拟南芥CYCD3;1基因的克隆及功能研究

从拟南芥基因组中克隆出CYCD3;1基因,将其插入植物双元载体pER8中,使其受一个嵌合转录启动子的控制;利用农杆菌介导通过真空渗透法将外源基因导入拟南芥中,经潮霉素抗性筛选出转化植株后,用PCR鉴定出阳性转化植株,对阳性转化植株进行连续光照培养并观察其表型变化,发现转基因株系与野生型之间在抽苔和开花时间上有较大差别。结果表明,CYCD3;1低水平误表达会影响植物的生长发育。     

拟南芥根系发育的分子机制研究进展

拟南芥初生根和次生根的发育受不同遗传通路所调控,其中内源激素途径尤其是生长素途径在拟南芥主根、侧根以及根毛的发育过程中均发挥着重要作用.同时也存在一些不依赖于激素通路的遗传途径,如UPB1能通过调节根尖分生区和伸长区活性氧种类的平衡来调控根系顶端分生组织活性,进而影响根系的生长.本文对近年来国内外有关模式植物拟南芥根系发育的分子机制研究进展分别从初生根发育、侧根发育和根毛发育3个方面进行综述.     

拟南芥CYCD2;1基因植物表达载体的构建及在烟草中的遗传转化分析

细胞分裂是生物的基本特征之一,在植物生长发育的过程中,发挥着极其重要的作用,细胞周期蛋白CYCD2;1基因作为一个调控因子,对调节细胞周期具有重要作用。本文以拟南芥细胞周期蛋白(At CYCD2;1基因)作为研究对象,利用PCR技术从拟南芥花序c DNA扩增出At CYCD2;1基因,构建植物表达载体(pROKIIAt CYCD2;1)并利用农杆菌介导的叶盘法转化野生型烟草。转基因植株的PCR检测结果表明,At CYCD2;1基因已经整合到了烟草基因组中。在T2代植株中,通过实时定量荧光PCR检测显示,At CYCD2;1在mRNA水平也均有表达。过量表达CYCD2;1的转基因烟草在花器官中存在明显表型,与野生型相比主要表现为转基因植株花冠宽度变大,花瓣和萼片长度变长,果实变大,上述结果表明At CYCD2;1基因影响花的发育。     

大豆诱导型启动子驱动类受体蛋白激酶GmSARK转基因植物分析

植物LRR型类受体蛋白激酶在植物生命活动中发挥着重要作用。前期研究发现, 大豆(Glycine max)LRR型类受体蛋白激酶基因GmSARK可能参与调控大豆叶片的衰老过程。利用CaMV 35S启动子驱动组成型过表达GmSARK基因可导致转基因植株出现致死表型, 据此构建了可诱导型启动子GVG驱动GmSARK基因过表达的双元表达载体, 转化野生型拟南芥(Arabidopsis thaliana)并获得了多株转基因植株。研究结果表明, 外源施加诱导物地塞米松可引起GmSARK基因在转基因植株中过表达, 并导致转基因植株出现叶片变黄下卷和生长受抑制等表型; 外源细胞分裂素处理可以抑制GmSARK的表达, 但是不能逆转GmSARK过表达所引起的上述变化。     

拟南芥盐胁迫应答相关基因AtGRP9的克隆及表达

利用拟南芥cDNA文库在裂殖酵母中的功能性表达 ,从拟南芥中分离了一个编码富甘氨酸蛋白 (glycine richprotein ,GRP)的cDNA克隆 (其基因被命名为AtGRP9)。在裂殖酵母中大量表达AtGRP9cDNA能显著提高细胞的耐盐性。在拟南芥中 ,AtGRP9基因的表达受盐胁迫诱导 ,其表达具有根器官特异性 ;而且 35S启动子组成形成超量表达植株的耐盐性明显提高。这些实验结果表明拟南芥AtGRP9可能是一盐胁迫应答相关基因。     

