拟南芥活性氧不敏感型突变体筛选与特性分析

采用EMS化学诱变方法与H2O2氧化胁迫选择,以根在重力作用下的弯曲生长为指标,筛选得到拟南芥活性氧不敏感型突变体。对突变体杂交后代遗传分析表明,突变株对活性氧不敏感性状为隐性单基因突变所致;生理生化分析表明突变体对H2O2有很强的抗性,表现为气孔开度对H2O2不敏感和H2O2胁迫时较低的膜脂过氧化水平。运用LSCM技术并结合H2O2荧光探针H2DCFDA检测外源ABA诱导保卫细胞内产生H2O2的情况,结果显示突变体体内荧光强度比对照低,暗示了突变体体内消除H2O2的能力可能有所提高,增强了植株对氧化胁迫的抗性。拟南芥活性氧不敏感突变体的筛选,不仅为人们深入研究活性氧在细胞内的作用提供良好的实验材料,而且还将大大加深人们对信号转导途径的再认识。     

拟南芥草酸不敏感突变体的筛选与分析

草酸是多种真菌的致病因子。在含1.2 mmol/L 草酸和10 mmol/L 雌二醇的MS缺钙培养基上, 从大约含6000个独立株系的拟南芥化学诱导突变体库中筛选草酸不敏感的突变体。初筛获得的可能的草酸不敏感突变体单株收种后, 进一步复筛获得5株较抗草酸的突变体D33、D74、D154、D282和D630。对它们的TAIL-PCR的第三步产物回收、测序、比对的结果表明：D33的T-DNA插入位点位于At2g39720 (Zinc finger ) and At2g39730 (Rubisco activase) 之间, D74、D154、D282和D630都插在At5g10450 (14-3-3 protein GF14 lambda) 的第一个内含子上。突变体后继的遗传分析与分子分析正在进行中。     

表油菜素内酯对拟南芥细胞分化的影响

研究了表油菜素内酯（ｅｐｉ－ＢＲ）对拟南芥细胞体外分化的影响．表明ｅｐｉ－ＢＲ不仅能促进愈伤组织的增殖,而且还能有效地诱导愈伤组织转绿,继而分化绿芽和长成小植株,其诱导频率高达７０％以上。电镜观察表明,ｅｐｉ－ＢＲ诱导的转绿细胞中的叶绿体发育正常。     

用cDNA阵列鉴定拟南芥油菜素内酯的应答基因

采用cDNA阵列方法, 以拟南芥油菜素内酯合成缺陷突变体det2的悬浮细胞培养系为材料, 对油菜素内酯的应答基因进行了系统鉴定. 在13000个cDNA克隆中, 初步鉴定出53个油菜素内酯的应答克隆. 对这些克隆的序列分析表明: 19个克隆为新基因, 3个为涉及细胞分裂调控的基因, 4个是与逆境反应有关的基因, 4个是参与植物细胞信号转导分子或转录因子基因, 3个是涉及RNA拼接及结构有关的基因. 还发现植物其他一些生理过程基因的表达受到了油菜素内酯的影响, 包括光反应、离子运输及一些合成酶基因等. 这些结果从基因表达水平说明, 油菜素内酯影响了植物生长发育及代谢的多个过程.     

拟南芥ABA不敏感型突变体及其ABA结合特性

拟南芥的脱落醚（ABA）不敏感型突变体abi2,在对ABA的敏感性、气孔开度及种子休眠方面,与野生型有明显差异。通过3H－ABA与野生型对的亚细胞组分的结合分析,表明38000×g组分特异结合活性最高,结合最适温度为20℃,最适保温时间：20℃时为70min;0℃时为90min。由饱和曲线的Scatchard分析表明：abi2存在一种ABA结合位点,野生型有两种ABA结合位点。对3H－ABA结合的38000×g组分的SDS－PAGE电泳分析表明：野生型有3个结合活性峰,而abi2只有1个结合活性峰。     

