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.     

隐花素在生长素调控拟南芥下胚轴伸长中的作用分析

以拟南芥野生型(Col-4)和隐花素双突变体cry1cry2为材料,研究不同光照条件下不同浓度吲哚乙酸(IAA)和IAA极性运输抑制剂氨基酞氨酸(NPA)对幼苗下胚轴伸长的影响。结果显示,低浓度IAA(10-7mol/L)可促进连续白光和红光下cry1cry2幼苗下胚轴伸长,而连续蓝光下cry1cry2下胚轴的伸长则受到抑制。蓝光下相同浓度的NPA对cry1cry2幼苗下胚轴伸长的抑制程度比野生型要小。RT-PCR分析结果显示,瞬时蓝光处理时IAA合成关键酶基因IGPS以及生长素应答基因IAA1和IAA5在cry1cry2突变体中的转录水平比野生型中要高。这表明隐花素可能部分通过调节IAA合成和/或IAA极性运输,介导蓝光调控拟南芥下胚轴的伸长。     

拟南芥QUA1基因在光信号途径中的表达与功能分析

光信号在植物生长发育过程中具有非常重要的作用。不同的光信号通过调节植物下游基因的表达,进而影响细胞分化、结构和功能的改变,以及组织和器官的形成,参与植物光形态建成。QUA1 (QUASIMODO1)是拟南芥糖基转移酶家族中的一个成员,参与植物细胞壁中果胶的合成。本文以拟南芥qua1-1/cry1以及qua1-1/phyB双突变体为材料,对QUA1基因在光信号途径中的功能进行了分析。结果显示,qua1-1突变体在暗、蓝光、红光以及远红外光培养条件下下胚轴的伸长均受到抑制,QUA1基因的表达同样受到光信号的调节,而且突变体中多种光信号调节基因的表达也受到了影响。通过对qua1-1突变体下胚轴的观察发现,突变体下胚轴表皮细胞长度明显变短。与cry1以及phyB突变体相比,qua1-1/cry1和qua1-1/phyB双突变体下胚轴长度明显变短,而且双突变体中光信号调节基因的表达也有明显变化,表明QUA1可能参与了CRY1以及PHYB介导的蓝光及红光信号传导。以上结果表明QUA1影响了下胚轴细胞的伸长以及光信号调节基因的表达,并参与调控多种光信号传导途径。     

拟南芥GH3.9基因的过表达及其表型分析

为研究GH3.9基因在植物生长发育过程中的作用,利用RT-PCR成功克隆到GH3.9基因,该基因全长为1 750bp。通过构建pEGAD-GH3.9过表达载体转化拟南芥,获得过表达GH3.9基因纯系转基因株系GH3.9ox-3和GH3.9ox-7。对拟南芥野生型(WT)和转基因株系(GH3.9ox-3和GH3.9ox-7)幼苗用不同光强和光质进行处理,结果显示:在蓝光、红光、远红光等不同光照强度下培养,过表达株系幼苗下胚轴的生长均明显受到抑制,且较野生型明显;采用不同光周期处理拟南芥幼苗,过表达幼苗下胚轴的伸长明显低于野生型;对成年植株表型进行观察,发现过表达株系植株矮小、雄蕊变短、果荚短小。研究表明:GH3.9基因参与了拟南芥生长发育调控,过表达GH3.9基因对拟南芥生长有抑制作用。     

拟南芥野生型与隐花素突变体光调节的蛋白质鉴定与聚类分析

光是控制植物生长发育十分重要的环境因子之一.隐花素是植物的蓝光受体,在植 物中调节多种光形态建成,包括抑制下胚轴的伸长、子叶的伸展和调节植物的开花时间 等,但隐花素依赖蓝光调节光形态建成的分子机制尚不清楚.本文采用比较蛋白质组学 方法研究了在持续蓝光和红光下生长的拟南芥隐花素双突变体cry1cry2和野生型幼苗的全蛋白图谱.采用基质辅助激光解吸飞行时间串联质谱(MALDI-TOF-TOF)进行肽质谱指纹图谱分析.在cry1cry2和野生型中鉴定了71个差异蛋白点.这些差异蛋白质反应光的变化可以形成6类,结果表明,光调节隐花素是通过控制许多相关基因的表达而实现的,为进一步研究拟南芥隐花素的光反应机制提供一些有用的信息.研究表明,蛋白质表达图谱可用于研究各种突变体在不同光照条件下光应答之间的关系.     

拟南芥复制因子C亚基3在黄化苗下胚轴伸长生长中的作用

拟南芥遮光培养2．5d时,rfc3-1突变体黄化幼苗的下胚轴平均长度约比野生型植株黄化幼苗的下胚轴长27．5％。观察表明,相对于野生型复制因子C亚基3（replication factor C3,AtRFC3）基因突变体的下胚轴表皮细胞,特别是上部靠近子叶部分的表皮细胞,单细胞长度变长。将野生型RFC3基因转染到rfc3-1后,突变体恢复野生型表型,进一步说明RFC3在黄化苗的下胚轴伸长生长中有作用。     

