植物铜转运蛋白的结构和功能

铜(Cu)是植物必需的微量营养元素, 参与植物生长发育过程中的许多生理生化反应。Cu缺乏或过量都会影响植物的正常新陈代谢过程。因此, 植物需要一系列Cu转运蛋白协同作用以保持体内Cu离子的稳态平衡。通常, Cu转运蛋白可分为两类, 即吸收型Cu转运蛋白(如COPT、ZIP和YSL蛋白家族)和排出型Cu转运蛋白(如HMA蛋白家族), 主要负责Cu离子的跨膜转运及调节Cu离子的吸收和排出。然而, 最近有研究表明, 有些Cu伴侣蛋白家族可能是从Cu转运蛋白家族进化而来, 且它们在维持植物细胞Cu离子稳态平衡中也具重要功能。该文对Cu转运蛋白和Cu伴侣蛋白的表达、结构、定位及功能等研究进展进行综述。     

水稻穗发育功能基因对穗期氮肥的响应

为探讨氮肥对水稻(Oryza sativa)穗发育的调控作用, 使用高通量测序技术检测氮肥处理前后水稻叶片和幼穗组织中转录组的变化, 并从中筛选到大量差异表达基因。这些基因的功能涉及转录调控、激素代谢和信号转导、物质代谢和转运、胁迫响应、信号转导(受体)和蛋白质降解等。同时对目前克隆得到的穗发育相关基因进行分析, 发现在氮素穗肥的作用下, 部分重要功能基因的表达量发生了明显变化, 其中一些基因还参与调控水稻株高、抽穗期、分蘖和结实率等性状。对这些差异表达基因的功能研究有助于揭示氮素穗肥调控水稻每穗颖花数的分子机制。     

山西庞泉沟银露梅群落物种多样性的海拔格局

采用样地调查的方法, 对山西庞泉沟银露梅(Potentilla glabra)群落的结构特征、物种多样性随海拔梯度的变化以及沿海拔梯度群落的相似性进行了研究, 并通过R语言对群落α多样性指数间的相关性进行了分析。结果表明: (1) 银露梅群落各层的α多样性指数除生态优势度指数(D)沿海拔梯度的变化不明显外, 其它各指数的变化基本一致。银露梅群落在海拔 1 700-1 900 m与2 100-2 300 m区间内, 灌木层和草本层的α多样性指数均较高, 在海拔1 900-2 000 m区间则较低。另外, 银露梅群落各α多样性指数间除J₂外均呈显著正相关。(2) 随着海拔间隔的增加, 灌木层和草本层的4个β多样性指数的变化均呈上升趋势, 并且草本层随海拔间隔的增加β多样性指数整体比灌木层高。(3) 银露梅群落Jaccard相似性指数随着海拔间隔的增大逐渐减小, 而当海拔达到2 300 m以上时, 群落间的相似性升高, 群落相对稳定。     

胡颓子属5种植物果实主要类胡萝卜素成分及含量

利用高效液相色谱法对华东地区常见的胡颓子属(Elaeagnus) 4种生态型的胡颓子(E. pungens)、2个变种的大叶胡颓子(E. macrophylla)、蔓胡颓子(E. glabra)、银果胡颓子(E. magna)和佘山胡颓子(E. argyi) 9个样品成熟果实所含主要类胡萝卜素成分及含量进行了检测。结果表明, 5种胡颓子属植物成熟果实中的主要类胡萝卜素成分为番茄红素, 且在不同种间含量差异显著, 含量最高的是浙江嵊州的胡颓子, 其值为(259.89±26.22) µg·g^-1FW, 最低的是佘山胡颓子, 其含量为(91.19±7.74) µg·g^-1FW; 其中4种生态型的胡颓子的番茄红素含量都较高。研究表明这5种胡颓子属植物果实富含番茄红素, 是一类珍贵的天然番茄红素资源, 具有较大的市场开发应用价值。研究结果为揭示果实高积累番茄红素的机理提供了理想的研究材料。     

