飞机草花蕾中Beclin1基因的克隆与表达

本文以入侵植物飞机草的不同时期花蕾为材料,利用RT-PCR法扩增得到了与PCD相关的类Beclin1基因的部分cDNA序列(大约700bp),与烟草叶片中的基因序列（AY701316）同源性为95%;Northern blotting结果表明类Beclin1基因在花蕾发育中期的表达量高于初期和后期;通过DNA ladder检测表明在花蕾发育过程中伴随着PCD的发生,这些结果表明花蕾发育中期是PCD初期发生的活跃期,是绒毡层逐渐退化和花粉不断形成的过程。通过对生殖过程中的细胞程序性死亡的分子生物学研究,初步揭示了飞机草入侵过程与PCD的相互关系。     

飞机草花蕾中Beclin1基因的克隆与表达

以入侵植物飞机草的不同时期花蕾为材料,利用RT-PCR法扩增得到了与PCD相关的类Beclin1基因的部分cDNA序列(大约700 bp),与烟草叶片中的基因序列(AY701316)同源性为95%;Northern blotting结果表明类Beclin1基因在花蕾发育中期的表达量高于初期和后期;通过DNA ladder检测表明在花蕾发育过程中伴随着PCD的发生,这些结果表明花蕾发育中期是PCD初期发生的活跃期,是绒毡层逐渐退化和花粉不断形成的过程.通过对生殖过程中的细胞程序性死亡的分子生物学研究,初步揭示了飞机草入侵过程与PCD的相互关系.     

紫茎泽兰花蕾发育过程中类Beclin1基因的克隆表达分析

以紫茎泽兰不同发育时期花蕾为实验材料,通过光学显微观察、DNA ladder检测表明紫茎泽兰花蕾发育过程中绒毡层有PCD现象发生,自紫茎泽兰花蕾中克隆长为679 bp的Beclin1 cDNA基因部分片段,同烟草叶片的Beclin1基因序列（AY701316）同源性为98%,通过Northern blotting分析,在紫茎泽兰花蕾发育过程中细胞程序性死亡（PCD）相关Beclin1基因表达在花蕾发育第Ⅱ期和Ⅲ期较为旺盛,且在花蕾发育第Ⅱ期最强烈。本研究首次克隆并证实紫茎泽兰花蕾Beclin1基因与PCD有一定的相关性,为分析紫茎泽兰入侵机理提供新的思路和手段。     

烟草叶片愈伤组织形成过程中的细胞程序性死亡

以烟草叶片在MS培养基上诱导的10个不同时期的愈伤组织为材料,通过荧光染色显微观察到细胞核在形态上发生了缩缢变形,DNA Ladder检测也出现了标志细胞程序性死亡特征的DNA片断,表明了愈伤组织形成过程中发生了细胞程序性死亡（programmed cell death, PCD）,而在诱导的第六个时期（13 d）DNA的脱尾现象最为明显,表明这一时期是PCD发生较为活跃的时期。利用RT-PCR法在诱导的前九个时期,即诱导的第3、5、7、9、11、13、15、17、19 d的叶片的愈伤组织中均扩增出了细胞程序性死亡相关Beclin1基因的cDNA片段(678 bp),Northen杂交结果显示,在诱导的第13 d,类Beclin1基因表达较强。通过酶联免疫法测定诱导前14 d叶片中内源激素ABA的含量变化,在诱导的第六时期ABA含量相对达到了峰值,结果表明：在烟草叶片愈伤组织诱导过程中伴随PCD的发生,在此过程中内源激素ABA与Beclin1基因起到了调节作用。     

款冬花不同发育阶段的代谢组学和比较转录组学分析

以不同发育阶段款冬花（发育初期、中期、中后期、解封期及花朵期）为对象,基于核磁共振的代谢组学技术,分析其次生代谢物种类及含量的合成累积规律,并进行高通量转录组学测序,从差异表达的基因中寻找次生代谢物生物合成的关联酶基因。代谢组学分析发现,款冬花不同发育阶段的次生代谢物代谢组成明显不同,苯丙素类成分在发育初期至中后期含量较高,之后逐渐降低;黄酮类成分（芦丁、山奈酚）在发育的各个阶段含量均有波动,但总体变化不大。转录组学分析结果显示,与苯丙素类成分生物合成相关的酶基因（COMT、HCT）,随着花蕾的发育表达量逐渐降低;与黄酮类成分合成相关的酶基因（FLS、F3H、DFR）,其表达量在不同阶段变化不大。转录组测序中的相关酶基因表达量同次生代谢物成分的变化趋势基本一致。本文采用的代谢组学和转录组学结合的方式,对款冬花的次生代谢物累积规律进行分析,为今后款冬花次生代谢物的生物合成调控研究奠定了基础。     