‘741杨’D2类细胞周期蛋白基因的克隆及功能鉴定

D类细胞周期蛋白(D-type cyclin,CYCD)调控细胞周期G1/S期转变。CYCD与细胞周期蛋白依赖性激酶(cyclin-dependent kinase,CDK)结合形成CYCD/CDK复合物,被激活的CYCD/CDK复合物通过磷酸化下游细胞周期响应因子调控细胞周期有序进行,进而影响植物的生长发育。该研究以‘741杨’为实验材料,成功鉴定得到1个D2类细胞周期蛋白基因(PtoCYCD2;1)。研究表明:(1)实时定量PCR(qRT-PCR)显示,PtoCYCD2;1基因在根、茎、叶、叶柄、树皮和木质部中均有表达,在叶中的相对表达水平最高。(2)亚细胞定位表明PtoCYCD2;1蛋白定位于细胞核。(3)与野生型(Wild-Type poplar,WT)相比,过表达PtoCYCD2;1基因的‘741杨’出现株高降低,茎直径减小,叶片明显下卷的表型。(4)扫描电镜分析(SEM)显示,转基因杨树叶片的上表皮细胞平均面积变小,细胞数量增多;树脂切片结果显示与WT相比,转基因杨树叶片的栅栏组织和海绵组织的细胞间隙疏松。(5)qRT-PCR结果显示,转基因杨树中细胞周期调控基因CDKA;1、CDKB1;1和CDKB2;1的表达水平显著上调,植物成视网膜细胞瘤相关蛋白1(retinoblastoma-related protein1,RBR1)基因、细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子(kip-related protein,KRP)基因的表达水平显著下调。该研究结果为进一步研究木本植物CYCD2基因的功能奠定了基础。     

拟南芥IQM3基因的表达分析及其突变体的鉴定

对拟南芥(Arabidopsis thaliana)IQM3基因的功能进行了分析.结果表明,推定IQM3的启动子中存在多种光、非生物胁迫和植物激素反应的顺式作用元件,可能参与植物对环境变化的反应.RT-PCR分析表明,IQM3在拟南芥莲座叶、花序叶、茎、花和根中的表达较强,但在荚果中的表达很弱;IQM3基因的T-DNA插入突变体iqm3-1和iqm3-2分别是功能缺失和超表达突变体,对这些突变体的表型分析表明,IQM3基因与种子萌发及幼苗子叶膨大有密切关系.     

磷和葡萄糖及细胞分裂素对拟南芥SEN1基因表达的影响

拟南芥SEN1基因受衰老诱导.将该基因启动子融合报告基因萄聚糖酶(glucuronidase,GUS)基因转入拟南芥,通过染色并测定GUS活性发现,缺氮、缺磷、缺钾诱导叶中SEN1表达,而只有缺磷能导根中SEN1表达.缺磷对根叶中SEN1的诱导被3%葡萄糖和细胞分裂素抑制.3%葡萄糖胺在根和叶中均诱导SEN1表达,外源细胞分裂素不能抑制这种效应.结果表明:SEN1基因可受缺磷信号特异调控,并受糖信号和细胞分裂素负调控;葡萄糖胺能大大促进根和叶中SEN1表达,且不受细胞分裂素的负调控.     

MtPAP1表达特性及异源表达对拟南芥有机态磷吸收的影响

高磷条件下,MtPAP1主要在叶片中表达;在低磷条件下,MtPAP1在叶片中表达水平较低,在根系中的表达量则较高,超过了其它器官中的表达量。在以植酸盐为唯一磷供源的条件下,与对照相比,超量表达MtPAP1的拟南芥转基因植株中,根系细胞间隙中的酸性磷酸化酶（APase）活性明显提高。HPLC分析表明,液体培养基中的有机态磷可被转基因拟南芥分泌的APase快速降解。在以植酸盐为唯一磷供源条件下,超量表达MtPAP1的拟南芥转基因植株的生物学产量、植株无机磷含量和全磷含量明显高于野生种。     

ANAC092参与调控花药发育的功能初探

NAC家族转录因子是高等植物特有的一类转录因子, 功能广泛, 这类蛋白在植物次生生长、细胞分裂、植物衰老、尤其在激素和信号途径起关键调控作用。ANAC092已报道参与侧根发育, 并与衰老相关。为研究ANAC092基因在花药发育过程中的功能, 文章构建了拟南芥ANAC092启动子的GUS载体, 结合原位杂交分析结果表明, ANAC092在花药发育过程中时序性表达, 在花药发育的8~11期绒毡层表达, 其中在9~10期的表达量达到最高值, 与AMS(Aborted microspores)的表达时期有重合。构建ANAC092过表达体系, 筛选出转基因纯合株系。与野生型相比, 过表达ANAC092转基因植株中花粉数量减少, 花粉粒的长度增加。qRT-PCR结果表明, 过表达株系中与花粉发育相关的基因SPL、EMS1、DYT1、AMS的表达量上调。结合生物信息学分析表明, ANAC092启动子序列中有7个AMS的结合位点, 因此推测ANAC092可能位于AMS的下游而参与花药发育过程。