准喀尔盆地荒漠灌丛对融雪水空间分布的反馈初探

温带荒漠的积雪沿灌丛始融,并以灌丛为中心形成融雪漏斗,导致融雪水向灌丛基部汇集。观测资料表明：通过灌丛对融雪水分布的反馈,使灌丛周围的沙层含水量明显增加,为裸沙区的152.1一228.9%,从而提高融雪水的利用率并改善灌丛自身的供水条件,对荒漠植被的分布格局亦起一定影响。     

抱茎独行菜MUM4基因的克隆及分析

抱茎独行菜(Lepidium perfoliatum L.)为十字花科具典型粘液繁殖体植物,为探究该植物中种皮粘液质基因（MUCILAGE-MODIFIED4,MUM4,该基因在拟南芥中编码NDP-L-鼠李糖合成酶)的功能,通过生物信息学分析设计引物克隆得到抱茎独行菜MUM4基因,命名为LpMUM4。同源比对分析结果表明,LpMUM4与拟南芥AtMUM4基因具有很高的一致性。qRT-PCR结果表明,该基因在抱茎独行菜各组织中均有表达,在角果和根中的表达量最高,且其表达量随角果的发育表现出渐强的趋势。免疫组织化学定位分析表明,LpMUM4基因于角果发育的早期阶段在内珠被和外珠被都有表达,而在外珠被的表皮和亚表皮中表达量更高,至角果发育的最后阶段,其表达集中于表皮和亚表皮层,这可能与抱茎独行菜的外珠被发育成种皮及粘液质的生成有关。将LpMUM4基因转化拟南芥,该基因的过表达对位于粘液质合成途径中的上游基因AtTTG1具有显著的抑制作用。表型比对观察显示,转基因拟南芥与其野生型植株形态无显著差异,这可能是因为抱茎独行菜种皮的发育和粘液质的形成是一个多基因调控的复杂过程,某一基因的过表达或许不会引起明显的表型变化。     

北疆荒漠几种盐生(耐盐)植物抗逆附属结构的初步研究

利用石蜡切片、扫描电镜、临时装片等方法,对北疆荒漠的3种藜科植物—灰绿藜、费尔干猪毛菜、蒙古猪毛菜和1种菊科植物—花花柴的表皮附属结构进行了显微和超微观察研究。结果表明:(1)对四种植物的解剖结构观察显示,其叶片都含有角质层;气孔器下陷;茎中含有大量的维管束;多数种的细胞中含有簇状晶体结构;(2)四种植物表皮附属结构研究表明:花花柴表皮具有多细胞组成的盐腺和表皮毛结构;灰绿藜表皮有大量囊泡结构;蒙古猪毛菜叶表皮有短硬毛和乳突状结构;费尔干猪毛菜表皮具大量表皮毛,且表皮毛有节。上述结构和特征反映出不同植物对干旱、盐碱土生境适应的多样性,也为旱生和盐生植物的生理学研究提供了新的实验依据。     

抱茎独行菜种皮粘液质相关基因TTG1的克隆、表达分析及功能鉴定

抱茎独行菜（Lepidium perfoliatum L.）为十字花科具典型粘液质繁殖体植物,而TTG1基因（Transpa-rent testa glabra 1）所编码的蛋白是调控种皮细胞分化并影响粘液质释放的转录因子。目前关于TTG1基因在粘液质繁殖体植物中的研究报道较少,为探究TTG1基因在抱茎独行菜粘液质发育中的作用,本研究利用同源克隆技术获得抱茎独行菜TTG1基因cDNA开放阅读框（ORF）序列,命名为LpTTG1。序列分析表明,该基因ORF全长为1032 bp,编码343个氨基酸,含有WD40基序;qRT-PCR分析结果显示,该基因在抱茎独行菜各组织中均有表达,反映了该基因功能的多样性;免疫组织化学定位结果表明,LpTTG1在种子发育过程中内珠被和外珠被的表达水平变化与外珠被粘液质的合成过程相一致,推测该基因可能参与调控抱茎独行菜种皮的发育及粘液质的形成。将LpTTG1基因转化拟南芥,该基因的过量表达显著促进了粘液质合成途径下游基因AtMUM4在角果中的表达,表明该基因有可能参与粘液质合成途径调控,并促进下游产物MUM4的产生。然而,对LpTTG1转基因拟南芥与野生型植株表型的比较发现,两者种子形态及粘液质分泌与释放方式均无显著差异,这可能是因为抱茎独行菜种皮发育和粘液质形成是一个多基因调控的复杂过程,某一基因的过量表达也许不会引起明显的表型变化。     

藜钙依赖磷酸激酶基因CaCPK的克隆及胁迫表达

以耐盐植物藜(Chenopodium album)为材料,利用同源克隆技术获得了7个CDPK基因核心序列,并将其命名为CaCPK1–7。随后通过RACE技术成功获得CaCPK1–3的开放阅读框(ORF)序列,其ORF分别包含长度为1 632、1 704和1 590 bp的核苷酸序列。CaCPK1–3分别编码由543、567和529个氨基酸残基组成的钙依赖型蛋白激酶。定量PCR实验显示,CaCPK1–4受盐胁迫诱导明显上调表达,随胁迫时间增加不同基因呈现各异的表达规律。对CaCPK1–3在其它非生物胁迫下的表达分析显示,CaCPK1、CaCPK2和CaCPK3的表达均受外源ABA和H2O2的调控,H2O2合成抑制剂DPI和ABA合成抑制剂Na2WO4显著抑制300 mmol·L–1NaCl处理下CaCPK1、CaCPK2和CaCPK3的表达。研究结果为揭示藜在盐胁迫信号转导过程中CDPK基因家族的功能提供了理论依据。     