拟南芥IAA酰胺合成酶GH3-6负调控干旱和盐胁迫的反应

生长素是一种重要的植物激素, 几乎参与了植物所有的生命活动过程。GH3-6具有IAA酰胺合成酶活性, 催化氨基酸与IAA形成IAA的氨基轭合物, 发挥暂时或永久灭活IAA的作用。该文探讨了GH3-6基因在拟南芥(Arabidopsis thaliana)逆境适应过程中的功能。结果显示GH3-6基因受干旱、ABA和高盐的诱导表达。与野生型相比, GH3-6基因过表达突变体dfl1-D对干旱的抗性明显减弱, 叶片失水速率更快。在抗盐方面, dfl1-D也显著弱于野生型。在3种逆境(干旱、ABA和高盐)胁迫下, GH3-6基因的高表达抑制了逆境响应基因RD22、KIN1、RD29A和DREB1A的表达。而且在干旱胁迫下, dfl1-D中ABA的含量明显低于野生型。研究结果证明, 高表达GH3-6基因负调控拟南芥对逆境的抗性。     

多效唑(PP333)对美洲商陆毛状根生长和商陆皂苷甲产生的影响

为了探究植物生长调节剂多效唑(PP333)调控药用植物美洲商陆(Phytolacca americana)毛状根生长和次生代谢的可能性, 设计实验并探讨PP333对美洲商陆毛状根生长及其商陆皂苷甲含量的影响。结果表明, 与对照相比, PP333使毛状根根尖及侧根表面呈浅红色, 侧根变得短而粗, 且随着培养基内PP333浓度的升高, 根表面颜色加深。培养基中添加0.5-5.0 mg·L^-1 PP333能促进毛状根中商陆皂苷甲的产生, 其中以1.0 mg·L^-1 PP333的效果最好, 其商陆皂苷甲含量达6.22 mg·g^-1 DW, 约为对照的1.94倍。PP333能提高毛状根苯丙氨酸裂解酶(PAL)的活性, 并可能通过对PAL酶活性的调节来促进毛状根中商陆皂苷甲的产生。     

水稻糯性相关基因的全基因组关联分析

利用1 090 071个SNP标记, 对419份广西地方稻种资源核心种质的糯性进行全基因组关联分析。结果表明, 运用混合线性模型, 在P<4.72×10^-8 (4.72E-8)水平下, 检测到45个与糯性显著关联的SNP位点, 均位于第6号染色体上。通过筛选显著关联位点上、下游各150 kb区域内的基因, 共找到305个候选基因, 其中包含2个与淀粉合成酶相关的Wx和SSIIa基因; 同时在第6号染色体5.69-5.89 Mb区域发现4个与糯性显著关联的SNP位点, 该区域可能是影响水稻(Oryza sativa)糯性的重要候选区域。     

植物钙/钙调素介导的信号转导系统

钙离子(Ca²⁺)是一种重要的第二信使, 参与调节植物的生长发育和对环境的适应。钙调素(CaM)和类钙调蛋白(CML)是一类最主要的Ca²⁺感受器, 虽然其自身没有催化活性, 但可通过调节下游靶蛋白的活性, 进而调控细胞的各种生理活动。该文总结了植物体内CaM结合蛋白(CBP)的生理功能、鉴定方法和调控机理, 以及CaM介导的信号转导途径, 包括蛋白磷酸化与去磷酸化、基因转录、离子运输、活性氧代谢、激素和磷脂信号等, 并对今后的研究方向进行了展望。     

一种优化的测定水稻硅含量的方法

为建立一种更为简便且准确的水稻(Oryza sativa)硅含量测定方法, 对硅钼蓝分光光度法的多个实验条件进行了优化, 并对水稻样品的前处理——消解法和高压灭菌法进行了比较研究。结果表明, 还原剂为抗坏血酸、测定波长为600 nm、硅钼黄显色时间和硅钼蓝稳定时间分别为5和25分钟为最佳测定条件, 样品的前处理则是消解法优于高压灭菌法, 前者提取硅的效果好于后者。该优化方法为深入研究水稻和其它植物中硅的吸收和转运机制奠定了基础。     

全基因组关联分析实现水稻粒型自然变异的分子解析

全基因组关联分析(GWAS)近年来被广泛应用于解析生物自然变异的遗传基础。但限于其遗传定位精度, 在水稻(Oryza sativa)遗传学研究中, 该方法尚无法取代传统的图位克隆法在克隆复杂性状调控基因中的作用。近期, 中国科学家在应用GWAS等大数据来克隆控制水稻粒长和粒重等复杂性状的QTL方面取得了新突破。