拟南芥油菜素内酯信号转导研究进展

油菜素内酯(brassinosteroid)信号首先被膜上的受体BRI1/BAK1复合体感知, 然后在一系列蛋白参与下传递到核内, 进一步调控下游基因的表达。本文综述了拟南芥中油菜素内酯信号转导研究的进展,并对今后的研究方向进行了探讨。     

拟南芥油菜素内酯信号转导研究进展

油菜素内酯（brassinosteroid）信号首先被膜上的受体BRI1／BAK1复合体感知,然后在一系列蛋白参与下传递到核内,进一步调控下游基因的表达。本文综述了拟南芥中油菜素内酯信号转导研究的进展,并对今后的研究方向进行了探讨。     

表油菜素内酯对拟南芥细胞分化的影响

研究了表油菜素内酯对拟南芥细胞体外分泌的影响,表明ｅｐｉ－ＢＲ不仅能促进愈伤组织的增殖,而且还能有效地诱导愈伤组织转绿,继而分化绿芽长成小植株,其诱导频率高达７０％以上,电镜观察表明,ｅｐｉ－ＢＲ诱导的转绿细胞中的叶绿体发育正常。     

拟南芥雄性不育突变体ms214的遗传与功能分析

经过EMS诱变、背景纯化以及遗传分析,得到一株隐性核基因控制的拟南芥雄性不育突变体ms214,用图位克隆的方法将突变基因MS214定位于拟南芥第一条染色体上顶端700kb的区间内。生物信息学分析发现,该区间内有一个与蜡质合成有关的基因CERl;测序分析表明在突变体ms214中,CERl基因第一个外显子上碱基由C^509变成了u^509的突变,导致CER蛋白在该处的氨基酸由脯氨酸^170变成了亮氨酸^170;等位实验结果表明ms214和cerl是等位突变体。ms214突变体的茎和果荚呈现出与野生型不同的亮绿色;组织切片观察结果表明,突变体花药发育各个时期无异常变化;扫描电镜观察发现ms214的茎和果荚的表皮没有蜡质的形成,但是突变体成熟花粉粒表面含油层异常,具有许多小的脂肪小滴。这些结果揭示了MS214蛋白质参与蜡质合成过程,而且脯氨酸^170是该蛋白质行使功能所必需的。     

拟南芥prr5突变体对ABA的响应

以拟南芥为材料,统计PRRs （pseudo-response regulators）突变体 prr5及其野生型经ABA处理后的萌发率、根长和NaCl处理后的萌发率,并采用实时定量PCR方法,对不同浓度ABA处理的拟南芥幼苗中的PRR5基因表达进行分析.结果表明：prr5突变体对ABA弱敏感,其种子萌发率比野生型显著或极显著增高,主根比野生型长,且PRR5基因表达受ABA抑制.同时,NaCl处理后,prr5的萌发率比野生型极显著增高.因此,推测prr5可能为ABA信号通路相关基因.     

拟南芥叶边缘锯齿状突变体的分离与鉴定

叶的极性建立直接决定叶的平展性发育,极性改变导致叶形态异常,影响植物体的各种正常生理活动。利用反向遗传学方法,从拟南芥基因激活标签突变体库中分离到一个叶片边缘锯齿状表型的突变体（命名为pCB1294）,该突变体同时表现出叶表皮腺毛形态发育异常。通过TailPCR方法成功定位突变基因为At5g41663,该基因编码miR319b基因。Real time PCR显示,pCB1294突变体植株中miR319b基因的表达量是野生型（col）植株的11倍多。所得结果为进一步研究miRNA调控叶极性的分子机制和进一步分析miR319b与叶形态发生的关系奠定了基础。     

活性氧不敏感型拟南芥的突变体对H2O2的响应

检测拟南芥ros突变株对H2O2响应的结果表明,此种突变体对H2O2有较强的耐受性,表现为气孔开度对H2O2不敏感和H2O2胁迫时的膜脂过氧化水平较低。采用激光扫描共聚焦显微术(LSCM)并结合H2O2荧光探针H2DCFDA检测外源ABA诱导保卫细胞的结果显示,突变体内荧光强度比野生型拟南芥低,暗示此种突变体消除H2O2的能力可能有提高,从而可增强植株抗氧化胁迫的能力。     

