利用病毒诱导的基因沉默技术研究一个豌豆PI同源基因的功能

在植物发育生物学研究中, 对很多非模式植物基因功能的研究总是因为缺乏快速有效的方法而受到限制. 病毒诱导的基因沉默(virus induced gene silencing, VIGS)技术是近年来发展起来的一种反向遗传学快速研究基因功能的方法. 本研究利用一种基于PEBV (pea early browning virus)的VIGS体系研究了豌豆PsPI基因的功能. 豌豆在其PsPI基因沉默后出现了类似于拟南芥pi突变体/金鱼草glo突变体的表型, 导致花瓣向萼片以及雄蕊向心皮转变. 半定量RT-PCR分析发现, 在VIGS-PsPI沉默植株花苞中, PsPI基因的mRNA水平显著下降. mRNA原位杂交结果显示, PsPI基因早期在起始共同原基的部位表达, 后期在花器官第二、三轮表达. 本研究结果证明了PsPI基因具有拟南芥PI/金鱼草GLO同源基因的功能, 说明这类基因在进化和功能上是相当保守的, 同时也表明VIGS是一种研究植物基因功能的快速有效的方法, 特别是对于那些转化困难的非模式植物基因功能的研究具有更为重要的意义.     

豌豆光系统Ⅰ的异质性

高浓度毛地黄皂苷增溶可获得２种比较完整的ＰＳⅠ,ＴｒｉｔｏｘＸ－１００处理只得到时ＰＳⅠ－１,当用毛地黄皂苷再增溶残余的类囊体时,可得到ＰＳⅠ－２,说明两种ＰＳⅠ在类囊体膜上的组装不同,ＰＳⅠ－２存在于垛叠区,ＰＳⅠ－１存在于非垛叠区。它们的多肽在组成上相同,相对含量不完全一样,部分多肽的表观电荷和等电点不同,表明ＰＳⅠ具有异质性。     

豌豆种传花叶病毒抗病基因sbm-1的RAPD标记

与抗病性状连锁的DNA标记对抗病后代的选择和抗病基因的克隆提供了非常有用的工具。豌豆种传花叶病毒(PSbMV)是由种子,并经蚜虫非持久性传播的病毒,有3个株系:P-1,L及P-4,其中以P-1株系分布最广。系列研究表明:4个隐性基因控制着对3个株系的抗性,其中sbm-1对P-1,sbm-2及sbm-3对L及其相关的L-1,而sbm-4则对P-4。1993年新西兰的Timmerman首次报道了sbm-1的RFLP(restriction fragment length polymorphism)标记,但遗传距离较大,为8cM。本研究根据BSA(bullked segregant analysis)方法,鉴定了与sbm-1连锁的RAPD(random amplified polymorphic DNA)标记。     

桃(Prunus persica)中2个MADS box基因功能的初步鉴定和遗传作图

我们在以前的研究中克隆了2个桃MADS box 基因, PpMADS4和PpMADS6, 它们分别为AGAMOUS (AG)和FRUITFULL (FUL)的同源基因, 本研究把它们进一步转入拟南芥中分析它们的功能. 转基因结果表明, 这2个基因都能导致拟南芥早花, 二级花序减少, 出现顶端花, 但PpMADS4与PpMADS6对拟南芥花器官有截然不同的影响. PpMADS4引起转基因植株花器官同源异型转变: 萼片心皮化, 花瓣雄蕊化; PpMADS6转基因植株表现为花瓣、雄蕊和心皮花器官数目的增加. 它们对果实发育也产生不同的影响: PpMADS4转基因植株的角果在伸长期花的外2轮萼片和花瓣不脱落; PpMADS6转基因植株的角果成熟后不开裂, 并可诱导从一朵花中长出多个果角. 这些结果表明, PpMADS4在拟南芥中可模拟AG的功能, 而PpMADS6与拟南芥FUL功能相似. PpMADS6对花器官数目的影响暗示FUL同源基因具有调节花器官数目的新功能. 通过RT-PCR分析花器官发育和控制顶端分生组织的基因表达, 结果表明, PpMADS6诱导产生超数花器官可能是通过控制CLV-WUS通路的基因来实现的. 此外, 将PpMADS4转化为一个SSR标记, 并将其定位在桃属植物的G5 连锁群上, 与PpMADS6基因位于同一染色体区段上. 最后, 对PpMADS4和PpMADS6在农作物及果树育种上的潜在应用价值进行了讨论.     

