沙冬青属植物叶绿体基因组对比和系统发育分析

该研究以沙冬青和矮沙冬青叶绿体基因组为研究对象,比较分析其基因组结构和系统发育关系。结果显示: (1)沙冬青和矮沙冬青的叶绿体基因组具有典型的四段式结构,全长为153 935 bp和154 140 bp,其中大单拷贝区(LSC)分别为83 891 bp和84 126 bp,小单拷贝区(SSC)分别为18 022 bp和18 014 bp,以及长度各自为26 011 bp和26 000 bp的成对反向重复区(IRs);沙冬青和矮沙冬青均注释130个基因,包括85个蛋白编码基因(PCGs),37个转运RNA(tRNA)以及8个核糖体RNA(rRNA)。(2)沙冬青和矮沙冬青的叶绿体基因组中分别检测出26和15个回文重复序列,39和50个串联重复序列,23和34个散在重复序列。同时都鉴定出96个SSRs位点,包括74和73个单核苷酸重复,5和6个二核苷酸重复,以及各有17个复合SSR位点;边界分析显示两者IR区相似,但仍有一定差异。(3)通过近邻结合法(NJ)对沙冬青和矮沙冬青在内的17种蝶形花亚科以及2种云实亚科植物的叶绿体基因组构建的系统发育树显示,沙冬青和矮沙冬青以较高的支持率聚为一个独立分枝。该研究结果为沙冬青属的种间鉴别、SSR分子标记开发、保育工作、种群动态以及进一步研究坡塔里族的演化过程奠定了理论基础。     

异源表达蒙古沙冬青AmDREB1F基因提高转基因拟南芥的耐逆性

脱水应答元件结合蛋白 (Dehydration-responsive element binding proteins,DREBs) 是一类重要的植物耐逆相关转录因子。蒙古沙冬青Ammopiptanthus mongolicus是中国西北荒漠区特有的强耐逆常绿阔叶灌木。为探明其AmDREB1F基因在耐受非生物逆境中的功能和作用机理,文中对该基因编码蛋白的亚细胞定位、表达模式和转基因拟南芥的耐逆性进行了分析。结果表明：AmDREB1F编码的蛋白质定位于细胞核内;在室内培养幼苗中,该基因在正常条件下不表达,在低温和干旱胁迫下有较明显表达,在高盐和高温胁迫下仅有微弱表达,而在脱落酸 (Abscisic acid,ABA) 处理下不表达;在野外生长植株的叶片中,其表达量在秋末、冬季和早春远高于其他季节,而不同器官相比,其在根和未成熟果荚中的表达量远高于其他器官;将AmDREB1F在拟南芥中组成型表达可提高多个受DREBs调控的胁迫响应基因的转录水平,增强转基因株系对干旱、高盐和低温以及氧化胁迫的耐性,同时导致其生长发育延滞,外施赤霉素3可消除生长延滞现象;将该基因进行胁迫诱导表达也可提高转基因拟南芥对上述非生物胁迫的耐受性,而不影响其生长发育。这些结果说明AmDREB1F可能通过ABA非依赖的信号途径在响应和耐受逆境胁迫中起正调节作用。     

沙冬青AmLEA5基因的生物信息学分析及非生物胁迫下的表达模式

本文对用固相扣除杂交方法从低温驯化沙冬青克隆得到的AmLEA5基因进行分子特性和表达模式分析,生物信息学分析表明该基因编码一种第5族胚胎晚期发生丰富蛋白（LEA）。AmLEA5基因全长693 bp,含有1个297 bp的开放阅读框,编码98个氨基酸,预测AmLEA5的分子量为10.6 kDa,是一种亲水性蛋白,有多个磷酸化位点。密码子偏好性分析表明该基因略偏好于用A或T结尾的密码子。系统发生分析表明,AmLEA5蛋白与蒺藜苜蓿LEA（ACJ84182.1）亲缘关系最近。qRT-PCR结果显示AmLEA5的表达量在低温、干旱、盐和热胁迫条件下均有上调,尤其在低温胁迫后期富集量最高。亚细胞定位表明,用YFP标记的AmLEA5位于细胞质和细胞核内。一系列实验结果说明AmLEA5基因在沙冬青抵御非生物胁迫,尤其是在抵御低温胁迫机制中发挥重要作用。     

苦丁茶冬青及其近缘种叶表皮微形态特征与分类学意义

利用光学显微镜和扫描电镜对冬青属苦丁茶冬青(Ilex kudingcha C.J.T seng)与5个近缘种和一形态居间物种的叶表皮微形态特征进行了观察,结果显示:(1)7种冬青属苦丁茶植物的叶表皮微形态特征具有一定的相似性,如气孔器均位于下表皮,每种植物均有正常气孔器和大气孔器,气孔器类型均以环列型为主,其次为双环列型。(2)7种冬青属苦丁茶植物的差异性体现在叶表皮细胞的垂周壁形态和气孔外缘角质层纹饰等方面。(3)霍山冬青叶表皮微形态与华中枸骨存在着较大区别。(4)结合分子生物学证据与叶表皮特征,形态居间物种类型应为五棱苦丁茶的变种。研究认为叶表皮微形态特征具有种水平上的分类学意义,能够为苦丁茶冬青及其近缘种的划分提供可靠的依据。     

