解密植物基因组功能的神探——小立碗藓

我们对植物界的认识是从大到小,由外入里。首先是肉眼欣赏到的青山绿水,艳丽的鲜花;发明了显微镜以后,我们可以看到根、茎、叶、花、果的组织和细胞;有了电子显微镜,进而可观察叶绿体、线粒体、核和膜结构;电泳技术的建立,使我们可以了解蛋白和核酸的片段组分;PCR技术的创建,使我们可以调出并检测基因;碱基序列测定方法改进后,     

核内再复制分子机制研究进展

核内再复制是指细胞没有经历有丝分裂而形成特殊的多倍体核的现象。这是由于细胞周期没有进入M期并多次重复进入S期所致,其主要特征是MPF失活及S期CDKs激酶活性呈周期性振荡。核内再复制现象普遍存在于动物和植物中,在高代谢活性组织的细胞及最终进行高度分化的细胞中最常见。对细胞迅速生长和增殖有着重要的意义。如何阻止细胞有丝分裂的进行,进而引发核内再复制的机制仍在研究中。本文对植物及哺乳动物细胞中核内再复制的产生、调控机制及体外诱导方式等进行了综合评述。     

胞外Ca2+信号——动植物中的第一信使

钙离子作为重要的胞内第二信使, 控制着许多细胞的功能, 人们对此已经研究得比较深入。然而最近发现的一些细胞表面胞外Ca²⁺探测器使我们想到是否在胞外环境中, 钙离子也具有信号分子的功能。钙离子传感器包括已经研究得比较清楚的胞外Ca²⁺敏感受体—最初从甲状旁腺分离的G-耦联蛋白受体(CaR), 另外, 还有其他受体、通道和膜蛋白也都对胞外[Ca²⁺]的变化很敏感。最近从拟南芥保卫细胞中克隆到一个胞外钙离子受体蛋白(CAS), 通过胞外钙离子的变化引起胞内钙离子信号。这些受体蛋白的克隆, 使人们确信Ca²⁺在细胞中可以发挥第一信使的功能。     

半夏茎尖培养及块茎的品质改良

离体培养半夏Ｐｉｎｅｌｌｉａ ｔｅｒｎａｔａ 茎尖获得小植株。用其叶柄作外植体在ＭＳ添加２,４－Ｄ 和ＫＴ的培养基上诱导出愈伤组织,继代培养中挑选出一种表面呈颗粒状、易分散、生长快的愈伤组织。在ＭＳ添加ＫＴ０．５ ｍ ｇ／Ｌ, ＮＡＡ ０．２ ｍ ｇ／Ｌ的培养基上,叶柄可直接分化形成小植株,愈伤组织通过形成小块茎的途径产生完整植株。块茎顶端芽分化过程中,先形成的叶原基或幼叶总是覆盖着后面的叶原基而出现一种依次叠套的特殊结构。液体浅层培养对试管苗的增殖速率比固体培养快１ 倍。叶柄和愈伤组织的小植株分化率均在７０％ 以上,移栽成活率为１００％ 。试管苗的块茎产量（鲜重）比对照（用小块茎繁殖）的净块茎产量（鲜重）高１０３％ 。试管苗块茎的总生物碱含量为０．３４４％ ,野生和人工栽培半夏块茎的总生物碱含量分别为０．２６４％ 和０．２０３％ 。     

Expression of. Arabidopsis tryptophan biosynthetic pathway genes: effect of the 5'' coding region of phosphoribosylanthranilate isomerase gene

There are three non-allelic isogenes encoding phosphoribosylanthranilate isomerase (PAI) in Arabidopsis thaliana. The expression plasmids were constructed by fusion of the GUS reporter gene to the three PAI promoters with or without the 5' region encoding PAI N-terminal polypeptides and transferred into Arabidopsis plants by Agrobacterium tumefaciens. Analysis of GUS activity revealed that the PAI 5' coding region was necessary for high expression of GUS activity. GUS activity in transgenic plants transformed with the expression plasmids containing the 5' coding region of PAI1 or PAI3 was 60—100-fold higher than that without the corresponding 5' region. However, the effect of 5' coding region of PAI2 gene on the GUS activity was very small (only about 1 time difference). The GUS histochemical staining showed a similar result as revealed by GUS activity assay. It was expressed in the mesophyll cells and guard cells, but not in the epidermic cells, indicating that the N-terminal polypeptides encoded by t     

