Cellulose synthesis: mutational analysis and genomic perspectives using Arabidopsis thaliana

Cellulose microfibrils containing crystalline β-1,4-glucan provide the major structural framework in higher-plant cell walls. Genetic analyses of Arabidopsis thaliana now link specific genes to plant cellulose production just as was achieved some years earlier with bacteria. Cellulose-deficient mutants have defects in several members of one family within a complex glycosyltransferase superfamily and in one member of a small family of membrane-bound endo-1,4-β-glucanases. The mutants also accumulate a readily extractable β-1,4-glucan that has short chains which, in at least one case, are lipid linked. Cellulose could be made by direct extension of the glucan chain by the glycosyltransferase or, as the mutant suggests, by an indirect route which makes lipid-linked oligosaccharides. Models discussed incorporate the known enzymes and lipo-glucan and raise the possibility that different CesA glycosyltransferases may catalyse different steps. Received 5 January 2001; received after revision 25 April 2001; accepted 25 April 2001     

拟南芥雄性不育突变体EC2-157基因的精细定位

通过背景纯化与遗传分析,从拟南芥雄性不育突变体中筛选到一株隐性单基因控制的雄性不育株EC2—157．细胞学观察表明,突变体的花药中不形成花粉粒．利用图位克隆的方法对不育基因ms157进行了定位,结果表明ms157位于第四条染色体上分子标记CIW7和T13K14之间285kb的区间内．目前尚未见到该区间雄性不育基因的报道,因此ms157是一个新的雄性不育基因．     

与拟南芥TR1相互作用的蛋白质筛选和鉴定

TR1是一个定位于质膜上的E3连接酶,前期的研究表明它可赋予多种植物对盐、干旱和热胁迫的耐受性。但是,其发挥功能的分子机制尚不清楚,与其存在相互作用的靶蛋白也未找到。本研究利用酵母双杂交系统以AtTR1-△119为诱饵蛋白筛选拟南芥归一化通用型cDNA文库,结果获得了13个与其有潜在互作的候选蛋白。经酵母正向和反向多次验证发现转化了TR1与CURT1C和TR1与SWEET5的酵母在三缺和四缺培养基中均正常生长,而且在含有X-α-gal的培养基中出现蓝斑。双分子荧光互补技术证明TR1与CURT1C和SWEET5之间也有相互作用,这对进一步研究AtTR1及其相互作用蛋白质在植物抗逆中的作用和分子机制奠定了基础。     

拟南芥At5g66070基因在ABA处理下的初步研究

本研究以拟南芥为实验材料,探索基因At5g66070在植物激素ABA处理条件下的相关生理功能.结果表明,在10μMABA处理下,该基因的表达量明显升高,表明该基因受到ABA的诱导.亚细胞定位发现AT5G66070定位在细胞核.通过DNA及RNA水平筛选鉴定At5g66070基因T-DNA插入纯合突变体,然后经根瘤农杆菌介导法进行遗传转化,筛选获得过表达转基因株系.表型分析发现经ABA处理后,突变体相对于野生型而言根长较短,表明突变体对ABA更为敏感.气孔关闭实验发现10μM ABA能诱导突变体气孔关闭,而野生型和过表达无显著影响.以上结果表明At5g66070在拟南芥的ABA胁迫响应中起负调控作用.     

拟南芥U59 snoRNA基因簇的结构与功能研究

在拟南芥（Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ ｔｈａｌｉａｎａ）中发现和鉴定了具有以义序列的ｓｎｏＲＮＡ组成的一个基因簇，该基因族由两个相同的ｓｎｏＲＮＡ基因组成。位于ｂｏｘＤ′上游的反义序列与人Ｕ５９ｓｎｏＲＮＡ的反义序列相同。因此命名为拟南芥Ｕ％９ａ和Ｕ５９ｂ。位于ｂｏｘＤ上游的反义序列在所有哺乳动物和酵母ｓｎｏＲＮＡ基因的反义序列中未找到同源拷贝，经低浓度的ｄＮＴＰ逆转录检验证实此反义序列并不指导拟南芥     

Constitutive activation of AtMEK5, a MAPK kinase, induces salicylic acidindependent cell death in Arabidopsis thaliana