微丝、微管抑制剂及周期性电脉冲对豌豆幼苗韧皮部运输的影响

<正>高等植物韧皮部运输是否只靠源库间的膨压差来推动,其中有无原生质的参加,一直是有争议的问题.60年代初,阎隆飞等首先在烟草韧皮部鉴定出肌动球蛋白.阎隆飞和刘国琴最近又在芹菜韧皮部鉴定出微管蛋白和类动蛋白(kinesin-like protein).过去对韧皮部蛋白(P-蛋白)能否执行运输功能颇有争议,最近也在其中找到了与运动有关的蛋白质,这引起研究运输的生理学家的极大兴趣.微丝、微管是高等植物细胞的基本组分.在丝瓜卷须快速弯曲运动中,接受刺激的部位与发生快速运动的部位之间需要有电波传递,电波所到之处,原生质发生收缩运动.已经在丝瓜卷须中鉴定出肌动蛋白和肌球蛋白.用专一性抑制剂的研究也表明,发生收缩运动的组分是微丝.表明植物原生质的运动与动物类似,受“神经-肌肉机制”的调控.Wayne的研究表明,细胞内的电波传递会干扰肌动蛋白和肌球蛋白相互作用,使胞质环流停止.我们最近的研究结果表明,周期性电脉冲减弱玉米苗韧皮部对¹⁴C-同化物的运输,但并不影响³²P在木质部的运输,提示电脉冲刺激很可能是作用于韧皮部的微丝、微管 因此,我们设想运输韧皮部(transport phloem)筛管中微丝和微管的生理活动参与韧皮部运输.本试验利用微丝、微管特异抑制剂和周期性电脉冲抑制微丝和微管的生理活动,进而观察其对抑制韧皮部运输的效应.正在萌发的豌豆幼苗,适于用作细胞内含物再分配的研究. 营养源是养料储备丰富的子叶,胚根维管束是物质运输的通道,正在伸长生长的胚根是库,构成理想的源、库、通道的物质运输系统.在这个系统中,胚根伸长生长所需的物质完全靠子叶细胞内含物的再分配,这和蒜苔细胞内含物向新生珠蒜的再分配很相似.蒜瓣表皮和蒜苔组织汁液的转移主要靠原生质的胞间运动,但韧皮部的汁液运输有无原生质的推动至今尚未阐明.本试验以豌豆胚根的伸长生长和外源¹⁴C-蔗糖作为作韧皮部汁液运输的指标,从两个角度考察微丝、微管在韧皮部运输中的作用:即分别观察微丝、微管抑制剂和周期性电脉冲刺激对韧皮部运输的影响.     

豌豆EF-1α的cDNA克隆、全序列及结构特征分析

以赤霉素 (GA)处理后的G2豌豆为材料 ,构建了一个 2 .0× 1 0 6的cDNA文库 ,用随机筛选法从该文库中得到一个 1 6 6 7bp的cDNA ,其 5′端非编码区长 1 0 0bp ,3′端非编码区长 2 2 3bp ,拥有一个 1 34 4bp的开放读码框 ,共编码 447个氨基酸 .DNA及报道的蛋白质序列同源性分析表明 ,它编码了豌豆延伸因子 1α(elongationfactor 1 alpha ,EF 1α) ,其功能区段具有很高的保守性 ,可应用于分子进化研究     

豌豆乙酰羟酸还原异构酶基因的cDNA克隆及其表达

用cDNA差示分析法从G2豌豆总RNA中筛选到一个GA3特异诱导表达的基因片段,用该片段作探针进一步筛选G2豌豆cDNA文库,得到一个全长2036bp的cDNA序列。经分析,该cDNA含有一个1746bp的可读框,编码的蛋白质含有581个氨基酸,理论分子量为64ku,cDNA及推导的氨基酸序列分别与不同来源的乙酰羟酸还原异构酶相应序列有较高的同源性。将该基因转入表达载体中并在大肠杆菌中表达,获得了具有显著酶活性的外源蛋白。     