拟南芥色氨酸生物合成途径中PAI基因编码区5'端序列对基因表达的影响

将3个非等位PAI基因的启动子与其编码区5'端序列及GUS报告基因拼接成表达质粒,并转化拟南芥.GUS活性分析表明,PAI基因编码区5'端序列对维持PAI启动子所驱动的GUS活性是必须的, 有无该序列对GUS活性影响极大,在PAI1和PAI3中相差60～100倍, PAI2中相差1倍左右.GUS组织化学定位有相似结果,具5'端序列时,PAI启动子所驱动的GUS在植株的不同组织器官中有不同程度的表达,在叶片的叶肉细胞、保卫细胞中表达, 但在无叶绿体的表皮细胞中不表达.因此认为PAI基因的5'端片段所编码的多肽确有PTP的功能,PAI基因产物主要在质体(叶绿体)中表现出活性.     

叶绿体增殖调控机制研究进展

叶绿体为内共生起源的细胞器。利用电镜观察发现叶绿体分裂时具有中央缢缩现象,并且缢缩过程中存在环状结构。在大肠杆菌中,FtsZ蛋白最早在分裂位点组成一个环状结构（Z-环,FtsZ protein ring）,其他分裂相关蛋白再与之结合,共同组成一个复杂的分裂装置,最终导致原核细胞分裂的完成。其分裂位点的选择受到min操纵子（包括MinC,MinD。MinE基因）的精细调控。叶绿体分裂的分子调控机制与原核细胞类似。原核起源与真核起源的分裂相关蛋白组成分裂复合体,确保叶绿体的正常分裂。     

高等植物质体的分裂

质体来源于早期具光合能力的原核生物与原始真核生物的内共生事件。原核起源的蛋白以及真核寄主起源的蛋白共同参与了质体的分裂过程。以原核生物的细胞分裂蛋白为蓝本, 近些年在植物中陆续鉴定出几种主要的原核生物细胞分裂蛋白的同源物, 如FtsZ、MinD和MinE蛋白。然而, 除此之外, 原核细胞大多数分裂相关因子在植物中找不到其同源物, 但却鉴定了许多真核寄主来源的分裂相关蛋白。当前研究的重点是剖析各种质体分裂蛋白协同作用的机制, 业已证明MinD和MinE的协同作用保证了FtsZ(Z)环的正确定位。尽管经典的FtsZ的抑制因子MinC在植物中不存在, 但实验表明ARC3在拟南芥中具有类似MinC的功能。ARC3蛋白与真核起源的蛋白如ARC5、ARTEMIS、FZL和PD环以及其它原核起源的蛋白如ARC6和GC1等共同构成了一个复杂的植物质体分裂调控系统。     

高等植物质体的分裂

质体来源于早期具光合能力的原核生物与原始真核生物的内共生事件。原核起源的蛋白以及真核寄主起源的蛋白共同参与了质体的分裂过程。以原核生物的细胞分裂蛋白为蓝本,近些年在植物中陆续鉴定出几种主要的原核生物细胞分裂蛋白的同源物,如FtsZ、MinD和MinE蛋白。然而,除此之外,原核细胞大多数分裂相关因子在植物中找不到其同源物,但却鉴定了许多真核寄主来源的分裂相关蛋白。当前研究的重点是剖析各种质体分裂蛋白协同作用的机制,业已证明MinD和Mine的协同作用保证了FtsZ（Z）环的正确定位。尽管经典的FtsZ的抑制因子MinC在植物中不存在,但实验表明ARC3在拟南芥中具有类似MinC的功能。ARC3蛋白与真核起源的蛋白如ARC5、ARTEMIS、FZL和PD环以及其它原核起源的蛋白如ARC6和GC1等共同构成了一个复杂的植物质体分裂调控系统。     

衣藻CrMinD基因的网上克隆及其进化分析

细菌细胞正常分裂时,在其中部形成介导细胞分裂的环状复合物结构。该环状复合物至少由10多种蛋白组成。其中,FtsZ蛋白最早在细胞中部组装成环状结构Z环,其他分裂相关蛋白再先后与Z环相结合,行使其分裂功能。Fts蛋白为原核细胞骨架蛋白,与真核生物的微管蛋白具有共同的进化祖先。在大肠杆菌细胞中共有三个潜在的细胞分裂位点,一在中部,另外两个分部在两极。正常情况下仅有中部的分裂位点得到应用。FtsZ环正确定位于细胞中部的潜在分裂位点与MinD蛋白密切相关。当minD基因突变时FtsZ蛋白则在细胞两极组装成Z环,最终导致细胞分裂异常,产生不含基因组的小细胞(Mincell)。