Functional difference between Sinorhizobium meliloti NifA and Enterobacter cloacae NifA

The nifA gene is an important regulatory gene and its product, NifA protein, regulates the expression of many nif genes involved in the nitrogen fixation process. We introduced multiple copies of the constitutively expressed Sinorhizobium meliloti (Sm) or Enterobacter cloacae (Ec) nifA gene into both the nifA mutant strain SmY and the wild-type strain Sm1021. Root nodules produced by SmY containing a constitutively expressed Sm nifA gene were capable of fixing nitrogen, while nodules produced by SmY containing the EC nifA gene remained unable to fix nitrogen, as is the case for SmY itself. However, transfer of an additional Sm nifA gene into Sm1021 improved the nitrogen-fixing efficiency of root nodules to a greater extent than that observed upon transfer of the EC nifA gene into Sm1021. Comparative analysis of amino acid sequences between Sm NifA and EC NifA showed that the N-terminal domain was the least similar, but this domain is indispensable for complementation of the Fix-phenotype of SmY by Sm Ni     

植物微流芯片——一种实时定量监测生长发育的 高通量整合分析平台

生长发育是一个复杂的动态过程, 了解其发生细节是生命科学研究的重要内容。最新发展起来的微流芯片技术为实现这个目标提供了新的途径。动物及微生物中的应用表明, 该技术兼有实时定量监测和高通量整合处理的优势。在植物研究领域, 用针对根生长特点和要求设计的根微流芯片结合荧光共振能量转移探针已经成功地检测出拟南芥(Arabidopsis thaliana)根细胞内葡萄糖和游离的Ca²⁺、Zn²⁺的浓度。随着各种底物特异的荧光共振能量转移探针的开发和应用, 根微流芯片还可以用来检测植物细胞内激素或其它代谢中间产物的浓度及其动态变化过程。不仅如此, 以微流芯片为基础发展起来的Plant Chip和Tip Chip则为研究植物与微生物的相互作用以及植物花粉管极性生长和细胞分裂分化提供了理想的平台。作为了解遗传因素或环境刺激导致细胞生命活动变化细节的有力工具, 微流芯片技术有望为植物研究领域带来更多新的进展和突破。     

油菜素内酯生物合成途径的研究进展

油菜素内酯(BRs)在植物的生长发育过程中具有重要作用。该文首先综述了油菜素甾醇的结构及其生物合成途径的研究方法。之后, 介绍了其化学及生物活性的检测方法。最后, 详细介绍了BR生物合成的早期和晚期C-6氧化途径及早期C-22和C-23羟化与合成途径的调控, 并阐述了近年来植物油菜素内酯生物合成缺失突变体及其合成酶等方面的研究进 展。     

裸子植物传粉滴研究进展

传粉滴是裸子植物胚珠在传粉期所产生的一种分泌物, 在珠孔处聚集成液滴状。传粉滴的分泌和形成在裸子植物传粉、花粉萌发和受精等有性生殖过程中发挥重要作用。该文综合国内外裸子植物传粉滴的研究进展, 并结合作者近年来所取得的实验结果, 全面综述了传粉滴的产生、分泌规律、成分、收缩机制以及在有性生殖过程中的功能, 系统总结了传粉滴选择和识别花粉功能, 以及促进花粉萌发与花粉管生长和防御病菌侵染等方面的作用。此外, 文中还提出了传粉滴研究存在的一些问题, 并从生物化学和分子生物学层面进一步明确了传粉滴与花粉之间相互作用的分子机理。     

利用花粉管通道技术将外源银白杨DNA导入黑杨

黑杨派杨树具有速生丰产、实用性强和无性繁殖能力强等优点; 白杨派杨树则具有材质好和抗逆性强等优点。两个派间的许多经济性状优势互补, 因此黑杨派与白杨派杂交能够获得多优势性状聚合于一体的优良杂种无性系。但黑杨派与白杨派间杂交天然不育, 为了克服黑杨派与白杨派间的远缘杂交障碍, 利用花粉管通道技术将银白杨(Populus alba)总DNA导入辽宁杨(Populus × Liaoninggensis) × N001 (P. deltoids cv. ‘N001’)。获得的D1代植株通过形态学鉴定, 发现其中4株明显具有供体银白杨的表型特征。进一步对其进行AFLP分子鉴定, 最终确定此4株变异植株均为外源银白杨DNA的阳性转化植株。该研究初步建立了黑杨花粉管通道遗传转化体系, 确定外源DNA导入黑杨的最适时间为授粉后30-72小时, 适宜方法为不切柱头滴加导入法, 最佳浓度为200 μg·mL^-1。     