拟南芥雄性不育突变体fne的遗传与定位分析

在T-DNA插入突变体Salk_118481株系的群体中,筛选到一株雄性不育突变体,用T-DNA序列上的一对引物进行PCR鉴定表明其基因组中没有T DNA插入。通过背景纯化与遗传分析发现该雄性不育突变体是由单个隐性基因控制的,引起不育的主要原因是在花药发育的第13~14期,花丝不能伸长以完成授粉,故该突变体命名为fne （filament no elongation）。利用图位克隆的方法对FNE基因进行了定位,结果表明FNE基因位于第五条染色体上分子标记MBD2和MMG4之间的97kb区间内。目前该区间内尚未见到控制花丝伸长基因的报道,因此,FNE基因是一个控制花丝伸长的新基因。     

拟南芥雄性不育突变体ms1142的遗传定位与功能分析

经EMS诱变野生型拟南芥（Arabidopsis thaliana）群体筛选得到一株雄性不育突变体ms1142,突变体的果荚短小,不含种子。细胞学观察和扫描电镜结果表明,突变体花药发育过程中,花药中小孢子外壁异常、破裂,最后没有花粉形成。遗传分析表明,该突变体为隐性单核基因突变所致;利用图位克隆的方法将MS1142基因定位于第1条染色体的BAC克隆F16P17上44kb区间内,目前尚未见该区间内有雄性不育基因的报道。以上结果结合生物信息学分析表明,MS1142是一个新的调控花药发育的关键基因。该工作为花药发育关键基因MS1142的克隆及功能分析奠定了基础。     

拟南芥室内培养技术

本文报道了室内培养拟南芥的一些简便易行的改进技术.采用我们改进的营养土、蛭石、素沙混合培养介质和直播方式培养拟南芥,并根据其生物学特性在温度、空气湿度、土壤水分和光照等方面给予适当管理,能培养出生长更健壮、更好地满足实验要求的拟南芥植株.此外还介绍了播种、浇水、生育期调节、种子保存、病虫害防治和防混杂等环节的一些技巧措施.与其他培养方法相比,此法不仅简便、效果好,而且适合较简易的培养条件.     

拟南芥雄性不育突变体ms1502的遗传及定位分析

通过EMS诱变、背景纯化与遗传分析,从拟南芥（Arabidopsis thaliana）中筛选到了一棵隐性单基因控制的雄性不育突变体ms1502。细胞学观察发现,突变体在小孢子从四分体释放出后花药绒毡层过早衰亡,小孢子的内容物不正常地凝聚,最终无法形成正常的花粉粒。利用图位克隆的方法对该基因MSl502进行了定位,结果表明MS1502位于第4条染色体上分子标记F25124和T12H20之间105kb区间内。目前该区间内尚未见到花药发育必需基因（不育基因）的报道,因此MS1502是一个控制花粉发育的新基因。     

拟南芥叶绿体分裂突变体pdl37的基因鉴定与分析

pd137是经甲基磺酸乙脂（ethyl methane sulphonate, EMS）诱变并通过筛选得到的一个拟南芥叶绿体分裂突变体。该突变体的叶绿体表型与野生型相比有很大差异： 叶绿体面积显著增大, 细胞中叶绿体数量明显减少。遗传分析显示pd137的突变表型受隐性单基因控制。本研究通过遗传作图将该突变基因粗定位于拟南芥2号染色体的分子标记CH2-13.70和CH2-16.0区间内。该区间内已知的与叶绿体分裂相关的基因只有FtsZ2-1。对FtsZ2-1基因的测序结果显示pd137突变体的FtsZ2-1基因第505位碱基发生了无义突变, 使蛋白质翻译提前终止。该突变还严重影响了FtsZ2-1基因的mRNA水平。转基因互补实验进一步验证了该突变体表型是由于FtsZ2-1基因突变引起。本项工作为研究叶绿体分裂的机制提供了新材料和一些有用的线索。