PHOT2介导拟南芥下胚轴向光弯曲调节子的筛选与鉴定

向光素(PHOT1和PHOT2)功能冗余调节单侧强蓝光诱导的拟南芥(Arabidopsis thaliana)黄化苗下胚轴向光弯曲表现功能冗余,限制了人们对PHOT2信号转导机制的深入研究。通过化学诱变剂甲基磺酸乙酯(EMS)诱变拟南芥phot1突变体,避开PHOT1基因的干扰,寻找PHOT2下游信号分子。研究结果表明,已成功筛选到1株遗传稳定的下胚轴向蓝光不弯曲突变体。遗传分析结果显示,该突变体可能是PHOT2下游信号分子突变,将其命名为p2sa1(phototropin2 signaling associated1)。用100μmol·m–2·s–1强蓝光单侧照射,phot1p2sa1下胚轴向光弯曲缺失,呈现phot1phot2双突变的表型,然而phot1p2sa1在强蓝光下叶绿体避光正常,明显不同于phot1phot2。实验证实P2SA1可能位于PHOT2的下游,参与调节PHOT2介导的拟南芥下胚轴向光弯曲反应。     

蓝光受体CRY1和CRY2对拟南芥钾吸收影响的研究

以拟南芥野生型Col-4和蓝光受体突变体cry1,cry2和cry1cry2为材料在蓝光下进行缺K+处理,cry1cry2的下胚轴及根的伸长受抑制程度最大.经过对K+充足条件下的Col-4,cry1,cry2和cry1cry2的钾元素含量和持水性检测.以及采用定量PCR对K+转运栽体和离子通道相关基因如AKT1,AtKC1,AKUP1等表达水平的分析,发现cry1cry2的钾元素含量最高、持水性最低,且其K+转运载体和离子通道相关基因的表达量也最高.该结果说明蓝光下CRY1和CRY2的缺失对K+的吸收起促进作用.     

胁迫相关基因CIPK14在PHYA介导抑制拟南芥远红光黄化苗转绿过程中的作用

本文对CBL互作蛋白激酶, CIPK14参与拟南芥光敏色素A介导的, 远红光黄化苗转绿抑制调控进行了研究. 结果发现, 拟南芥光敏色素A功能缺失突变体(phyA)远红光黄化苗(4天)转入白光处理后, 仅0.5 h叶片迅速转绿; 相同条件下, CIPK14基因插入失活突变体(cipk14)远红光黄化苗, 经过15 h白光处理之后叶片才开始转绿; 野生型(Col-4)远红光黄化苗转绿时间介于突变体phyA与cipk14之间. 基因表达分析表明, 上述不同基因型拟南芥远红光黄化苗转绿的快慢, 与原叶绿素酸酯还原酶基因表达量存在正相关性. 结合研究发现——CIPK14基因受到远红光调节, 并且表达具有时钟节律性认为, Ca²⁺调节蛋白CIPK14,可能在PhyA信号传导途径的上游分支介入PhyA介导的远红光黄化苗转绿抑制调控.     

GA2ox8基因过量表达诱导蓝光下拟南芥光形态建成

检测不同光照强度蓝光下,过量表达GA2ox8基因的转基因植株光形态建成表型的结果表明,突变体比各自的母本的下胚轴短,茎尖角度和子叶张开度较大,花青素和叶绿素的含量较高,并且其差异与GA2ox8基因的表达量呈正相关.RT-PCR检测光调节基因表达水平的结果显示,暗培养条件下其突变体幼苗中的水平比各自的母本高,蓝光下35S::GFP-GA2ox8-1.35S::GFP-GA2ox8-8与母本co1-4之间差异不明显,但scc7-D中的水平比母本crylcry2高.这似乎说明,GA2ox8基因过量表达可诱导蓝光下拟南芥幼苗光形态建成.     

Genetic linkages between circadian clock-associated components and phytochrome-dependent red light signal transduction in Arabidopsis thaliana

The current best candidates for Arabidopsis thaliana clock components are CCA1 (CIRCADIAN CLOCK-ASSOCIATED 1) and its homolog LHY (LATE ELONGATED HYPOCOTYL). In addition, five members of a small family, PSEUDO-RESPONSE REGULATORS (including PRR1, PRR3, PRR5, PRR7 and PRR9), are believed to be another type of clock component. The originally described member of PRRs is TOC1 (or PRR1) (TIMING OF CAB EXPRESSION 1). Interestingly, seedlings of A. thaliana carrying a certain lesion (i.e. loss-of-function or misexpression) of a given clock-associated gene commonly display a characteristic phenotype of light response during early photomorphogenesis. For instance, cca1 lhy double mutant seedlings show a shorter hypocotyl length than the wild type under a given fluence rate of red light (i.e. hypersensitivity to red light). In contrast, both toc1 single and prr7 prr5 double mutant seedlings with longer hypocotyls are hyposensitive under the same conditions. These phenotypes are indicative of linkage between the circadian clock and red light signal transduction mechanisms. Here this issue was addressed by conducting combinatorial genetic and epistasis analyses with a large number of mutants and transgenic lines carrying lesions in clock-associated genes, including a cca1 lhy toc1 triple mutant and a cca1 lhy prr7 prr5 quadruple mutant. Taking these results together, we propose a genetic model for clock-associated red light signaling, in which CCA1 and LHY function upstream of TOC1 (PRR1) in a negative manner, in turn, TOC1 (PRR1) serves as a positive regulator. PRR7 and PRR5 also act as positive regulators, but independently from TOC1 (PRR1). It is further suggested that these signaling pathways are coordinately integrated into the phytochrome-mediated red light signal transduction pathway, in which PIF3 (PHYTOCHROME-INTERACTING FACTOR 3) functions as a negative regulator immediately downstream of phyB.     

Integration of light signaling with photoperiodic flowering and circadian rhythm

PLANT DE-ETIOLATION IS TRIGGERED BY LIGHT SIGNALS Light is arguably the most important resource for plants, and plants have evolved an array of photosensory pig- ments enabling them to develop optimally in a broad range of ambient light conditions. The ph…