飞机草入侵种群和原产地种群生长和数量型化学防御物质含量差异的比较研究

增强竞争能力的进化假说认为,在入侵地外来植物逃离了原产地天敌的控制,把原来用于防御的资源分配到生长、生殖等,从而提高竞争力。为探讨进化在恶性外来入侵植物飞机草（Chromolaena odorata）入侵中的作用,在同质种植园中的两个养分条件下比较研究了飞机草原产地和入侵地各8个种群叶片单宁含量,茎和叶片总酚、半纤维素和纤维素含量以及总生物量的差异。结果表明,在两个养分条件下,飞机草入侵种群和原产地种群总生物量差异均不显著,入侵种群茎和叶片半纤维素含量均低于原产地种群;在高养分条件下,飞机草入侵种群叶片纤维素含量低于原产地种群;在低养分条件下,入侵种群茎和叶片总酚含量高于原产地种群。由此,我们得出结论：在入侵地,飞机草未发生加快生长的进化,但数量型化学防御物质发生了遗传变化;降低的半纤维素和纤维素含量可能是对入侵地专性天敌缺乏做出进化响应的结果,提高的总酚含量有利于飞机草防御入侵地的广谱天敌。     

飞机草入侵种群与原产地种群生长性状的差异

飞机草(Chromolaena odorata)是我国热带地区危害严重的外来入侵植物,为揭示适应进化对其成功入侵的贡献,在同质种植园中,比较研究了飞机草10个入侵地种群与12个原产地种群生长性状的差异,为排除奠基者效应的可能影响,进一步比较了飞机草10个入侵地种群与其原产地可能的祖先种群间的差异。结果表明,飞机草10个入侵地种群的基茎、株高、分枝数、生物量和比叶面积均显著高于12个原产地种群;与可能的祖先种群相比,飞机草10个入侵种群的生物量、分枝数和比叶面积仍更高。这些结果表明,在长期的入侵过程中飞机草通过进化提高了资源向生长的分配,支持增强竞争能力的进化假说。     

植物细胞程序性死亡的研究进展

细胞程序性死亡（PCD）是生物进化过程中受自身基因控制并受多种因子调控的一种细胞主动的死亡过程。PCD在植物的正常生长发育、对环境胁迫的反应和病原体入侵引发的过敏反应中起重要的作用。简要综述了植物PCD的特征、与此相关的蛋白和活性氧在PCD过程中的作用。     

不同入侵程度下飞机草对喀斯特地区土壤理化性质的影响

外来生物入侵威胁着全球的生物多样性和生态系统的功能,研究外来入侵植物对土壤理化性质的影响有助于理解外来入侵植物的入侵机制。以广西喀斯特地区飞机草（Chromolaena odorata）入侵生境为研究对象,比较分析了不同飞机草入侵程度下（对照、轻度入侵、中度入侵、重度入侵）土壤物理和化学指标变化特征。结果表明：随着飞机草的入侵程度加重,土壤容重显著增加,轻度入侵、中度入侵和重度入侵生境下土壤容重分别比对照增加了10.3%、16.7%、22.3%,土壤非毛管孔隙度、总孔隙度和土壤含水量显著降低,土壤毛管孔隙度无显著变化;飞机草入侵对土壤pH值无显著影响,随着入侵程度加重,土壤速效磷和速效钾的含量显著升高,在重度入侵生境下土壤速效磷和速效钾含量分别比对照增加了4.3倍、3.8倍,土壤全氮和有机质含量显著降低。飞机草入侵显著改变了土壤理化性状,导致喀斯特地区土壤物理结构退化,生态系统水土保持能力下降,同时飞机草通过改变土壤养分循环提高了土壤可直接利用养分的水平,创造对自身有利的土壤环境,进而促进其生长和扩散。     

植物细胞程序死亡的机理及其与发育的关系

细胞程序死亡（PCD）是在植物体发育过程中普遍存在的,在发育的特定阶段发生的自然的细胞死亡过程,这一死亡过程是由某些特定基因编码的“死亡程序”控制的。PCD是细胞分化的最后阶段。细胞分化的临界期就处于死亡程序执行中的某个阶段。PCD包含启动期、效应期和清除期三个阶段,其间caspase家族起着重要作用。PCD在细胞和组织的平衡、特化,以及组织分化、器官建成和对病原体的反应等植物发育过程中起着重要作用。PCD中的形态学变化和生物化学变化都有着严格的时序性。植物的PCD和动物的PCD有许多共性,包括细胞形态和DNA降解等变化。也有一些不同,植物PCD的产物既可被其它细胞吸收利用;也可用于构建自身的次生细胞壁。