In most circumstances, plants are able to defendthemselves against pathogen attack. The mechanisms ofplants resisting the invasion of pathogens often includeinduction of hypersensitive response (HR) cell death, theactivation of defense genes and the production of antim-icrobial phytoalexins[1—3]. Plant defense responses are ini-tiated either by the interaction between a plant resistance(R) gene and a pathogen avirulence (avr) gene or by thebinding of a non-race-specific elicitor to its recep…     

HPLC法测定UGT75B1、UGT71B6、UGT71C5酶活性及酶反应动力学分析

运用PCR扩增获得了属于尿苷二磷酸葡萄糖基转移酶（UGT）家族UGT75B1、UGT71B6、UGT71C5的cDNA序列,构建了三种基因的GST融合表达载体,使用大肠杆菌对三种基因进行原核表达,从裂解液上清中获 得具有活性的目的蛋白.分别以ABA、对氨基苯甲酸作为反应底物,通过高效液相色谱法(HPLC),测定三种蛋白的酶活力.分析使用的色谱柱为Kromasil C18反相色谱柱（250mm×4.6mm,5μm）,使用的流动相是10%-100%水-甲醇或者10%-20%水-乙腈,分别使用醋酸和三氟乙酸调节了pH.使用梯度洗脱的方式对反应样品进行分析.结果发现除了UGT75B1对对氨基苯甲酸表现出很高的活性以外,另外两种蛋白仅表现出了低水平的活性.三种蛋白对ABA都表现出了活性,UGT71B6具有最高的酶活力.对UGT75B1、UGT71B6、UGT71C5三种蛋白对ABA的作用进行了体外酶反应动力学分析,测定出它们的Km值分别为：0.73、0.43和0.45mM.以上结果说明UGT75B1对对氨基苯甲酸的活性明显高于ABA,对氨基苯甲酸是其专一底物.UGT71B6和UGT71C5对ABA都有较高的活性,两者Km值差距不大.     

Fibrillins突变体对拟南芥开花时间影响

植物的开花受到多条途径的控制,包括春化途径、赤霉素途径、自主途径和光周期途径。以拟南芥Columbia（Col.）生态型和拟南芥Fibrillins突变体(本研究所使用突变体为fbn8和fbn1a)为研究对象,以杂交的方法获得fbn1a /fbn8双重突变体。文章对Fibrillins突变体在不同的环境下FBN1a、 FBN8对开花时间调节的可能机制进行初步探究。本研究发现,Fibrillins突变体在长日照、短日照条件下均为早花,并且fbn1a /fbn8双重突变体早花现象更为明显。说明FBN1a、FBN8有可能共同在开花途径中起到作用。通过连续对突变体开花基因的检测发现,和单突变体相比,fbn1a /fbn8双重突变体中的FT、SOC1、CO的基因表达量都大幅度增加,其中FT增加的更为明显,FLC减少也更为明显。而与野生型相比较,这种现象单突变体fbn1a又要比fbn8更为明显。最后,通过检测了植株体内H2O2含量的变化发现,与野生型比较fbn8、fbn1a和 fbn1a /fbn8体内H2O2含量升高程度为20%、30%、50%。由实验结果推测Fibrillins可能通过影响体内H2O2含量变化来参与开花时间的改变。     

拟南芥AtHHR3响应热胁迫应答的初步分析

拟南芥基因AtHHR3编码一个RING结构域的E3连接酶,通过生物信息学分析发现其可能参与植物热胁迫相关的应答.为了探索其具体的功能,构建了AtHHR3互补株系,并在DNA水平和转录水平分别鉴定了AtHHR3互补株系,用RT-PCR技术分析了AtHHR3在热处理条件下基因表达的变化情况.在热胁迫下分析了野生型、突变体athhr3、回复株系幼苗存活以及种子萌发的表型变化情况,发现突变体athhr3表现出对热胁迫的耐受性,并检测了热胁迫下不同株系的HSF、HSP等热相关基因的转录水平的变化,初步的研究表明拟南芥基因AtHHR3负调控植物对热胁迫的耐受性.     

H+-ATPase in the plasma membrane of Arabidopsis pollen cells is involved in extracellular calmodulin-promoted pollen germination

-activated Ca2+ channel in the PM of A.thaliana pollen cells.