哺乳动物基因功能研究正引发国际生命科学和生物医药产业的新一轮竞争

人具有46条染色体,包含了约2.4万个编码不同蛋白质的基因以及大量miRNA和基因调控序列。这些基因蕴含的遗传信息不仅决定了人的体貌、代谢、寿命等生理特征,而且对疾病的发生发展具有重要作用。现代生物医学研究表明,基因突变和基因功能异常不仅可以直接导致肿瘤、心脏病等     

被子植物的离体花发育研究概况

近十多年来由于对植物细胞全能性的研究不断深入,细胞与组织培养技术的发展与完善已使得被子植物器官发生的条件、顺序和生理生化机理以及激素和核酸等大分子在细胞分化及形态建成中的重要性方面都得到了一些新的知识,也促使了离体花发育研究的进展.另一方面由于分子生物学与基因工程的理论和     

DNA同源重组机制的确立

介绍了DNA同源重组机制确立的过程。其主要内容包括基因连锁和重组现象的发现,交叉假设的提出,断裂重接假设和复制选择假设的出现,同源重组的三个模型(Holliday模型、单链断裂模型和双链断裂模型)的确立。     

梧州繁殖中心圈养黑叶猴遗传多样性分析和野外放归种源选择

采用线粒体控制区和微卫星DNA分子标记,对梧州繁殖中心圈养黑叶猴的遗传多样性、圈养个体来源地以及个体间的亲缘关系进行分析.在355 bp线粒体控制区序列中发现了35个核苷酸变异位点,包括3个转换、29个颠换和3个插入/缺失,这些变异位点共定义了13种单倍型.圈养黑叶猴核苷酸多样性(π)为0.027,单倍型多样性(h)为0.627.采用11对微卫星引物对圈养黑叶猴DNA进行扩增,共检测到47个等位基因,每个座位的平均等位基因数为4.18.平均期望杂合度(He)为0.559,观测杂合度(Ho)为0.551.与其他濒危灵长类动物相比,圈养黑叶猴遗传多样性处于中等水平.将贵州、广西、越南野生黑叶猴和圈养黑叶猴单倍型进行比较,发现梧州繁殖中心圈养黑叶猴个体来自广西境内和广西与越南交界地区.采用微卫星数据分析了圈养黑叶猴亲缘关系和遗传距离,选取3只雄猴和7只雌猴组建了3个家庭单元用于野外放归.     

江苏如东近海绿潮藻分子检测与类群演替分析

2007 年以来, 中国青岛、连云港、如东等黄海沿海连续4 年爆发绿潮现象, 尤其2008 年青岛爆发了世界最大规模绿潮, 造成了严重的生态危害. 2009 年, 我们对江苏省如东海域绿潮藻进行了调查和监测, 选取紫菜养殖架和防波堤坝上的11 个固着样品以及海区15 个漂浮样品, 对其ITS及5.8S rDNA 和叶绿体rbcL 基因序列进行了分子系统发育和类群演替分析. 结果显示, 如东沿岸堤坝和紫菜养殖筏架具有大量固着生长的浒苔类绿潮藻, 其海区漂浮绿潮藻团出现时间也最早,并逐渐北移; ITS 序列分析将如东样品聚为5 个类群, 即Ulva compressa 类群(6 个样品)、Ulva linza-procera-prolifera (LPP)复合体类群(12 个样品)、Ulva flexuosa 类群(3 个样品)、Blidingia sp.类群(3 个样品)以及Urospora spp.类群(2 个样品), 而rbcL 序列较为保守, 26 个样品只聚为4 个类群.DNA 序列分析表明, 如东海区漂浮与固着绿潮藻类群构成相同, 亲缘关系较近, 漂浮绿潮藻优势类群先后出现次序为: U. compressa, U. flexuosa 及LPP, 最终漂浮种与2008 年黄海绿潮优势种的ITS 序列完全相同. 本研究为今后黄海绿潮溯源及其预测防控奠定了重要基础.     