植物学实验教学中数字切片的应用

为了克服传统玻璃切片在植物学实验教学中的局限性, 利用全自动显微镜扫描系统将玻璃切片制作为数字切片, 建立数字切片库, 并与数码显微互动系统相结合, 应用于植物学实验教学中, 不仅有利于提高课堂教学的效率和质量, 而且有利于发展学生的自主学习能力和提高实验技能, 促进相关教学资源的分类管理和持续利用, 有效推动植物学实验教学的改革。以实验教学实践为例, 介绍数字切片的制作过程、应用和不足, 以期为更好地利用现代化手段改革传统教学技术和方法提供帮助。     

拟南芥双功能酶SAL1生物学功能的研究进展

拟南芥(Arabidopsis thaliana)中与盐(salt)胁迫相关的基因SAL1所编码的蛋白是一种同时具有3'(2'),5'-二磷酸核苷酸酶和多磷酸肌醇1-磷酸酶活性的双功能酶。双功能酶SAL1最初被认定为逆境胁迫和脱落酸(ABA)信号响应途径的负调控因子, 参与植物对逆境胁迫响应的调控。近年来, 利用正向遗传学突变体表型筛选的方法, 越来越多的研究表明SAL1有着广泛的生物学功能。该文综述了SAL1的结构、定位和功能的研究进展, 介绍了SAL1对植物形态发育、矿质营养代谢、逆境响应以及植物激素信号调节等产生的影响及相关机制, 并提出未来的研究方向。     

大庆新华湖藻类植物群落结构与环境因子的相关性

2014年5-10月对大庆新华湖藻类植物群落结构与环境因子的关系进行了初步研究, 为湖泊状况的动态监测提供基本数据。调查期间, 共发现藻类植物135种, 隶属5门63属, 其中硅藻门56种, 绿藻门49种, 蓝藻门15种, 裸藻门12种, 甲藻门3种。新华湖优势种共24种, 包括绿藻门14种, 蓝藻门6种, 硅藻门3种, 裸藻门1种, 且季节更替明显, 可以初步推断新华湖藻类植物群落组成为绿藻-硅藻型。新华湖藻类植物细胞丰度变化范围为37.57×10⁶-72.37×10⁶ cells·L^-1, 平均值为52.13×10⁶ cells·L^-1。多样性指数变化为: Simpson生态优势度指数(D)在0.642-0.928之间, Shannon-Weaver多样性指数(H')在1.698-3.1之间, Pielou均匀度指数(J)在0.324-0.561之间, 3种指数变化趋势一致, 均在秋季最高, 春季最低。研究表明, 水温、pH值、总磷、生化需氧量、溶解氧和水动力是影响新华湖藻类植物群落结构的主要因子。     

花青素代谢途径与植物颜色变异

花青素是种子植物呈色的重要色素, 由一系列结构基因编码的酶(CHS、CHI、F3H、F3'H、F3'5'H、DFR、ANS和3GT)催化而成, 随后经过各种修饰被转运至液泡等部位储存。各类器官中差异表达的MYB、bHLH和WDR三种调控因子通过形成MBW复合体直接正调控以上结构基因的表达。这个过程涉及的基因变异常会导致植物的各种颜色变异。在生活中人们广泛利用这些变异品种, 取其丰富色味。造成颜色变异的具体分子机制在很多情况下还不清楚, 但日益积累的个例研究为其中的规律性提供了基础数据。该文概述了花青素的合成、转运过程及其转录调控机制, 探讨了研究颜色变异品种的常用思路及方法。在总结近年工作的基础上, 对生活中常见蔬菜、水果和花卉的颜色变异品种的分子机制进行了综述。     

亚硝基化在植物细胞死亡及防御反应中的作用

亚硝基化是近年来新发现的不依赖于环磷酸鸟苷的一氧化氮信号转导途径, 是一氧化氮分子通过共价结合修饰靶蛋白的半胱氨酸残基从而改变其功能的过程。该文重点综述了近年来亚硝基化在细胞死亡和抗病反应这两个紧密关联的生物学过程中的最新研究成果, 总结了亚硝基化通过修饰和调控靶蛋白从而促进或抑制细胞死亡和抗病反应, 并对现有研究结果中某些不一致之处提出自己的观点。最后根据动物学领域的最新研究进展对植物学领域未来亚硝基化的研究方向进行了展望。