2个北美冬青新品种组培快繁高效再生技术体系的建立

以北美冬青(Ilex verticillata L.)“Red Sprite”和“Winter Gold”2个品种的幼嫩枝条为外植体,建立了2个新品种的高效组培再生技术体系,为北美冬青新品种苗木的推广提供技术支持。结果表明:腋芽诱导的最佳培养基为MS+1.0 mg·L^-16-苄氨基腺嘌呤(6-BA)+0.2 mg·L^-1萘乙酸(NAA),2个品种的诱导率都达到100%;最佳丛生芽增殖培养基为MS+0.1mg·L^-1 NAA+0.5mg·L^-16-BA+0.5 mg·L^-1氯吡苯脲(CPPU),其中品种“Red Sprite”的增殖系数达5.7,“Winter Gold”的增殖系数为4.5;最佳壮苗培养基为“Red Sprite”为MS+0.1 mg·L^-1NAA+0.5 mg·L^-16-BA+1.0 mg·L^-1噻苯隆(thifenolone,TDZ)+1.0 mg·L^-1赤霉素(GA),培养25天时苗高达6.8 cm,“Winter Gold”的为MS+0.1 mg·L^-1 NAA+0.5mg·L^-16-BA+0.05mg·L^-1 TDZ+1.0 mg·L^-1GA,25天时苗高达4.4 cm;最佳生根诱导培养基为1/2MS+0.4 mg·L^-1 NAA+0.4 mg·L^-1吲哚丁酸(IBA)+1.0 g·L^-1活性炭(AC),“Red Sprite”品种生根率达95.0%,“Winter Gold”的生根率达97.0%;最佳移栽基质为泥炭土∶珍珠岩=3∶2,“Red Sprite”成活率为95.7%,“Winter Gold”的96.8%。     

蒙古沙冬青总RNA提取与mRNA分离方法的研究

蒙古沙冬青是分布于我国西北荒漠区的常绿旱生阔叶灌木,因其富含多糖和多酚等次生代谢物质,用常规RNA提取方法难以从中获得高质量总RNA.本研究通过在热酚法的RNA提取液中加入高浓度的KAc和β巯基乙醇,从该植物的不同样品中提取到高质量总RNA,并用筛选到的合适试剂盒分离到高纯度的mRNA.所得到的总RNA和mRNA已被成功应用于基因克隆和SMART全长eDNA文库的构建.     

缩醛基毛冬青提取化合物R4对缺血缺氧心肌的保护作用

目的:研究缩醛基毛冬青提取化合物R4对缺血缺氧心肌的保护作用,以便为缩醛基毛冬青提取化合物R4的临床新用途提供实验依据。方法:采用小鼠常压耐缺氧实验、夹闭气管小鼠心电消失时间、垂体后叶素所致大鼠心肌缺血模型及大鼠冠脉结扎所致的心肌缺血模型,观察缩醛基毛冬青提取化合物R4对缺血缺氧心肌的保护作用。结果:缩醛基毛冬青提取化合物R4(1.0、2.0、4.0 mg/kg)均能显著延长小鼠常压耐缺氧条件下的存活时间,延长夹闭气管小鼠心电消失时间,缩醛基毛冬青提取化合物R4(0.75、1.5和3.0 mg/kg)能拮抗垂体后叶素引起的心电图变化,并能明显降低结扎冠脉所致大鼠的心肌梗塞范围。结论:缩醛基毛冬青提取化合物R4对缺血缺氧心肌具有明显保护作用,其效应与剂量呈相关性,其机制可能是通过扩张冠脉,增加心肌的供血供氧而发挥抗心肌缺血的作用。     

沙冬青逆境胁迫分子生物学研究进展

逆境胁迫是影响植物生长发育的重要因素,植物的抗逆机理是分子生物学研究的重要领域。随着分子生物学技术的发展,有关植物抗逆方面的研究已取得了很大的进展,初步揭示了植物应对逆境胁迫适应性的分子机理。沙冬青是我国温带荒漠地区惟一的常绿灌木,具有很强的抗逆性,是开展植物逆境胁迫研究和抗逆基因筛选的理想材料。本文综合论述了抗逆植物沙冬青的抗逆机理及逆境胁迫相关基因的分子生物学研究进展,为植物抗逆基因工程发掘更多的基因资源和抗旱植物的抗逆性研究提供思路。     

冬季沙冬青叶肉细胞液泡中泡状内含物的研究

用透射电镜观察了沙冬青叶肉细胞液泡中泡状内含物的形成。在早期,这种泡状内含物位于细胞质中,它由大小不等、形态各异的小泡组成,后经液泡膜内吞进入液泡。液泡中的泡状内含物主要位于两个正常叶绿体之间,附近的细胞质较多,内有丰富的内质网、高尔基体、质膜管状突起和由它们产生的小泡。也有一些液泡泡状内含物出现在解体叶绿体附近。前者主要来自内质网、高尔基体和质膜,后者则主要起源于解体的叶绿体。这种泡状内含物的形成可能与增强植物的抗冻性有关。