盐度影响全氟辛烷磺酸对海水青鳉(Oryzias melastigma)的毒性

全氟辛烷磺酸(PFOS)是广受关注的持久性有机污染物之一. PFOS广泛存在于河口和近海岸等复杂盐度区, 然而目前对不同盐度影响下的PFOS毒理行为研究较少. 本文以海水青鳉(Oryzias melastigma)鱼为模型, 比较不同盐度条件下, PFOS暴露对鱼卵孵化和发育的影响. 结果表明, PFOS在鱼卵内的蓄积量随着盐度升高而呈现上升的趋势. 在低盐度和高盐度下, PFOS暴露均提高鱼卵孵化率, 而低盐度下的两周孵化率比高盐度高. 进一步比较了3种盐度下(30‰,15‰和5‰)PFOS对鱼卵心脏发育相关基因表达影响的差异. PFOS对过氧化物酶体增殖物激活受体(PPAR)的调节受盐度的影响, PPARa和PPARb的表达量在低盐度下相对高盐度下高. 盐度对PFOS调节环加氧酶(COX-2)和心脏相关蛋白(SMYD1)的作用效果与PPAR相似. 而盐度不影响PFOS对心脏发育特异性转录因子(GATA4和BMP4)和钠钾离子ATP酶(ATPase)的调节作用. 研究结果揭示了盐度是全氟类化合物毒性的一个影响因素, 有助于广盐度地区PFCs化合物的毒性评估.     

虫害诱导的水稻挥发物抑制水稻病原菌的生长

虫害诱导的植物挥发物在调节植物、植食性昆虫及其天敌的相互关系以及植物与植物之间的化学通讯中有重要作用. 为了阐明植物挥发物功能的多样性, 研究了虫害诱导的水稻挥发物对植物病原菌生长的影响. 结果表明, 供试的7种虫害诱导的水稻挥发物对稻瘟病菌Pyricularia grisea Sacc. 和水稻纹枯病菌Rhizoctonia solani Kuhn. 的生长均有抑制作用. 挥发物的种类以及不同的处理浓度导致了抑制作用间的差异, 其中绿叶性气味物质(E)-2-己烯醛和(E)-2-己烯-1-醇对病原菌抑制作用最强, 另外萜烯类物质中芳樟醇对其也有明显的抑制. 虫害诱导的挥发物对植物病原菌生长的抑制说明了植物间接防御物质具有对植物病原菌直接防御的功能, 植物挥发物在植物病虫害防治中的潜力巨大.     

基于空间群P3对称性的一种新型三维编织材料

用点群S₆ 对应的对称操作推导出一种新的三维编织几何结构单胞. 根据空间群 P3 描述的对称性, 对新的单胞进行对称变换获得了一种新的三维编织几何结构, 研究 了这种三维编织几何结构可行的编织工艺. 通过建立其几何分析模型, 预测了对应三 维编织材料的纤维体积百分含量及其变化趋势.     

一个水稻动态窄叶突变体的鉴定和基因定位

叶片形态是作物的重要性状, 阐明控制作物叶片形态的遗传机理有助于在作物育种中性状的改良, 提升作物的产量潜力. 本研究通过辐射获得一个水稻动态窄叶突变体(暂命名为dynamic narrow leaf 1, dnl1). 形态鉴定表明, 与野生型品种93-11相比, dnl1在苗期叶片显著变窄、变短, 而成熟期无显著差异; 同时, dnl1抽穗期延迟, 株高变矮, 籽粒数减少, 结实率降低. 遗传分析表明窄叶性状受1对隐性基因控制, 基因初步定位表明Dnl1位于第1染色体长臂的d15和d20标记之间, 遗传距离分别为0.9和2.2 cM. 进一步利用已经公布的SSR标记和发展的STS标记将其定位于STS标记M1-Z47和M1-Z42之间, 与d17, M1-Z41, M1-Z43及M1-Z49共分离, 物理距离为172 kb, 为克隆Dnl1奠定了基础.     

