq.）幼苗，其中石墨烯溶液质量浓度为0指以蒸馏水培育，并对红锥幼苗的根系发育情况、基因表达量的变化、差异表达基因的富集通路和范围进行了分析。与0相比，25 mg/L石墨烯溶液对红锥幼苗根系发育的促进效果最佳（t=2.86～7.80,P<0.05）；转录组数据表明，25 mg/L石墨烯溶液处理红锥根系后，导致12 845个基因的表达量发生差异，其中石墨烯诱导10 899个基因表达量上调，抑制1 946个基因的表达量。通过京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路富集性分析表明：表达量上调的基因主要富集于126个KEGG通路，表达量下调的基因富集于99个KEGG通路；另外，110个转录因子基因差异表达，可归类于33个不同家族，其中ERF、WRKY、MYB、NAC、bHLH、TCP和Trihelix共7个家族基因与红锥根系发育有关；9种植物激素信号转导通路相关的差异表达基因结果表明生长素、细胞分裂素、赤霉素、乙烯、水杨酸、油...     

NAC1启动子驱动GFP表达的组织特征及对生长素和赤霉素的反应

将拟南芥中转录因子基因NAC1上游调控区1kb克隆到pRD420质粒，构建由NAC1启动子驱动绿色荧光蛋白基因（GFP）表达的植物表达载体，并以此载体转化烟草，对阳性转基因植株研究表明，GFP在根部有较高水平的表达.进一步用生长素、生长素拮抗剂NPA和赤霉素处理，荧光强度的变化表明：该调控区受生长素作用的同时也受赤霉素诱导.初步说明NAC1基因不仅是一个生长素反应基因，同时可能也是一个赤霉素反应基因.     

NACl启动子驱动GFP表达的组织特征及对生长素和赤霉素的反应

将拟南芥中转录因子基因NACl上游调控区1kb克隆到pRD420质粒，构建由NACl启动子驱动绿色荧光蛋白基因（GFP）表达的植物表达载体，并以此载体转化烟草，对阳性转基因植株研究表明，GFP在根部有较高水平的表达．进一步用生长素、生长素拮抗剂NPA和赤霉素处理，荧光强度的变化表明：该调控区受生长素作用的同时也受赤霉素诱导．初步说明NACl基因不仅是一个生长素反应基因，同时可能也是一个赤霉素反应基因．     

乙烯利对玉米生理效应的研究

经乙烯利处理后的玉米植株体内蛋氨酸和乙烯含量聚增,进而对玉米产生一系列生理效应:根系活力和气生根发育增强,根量在土壤深层的分布增多;地上部表现为先受抑后促进;伴随着植株矮化,玉米叶片细胞质膜透性增强和叶绿素降解;由于乙烯利对根系的促进作用,导致玉米生育后期绿叶数相对增多且功能期延长.本文拟将乙烯利对玉米的生理效应分成先后两个阶段——以抑制为主的初级效应和以促进为主的次级效应.     

ACC含量、EFE活性在甜瓜乙烯生成中的变化与乙烯生成限速的初探

对河套蜜瓜乙烯生成中ＩＥＣ、ＡＣＣ含量、ＥＦＥ活性研究表明，三者变化趋势一致．其中ＡＣＣ含量峰值与ＩＥＣ峰值同时出现；ＥＦＥ活性升高与峰值出现先于ＡＣＣ含量．乙烯利处理呼吸跃变前后果实试验表明，外源乙烯可启动和促进乙烯的合成，ＥＦＥ和ＡＣＣ合酶都为该种甜瓜乙烯合成中的诱导酶和限速酶．利用果胶降解物处理果实的初步研究表明，果胶降解物可明显促进ＥＦＥ活性，但没有测到ＩＥＣ．