异子蓬PEPC基因原核表达及其重组菌在非生物胁迫下的耐受力解析

该研究在Escherichia coli Transetta（DE3）中表达了C₄盐生植物异子蓬的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因（PEPC）,并进行了酶学特性及非生物胁迫响应分析,以期初步阐明PEPC基因在非生物胁迫下的生物学功能,为异子蓬PEPC的非生物胁迫的抗性生理研究提供参考依据。基于5′-RACE技术获得异子蓬PEPC全长基因（GenBank登录号为KP985714）,构建了E.coli Transetta::pGEX-4T-1-PEPC重组菌株。通过分光光度法和酶联免疫吸附技术（ELISA）分别测定了PEPC重组蛋白的酶活和含量,并检测E.coli Transetta::pGEX-4T-1-PEPC重组菌株在非生物胁迫下的耐受性。生物信息学分析发现,该PEPC基因的cDNA全长为2 901 bp,编码966个氨基酸,与甜菜（Beta vulgaris）PEPC的氨基酸序列一致性达90%,具有PEPC的典型保守结构域（PEPcase）以及VlTAHPTQsiRR和VMIGYSDSgKDAG活性位点;PEPC蛋白属PEPC-1型的不含信号肽的非分泌型亲水蛋白。Western blot结果显示,融合GST的PEPC蛋白的分子量约130~140 kD;在37 ℃用0.8 mmol/L IPTG诱导E.coli Transetta::pGEX-4T-1-PEPC重组菌株显示出更高的PEPC酶活及含量,而且E.coli Transetta::pGEX-4T-1-PEPC重组菌在200~800 mmol/L NaCl、5%~20% 聚乙二醇（PEG） 6 000、25 ℃~52 ℃温度范围、50~400 μmol/L甲基紫精和pH 3.0~11.0的非生物胁迫下生长均明显优于对照。研究表明,异子蓬PEPC基因的表达提高了E.coli耐受非生物胁迫的能力。     

粘液繁殖体种子的粘液质形成、分泌及释放相关基因

种皮粘液质是在种皮外层细胞的高尔基体内产生并分泌到胞腔内或细胞壁层的一种果胶类多糖物质.当干燥种子遇水后,粘液质即刻被释放形成透明胶质并完全包被整个种子.粘液质对种子的扩散定居、种子萌发以及幼苗的存活和生长均具有重要作用.粘液质作为一种模型研究细胞壁的产生及其形成的分子机制已经成为植物种皮发育与环境变化相适应关系的研究...     

水浮莲无菌苗的获得及其培养体系的优化

为了有效地进行水浮莲（Pistia stratiotes）的基因工程改造,达到利用水浮莲进行污染水体的植物修复,本研究建立了水浮莲无菌苗培养体系。采用二次消毒法获得水浮莲的无菌苗,并研究了萘乙酸（NAA）、6-苄氨基嘌呤（6-BA）、蔗糖、pH值对其生长的影响,确立了水浮莲的优化培养体系为：1/2 MS＋6-BA 0.25mg/L＋NAA 0.3mg/L＋蔗糖20g/L,pH6.0。水浮莲在此培养基上可快速扩增和长期继代培养,无菌生长的水浮莲比温室中自然水浮莲的植株形态小,易于研究操作。     

新疆早春短命植物适应荒漠环境的机理研究进展

短命植物是生活于极端干旱自然环境,利用冬春雨雪水在春末夏初迅速完成生活周期,并以种子形式渡过不良环境的特殊生态类型,它们具有生长发育快、光合效率高、繁殖率和结实性极强的特点.本文从短命植物种子萌发机制、形态结构适应性、高光效结构特征、结实特性、生活周期的可塑适应性等方面,对新疆早春短命植物的相关研究进行综述,以阐释短命植物适应荒漠环境的特殊机制.     

短命植物东方旱麦草Rubisco大亚基基因(rbcL)的克隆及表达分析

利用PCR、DNA重组、原核与真核生物表达等技术从新疆短命植物东方旱麦草(Eremopyrum orientale)基因组中扩增出Rubisco大亚基基因rbcL(GenBank登录号为FJ346562),并构建了原核与真核表达载体pGEX4T-1-rbcL和pcDNA3-rbcL,随后分别在原核宿主BL21(DE3)和小鼠中进行了表达,并利用真核表达载体和纯化蛋白制备的抗体,对表达产物的特异性进行了Western印迹检测。结果表明:东方旱麦草的rbcL基因可读区包含1431 bp,与旱麦草rbcL基因的同源性达99.86%,推测编码476个氨基酸,分子量56 kD。该基因在BL21中以融合蛋白GST-RBCL形式表达并存在于包含体中,融合蛋白大小约为82 kD。RT-PCR检测到该基因在小鼠肝脏中的表达。利用真核表达载体与纯化融合蛋白进行联合免疫制备的RBCL抗体可与RBCL特异性地结合,这为短命植物东方旱麦草基因后续的免疫定位检测奠定了基础。