紫茎泽兰产氢产甲烷联合发酵的研究

以脱毒预处理的紫茎泽兰为原料,调节发酵体系的pH,可实现紫茎泽兰产氢产甲烷联合发酵.pH为4.7~5.5的情况下先产氢后调至中性产甲烷,对比实验为pH6.5~7.5的情况下先产甲烷后调节至酸产氢.实验结果表明:先产氢后产甲烷实验的TS和VS原料利用率均高于先产甲烷后产氢实验,且纤维素、半纤维素和木质素利用率也高出32.60%,45.80%和50.26%;紫茎泽兰产氢阶段终点可根据实验组、对照组产气趋势是否趋于一致来进行判断;先产氢后产甲烷实验的产甲烷速率比先产甲烷后产氢实验高出18.85%,有效缩短了发酵周期;先产氢后产甲烷实验实现了能源利用效率的68.54%,而先产甲烷后产氢实验只实现了能源利用效率的15.35%.实验得出,与先产甲烷后产氢发酵、单独产甲烷发酵、单独产氢发酵相比,紫茎泽兰联合产氢产甲烷发酵是理想的紫茎泽兰利用途径之一.     

紫花苜蓿根际氢氧化细菌对小麦的促生作用与促生机制

从紫花苜蓿根际土壤分离出8株氢氧化细菌, 测定其对小麦生长的促进作用, 通过小型栽培实验对萌发的小麦进行表征, 并利用ACC脱氨酶法和铁载体检测实验对促生机制进行了初步研究. 结果表明, 菌株WMQ-7, FMG-3, FMG-5对小麦的促生作用显著, 根长和苗长均比对照增加50%和30%以上; 小麦种子的根上部分干重平均值比对照分别增加95.24%, 57.14%, 47.62%; 成熟的小麦麦粒数均比对照多1倍以上. 菌株WMQ-7既为ACC脱氨酶阳性又为铁载体阳性, ACC脱氨酶活力为0.671 U/μg, 铁载体在404 nm处有明显的吸收峰, 吸光值为0.834, 经检测其产生的铁载体的量为7.1996 µg/mL并确定该铁载体类型不是儿茶酚型. 因此推测, 菌株WMQ-7对小麦的促生作用机制可能与ACC脱氨酶活性和铁载体阳性有关.     

不同尺寸二氧化硅纳米颗粒体内分布与代谢研究

基于二氧化硅荧光纳米颗粒(FSiNP)的荧光信号同步指示功能, 通过实时、原位活体荧光成像技术, 并结合离体器官成像、组织切片成像以及尿液荧光成像等方法, 系统地研究了不同尺寸二氧化硅荧光纳米颗粒在裸鼠活体内的分布与代谢. 活体成像结果表明纳米颗粒尺寸越小, 血液循环时间越长, 全身分布情况越明显, 随着时间的延长纳米颗粒逐渐聚集到肝脏、膀胱等部位; 通过离体器官成像和组织切片成像进一步证实了活体成像所观察到的结果. 同时, 肾脏组织切片以及尿液成像结果显示, 颗粒越小越容易通过泌尿系统排出体外. 研究结果为今后开展不同尺寸纳米颗粒材料在活体内的应用研究打下基础.     

新型C-N键断裂的三嗪-吡唑衍生物与钴的自组装化学反应

在THF体系中, 设计并成功地合成了两种具有平面结构的三嗪类衍生物2,4-二（3,5-二甲基吡唑）-6-二乙胺基-1,3,5-三嗪（简写为Bpz^*eaT）和2,4,6-三（3,5-二甲基吡唑）-1,3,5-三嗪（简写为Tpz^*T）化合物, 并以此为配体, 在不同的温度下合成了3种新型配合物Co（Bpz^*eaT）Cl₂ （1）, ［Co（Bpz^*T-O）₂］·;（COO）₂·;H₂O （2）, ［Co（Mpz^*T-O₂）₂（H₂O）₂］·;3H₂O （3）. 通过元素分析、红外光谱、紫外光谱、X射线粉末以及X射线单晶衍射方法对配合物进行了表征, 并分析了其光谱及结构特征. 此外, 还对三嗪衍生物在高温条件下发生的原位反应进行了讨论.